Todo fabricante de cuadros eléctricos conoce ese momento. Pasas junto a un armario que encargaste hace dos años y la mitad de las luces indicadoras de la puerta están apagadas. La máquina funciona bien. La lógica del PLC no se ha modificado. Pero las pequeñas ventanas verdes y ámbar en las que confían los operarios se han ido apagando silenciosamente, una tras otra.
¿Lo frustrante? Nueve de cada diez veces, el LED en sí no se ha estropeado. Los LED suelen durar 50 000 horas o más. Lo que falla es todo lo que rodea al LED: el circuito controlador, las uniones soldadas y la carcasa, que permite que se acumule calor hasta que el fósforo se degrada. En otras palabras, los fallos de las luces indicadoras suelen ser fallos de diseño, no fallos de los componentes.
Si alguna vez has tenido que explicar a un cliente por qué las luces de un cuadro que has montado se apagaron antes que las máquinas, este artículo es para ti. A continuación te explicamos qué es lo que realmente provoca que se fundan las luces indicadoras de un cuadro y cómo distinguir uno bien fabricado de uno de mala calidad antes de que acabe dentro de tu armario.
Modo de fallo 1: El circuito del controlador es el eslabón débil
Un LED no se puede conectar directamente a una red eléctrica de 220 V CA. Necesita un controlador que reduzca la tensión y limite la corriente, y el diseño de ese controlador determina prácticamente todo lo relacionado con la vida útil de la luz.
Existen tres enfoques, y no son iguales.
Circuito de caída de tensión con resistencias. La solución más barata posible: una resistencia disipa el exceso de tensión en forma de calor. Sencillo, sí. Pero en un circuito de CA, una simple resistencia de derivación desperdicia energía continuamente, se calienta dentro de una carcasa sellada y no ofrece prácticamente ninguna protección contra sobretensiones. En una línea con caídas y picos de tensión —lo que caracteriza a la mayoría de las redes industriales—, el LED sufre cada una de esas fluctuaciones. Las luces fabricadas de esta manera son las que se atenúan, parpadean y dejan de funcionar al cabo de uno o dos años.
Regulador de tensión capacitivo. Un condensador de película reduce la tensión sin apenas disipación de calor, por lo que las luces indicadoras de gama media utilizan esta topología. Si se instala correctamente, no se calienta y soporta bien un funcionamiento ininterrumpido de 24 horas. Si se fabrica de forma cutre —con un condensador de capacidad insuficiente o sin protección de entrada—, falla en cuanto se produce el primer transitorio de tensión significativo. Los condensadores también son sensibles a las altas temperaturas ambientales; en una carcasa caliente, su capacitancia varía y el brillo de la luz disminuye poco a poco.
Controladores de corriente constante regulados. La solución adecuada para las luces indicadoras de CA. La corriente del LED se mantiene estable en un amplio rango de entrada, por lo que el brillo se mantiene constante tanto si la tensión de red es de 85% como de 110% del valor nominal. La inmunidad frente a picos de tensión viene prácticamente de serie. Este es el diseño ideal para circuitos de CA de 110 V y 220 V, donde las perturbaciones en la red eléctrica son algo habitual en el día a día.
He aquí una prueba rápida que puedes hacer sobre la marcha: coge una luz indicadora de CA de buena calidad y otra barata tras diez minutos de funcionamiento. Si la barata está notablemente caliente en el bisel, su controlador está disipando energía en forma de calor —un calor que envejece el LED, el condensador y la carcasa de plástico, todo a la vez—.
Modo de fallo 2: Transitorios de tensión y picos inversos
La energía industrial no es limpia. Los contactores se activan y desactivan bruscamente, las cargas inductivas producen un contragolpe al desactivarse y, en la temporada de tormentas, las sobretensiones provocadas por los rayos se propagan por las líneas de entrada. Una luz indicadora conectada directamente a ambos polos de un arrancador de bomba lo detecta todo.
Un indicador LED resistente se encarga de ello en dos puntos. En la entrada, un conjunto de componentes con protección contra sobretensiones absorbe los transitorios breves. Dentro del circuito del LED, la protección contra la polaridad inversa es más importante de lo que la mayoría de los compradores creen: en un circuito de corriente continua mal cableado durante la puesta en marcha, una sola conexión invertida no debería suponer que la luz deje de funcionar. Los diseños de calidad incluyen un diodo antirretorno para que el LED resista los errores de instalación.
Por eso es tan importante adquirir los productos a un fabricante que realmente realice pruebas de picos de tensión. Dos lámparas pueden parecer idénticas en la ficha técnica —ambas indican 220 V CA y el mismo nivel de luminosidad— y, sin embargo, comportarse de forma totalmente diferente la primera vez que la bobina de un contactor de la casa de al lado sufra un contragolpe.
Modo de fallo n.º 3: El calor y la carcasa que lo retiene
Los LED no fallan de repente como los filamentos. Se van apagando poco a poco. La temperatura de la unión determina la velocidad de degradación: si se hace funcionar un LED a alta temperatura, su intensidad luminosa se reduce drásticamente años antes de lo previsto. Lo primero que se nota es la decoloración del fósforo: el verde intenso se vuelve pálido y el ámbar, turbio.
