Luminiscencia: ¿Y eso qué es?

La luminiscencia es un fenómeno que ocurre en la naturaleza, pero también se puede provocar. Es el principio detrás de las luces LED, que son una alternativa sustentable contra el cambio climático.

Por: Laura Puentes

Foto: rovenimages.com en Pexels

Meses atrás, estaba viendo las noticias en la televisión mientras desayunaba. En una sección compartieron una serie de videos que grabaron diversas personas en los que se veía como el mar se tornaba de un color azul brillante. Esto llamó mucho la atención y algunos expertos comentaban que había sido un fenómeno de luminiscencia

La doctora Kora Lu Rojas, investigadora del Centro de Nanociencias y Nanotecnología, explicó esto durante la conferencia: “Luminiscencia: ¿Y eso qué es?”, presentada durante el Encuentro Nacional de Divulgación Científica. Este fenómeno ocurre cuando un sólido cristalino absorbe energía de alguna fuente de excitación y convierte parte de esa energía en radiación electromagnética. 

La luminiscencia es una forma de “luz fría” que no depende de las altas temperaturas de un material, sino que es provocada en condiciones de temperatura ambiente o baja.

Diferentes luminiscencias

Durante la charla que brindó la doctora Kora Lu Rojas mencionó que existen diversos tipos de luminiscencias, las cuales se obtienen de diversos procesos químicos, físicos o biológicos.  Estos son:

  • Electroluminiscencia: por voltaje eléctrico.
  • Catodoluminiscencia: por un haz de electrones energéticos.
  • Fotoluminiscencia: se origina por luz, como puede ser la luz ultravioleta.
  • Quimioluminiscencia: ocasionada por reacciones químicas o por organismos que producen luz de manera natural, dentro de esta rama está la bioluminiscencia, la cual se puede ver en el mar y es ocasionada por la luz que emiten organismos como las medusas o crustáceos.
  • Termoluminiscencia: por calentar algún material. 
  • Tribuluminiscencia: se observa cuando se aplica un esfuerzo mecánico. Por ejemplo, algunos expertos señalan que las luces que se pueden ver después de un terremoto son ocasionadas por el choque de las placas durante el movimiento. 
  • Fluorescencia: la emisión de luz se da mientras la fuente de excitación se encuentra activa. 
  • Fosforescencia: la emisión de luz perdura en el tiempo al apagar la fuente de excitación. (La única diferencia entre estas dos solo es el tiempo en el que se puede observar esa luz). 

¿Y cómo se obtiene la luz?

Para poder obtener luz se realiza un proceso que se le conoce como “red cristalina”, para lo cual se requiere de un material luminiscente, el sólido cristalino en el que ocurre la luminiscencia. 

La doctora Lu Rojas explica que existen diversos factores necesarios para que se lleve a cabo este proceso.

El primero es tener un activador, el cual es el responsable de la luminiscencia en el material.  Luego, se necesita de la energía de excitación, en este caso puede ser la luz de la lámpara o cualquier cosa que esté originando la luminiscencia.  Posteriormente lo que hace es absorberla y una vez que la absorbe, se libera energía como vibraciones de la red y fotones, que es la luz que podemos ver. 

Otra forma de obtener luz

Además de la manera antes mencionada de producir luz, la doctora Kora Lu Rojas explicó que otra  forma de producir luminiscencia es con un sensibilizador, que es el que ayuda al activador a producir la luminiscencia o a que se absorba de manera adecuada la energía de excitación. 

Si recuerdas tus clases de secundaria o prepa, en la tabla periódica tenemos una sección que son los lantánidos. “Cuando nosotros en el laboratorio sintetizamos o fabricamos un material luminiscente, utilizamos como materiales los lantánidos, son los que van a fungir como activador o sensibilizador”, dice Lu Rojas. 

Este tipo de elementos también son conocidos como “Tierras Raras”, porque son difíciles de obtener de manera pura en la naturaleza ya que se encuentran mezclados con algo más. 

Estos elementos son: Cerio (Ce), Praseodimio (Pr), Neodimio (Nd), Prometio (Pm), Samario (Sm), Europio (Eu), Gadolinio (Gd), Terbio (Tb), Disprosio (Dy), Holmio (Ho), Erbio (Er), Tulio (Tm), Iterbio (Yb) y Lutecio (Lu).

Pero… ¿para qué sirven los materiales luminiscentes? 

El material luminiscente ayuda a que nosotros observemos la emisión de luz. Esta la podemos ver aplicada en pantallas, iluminación, apuntadores láser, láser para cirugía oftalmológica, nanotermómetros, bioetiquetadores, centelladores y para reducir hiperpigmentación cutánea. 

Fundamentalmente los avances han beneficiado al área médica, sin embargo, se siguen haciendo investigaciones para lograr una mejor iluminación y sobre todo que se pueda generar menos consumo de energía para beneficiar al medio ambiente.

Apostar por el LED para luchar contra el cambio climático

En el mundo el 18.88 por ciento de la energía que se genera es electricidad, el 10.49 por ciento se obtiene del carbón y el 40.86 por ciento se crea a partir de derivados del petróleo y apenas el 0.5 por ciento viene de energías sustentables como el viento o el sol.

Sin embargo, Lu Rojas hizo un énfasis en disminuir el consumo de energía y como ayudaríamos a minimizar la emisión de dióxido de carbono. “Si nosotros comenzamos a disminuir el consumo de energía eléctrica, se puede empezar a disminuir emisiones de dióxido de carbono, que a la larga nos dañan a todos”. 

Las lámparas basadas en LED ya representan una alternativa a la iluminación convencional. Lo cual significa un gran cambio energético de los seres humanos. Hay enormes ventajas con el uso del LED, pues se genera bajo consumo de energía, son de alta eficiencia, el tiempo de vida es largo, son más durables, son menos tóxicos al no contener mercurio, son compactos y se pueden hacer diferentes formas de diseño.

La iluminación LED ya superó la eficacia luminosa de otras fuentes anteriores como la incandescente o la halógena, “y se espera que bajo un escenario de desarrollo sustentable esto vaya en aumento, así que apostémosle a los LED”, concluye la doctora Kora Lu Rojas. 

Referencia:

Conferencia: Luminiscencia: ¿Y eso qué es?