DISEÑO Y TECNOLOGÍA LED EN LA ILUMINACIÓN DE AUDI

Un pequeño punto en tu dedo, tan diminuto como un grano de arena. Eso es todo. Un profano sencillamente se apartaría sin prestar atención, pero causaría sensación a los más entendidos. Después de todo, una pequeña mota de este material utiliza la energía eléctrica para generar más luz blanca que cualquier otra fuente de luz convencional en el mundo. Un diodo emisor de luz, o LED, es un dispositivo semiconductor -con un tamaño de apenas un milímetro cuadrado- que puede presumir de unas sorprendentes propiedades físicas. Puede convertir la energía eléctrica directamente en luz con una eficiencia sin igual en lo que se refiere al consumo. Los actuales faros de xenón o con tecnología LED tienen una eficiencia energética cuatro veces superior a las de unos faros halógenos convencionales. Y para el año 2018, se espera que esta superioridad sea ocho veces mayor. Además, las luces de diodos LED suponen una ventaja en cuanto a vida útil, con una duración prácticamente indefinida, y a la hora de encenderse su tiempo de reacción es diez veces más rápido que el de las bombillas incandescentes tradicionales.

Esta historia de éxito tiene su origen hace cinco años en el Salón Internacional del Automóvil de Detroit, donde Audi presentó el prototipo Pikes Peak quattro. Este elegante SUV, inspiración para el actual Audi Q7, se convirtió en centro de atención con las primeras luces de niebla equipadas con diodos emisores de luz de alto rendimiento. Integrados en el dimensionado paragolpes en forma de sorprendentes bandas de luz, las luces de niebla causaron sensación no solo en el plano técnico. La tira luminosa también era agradable estéticamente, y se hizo muy popular entre el público.

Poco tiempo después, el Audi A8 de 12 cilindros se convirtió en el primer vehículo del mundo en producirse en serie con luces LED de marcha diurna. ¿Diodos de alto rendimiento como emisores de luz para los faros? Nadie lo había hecho antes. `Audi abrió nuevos caminos con la tecnología LED. Y aunque tenemos años de ventaja sobre nuestros competidores, este campo continua teniendo un gran potencial para nosotros. Nuestras investigaciones siguen el lema ya conocido en Audi “A la vanguardia de la técnica”, y nadie puede imaginar nuestros diseños sin él`, afirma el Dr. Wolfgang Huhn, responsable del departamento de luces y visibilidad en Audi.

Un campo sin precedentes en el diseño de vehículos

Las fuentes de luz pequeñas suponen una oportunidad espectacular para los diseñadores. Stefan Sielaff, responsable de diseño de Audi, explica: `los LEDs abren la puerta a posibilidades de diseño tanto del exterior como del interior nunca realizados antes`. Por ejemplo, es posible combinar un número determinado de diodos para crear diferentes formas, de lo cual en última instancia puede resultar una apariencia visual distintiva. Los pilotos posteriores del Audi A6 Avant son, probablemente, el ejemplo más representativo. Esta selección de diodos que emiten una luz de forma curvada se ha convertido en algo reconocible al instante, como las majestuosas luces LED de marcha diurna en el frontal del Audi A4.

Los grupos ópticos juegan un papel fundamental en el diseño de las luces de un vehículo. Un frontal atractivo con unas luces únicas en su género hacen que el vehículo, así como su personalidad y la marca, sean reconocibles de inmediato. Sielaff añade: `Las luces LED de marcha diurna personifican este hecho. Cada diseño es diferente, y a pesar de ello no hay duda de que cada vehículo es un Audi. Nuestras luces de marcha diurna consolidan la personalidad de los modelos de Audi sobre la carretera, y perfeccionan nuestro diseño progresivo y deportivo`.

