{"id":113815,"date":"2013-04-12T15:48:16","date_gmt":"2013-04-12T18:48:16","guid":{"rendered":"http:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/?p=113815"},"modified":"2013-06-11T16:16:12","modified_gmt":"2013-06-11T19:16:12","slug":"la-revolucion-de-los-leds-2","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/la-revolucion-de-los-leds-2\/","title":{"rendered":"La revoluci\u00f3n de los LEDs"},"content":{"rendered":"

Publicado en septiembre de 2007<\/em><\/p>\n

\"El

EDUARDO CESAR<\/span>El retrofit reemplaza a las l\u00e1mparas de los sem\u00e1foros tradicionales y reduce el costo de mantenimientoEDUARDO CESAR<\/span><\/p><\/div>\n

Investigadores del Centro de Investigaci\u00f3n en \u00d3ptica y Fot\u00f3nica de la ciudad paulista de S\u00e3o Carlos (Cepof), dependiente de la Universidad de S\u00e3o Paulo (USP), han desarrollado una nueva concepci\u00f3n de sem\u00e1foro con un dise\u00f1o innovador, m\u00e1s liviano y compacto, que en lugar de las tradicionales l\u00e1mparas incandescentes posee diodos emisores de luz de alto brillo como fuente luminosa: son los llamados LEDs. Estos nuevos artefactos tienen un formato plano, con un espesor de menos de dos cent\u00edmetros, y su instalaci\u00f3n es sumamente sencilla. Otras ventajas de los mismos son su bajo consumo de energ\u00eda, un 15% inferior a los de los aparatos tradicionales, y el hecho de que permanezcan en funcionamiento aun en caso de cortes de energ\u00eda en la zona donde est\u00e9n instalados. Esto sucede porque operan acoplados a un juego de bater\u00edas compactas que les otorgan una autonom\u00eda de una hora y media en caso de apag\u00f3n.<\/p>\n

\u201cEs una tecnolog\u00eda m\u00e1s barata que la convencional, m\u00e1s econ\u00f3mica en t\u00e9rminos de consumo energ\u00e9tico y de bajo costo de mantenimiento\u201d, afirma Vanderlei Salvador Bagnato, profesor del Instituto de F\u00edsica de la USP de S\u00e3o Carlos y coordinador del Cepof. Estos sem\u00e1foros emplean cuatro emisores LEDs y un dise\u00f1o que aprovecha toda la refracci\u00f3n de la luz.\u201cHemos registrado una patente del aparato completo y, por lo que sabemos, ning\u00fan otro grupo de Brasil o del exterior est\u00e1 fabricando sem\u00e1foros como el nuestro.\u201d<\/p>\n

Denominado blackout, en una referencia al hecho de que no se apaga cuando falta energ\u00eda, este aparato utiliza cuatro LEDs, de la sigla en ingl\u00e9s de light emitting diode, de alto brillo en cada reflector (rojo, amarillo y verde).Una lente pl\u00e1stica con un dise\u00f1o \u00f3ptico especial distribuye la luz y emite el efecto luminoso deseado. Seg\u00fan Bagnato, una de las mayores ventajas de esta nueva tecnolog\u00eda es la seguridad que aportar\u00e1 al sistema vial de las ciudades.\u201cDisminuir\u00e1 notablemente la probabilidad de accidentes y trastornos de tr\u00e1nsito ocasionados por peque\u00f1os apagones, principalmente en las grandes ciudades como S\u00e3o Paulo, donde el flujo de veh\u00edculos es intenso\u201d, afirma. El producto se encuentra en fase final de acabado y el grupo de la USP ya hace contactos con empresas que operan en el sector de se\u00f1alizaci\u00f3n de tr\u00e1nsito para negociar la transferencia de la tecnolog\u00eda.<\/p>\n

