¿Qué son los faros láser? ¿De dónde viene esta tecnología?

Ver y ser visto en la carretea es fundamental tanto para tu seguridad como para la de aquellos que te rodean, ya sean otros vehículos o peatones. Casi la totalidad de la información que recibimos a la hora de conducir se capta a través de la vista. Por tanto, sin una correcta iluminación, aumentaremos el riesgo de accidente por mala visibilidad.

Contexto histórico: ¿Cómo hemos llegado a la iluminación actual?

A lo largo de la historia de la automoción, la tecnología de los faros de los vehículos ha evolucionado notoriamente. Cuando el coche aún se encontraba en una fase embrionaria, los primeros faros eran una herencia directa de los carruajes. Es decir, lámparas de aceite que funcionaban a base de candiles de petróleo con una mecha mojada en el mismo compuesto o en aceite. La luz se proyectaba a la carretera a través de un reflectante, pero era muy débil.

Posteriormente, a finales del siglo XIX y principios del XX, aparecieron las lámparas de carburo. Sobre un recipiente se colocaban piedras de carburo que, mediante un gotero de agua, generaba un gas que era trasladado por tuberías hacia el faro. La llama que emitía era más blanca y luminosa que las lámparas de aceite. Poco después surgieron las bombillas incandescentes. Gracias a una corriente eléctrica, el filamento de tungsteno producía suficiente luz para desplazar a las dos anteriores.

Estas últimas formaron parte de la industria automotriz hasta la década de los 60, cuando los primeros faros halógenos hicieron acto de presencia. Actualmente, continúan en uso, y es la tecnología más sencilla y económica de iluminación. Aparentemente, tienen gran similitud con las bombillas incandescentes. Pero en lugar de un filamento “envasado al vacío”, hay un gas inerte en el interior que permite multiplicar en consideración la capacidad lumínica, y la vida útil de la bombilla (cercana a 500 horas).

Sin embargo, a finales del siglo pasado aparecieron nuevos y más potentes sistemas de iluminación. En 1992, el BMW Serie 7 estrenó la primera generación de faros de xenón. Su tono blanquecino/azulado se asemeja más a la luz del día, y reduce el cansancio y la fatiga ocular en comparación con las lámparas halógenas. Siete años después evolucionaron a faros bi-xenón, consiguiendo la misma intensidad en las luces de cruce y carretera evitando así deslumbrar a los conductores que circulan en sentido contrario a nuestra marcha.

Estas bombillas no disponen de un filamento interno al igual que las anteriores, sino de una pareja de electrodos que generan electricidad. Estos calientan el gas xenón de una forma similar a los tubos fluorescentes convencionales. Dada la intensidad del haz de luz y que no generan calor hacia el exterior, los faros de xenón van obligatoriamente acompañados de un sistema de control de altura y lavafaros. Consumen menos y proporcionan hasta el triple de potencia lumínica que las halógenas.

Aunque los faros de xenón son más caros, su vida útil también puede llegar a ser casi tres veces superior. Pero en los últimos años hemos visto el auge de la tecnología LED (Light Emitting Diode – diodos emisores de luz), más sencilla, más eficiente con el consumo energético, más económica y más “moldeable” para los diseñadores en su integración en los grupos ópticos. Su vida útil puede superar las 20.000 horas, y despliegan su máxima capacidad desde, prácticamente, el primer momento que reciben energía.

También emiten la luz más blanca, con una temperatura cercana a los 5.500 K en contraposición de los 3.000 y 4.500 K que ofrecen las bombillas halógenas y de xenón, respectivamente. En adición, la iluminación LED permite a los fabricantes de coches ajustar con mayor precisión la luminosidad de los pilotos. Al estar compuestos por varios módulos matriciales, los diodos pueden calibrarse para iluminar zonas concretas y adaptarse a las condiciones de la vía.

Pero el ser humano evoluciona, al igual que los sistemas de iluminación. Apenas una década después del aterrizaje de la tecnología LED, siendo el Lexus LS 600h y el Audi R8 en 2008 los primeros en ofrecerlos, ha aparecido la tecnología láser. Desde 2014, tanto BMW como Mercedes-Benz y Audi se han encontrado sumergidas en una batalla por ver quien lanzaba antes en un coche de producción un faro con láser. BMW se llevó finalmente el gato al agua.

¿Qué es un faro láser? ¿Cómo funciona?

El trío alemán siempre ha sido pionero a la hora de desarrollar nuevas tecnologías. Audi lo montó por primera vez en el R18 e-tron quattro del Campeonato Mundial de Resistencia (WEC) para la edición número 82 de las 24 Horas de Le Mans. Poco después de haber vencido en la cita francesa, la firma de los cuatro aros lanzó 99 unidades del R8 LMX, el “primer” coche de producción en equipar faros láser, de no ser por su compatriota BMW con el i8.

Al fin y al cabo, un faro láser está compuesto por pequeños diodos LED (hasta 10 veces más pequeños que los diodos convencionales) capaces de entregar un flujo luminoso casi puntiforme de unas pocas milésimas de milímetro. A día de hoy, la luz láser ya posee el cuádruple de brillo que la tecnología LED estándar. Pueden llegar a iluminar hasta 600 metros de distancia (las halógenas apenas alcanzan 100 metros) consumiendo un 30% menos frente al LED y han demostrado una extensa vida útil y fiabilidad, incluso en condiciones extremas.

Al igual que ocurre con los faros de xenón, la tecnología láser no emite calor. Su haz de luz es concentrado a través de unas lentes especiales, convirtiendo antes parte de la corriente eléctrica que circula por ellos. Sin embargo, la única diferencia perceptible en la entrega de luz frente a los diodos convencionales es su propagación casi en línea recta, porque tanto los faros láser como LED comparten la longitud de onda: son de un solo color. Y de una tonalidad muy exacta, ya que está integrada por fotones idénticos.

Los diodos láser emiten una luz monocromática con una longitud de onda de 450 nm que el ojo humano percibe como azul; una luz que no sería adecuada para los vehículos. Es preciso el uso de luz blanca, preferiblemente con una temperatura del color de aproximadamente 5.500 K, recibida por el ojo humano de forma más agradable al parecer más “natural”. Pero del faro no sale nada más que luz blanca, y el láser nunca llega a ser visible. Antes que el rayo láser llegue al faro, atraviesa una placa cerámica refrigerada y alimentada con fósforo para dar dicha luz.

Gracias a las ventajas que ofrece un sistema de iluminación tan potente y a la vez tan minimalista, los ingenieros pueden poner todo su quehacer para mejorar la eficiencia de estos en carretera y los diseñadores jugar más libremente con las formas. Además, los fabricantes disponen a sus coches de cámaras y sensores para adaptar el haz de luz en función de los demás vehículos, las condiciones climáticas o la luminosidad del ambiente. Con esta tecnología ya no es necesario andar cambiando entre luces largas y de cruce.

Por contra, esta tecnología aún es demasiado costosa –a pesar de que los costes se irán reduciendo con el tiempo–. Y, a pesar de que cada diodo puede ser reemplazado independientemente, la industria automotriz ofrece todo el conjunto en un mismo paquete y, de estropearse, el grupo óptico tendrá que ser sustituido al completo. No es aconsejable la manipulación de estos elementos, ya que un láser de 1,6 vatios puede atravesar una carcasa de CD en unos cinco segundos.