Durante mucho tiempo, los conductores han sido capaces de distinguir un Audi aproximándose desde lejos. Pero las diferentes configuraciones de luces mediante LEDs permiten ahora distinguir entre diferentes modelos incluso en la oscuridad. Se puede diseñar una banda de luz para subrayar el carácter del vehículo, al igual que un lápiz de ojos realza un ojo. Esto altera de forma esencial el diseño de los modelos de Audi. `La configuración de luces de antaño “la parrilla del radiador junto con los grupos ópticos redondeados” recordaba a la cara de un simpático oso`, apunta André Georgi, jefe de diseño de sistemas de iluminación. Hoy en día: `La luz de marcha diurna de la serie A, por ejemplo, las que utilizan el A4 y el A5, ofrece una apariencia resuelta, elegante y dinámica. Las luces de los Audi Q5 y Q7 transmiten sensación de amplitud y poderío. Y los LEDs del R8 simbolizan el poderoso astado de un toro en plena embestida, repleto de vigor y orgullo`.

Hablando del Audi R8: este deportivo constituye la punta de lanza en la estrategia de iluminación de Audi, y ofrece de forma opcional los primeros grupos ópticos del mundo que utilizan LEDs para todas sus funciones. Además de la luz de marcha diurna, los intermitentes, así como las luces de carretera y cruce, utilizan la tecnología diodos emisores de luz. Los primeros grupos ópticos con tecnología total a base de diodos representan el triunfo de una idea de Audi. Huhn lo explica así: `Al principio, muchos interpretaron este desarrollo como un simple montaje de marketing. Pero cualquiera que haya visto estas luces en acción no sólo queda maravillado por su excelente rendimiento, sino también encantado con la homogénea distribución del haz de luz y su agradable color`.

La estrategia de Audi en materia de iluminación también se beneficia de algo diferente, llamémosle un fenómeno sicológico: `Para el ojo humano, una luz brillante creada por una fuente de luz pequeña y compacta resulta desagradable. La combinación de faros con luces de marcha diurna a base de LEDs amplían la fuente de luz, eliminando así esta molestia` explica Georgi.

Ideas y visiones de tecnología y diseño

De cualquier manera, la verdadera clave del éxito en Ingolstadt radica en la audacia a la hora de abrir nuevos caminos, junto con equipos de trabajo coordinados. `La extraordinaria cooperación entre diseño y tecnología en Audi es con toda probabilidad algo único en la industria del automóvil`, añade Georgi. El proceso de diseño se inicia desarrollando y definiendo el carácter del vehículo. Los diseñadores de luces y los ingenieros del departamento de desarrollo técnico juegan un papel fundamental en este proceso desde el pistoletazo de salida. Por ejemplo, uno de los ingenieros ¿apodado con gran acierto por sus colegas `El Puente`-, trabaja integrado de lleno en el departamento de diseño. Sin embargo, muchos de los componentes técnicos de relevancia en los grupos ópticos se diseñan en el departamento técnico. Esta compenetración asegura la transferencia de información entre los departamentos cada día.

De la misma manera que el exterior de un vehículo va tomando forma se definen las proporciones de los grupos ópticos y los pilotos. Georgi afirma: `Para nosotros, desarrollar un nuevo faro es un proceso verdaderamente intensivo: cada punto de vista, cada idea del centro de diseño o del departamento de tecnología vienen de la mano`.

Los diseñadores responsables de iluminación de Audi recurren al diseño industrial y a la arquitectura cuando necesitan inspiración para nuevas ideas. De hecho, cada vez más arquitectos integran LEDs de alta tecnología en sus planes a la hora de diseñar nuevos edificios, uniéndose así a la tendencia mundial hacia la utilización de una energía luminosa eficiente. Los expertos predicen que la tecnología LED y las fuentes de luz eficientes y libres de mantenimiento también serán la primera elección para la iluminación de interiores.

Pero volvamos de nuevo a las luces de los vehículos. Otra fuente de inspiración crucial para los diseñadores de Audi es la naturaleza. `La naturaleza nos muestra a menudo el camino, y nos permite aprender cómo se pueden ejecutar diferentes procesos de manera sencilla y efectiva`, explica el técnico en iluminación Georgi. El ejemplo más reciente son los pilotos posteriores que desarrollamos para el prototipo Audi S1 Sportback, recientemente presentado en el Salón del Automóvil de París. Los diseñadores de Audi se inspiraron en la estructura del ala de una libélula. El diseño de los grupos ópticos es una clara prueba de la relativa simplicidad requerida para construir una superficie grande, ligera y estable. Georgi afirma: `Con nuestro diseño biónico, transferimos esta concepción estructural a los pilotos posteriores del Audi A1, que necesitaban ser ligeros para integrarse en el portón`. Los faros de otro prototipo, el Audi Shooting Brake, son un ejemplo adicional de la presencia de la naturaleza en el diseño de Audi. Con reminiscencias de un pino por su forma de cono abierto, las parábolas de los reflectores se organizan según círculos concéntricos, aprovechando así la luz de cada diodo individual para crear un haz potente y consistente. Por otro lado, la forma de los faros centrales imita a la de un ramo de flores.