El sem\u00e1foro blackout es tan s\u00f3lo una de las aplicaciones del equipo que conduce Bagnato, basadas en la tecnolog\u00eda de LEDs. Este grupo, compuesto por 70 investigadores fijos y otros 50 colaboradores o asociados, en los \u00faltimos a\u00f1os viene investigando y desarrollando una serie de otros artefactos que utilizan esta fuente luminosa, descubierta en la d\u00e9cada de 1960 (lea en el recuadro).\u201cEl proceso de producci\u00f3n de luz en los LEDs es mucho m\u00e1s eficiente que en las l\u00e1mparas comunes, y hasta un 80% de la energ\u00eda el\u00e9ctrica empleada se convierte en energ\u00eda luminosa. Esto representa una inversi\u00f3n en la eficiencia de la producci\u00f3n de luz, pues el \u00edndice de conversi\u00f3n de las l\u00e1mparas incandescentes es de tan s\u00f3lo un 20%\u201d, explica Bagnato.\u201cHace mucho tiempo que los LEDs dejaron de ser simplemente aquellas peque\u00f1as lucecitas indicadoras de los tableros de frente de los equipos de sonido,normalmente rojas o verdes, y otros de equipamientos electr\u00f3nicos, para ser una fuente efectiva de iluminaci\u00f3n.\u201d<\/p>\n

Una sustituci\u00f3n ventajosa<\/strong>
\nOtro aplicativo en el sector de se\u00f1alizaci\u00f3n vial desarrollado en el Cepof de S\u00e3o Carlos, que es uno de los once Centros de Investigaci\u00f3n, Innovaci\u00f3n y Difusi\u00f3n (Cepid, sigla en portugu\u00e9s) financiados por la FAPESP, es un sistema llamado retrofit, que emplea seis o siete LEDs y fue creado para sustituir solamente a las l\u00e1mparas incandescentes que se emplean en los sem\u00e1foros tradicionales. Al contrario del sem\u00e1foro blackout, en el cual los LEDs est\u00e1n integrados a los lentes reflectores, el retrofit tiene un formato parecido al de una l\u00e1mpara com\u00fan y cuenta con un portal\u00e1mpara de rosca, lo que permite la f\u00e1cil sustituci\u00f3n de las luces convencionales. Esta tecnolog\u00eda se le transfiri\u00f3 a la empresa Meng Engenharia, de S\u00e3o Paulo, y se encuentra a la venta desde noviembre de 2005. \u201cYa hemos comercializado alrededor de 15 mil l\u00e1mparas, que se instalaron en sem\u00e1foros de S\u00e3o Paulo y de la localidad de Guarulhos\u201d, dice Alberto Monteiro, due\u00f1o de Meng. La empresa se especializa en la fabricaci\u00f3n de dispositivos para el sector de se\u00f1alizaci\u00f3n urbana e industrial de carreteras.<\/p>\n

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EDUARDO CESAR<\/span>LEDs auxiliares para la iluminaci\u00f3n de quir\u00f3fanosEDUARDO CESAR<\/span><\/p><\/div>\n

\u201cLa utilizaci\u00f3n en sem\u00e1foros de la l\u00e1mpara a base de LED aporta una serie de ventajas,porque es m\u00e1s econ\u00f3mica, segura y eficaz, adem\u00e1s de iluminar mejor. Y eso sin contar que el retrofit tiene una gran vida \u00fatil, con lo cual reduce el costo de mantenimiento de los sem\u00e1foros hasta en un 80% y la frecuencia del cambio de l\u00e1mparas. En los aparatos convencionales, los cambios tienen lugar unas cuatro veces al a\u00f1o, en el caso de las verdes y las rojas que permanecen m\u00e1s tiempo encendidas, y dos veces en el de las amarillas. El costo de las mismas var\u00eda de 4,00 a 8,00 reales, para un total apr\u00f3ximado de 60,00 reales anuales adem\u00e1s de los gastos con el mantenimiento y el cambio. Con el retrofit, basta con una visita anual solamente para hacer una inspecci\u00f3n porque cada uno dura entre tres y cinco a\u00f1os\u201d, destaca Monteiro. Cada retrofit creacuesta unos 500,00 reales, lo que dar\u00eda en total 1.500,00 reales, que, divididos por cuatro a\u00f1os (en promedio), representar\u00edan 375,00 reales por a\u00f1o.\u201cCon la reducci\u00f3n de las visitas al sem\u00e1foro y del costo de mantenimiento, la instalaci\u00f3n de los LEDs tiene un tiempo de recuperaci\u00f3n de la inversi\u00f3n de alrededor de un a\u00f1o y medio\u201d, dice Monteiro.<\/p>\n

