Faros LED, láser o xénon: estas son las tecnologías de iluminación para el coche y la normativa que deben cumplir
Los sistemas de iluminación del coche son imprescindibles para la seguridad del conductor. Los fabricantes de coches han ido modificando la tecnología de los faros y las luces de posición, pasando de las lámparas halógenas y el cristal a tecnologías más avanzadas como el LED o el láser. Pero pese a que los equipos de ingeniería cada vez tienen más herramientas a su alcance, la normativa de la carretera es muy estricta y estas luces deben seguir unos patrones concretos para no generar riesgos.
Vamos a explicar cómo han evolucionado los sistemas de iluminación en el coche, cuáles son las últimas tendencias del mercado y qué tipo de pruebas tienen que pasar los coches para que sus luces no distraigan al resto de conductores y cumplan la normativa. Según Carlos Elvira, responsable de iluminación de SEAT, «el 70% de la reglamentación en automoción toca la iluminación«. Un elevado porcentaje que pone de manifiesto la importancia de las luces a nivel de comodidad y seguridad, pero donde también tenemos un elemento de diseño que los fabricantes de coches utilizan para dar identidad a sus vehículos.
Las mejoras en los sistemas de iluminación no solo están enfocadas en conseguir más brillo, también se intenta innovar en aspectos como el diseño, los colores, el consumo de energía o la iluminación dinámica. Todos ellos factores que influyen al resto de conductores. Las luces del coche son un componente clave en la seguridad vial y en los últimos años estamos viendo surgir muchas tecnologías relacionadas.
Tecnologías que irán quedando atrás: de las lámparas halógenas al xénon
La mayoría de los coches disponen de lámparas halógenas en sus faros. Es el mecanismo más sencillo, con una bombilla en el interior cuyo filamento alcanza grandes temperaturas. Para cambiar la iluminación, los fabricantes de coches pasaron de un sistema de bombilla incandescente a uno con gas halógeno que desprende más luz con el mismo consumo. También se cambió el diseño del faro, pasando de reflectores metálicos y lentes de cristal al plástico, mucho más maleable.
El lado negativo es el mayor consumo energético y una iluminación más débil. Este último punto fue mejorando considerablemente a medida que la mayor capacidad de computación ha permitido generar formas ópticas del faro más eficientes. Pese a todo, a finales de los 90 la industria automovilística empezó a apostar por el xénon. Una solución que cada vez es más común pero que no ha logrado desbancar al sistema tradicional.
Esta situación puede que cambie con la entrada a partir del pasado 1 de septiembre de la nueva normativa de la Unión Europea en la que se prohíbe la fabricación de más bombillas halógenas. Tal y como nos explican nuestros compañeros de Motorpasión, las lámparas halógenas de los coches quedan exentas y podremos seguir comprándolas durante los siguientes cinco años. Una normativa que no tiene como objetivo eliminar de golpe las bombillas halógenas pero sí contribuir a la transición hacia las nuevas tecnologías de iluminación.
La principal diferencia con las luces de xénon es su iluminación, más blanca y con mayor haz luminoso. Este último punto es muy importante, sobre todo en conducción nocturna cuando un mayor campo de visión nos permite reaccionar antes a un eventual obstáculo. El funcionamiento de los faros de xénon es como un tubo fluorescente, un mecanismo más eficiente y duradero pero también con un coste más elevado, tanto en compra como en reparación.
Otro de los problemas de las luces de xénon es el deslumbramiento que provocan, por lo que siempre van acompañadas de un sistema de control de altura. En el caso del grupo Volkswagen tenemos el sistema Dynamic Light Assist, un sistema que se activa cuando vamos a más de 60km/h en oscuridad y automáticamente baja las luces para evitar deslumbrar a otros conductores que vienen en dirección contraria. Un mecanismo que funciona a través de una cámara ubicada en el interior del vehículo.
Adicionalmente, en situaciones de mucho frío como en la nieve, las lámparas de xenón deben ir junto a un lavafaros según normativa para limpiar la óptica. Esto es así porque no se genera calor hacia el exterior y la posible nieve acumulada no se derrite. Para paliar esta situación, que también se repite en los faros LED, los fabricantes de coches transmiten el calor generado hacia la parte delantera e intentan aprovechar las corrientes de aire para impedir que los faros se empañen.
Presente y futuro: faros LED y láser
Según el fabricante Philips Lumileds, el LED es unas 4 o 5 veces más caro que el halógeno. Pese a ello, fabricantes como Toyota, Nissan o SEAT están apostando por esta tecnología en sus modelos más avanzados. Se trata de una tecnología de iluminación con múltiples ventajas respecto a los sistemas anteriores. En primer lugar tenemos una vida útil muy superior, ofrecen un menor consumo y permiten a los desarrolladores implantar con más facilidad sistemas innovadores de iluminación.
