El sistema de iluminación de un coche (y en general de cualquier vehículo que circule por una vía pública) es fundamental porque, como bien sabéis, nos permite ver y ser vistos. Aunque no nos demos cuenta, es un sistema más de seguridad (y no solo un conjunto de luces que nos permiten conducir de noche). Desde que el coche es coche ha ido evolucionando a la par que la tecnología disponible.
Estando garantizado ya el “ser vistos” (basta no estar a oscuras), este apartado ha evolucionado poco. La incorporación de las luces de posición diurnas podría considerarse la última iteración (ya son obligatorias en los coches que se fabriquen en Europa), así como la introducción de lámparas de menor consumo (los LEDs, por ejemplo, que en sí ya ni siquiera son lámparas como tal). Donde sí se ha visto un gran avance en los últimos 10 o 15 años es en el apartado de “ver” más y mejor.
Tipos de lámparas o emisores de luz
Son cuatro tipos las lámparas (coloquialmente bombillas) que hoy en día se montan en nuestros automóviles y no son precisamente modernas. Las lámparas incandescentes (o de incandescencia) tienen más de 130 años de antigüedad (aunque algo han evolucionado en este tiempo), mientras que los tan de moda LEDs tienen (quizás no os lo creáis) más de 80 años ya.
Incandescentes
En las lámparas incandescentes, al hacer pasar corriente eléctrica por un filamento metálico (hoy en día wolframio), que actúa como resistencia, este se pone al rojo y desprende luz (y calor). El filamento está encerrado en una ampolla de vidrio dentro de la que se ha hecho el vacío (o bien se ha rellenado con un gas noble, por ejemplo kriptón). Son las más ineficientes (o sea las que más consumen) y las que menos duran, por lo que pueden tener los días contados.
Halógenas
Lámparas halógenas: el principio es el mismo, solo que si en lugar de vacío se rellena la ampolla con un gas halógeno, el filamento dura más y desprende más luz (con el mismo consumo) y más blanca.
Como se alcanzan temperaturas más altas, la ampolla ya no es de vidrio de arena de sílice (el vidrio convencional) sino de vidrio de arena de cuarzo (y por esa razón, al colocarla, no se debe tocar con los dedos desnudos la ampolla de una bombilla halógena, ya que el pH ligeramente ácido de la piel (de la grasa y del sudor que puede desprender) daña ese tipo de vidrio.
Fueron el primer gran cambio en los faros de automóviles permitiendo tener más luz (y no hace tanto, unos 30 – 35 años aproximadamente).
Xenón
Lámparas de xenón (o HID, por High Intensity Discharge): también se conocen como lámparas de descarga de gas. Dentro de una ampolla de vidrio de cuarzo no tenemos un filamento, sino dos electrodos de tungsteno muy próximos, pero no en contacto. La ampolla está rellena de vapor de mercurio, sales metálicas y gas xenón. Al llegar corriente a uno de los electrodos, esta “salta” hasta el otro produciéndose un arco eléctrico que desprende gran cantidad de luz muy blanca (ligeramente azulada).
Aunque parezca mentira (ya que se necesita un impulso de alta tensión para el encendido), durante el funcionamiento consumen menos que las lámparas halógenas (en luz de cruce solo 35 W frente a 55 W en la halógena).
Este tipo de lámpara ha supuesto otro gran cambio en la iluminación del automóvil, pues todavía se tiene más luz, más homogénea y más blanca (la vista se cansa menos). Aunque a costa de un precio muy superior. Una lámpara halógena puede costar unos 12 a 18 euros por unidad, mientras que una lámpara de xenón puede costar unos 150 a 200 euros por unidad. Se supone que duran más horas. En principio se emplean en la luz de cruce (cortas), pero ya también en la luz de carretera (largas).
LED
Los diodos emisores de luz (LED), consisten, muy básicamente, en un material semiconductor encapsulado en una diminuta lente de plástico. Al hacer pasar corriente eléctrica a baja tensión a través del LED, este emite luz (no voy a hablar de electrones ni de fotones por simplicidad).
Son la gran apuesta de los últimos años. Sea por estética, o sea por su inferior consumo (muy útil por ejemplo en los coches eléctricos), cada vez se ven más coches con faros o pilotos de leds. En la luces de posición diurna se están imponiendo sin duda (porque tienen un brillo muy alto), pero también los vemos cada vez más en las luces de posición trasera, luces de freno o luces indicadoras de dirección (los intermitentes).
En faros de altas prestaciones se están empleando LEDs en la luz de cruce. El inconveniente de los faros de LEDs es que son considerablemente más caros (aunque también tienen una vida útil mucho mayor). Sin embargo, respecto al precio de un coche, tampoco supone un encarecimiento tan elevado.