La eficiencia luminosa y la larga durabilidad de m\u00e1s de 50 mil horas \u201350 veces mayor que la de las l\u00e1mparas convencionales, constituyen dos importantes diferencias de los LEDs, que tienen adem\u00e1s otra ventaja comparativa: su bajo impacto ambiental en lo que ata\u00f1e a su proceso productivo. Las l\u00e1mparas fluorescentes, siempre recordadas como una alternativa m\u00e1s econ\u00f3mica que las incandescentes, utilizan mercurio en su composici\u00f3n, una sustancia altamente t\u00f3xica.\u201cEstos factores han llevado a un crecimiento explosivo de las investigaciones en los \u00faltimos cinco a\u00f1os, y diversas empresas est\u00e1n sacando al mercado m\u00e1s y m\u00e1s LEDs de alto brillo y productos basados en \u00e9stos en las m\u00e1s variadas combinaciones\u201d, destaca el f\u00edsico Henrique de Carvalho, integrante del equipo del Cepof.<\/p>\n

Un \u00e1rea fuertemente beneficiada con el desarrollo de la tecnolog\u00eda LED es la iluminaci\u00f3n domiciliaria y urbana. Las l\u00e1mparas para las v\u00edas p\u00fablicas fabricadas con diodos emisores de luz y proyectadas en el Cepof se encuentran en etapa de ensayos en S\u00e3o Paulo.En Nueva York, un ejemplo puede verse en la gigantesca pantalla del Nasdaq Marketsite Tower, en la Times Square, la plaza central de la ciudad, que utiliza 18,6 millones de LEDs para la decoraci\u00f3n de la fachada del edificio y la indicaci\u00f3n de la cotizaci\u00f3n de las acciones negociadas en la bolsa de tecnolog\u00eda estadounidense. Seg\u00fan los investigadores de la USP de S\u00e3o Carlos, en el \u00e1mbito domiciliario es posible reemplazar toda la iluminaci\u00f3n por LEDs, tanto en el \u00e1rea interna como en la externa, sin perder intensidad, mejorando la calidad de la iluminaci\u00f3n y reduciendo el consumo energ\u00e9tico.<\/p>\n

Las luces de emergencia, esas que se activan cuando falta energ\u00eda, tambi\u00e9n constituyen una aplicaci\u00f3n prometedora para los LEDs. En sociedad con el Cepof, la empresa Direct Light, tambi\u00e9n de la localidad S\u00e3o Carlos, formada por ex investigadores del centro,desarroll\u00f3 dos modelos de luces auxiliares de emergencia con la tecnolog\u00eda LED. \u201cEl primer lote, de 25 unidades, lo compr\u00f3 el propio Cepof, que lo instal\u00f3 en sus laboratorios. El segundo, con cien l\u00e1mparas, saldr\u00e1 a la venta en septiembre\u201d, dice el ingeniero electricista Alexandre Oliveira, uno de los siete socios de Direct Light, firma fundada hace solamente un a\u00f1o.<\/p>\n

Las l\u00e1mparas emplean solamente un LED de 3 vatios de potencia cada una y tienen una autonom\u00eda de una hora, con un 70% de intensidad luminosa. \u201cAdem\u00e1s de ser m\u00e1s compactas, nuestras l\u00e1mparas utilizan una bater\u00eda recargable de n\u00edquel-metal-hidruro, que dura al menos dos veces m\u00e1s que las bater\u00edas selladas a base de plomo \u00e1cido que se emplean en las luces de emergencia existentes en el mercado\u201d, explica Oliveira. El producto cuesta alrededor de 90,00 reales, el precio equivalente al de una luz de emergencia de la calidad de las competidoras. El precio a\u00fan es alto, pero la tendencia indica que caer\u00e1 con el incremento de la producci\u00f3n.<\/p>\n