En palabras de los ingenieros de SEAT, los usuarios prefieren faros con luz blanca, con una temperatura cercana a los 5500K que ofrecen los LED. En contraposición los halógenos están sobre los 3000K y el xénon en unos 4500K.
Una de las limitaciones es que con un solo LED no podríamos alcanzar la luminosidad deseada, por lo que se utilizan varios diodos. Esto no es un problema por sí mismo, ya que la vida útil de los LED es de unas 20-25.000 horas, en muchos casos mayor que la vida media del coche. Lo que ocurre es que muchos fabricantes conectan estos LED en serie, por lo que si falla uno obliga a cambiarlos todos.
Para ajustar la iluminación del faro a la carretera de una forma más precisa, algunos fabricantes están introduciendo los faros matrix-LED. Se trata de faros con obturadores electrónicos independientes y donde se pueden encender y apagar los distintos LEDs de forma dinámica.
Estos avances en los sistemas de iluminación está siendo acompañado de mejores sensores y sistemas de procesamiento de imagen capaces de reconocer al resto de vehículo e incluso señales. Unos sistemas que en combinación con tecnologías como los matrix-LED permiten ajustar mejor la luz del faro a la situación de la carretera.
Hemos comentado que los coches necesitan cámaras para detectar lo que ocurre en la carretera y precisamente serían estas uno de los factores limitantes de los sistemas de iluminación. Mientras que la mayoría de cámaras implantadas en los coches graban a unos 200 metros, ya existen sistemas de iluminación que alcanzan los 600 metros. Esta diferencia es la razón que en SEAT nos dan para justificar que todavía no hayan incorporado los faros láser en sus modelos. Una tecnología que el grupo BMW sí dispone.
Este último sistema de iluminación es muy novedoso pero también costoso. 11.570 euros en el caso del BMW i8. Entre las ventajas del láser tenemos un consumo de energía un 30% menor, un alcance más largo, una gran fiabilidad y una intensidad lumínica diez veces superior a la de las fuentes convencionales. Como alternativa, el grupo Volkswagen tiene en el horno un sistema de micropíxeles con hasta 30.000 puntos de luz. Un sistema de microlentes a medio camino entre el LED y el láser.
Ni letras, ni elementos que distraigan: el diseño de los faros está muy controlado
Desde Sernauto, la Asociación Española de Proveedores de Automoción, se inició una campaña a principios de año para avisar sobre la ilegalidad de una acción que estaban observando cada vez más frecuente. Pese a las ventajas de los faros de LED, está prohibido según la normativa instalarlos si el coche no estaba previamente diseñado para ellos. Lo mismo ocurre con las luces xénon y las halógenas. ¿Cuál es la razón? Principalmente porque los reflejos de los haces de luz no serían los adecuados y podríamos deslumbrar al resto de conductores.
Los diseñadores e ingenieros de los fabricantes de coche estudian al milímetro la forma de los faros y deben seguir normas muy concretas. Estos reglamentos están bajo la supervisión de la Comisión Económica para Europa (CEPE) y hay diferentes documentos tanto para el diseño de la iluminación general (nº48), para el LED (nº128) y los halógenos y xénon (nº ECE R37 y R99).
La normativa establece distancias, ángulos y posiciones concretas para cada tipo de luz del coche. El reglamento es prácticamente el mismo desde finales de los años 60, aunque diversas reglas se han vuelto de obligado cumplimiento con el paso del tiempo, como por ejemplo la presencia de la luces diurnas (DRL).
Ya en 1949, con la Convención de Ginebra sobre la Circulación por Carretera se establecieron unas pautas sobre la iluminación en los coches. Aspectos básicos como que cada vehículo a motor debe disponer de dos luces blancas o amarillas visibles a 100 metros en condiciones de buena luz o que a excepción de las luces de dirección no puede haber luces parpadeantes. Una normativa que puso las bases de lo que hoy es una legislación mucho más exhaustiva, donde hay estipulado desde la distancia, la altura y la anchura de cada faro.
La filosofía que siguen estas limitaciones en iluminación es la de evitar distracciones en la carretera. Los fabricantes querrían modificar el diseño de sus faros para por ejemplo poner una letra identificativa pero esto también está prohibido.
El criterio que sigue el reglamento CEPE para la homologación de vehículos es evitar todos los elementos de diseño que puedan crear distracciones al resto de conductores.