Un ejemplo de coche compacto, razonablemente asequible, y además híbrido, que lleva luces de posición diurnas de LEDs de serie es el Toyota Auris HSD (del que os hemos hablado en detalle en Motorpasión Futuro). Entre los coches eléctricos que se venden en España, el Nissan LEAF lleva LEDs en sus pilotos posteriores, así como en la luz de posición delantera.
Diseño del faro, reflectores y proyectores
Hace años los faros eran translúcidos. El cristal de dispersión del mismo no permitía ver el interior. De hecho el cristal era el gran protagonista porque estaba tallado (o por economía moldeado) interiormente desde un punto de vista óptico (formando prismas horizontales), y se encargaba de distribuir el haz de luz.
Hoy en día hemos cambiado a cristales de dispersión transparentes (normalmente de policarbonato, y ojo, sensibles a la radiación UV, por lo que se deterioran si les da demasiado el sol). Así que para controlar la distribución del haz de luz generado por la lámpara, se confía en el diseño geométrico del reflector, ya sea parabólico o elíptico, o bien en una lente elipsoidal (en los faros de proyección, que consiguen aproximadamente un 10% más de luz).
Más visibilidad: faros antiniebla y lavafaros
Durante muchos años los conductores han querido más luz, y en diferentes circunstancias, así nacieron los faros y estrategias complementarias.
Los faros antiniebla se caracterizan por generar un haz de luz más corto y ancho, que se orienta hacia el suelo, intentando minimizar la dispersión de la luz que se produce al atravesar nubes de polvo, arena o humo y niebla. Atravesar la niebla (diminutas gotas de agua suspendidas en el aire) es muy difícil.
Los lavafaros fueron otra estrategia para tener más luz cuando las cosas se ponían complicadas. Desde luego no han tenido mucho éxito. Antiguamente consistían en un surtidor de agua y un limpiafaro de goma, hoy en día se han simplificado (y abaratado) con surtidores de agua a presión (que pueden ser fijos o escamoteables).
Luz adicional en giros
Las luces adicionales en giros son algo bastante reciente, de hecho aunque no tienen un elevado coste, no son muchos los coches que la traen como equipamiento de serie (aunque cada vez son más). Consiste en encender una luz adicional a la luz de cruce, en el lado hacia el que se está girando el volante, que ilumina no hacia delante, sino hacia el lateral.
Es muy sencillo, solo hay un captador de giro en la dirección, que acciona la luz a partir de un determinado ángulo de giro del volante. Hay una bombilla más, ya sea en el faro principal, o en el faro antiniebla (a veces los sistemas más sencillos no añaden ninguna lámpara más, y utilizan solo la propia del faro antiniebla, aunque no es lo ideal).
Esta luz suele funcionar solo a velocidades bajas (hasta 40 o 50 km/h aproximadamente, en algunos casos incluso hasta 70 km/h) y permite eliminar zonas en penumbra en los giros cerrados (por ejemplo en cruces), con un ángulo de 65 grados y hasta unos 30 m de alcance.
Encendido automático de las luces
Como el ser humano tiende a ser perezoso (o despistado) la cada vez mayor cantidad de electrónica en nuestros coches permite integrar un pequeño sensor de luminosidad en el parabrisas (normalmente en la parte alta, detrás del espejo retrovisor). Lo habitual es que este sensor sea un fotodiodo (de nuevo un diodo y un material semiconductor) que es excitado por la luz y genera cierta corriente eléctrica.
Cuando hay menos luz (se ha de ajustar un límite) la corriente disminuye o cesa, y entonces es cuando un pequeño microprocesador enciende las luces de cruce (y cuando vuelve a haber luz, las apaga).
Faros orientables
Ya hemos visto que hay luces adicionales para los giros, pero sirven de poco cuando estamos en carretera a velocidades medias o altas (más que nada porque son luces de poca potencia y alcance). Así que había que pensar algo para iluminar mejor las curvas, ya que el haz de luz se proyecta en línea recta hacia el exterior de la curva, dejando poco iluminado el interior de la misma.
La idea fue hacer girar el faro (o al menos una parte de él). Lo habitual es que la unidad de la luz de cruce, normalmente de tipo proyector con una lente elipsoidal (detrás de la que está la lámpara), sea lo que gira gracias a un pequeño motor eléctrico que gira un determinado número de grados según lo que se esté girando el volante.
El resultado es que el haz de luz del faro se orienta hacia la curva y gira con el coche. Lo habitual es que los faros giren entre 10 y 15 grados, con lo que se ganan unos 20 a 30 metros de iluminación de la calzada.
Faros adaptables automáticos
El sistema más sencillo comenzó con la regulación de la altura de la luz de cruce en los faros de xenón. Como este tipo de faros puede deslumbrar más a los conductores con los que nos crucemos, se impuso un sistema automático que corrigiera la altura instantáneamente para mantener siempre la altura óptima.
Mediante unos sensores en la suspensión (en el eje trasero y en el eje delantero), el microprocesador puede saber qué ángulo de cabeceo tiene el coche. Al acelerar (o al cargar mucho peso en el maletero) este es positivo (el haz de luz “se sube”) y al frenar el ángulo es negativo (el haz de luz “se baja”).