En el consultorio odontol\u00f3gico
\n<\/strong>La tecnolog\u00eda LED tambi\u00e9n ha sido empleada en el desarrollo de varios productos destinados al \u00e1rea m\u00e9dico-odontol\u00f3gica, tales como los iluminadores bucales para los consultorios dentales, por ejemplo. \u00c9ste es un segmento que tambi\u00e9n est\u00e1 en el foco del Cepof. Seg\u00fan Bagnato, este dispositivo, crea do por su equipo en sociedad con la empresa Gnatus, fabricante de equipos m\u00e9dico-odontol\u00f3gicos con sede en S\u00e3o Carlos, permite a los dentistas ver los colores de los dientes y las enc\u00edas con mayor nitidez y definici\u00f3n. Eso de debe a que las l\u00e1mparas hal\u00f3genas que normalmente se utilizan en los reflectores odontol\u00f3gicos tienen una tonalidad m\u00e1s amarilla, lo dificulta la perfecta visualizaci\u00f3n.<\/p>\n

El ingeniero mec\u00e1nico Carlos Banhos, gerente de ingenier\u00eda de Gnatus, se\u00f1ala otras diferencias del aparato, que saldr\u00e1 al mercado en Brasil durante este mes de septiembre. \u201cComo la luz emitida por el LED es fr\u00eda no emite calor y le evita molestias el paciente.Asimismo, el nuevo reflector permitir\u00e1 una reducci\u00f3n del consumo de energ\u00eda de un 90% comparado con los dispositivos tradicionales\u201d, informa.Gnatus apuesta mucho en este equipo, que ser\u00e1 presentado durante el segundo semestre de este a\u00f1o en diversos congresos odontol\u00f3gicos internacionales en pa\u00edses tales como M\u00e9xico, Estados Unidos, Italia y Rusia.\u201cTenemos la expectativa de venderle el producto, que lleva el nombre de Reflector Gnatus LED, a clientes en el exterior. Nuestros productos se exportan a 140 pa\u00edses\u201d, dice Banhos. El aparato es entre un 10% y 20% m\u00e1s caro que los dispositivos convencionales que usan l\u00e1mparas hal\u00f3genas.<\/p>\n

Otro equipamiento nacido en los laboratorios del Cepof y que ya ha salido al mercado es el PDT LED, un aparato que emplea la tecnolog\u00eda de diodos emisores de luz para la t\u00e9cnica de terapia fotodin\u00e1mica, el PDT, en la sigla en ingl\u00e9s, en pacientes con c\u00e1ncer de piel, con recidiva cut\u00e1nea del c\u00e1ncer de mama y otras lesiones superficiales.<\/p>\n

Fabricado por MM Optics, otra empresa generada (spin-off) en el Cepof, el PDT LED es una alternativa a los dispositivos que usan l\u00e1ser para el mismo tipo de tratamiento.\u201cCon la diferencia de ser cuatro veces m\u00e1s barato. Mientras que un aparato de l\u00e1ser cuesta alrededor de 40 mil d\u00f3lares, el nuestro sale por 20 mil d\u00f3lares\u201d, dice el ingeniero mec\u00e1nico Fernando Ribeiro, uno de los socios de la empresa. Desde que sali\u00f3 a la venta en el primer semestre del a\u00f1o pasado, MM Optics ha vendido 20 aparatos de terapia fotodin\u00e1mica.<\/p>\n

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EDUARDO CESAR<\/span>LEDs que var\u00edan de color iluminan la mesa que sirve para el estudio de microorganismosEDUARDO CESAR<\/span><\/p><\/div>\n