Hay tres detalles en el diseño que distinguen las luces de iluminación de las luces para cocinar:
- Trayectoria térmica. El calor del LED tiene que disiparse de alguna manera. Los conjuntos fijados con abrazaderas metálicas o correctamente encapsulados conducen el calor de la unión hacia el cuerpo; esto no ocurre en los diseños en los que el LED queda suspendido en una cámara de aire dentro de un plástico sellado.
- Calidad de los materiales. Los plásticos de las lentes que se amarillean y se agrietan con la radiación UV y el calor reducen la potencia lumínica, incluso cuando el LED funciona correctamente. Busca carcasas diseñadas para funcionar, como mínimo, entre -25 °C y +70 °C, lo que implica que el material se ha elegido deliberadamente.
- Sellar sin que se cocine demasiado. El sellado frontal IP65 impide la entrada de agua de lavado y de niebla de aceite, pero la parte trasera de la luminaria debe seguir soportando la temperatura real que hay en el interior de la carcasa. El objetivo es conseguir una luminaria que esté sellada por delante como un submarino y que sea térmicamente sensible por detrás.
Modo de fallo 4: Vibración y fatiga de los terminales
En los equipos móviles, las máquinas de moldeo por inyección y cualquier elemento instalado cerca de motores de gran tamaño, las vibraciones aflojan los tornillos de los terminales y provocan fatiga en las uniones soldadas. La luz deja de funcionar, el técnico la sustituye y todo el mundo culpa al LED, cuando en realidad el fallo se debió a una unión soldada agrietada por la flexión de la carcasa o a un terminal que nunca se mantuvo bien apretado.
Las medidas para evitarlo son aburridas, pero eficaces: una geometría adecuada de sujeción de los terminales, componentes internos fijados de forma que no puedan entrar en resonancia y una carcasa con la rigidez suficiente para que la placa de circuito impreso no se doble cada vez que alguien toque el cableado. Si tus paneles van a estar expuestos a entornos con vibraciones, pregunta al proveedor cómo están fijados internamente sus conjuntos indicadores. Si no saben responderte, ahí tienes la respuesta.
Qué hay que comprobar realmente antes de comprar
No te dejes engañar por el marketing con esta breve lista:
- Topología del controlador. En el caso de las luces de CA, insiste en un diseño regulado o capacitivo con protección contra sobretensiones, y no en un simple circuito reductor con resistencia.
- Rango de tensión nominal. Un indicador de CA de 220 V de calidad admite un amplio rango de tensión de entrada sin que se reduzca el brillo. Pregunta por el rango, no solo por el valor nominal.
- La afirmación sobre la vida útil de los LED en su contexto. 50 000 horas no significan nada sin un controlador y un diseño térmico que lo respalden. Pregunta qué es lo primero que falla en su diseño y a qué temperatura.
- Tipo de terminal y retención del par. Especialmente para instalaciones con vibraciones.
- Certificaciones. Como mínimo, la certificación CE para los paneles destinados a la exportación; comprueba que la certificación cubra realmente la lámpara, y no solo la familia a la que se asemeja.
- Coherencia en todo el panel. Las luces de un mismo fabricante, con ópticas a juego, aportan a la puerta un aspecto uniforme; una diferencia de luminosidad entre ventanas adyacentes se percibe como un defecto, aunque no lo sea.
Dónde encaja esto en el panel
Las luces indicadoras rara vez fallan por sí solas. Comparten el panel con los botones y los selectores que los operadores utilizan constantemente, y un panel que combina indicadores baratos con componentes de conmutación de calidad no hace más que concentrar los puntos de fallo en la parte visual. Por eso fabricamos nuestros luz indicadora redonda y plana para circuitos de CA a 220 V y el Versión de 380 V CA alrededor de circuitos controladores de LED protegidos con fijación estándar de 22 mm —el mismo recorte que el resto de los componentes de control—, por lo que nunca es necesario volver a taladrar al renovar la puerta.
En el caso de los paneles en los que la indicación y la conmutación están totalmente separadas, el Módulo indicador LED de 220 V y el Módulo indicador LED de 24 V abarcan las dos tensiones de control más habituales, incluidos los bucles de 24 V del lado del PLC, donde conviven los circuitos de los indicadores y de los pulsadores luminosos. Si estás cableando pulsadores luminosos en la misma puerta, la misma lógica de calidad de controlador se aplica a los Pulsador momentáneo iluminado 1NO1NC — El módulo LED que lleva en su interior funciona igual que una luz independiente.
La selección de tensión y la codificación por colores de la IEC constituyen un tema en sí mismo; ya hemos tratado la parte relativa a las normas en el Guía sobre el voltaje y el color de la luz piloto. Este artículo trata sobre la otra mitad: asegurarse de que la luz que has elegido siga encendida dentro de cinco años.
En resumen
Las luces indicadoras son los componentes más baratos del panel y, curiosamente, los más visibles. Cuando fallan, el panel parece estropeado aunque la máquina funcione correctamente. El fallo casi siempre se debe al diseño del controlador, a la gestión térmica o a la tolerancia a las vibraciones, aspectos que no se aprecian en una foto ni en una especificación de una sola línea.
Así que especifícalos como lo harías con un contactor: pregunta cómo está fabricado, no solo qué características afirma tener. Y si un proveedor no puede explicar la topología de su controlador LED en una sola frase, sigue preguntando… o busca uno que fabrique sus luminarias para que resistan las mismas condiciones ambientales que el resto del cuadro eléctrico.