Philips ColoVision es una de las tecnologías que sí ha sido homologada. Se trata de un sistema para otorgar colores a los faros y cambiar la luz a tonos azul, verde, amarillo o morado. Esto a priori estaría prohibido, sin embargo lo que ocurre es que la luz proyectada sobre la carretera sigue siendo blanca y por tanto el resto de conductores no se ve afectado.
Otro novedoso sistema ha sido presentado este año durante el Salón de Ginebra. Se trata de la tecnología Digital Light que encontraremos en los sedanes Mercedes-Benz de gama alta. Estamos ante un sistema con más de un millón de microespejos capaz de enfocar la luz de manera muy precisa y mostrar mensajes y símbolos en la carretera. Unos faros inteligentes que permiten implantar advertencias gráficas en el suelo sin deslumbrar pero que está en proceso de revisión por las distintas legislaciones para comprobar su viabilidad y seguridad.
Pruebas y factores de iluminación que deben tener en cuenta los fabricantes de coches
Esta rigurosa legislación lleva a los fabricantes de coches a tener en cuenta centenares de aspectos a la hora de diseñar las luces. Desde la fábrica de Martorell de SEAT nos explican algunos de factores que han tenido que implementar en su último SUV, el Tarraco. Nos llama la atención por ejemplo las luces laterales en los retrovisores o cómo en la rejilla frontal se aprecia por el interior la luz de los faros. ¿Por qué ocurre esto? Básicamente porque la normativa exige que otro coche en una posición inclinada, entre las diez y menos cuarto del reloj, pueda ver los dos faros. Pero en el coche de la compañía española al estar más adentro el morro tapa la visión si hay mucha inclinación. Para que todo estuviera en regla, se tuvo que implementar esta solución a nivel de diseño. Es un pequeño ejemplo de cómo la normativa está muy presente a la hora de diseñar el coche.
El diseño de las luces del coche lleva unos tres años de trabajo y se realizan hasta 300 simulaciones por modelo, según nos cuenta SEAT. Para estudiar parámetros como el aspecto de la luz, la homogeneidad o el confort, primero se realiza una maqueta fotométrica que se utiliza para llevar a cabo toda una serie de pruebas en el túnel óptico, una sala a oscuras para probar la iluminación en condiciones nocturnas. También se analiza el calor generado por los LEDs en cámaras climáticas, donde se someten temperaturas extremas que van desde los -40ºC a los 70º.
Otra llamativa prueba es con los amortiguadores y el peso colocado en el coche. ¿En qué afecta esto a las luces? Básicamente en su ángulo efectivo. La normativa de nuevo establece que la luz de los faros no puede variar su inclinación más de un 1,5% por debajo y un 0,5% por lo alto. Y esto no siempre se cumpliría ya que en la frenada o con mucho peso el coche está más inclinado. Para solucionarlo algunos vehículos disponen de una centralita en la que se autoregula en tiempo real el faro en función de cómo se distribuya el peso. Una homologación que está muy controlada y es que incluso los supervisores de la seguridad vial acuden directamente a la fábrica del coche para trabajar conjuntamente en estos aspectos.
Estas normas ECE tienen carácter internacional aunque existen otras legislaciones como la de la SAE americana, con un control menos estricto en la iluminación delantera y reglas más centradas en las de posición. Las diferentes normativas son la razón que lleva a que los coches americanos sean diferentes a los chinos o a los europeos. Por ejemplo, en Europa las luces de direccionales son de color ámbar, mientras que en USA pueden ser también rojas.
No queda únicamente aquí, ya que Rusia o en gran parte de Latinoamérica también se aplican legislaciones diferentes. Esto lleva a que los faros y las luces, una de las señas de identidad más importantes del coche, vayan cambiando de un lugar a otro. En fabricantes que únicamente venden en un mercado esto no les afecta tanto, pero en modelos que se venden internacionalmente es fácil encontrar versiones distintas en función de mercado.
Los gobiernos tienen mucho que decir en cómo permiten que la tecnología avance, sea en este caso de los sistemas de iluminación para el coche y en otros terrenos. Algunos estándares como los Federal Motor Vehicle Safety Standards (FMVSS) de EEUU llevan años sin cambiar e impiden que proyectos como la Digital Light de Mercedes lleguen a la carretera. Por el contrario, la firma de tratados de libre comercio entre regiones como Europa, Vietnam o Japón está homogeneizando el diseño de los coches y por ende estas nuevas tecnologías de iluminación para el coche, en caso de ser homologadas, podrán ser utilizadas por más conductores.
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por
Enrique Pérez
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