Este artefacto cuenta con un conjunto de 21 LEDs con potencia total de 3 vatios en una longitud de onda de 630 nan\u00f3metros. La luz emitida reacciona con las drogas sensibilizantes aplicadas al paciente, que se concentran en las c\u00e9lulas tumorales. La reacci\u00f3n causa la muerte del tumor.\u201cLa robustez del aparato se evidencia en una baja necesidad de mantenimiento, lo que le asigna una ventaja m\u00e1s a nuestro producto.Y eso sin hablar de que el LED,por emitir una luz menos concentrada, logra tratar un \u00e1rea mayor de la piel del paciente, al tiempo que el l\u00e1ser tiene un alcance m\u00e1s puntual\u201d, explica Ribeiro.\u201c\u00c9ste es el primer y \u00fanico dispositivo con tecnolog\u00eda LED hecho en Brasil y destinado a la terapia fotodin\u00e1mica.\u201d<\/p>\n

El \u00e9xito de este equipamiento hizo que Bagnato y su equipo desarrollaran una nueva versi\u00f3n del dispositivo. Se trata de un kit con tres dispositivos para tratar no solamente a pacientes con c\u00e1ncer de piel, sino tambi\u00e9n con psoriasis, una enfermedad que causa el descame de la piel, pacientes con papilomavirus humano (PVH) genital o anal, que son verrugas visibles o microsc\u00f3picas, y con c\u00e1ncer de boca. Ese proyecto cuenta con la asociaci\u00f3n de la Facultad de Medicina de la USP de Ribeir\u00e3o Preto, del Instituto del Coraz\u00f3n (InCor) de S\u00e3o Paulo, del Hospital Amaral Carvalho, de la localidad de Ja\u00fa, y del laboratorio farmac\u00e9utico ESM-Sigma-Pharma, con sede en la ciudad de Hortol\u00e2ndia, entre otros.<\/p>\n

\u201cLa novedad del proyecto consiste en ofrecer un kit que trate varias enfermedades al mismo tiempo. Estamos cerca del dise\u00f1o final y comercializable de los dispositivos.\u201dLos investigadores del Cepof est\u00e1n tan entusiasmados con el kit que han elevado una solicitud de financiaci\u00f3n al Banco Nacional de Desarrollo Econ\u00f3mico y Social (BNDES) para concluir el proyecto de creaci\u00f3n de cien centros de tratamiento en todo Brasil utilizando el kit\u201d, afirma Bagnato. De acuerdo con el investigador, tres empresas, entre ellas MM Optics y Direct Light, estudian la producci\u00f3n del kit.<\/p>\n

Microscopio coloreado<\/strong>
\nPara el \u00e1rea cient\u00edfica, los investigadores del Cepof crearon dos aparatos innovadores a base de LEDs.Uno de ellos es una mesa iluminada para estudios de fotobiolog\u00eda, llamada biotable. Su funcionamiento es sencillo: el cient\u00edfico pone microorganismos sobre una placa de pl\u00e1stico transparente ubicada encima de la mesa y verifica de qu\u00e9 manera \u00e9stos reaccio- nan a la aplicaci\u00f3n de luces de diferentes colores instaladas dentro de la mesa. El aparato, que por ahora es un prototipo, est\u00e1 siendo sometido a pruebas en varias instituciones de ense\u00f1anza, tales como las facultades de Odontolog\u00eda de la Universidad Estadual Paulista (Unesp), del campus de Araraquara, de la USP de Ribeir\u00e3o Preto y de Baur\u00fa, as\u00ed como en la facultad de Bioqu\u00edmica de la USP de S\u00e3o Carlos.<\/p>\n

