Galio: ¿Héroe anónimo en la vida moderna?

Image: https://en.wikipedia.org/wiki/LED_lamp

Amigos,

Fuera de las paredes de Indium Corporation, es probable que pocas personas escuchen la palabra "galio" muy a menudo. Sin embargo, el galio es fundamental para la vida moderna al menos en una forma importante: la iluminación.

Desde hace mucho tiempo en la prehistoria hasta aproximadamente 1900 las personas vivieron en la oscuridad. La iluminación es probablemente el aspecto de la vida moderna que más damos por sentado. Recordé este hecho cuando miré la película El hombre que inventó la navidad. La película es un relato sobre Charles Dickens cuando escribía Un cuento de navidad. En una trama lateral de esta película, Dickens ayuda a uno de sus parientes que está escribiendo su propia novela. El familiar se queja de que Dickens no le está dando suficientes velas. Era difícil ser un escritor en la década de 1840 en Londres sin las velas adecuadas, especialmente en invierno, ya que la luz del día es muy corta. Cualquier forma de iluminación antes de 1900 era extremadamente costosa, un galón de aceite de ballena equivale aproximadamente a $250 en la moneda actual.

El desarrollo de la iluminación incandescente práctica de Edison en 1880 fue un gran avance que también promovió el desarrollo de una red eléctrica. A principios de la década de 1900, la iluminación eléctrica se estaba volviendo común y relativamente barata, sin embargo, solo alrededor del 3 al 5% de la energía consumida por una luz incandescente produce luz, el resto de la energía se desperdicia como calor. La iluminación fluorescente es mucho más eficiente, sin embargo, el campeón de la eficiencia es la iluminación LED. Para obtener la cantidad de luz de una luz incandescente de 40 vatios, una fluorescente compacta (CFL) necesita solo 11 vatios y una LED 7 vatios.  Una CFL dura aproximadamente 7 veces más que las 1200 horas de una incandescente, pero nuevamente el LED es el campeón con más de 25.000 horas. En muchos casos esto es literalmente una vida entera. Ni la CFL ni los primeros LED tenían una reproducción de color agradable, ambos con un tono azulado brillante intenso. Sin embargo, los avances recientes en los LED permiten que las bombillas tengan una reproducción cromática tan agradable como una bombilla incandescente. Consulte la Figura 1 para ver una comparación de los atributos de estos diferentes tipos de iluminación.

Figura 1. Un LED es la fuente más eficiente, duradera y efectiva en términos de costo.

La iluminación consume aproximadamente el 7% de toda la electricidad consumida en los EE. UU. Por lo tanto, a medida que los LED se vuelven más comunes, este 7% debe reducirse a un 3% o menos. El costo inicial de los LED sigue siendo bastante alto. Sin embargo, teniendo en cuenta su larga vida útil y su eficiencia energética, en general son la forma más barata de iluminación. Considerando todas estas ventajas, la bombilla de hoy y del futuro es el LED.

¿Dónde encaja el galio en esta historia de éxito? El material fundamental para las bombillas LED es el nitruro de galio. El nitruro de galio y su uso en los LED es un descubrimiento relativamente reciente a partir de la década de 1990. El galio tiene la propiedad interesante de que su temperatura de fusión es aproximadamente 86F. Así que se funde si lo sostienen en las manos.

Figura 2. El galio es un material de partida para el nitruro de galio utilizado en los LED.

Entonces, la próxima vez que encienda una lámpara con una bombilla LED, recuerde que, sin el galio o más específicamente el nitruro de galio, no existiría.

Saludos,

Dr. Ron