Más seguridad, menos consumo

Pero los LEDs son capaces de mucho más. Pueden incluso reducir el consumo de combustible del vehículo. Cuando la luz de marcha diurna sea obligatoria en la Unión Europea en mayo de 2011, los modelos de Audi dotados de tecnología de iluminación a base de diodos LED estarán por delante de sus rivales. Los conductores de muchos países europeos -como Italia, Dinamarca, Finlandia, Estonia y Suecia- ya están obligados a utilizar sus luces durante el día. Un vehículo con tecnología convencional consume 200 vatios -que el alternador debe generar constantemente- entre las luces de los faros delanteros, los pilotos posteriores y la iluminación de la placa de la matrícula. En comparación, las modernas luces de marcha diurna con LEDs del Audi A4 sólo necesitan 15 vatios, con la ventaja añadida de que resultan mucho más visibles para el resto de usuarios de la vía. En general, esto equivale a una disminución del consumo de cerca de 0,2 litros cada 100 kilómetros y 4 gramos menos de emisiones de CO2 por kilómetro.

Un ejemplo estadístico ilustra claramente el significado de estas cifras: gracias a esta nueva tecnología, los modelos de Audi con luz de marcha diurna a base de LEDs vendidos en 2008 consumirán -sólo durante su primer año en uso- ahorrarán cerca de 10 millones de litros de combustible y emitirán aproximadamente 25.000 metros cúbicos menos de CO2.

Argumentos como estos atraen cada vez a mayor número de compradores. Junto a su asombroso diseño, su increíble eficiencia energética es otra de las razones para optar por estas luces de alta tecnología. Es por ello que la mayoría de los clientes que compran un Audi A3 o un A4 piden como equipamiento las luces de marcha diurna con tecnología LED. Este éxito proporciona un sentido de validación para los ingenieros, diseñadores y técnicos de iluminación en Ingolstadt, pero también recuerda un duro trabajo. `Primero tuvimos que experimentar mucho antes de conseguir utilizar los diodos LED para conseguir las prestaciones lumínicas de un faro convencional`, explica Stephan Berlitz, jefe de tecnología luminosa y electrónica en Ingolstadt.

El descubrimiento de la luz digital

Berlitz rememora los viejos tiempos en voz alta: `Un día, un proveedor llamó para decirme que pronto estarían disponibles en el mercado diodos LEDs con 18 lúmenes por vatio. Ni que decir tiene que, inmediatamente, llamó mi atención.` Los lúmenes por vatio son la potencia de la luz: iluminan los ojos de los diseñadores de equipos de luces como las palabras potencia y par los de los expertos en motores. Por hacer una comparación, un faro con bombillas convencionales genera entre 20 y 25 lúmenes por vatio. Las modernas luces de xenón de un vehículo de pasajeros, por el contrario, ofrecen una eficiencia energética mucho mayor y generan 80 lúmenes por vatio.

Aunque los 18 lúmenes que generaban las primeras luces de LEDs en el prototipo Pikes Peak son ya algo del pasado, en su momento crearon un gran revuelo. La próxima generación de LEDs de luz blanca de alto rendimiento irrumpirán en el mercado el año que viene con unos sorprendentes 100 lúmenes por vatio, superando así por primera vez la eficiencia de los faros de xenón. Esto puede conducir a espectaculares desarrollos. `Los diodos emisores de luz son similares a los chips de los ordenadores. Cada dos años experimentan un incremento en su rendimiento que ronda el 30 por ciento`. Explica Berlitz, `y pronto seremos capaces de crear tanta luz con LEDs que serán posibles aplicaciones completamente nuevas`.