El otro aparato es un microscopio \u00f3ptico iluminado con LEDs.\u201cEs una tecnolog\u00eda propia, que se vale de tres LEDs: azul, rojo y verde. Al combinar la intensidad de luz, el investigador logra realzar algunas estructuras morfol\u00f3gicas del microorganismo en estudio. Esto ser\u00eda imposible de hacer en un microscopio \u00f3ptico tradicional\u201d, explica el coordinador del Cepof. Esta tecnolog\u00eda, conocida como microscop\u00eda por contraste crom\u00e1tico, a\u00fan est\u00e1 en fase de pruebas y ya cuenta con una patente registrada. \u201cTodos los proyetos hechos por nuestro grupo revelan el enorme potencial aplicativo de los diodos emisores de luz. De alrededor de 40 patentes originadas dentro del Cepof, al menos 15 se han transformado en productos finales, y de ellas, la mitad corresponde a dispositivos a base de LEDs\u201d, afirma Bagnato. \u201cDespu\u00e9s de la invenci\u00f3n de la l\u00e1mpara el\u00e9ctrica y del l\u00e1ser, creemos que el LED representa la tercera revoluci\u00f3n en el campo de la \u00f3ptica.\u201d<\/p>\n

Una historia luminosa<\/em>
\n<\/strong>El primer diodo emisor de luz o LED (sigla en ingl\u00e9s de light emitting diode) fue creado por el cient\u00edfico estadounidense Nick Holonyak Jr. en 1962, cuando trabajaba en un laboratorio de la empresa General Electric en Syracuse, estado de Nueva York. Sin embargo, el inter\u00e9s en el uso de estos nuevos dispositivos con fines de iluminaci\u00f3n surgi\u00f3 reci\u00e9n en la d\u00e9cada de 1990, cuando un grupo de investigadores de la empresa Hewlett Packard, tambi\u00e9n de Estados Unidos, desarroll\u00f3 el primer LED de alto brillo. \u201cInmediatamente despu\u00e9s, investigadores de la empresa japonesa Nichia llegaron al primer LED azul de alto brillo, que abri\u00f3 el camino para los LEDs de luz blanca\u201d, dice el f\u00edsico Henrique de Carvalho, del Cepof de S\u00e3o Carlos. \u201cHoy en d\u00eda los LEDs barren todo el espectro electromagn\u00e9tico, del ultravioleta al infrarrojo.\u201d El LED es un emisor de luz con un principio diferente que el de las l\u00e1mparas incandescentes o fluorescentes. \u201cEs un dispositivo semiconductor que, con el paso de la corriente el\u00e9ctrica, emite luz visible mediante un proceso conocido como electroluminiscencia, con alrededor de un 80% de la potencia aplicada en \u00e9l, dependiendo de la longitud de onda del emisor\u201d, dice Carvalho. Una de las diferencias significativas del LED consiste en que, al contrario de las l\u00e1mparas comunes, puede producir una luz que cambia de color, de intensidad y de distribuci\u00f3n. Adem\u00e1s de los LED\u2019s, los cient\u00edficos de los institutos de investigaci\u00f3n y las empresas est\u00e1n perfeccionando los diodos emisores de luz a base de sustancias org\u00e1nicas, tales como pol\u00edmeros compuestos con mol\u00e9culas de carbono en lugar de semiconductores inorg\u00e1nicos, hechos de silicio y galio. Denominados diodos org\u00e1nicos emisores de luz (OLED\u2019s), pueden producirse con materiales maleables y transparentes. Ya se usan en celulares y aparatos de MP3, y los primeros prototipos de pantallas para televisi\u00f3n se encuentran en fase de pruebas.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"La revoluci\u00f3n de los LEDs","protected":false},"author":23,"featured_media":0,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_acf_changed":false,"_exactmetrics_skip_tracking":false,"_exactmetrics_sitenote_active":false,"_exactmetrics_sitenote_note":"","_exactmetrics_sitenote_category":0,"footnotes":""},"categories":[192],"tags":[],"coauthors":[116],"class_list":["post-113815","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-tecnologia-es"],"acf":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/113815","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/users\/23"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=113815"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/113815\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=113815"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=113815"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=113815"},{"taxonomy":"author","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/coauthors?post=113815"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}