Así que de nuevo unos pequeños motores eléctricos corrigen ligeramente hacia abajo, o ligeramente hacia arriba el faro, para mantener la altura del haz de luz.
Otro sistema que se está implantando es el de luz de carretera (largas) automática. Sabiendo la velocidad a la que circula el coche (normalmente se ajusta a velocidades por encima de los 70 km/h), de nuevo un sensor de luminosidad permite saber al microprocesador si viene un vehículo en sentido contrario o si nos acaba de adelantar (detecta la luz de sus faros) y opta por quitar las luces largas automáticamente para no deslumbrarle. Cuando vuelve a haber oscuridad vuelve a poner las luces de carretera.
Lo último y más sofisticado es la adaptación de la luz de manera activa (o faros adaptativos), ya sea en varios niveles, ya sea de manera continua, combinando todos los sistemas que he explicado previamente. En este caso la unidad electrónica de control de la iluminación está permanentemente procesando los datos de velocidad, luminosidad, ángulo de giro del volante y ángulo de guiñada (de giro efectivo del vehículo).
Con estos datos se adaptan automáticamente las luces para tener la mejor iluminación posible. Si es en varios niveles, lo normal es tener luz de cruce (complementada con la luz de giro) y dos o tres niveles más en la luz de carretera, una para carreteras secundarias (hasta 90 km/h), en el que el haz de luz es más ancho, sobre todo hacia la izquierda, y otros dos para autopista, a partir de 90 km/h (aumentando la potencia de las lámparas de xenón para tener más intensidad luminosa y a partir de 110 km/h elevando algo el faro para tener más alcance.
Si el sistema es todavía más avanzado, entonces el cambio no es por niveles, sino de manera continua, adaptándose a la distancia que hay con los vehículos que nos preceden (medida por un radar), o con los vehículos con los que nos cruzamos, de nuevo variando la potencia de las lámparas o variando la altura del faro, de modo que el cono del faro finaliza siempre delante de los otros vehículos, sin que exista riesgo de deslumbramiento.
Para las luces largas además de variar con servomotores (pequeños motores eléctricos) la altura del faro, también se puede optar por emplear obturadores variables (que se accionan eléctricamente, según lo que considere el microprocesador), que tapan parcialmente (la parte de arriba) de la lámpara, para que el haz sea bajo, y pueden ir destapándola, ya sea de golpe (dos posiciones, corta/larga), ya sea progresivamente (variación continua), para que el haz sea también alto (y tener así la luz de carretera que puede llegar a alumbrar hasta 300 m por delante del coche).
Incluso la adaptabilidad casi total del faro puede utilizarse para mejorar las condiciones de visibilidad en caso de niebla, y complementar a los faros antiniebla específicos. El faro se orienta hacia abajo (hacia el suelo) y hacia afuera, para reducir los reflejos y aumentar la anchura del campo visual.
Sistemas de visión nocturna
Aunque no son un sistema de iluminación propiamente dicho, sí que permiten “ver más” durante la noche, así que he optado por hablar de ellos dentro de este artículo. La imagen “nocturna” obtenida puede proyectarse sobre el parabrisas, mediante un sistema HUD, o bien mostrarse en pantallas LCD u OLED a color, en la pantalla del sistema de navegación en la consola central, o incluso en una pantalla dentro de cuadro de instrumentos.
Para la visión nocturna se emplean cámaras de infrarrojos no refrigeradas (se pueden llamar también cámaras térmicas activas). Los faros principales incorporan un filtro de infrarrojos de modo que iluminan la carretera con luz ultravioleta. Una cámara de rayos infrarrojos monocular colocada en la parte alta del parabrisas (o a veces en el paragolpes o parrilla) se encarga de ver lo iluminado por esa luz (lo reflejado por el peatón, animal u objeto) y que el ojo no sería capaz de ver. Ya hay algún sistema que no requiere de la emisión previa.
La visión nocturna se puede mejorar con sistemas de reconocimiento de peatones (que alertan visualmente al conductor) y que realizan automáticamente destellos, o bien iluminan con una luz específica al peatón (por ejemplo BMW Dymanic Light Spot). El alcance de estos sistemas es de unos 80 m.
Los sistemas más avanzados de los que os he hablado suelen estar disponibles solo como opción en coches de gama alta (normalmente marcas premium, como Mercedes-Benz o BMW, entre otras). Algunas marcas generalistas como Opel, dan como opción en coches como el Astra (por unos 800 euros), un sistema de iluminación avanzado (llamado AFL) aunque no tan sofisticado como el de las marcas de gama alta.
Sin embargo, como ha pasado con otras tecnologías en el automóvil, es muy probable que con los años (10, 15, 20, ya veremos), se vayan generalizando en marcas y modelos más asequibles. Todo sea por la seguridad.
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