La luz digital, como Berlitz denomina a esta nueva tecnología, puede variar de forma precisa su brillo electrónicamente, y adaptarse a las necesidades del conductor. Los responsables de desarrollo en Audi están convencidos de que las futuras generaciones de faros serán sensibles y reaccionarán ante las condiciones climáticas, ante la velocidad del vehículo, con la distancia entre vehículos y ante objetos potencialmente peligrosos.

Iluminación inteligente para cada situación

Los diseñadores aprovechan la miniaturización de los LEDs para realizar nuevas ideas e incrementar la potencia de la luz: agrupan muchos diodos emisores de luz para crear módulos conocidos como retículas LED. Estas formaciones son extremadamente planas, muy compactas y requieren mucho menos espacio que las fuentes de iluminación convencionales, como los faros halógenos o los de xenón. Debido a ello, y gracias a los reflectores y a sofisticados sistemas electrónicos de control, es posible implementar funciones de iluminación muy complejas sin utilizar mucho espacio. La iluminación en curva, por ejemplo, tradicionalmente se ha venido realizando a través de complejos sistemas mecánicos.

Pero las previsiones de los responsables de desarrollo de Audi para las futuras generaciones de faros van todavía más allá. Huhn lo explica así: `Estamos trabajando para crear faros y pilotos inteligentes capaces de pensar y anticiparse con el objetivo de mejorar el confort y la seguridad.` Por ejemplo, ya existen sistemas de iluminación en fase de pre-serie que permitirán a los conductores conducir por la noche sin riesgo de deslumbrar a los vehículos que vienen de frente. Esto es posible gracias a una distribución variable de la luz: un sistema electrónico calcula continuamente la distancia con cualquier vehículo que se aproxime para asegurar que la carretera se ilumina de forma apropiada en cada momento sin causar molestias a los conductores que circulan en sentido contrario.

Junto a este éxito en el campo de la tecnología LED, Audi también persigue la mejora de las tecnologías actuales. La marca de los cuatro aros, por ejemplo, es la única en Europa que ya ha cambiado sus faros de xenón por una nueva generación libre de mercurio. `Nuestros ingenieros hacen todo lo que pueden para defender las ideas que protegen el medioambiente. Somos el único fabricante europeo que utiliza faros de xenón sin mercurio. Hasta hace poco, esto se consideraba completamente legal pero técnicamente imposible. Sin embargo, como continuación de nuestro logro, recientemente la UE ha prohibido la utilización de faros de xenón que contengan mercurio a partir de enero de 2012,` apunta Huhn. Los LEDs no contienen mercurio, y de esta manera contribuyen al problema de la conservación del medioambiente.

Hacia la luz individualizada

La tecnología LED también presenta nuevas oportunidades en la iluminación de interiores. Al igual que sucede con el interiorismo en arquitectura, es posible imaginar escenarios de iluminación con los que sería más fácil manejar el vehículo por la noche, hacer que un habitáculo se sienta considerablemente más habitable o simular una cierta atmósfera.

El paquete opcional de luz ambiental interior del Audi A8 simplemente alcanza un nivel superior. El verdadero ingenio del sistema de luz ambiente del A8 radica en las posibilidades de personalización de las luces interiores. El conductor puede atenuar la intensidad de la luz y configurar diferentes perfiles a través del MMI. Estos perfiles responden a determinadas situaciones de conducción ¿cuando el interior del vehículo recibe iluminación al circular en ciudad, por ejemplo, o cuando se hace de noche en vías rurales no iluminadas.

Cuando se trata de iluminar interiores, los diseñadores se encuentran con algunos límites. La seguridad y el confort son prioritarios. Berlitz explica: `Piense en una cabaña de montaña por la noche. Según estás atravesando una pradera alpina, descubres una cálida luz encendida a través de sus cristales. La luz provoca esa misma sensación acogedora que sientes cuando llegas a casa.` Queremos que los futuros modelos de Audi despierten esa misma sensación. Berlitz añade: `Sólo imagina: presionas un botón en el mando remoto y el vehículo entra en acción. Sus ¿ojos¿ despiertan y una luz que emana del interior del vehículo te invita como si dijera: ¡bienvenido a casa!

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