Lâmpadas E Leds

Lâmpadas e Leds

Edição 46, Novembro de 2009

Por Weruska Goeking

Lâmpadas e Leds

Dos filamentos com baixa durabilidade às lâmpadas de 100 mil horas de vida útil e Leds de baixo consumo, a iluminação reúne mais de 200 anos de desenvolvimento tecnológico

O significativo papel da luz na vida e no desenvolvimento do ser humano é inquestionável. Desde que o homem dominou o fogo, ainda na pré-história, sentiu-se a necessidade de se criar um mecanismo que iluminasse pessoas e objetos após o pôr do sol. A importância da luz é tanta na história da civilização que seu valor é relatado até mesmo na Bíblia, em que consta que, antes de qualquer coisa, Deus primeiro criou a luz. Para os reles mortais, a geração da luz não foi tão simples assim, já que, por séculos, a iluminação artificial foi constituída de tochas, lampiões a gás e a óleo até se chegar à eletricidade.

Mas a ânsia por uma tecnologia melhor fez pesquisadores tentarem, desde o século XVIII, criar o que conhecemos hoje como lâmpada. A primeira tentativa com resultados notáveis foi apresentada em 1802 em Londres, pelo químico do Royal Institution, Humphry Davy. A lâmpada de arco carbônico era composta por dois eletrodos de carbono – um pontiagudo e outro com uma cavidade – que, em contato, produziam um ponto luminoso intenso com a passagem da corrente elétrica. A invenção chegou a ser usada em alguns pontos de iluminação pública da Inglaterra, mas logo foi abandonada pela falta de praticidade: todos os dias era preciso fazer manutenção com a troca dos eletrodos e limpeza de seu invólucro, pois a fuligem dos carbonos enegrecia o vidro.

Lâmpada desenvolvida em 1860 pelo físico e químico Joseph Swan, na qual Thomas Edison se inspirou para criar a lâmpada incadescente

Por volta de 1820, também na Inglaterra, foi desenvolvida uma lâmpada de descarga de baixa pressão a vapor de mercúrio, mas sem resultados satisfatórios. Foi somente no final do século XIX que teve início o desenvolvimento tecnológico das lâmpadas que segue até hoje. Baseado em um experimento de 1860 do físico e químico Joseph Swan, Thomas Alva Edison criou a lâmpada incandescente em outubro de 1879. Edison substituiu o filamento composto por resíduo de carvão e alcatrão desenvolvido por Swan por um fio de algodão carbonizado e o colocou em um bulbo de vidro sem ar. O experimento gerou luz por dois dias, até que o filamento fosse totalmente consumido.

Para a época, o resultado foi considerado um sucesso e já em 1880 a incandescente era comercializada em pequena escala. Edison acabou ficando com os louros de inventor da primeira lâmpada, embora outros especialistas já tivessem pesquisado o mesmo processo para obtenção de luz. “Ele ‘descobriu’ a lâmpada incandescente do jeito que ela é hoje, ou seja, com a possibilidade de ser produzida em escala comercial; os que descobriram a incandescência como forma de luz artificial antes dele montaram produtos artesanais e não tinham essas características que ficaram universalmente conhecidas e que varou dois séculos”, explica o professor de iluminação artificial da Escola Denise Goldman, consultor luminotécnico e autor dos livros Iluminação – Simplificando o Projeto e Luz, Lâmpadas & Iluminação, Mauri Luiz da Silva.

No entanto, a questão da durabilidade ainda era um empecilho e, juntamente com outros pesquisadores, Edison desenvolveu o filamento de tungstênio, que é empregado até hoje. Contudo, em baixa pressão ou no vácuo, as partículas desse material começam a se desprender do filamento e se depositam na parede do bulbo, escurecendo-o. O problema foi solucionado introduzindo gás inerte, como argônio ou nitrogênio, para reduzir a sublimação do filamento. “No vácuo, a lâmpada também era muito mais frágil; preenchida com gás inerte ficou um pouco mais resistente”, explica o físico Charles Corrêa Dias. De lá para cá, novas técnicas de aperfeiçoamento foram criadas, assim como novas lâmpadas nasceram baseadas em princípios semelhantes ou adversos. Vejamos os principais tipos de lâmpadas existentes atualmente e como as tecnologias de iluminação foram criadas ao longo do tempo.

PRINCIPAIS TIPOS DE LÂMPADAS

Incandescente

Uma das características da lâmpada aprimorada por Thomas Edison que se mantém até hoje é o elevado aquecimento. Seu filamento opera em temperaturas superiores a 2.000 °C e apenas 10% da eletricidade consumida pela incandescente é convertida em luz, o restante se transforma em calor, tornando a lâmpada hoje uma das menos eficientes do mercado. Seu rendimento é de aproximadamente 2,5 lúmens por watt nas lâmpadas de filamento de carbono, e 25 lúmens por watt nas de filamento de tungstênio.

A sublimação também não foi completamente eliminada e a lâmpada pode perder até 20% de sua luminosidade até o fim de sua vida útil, que é de 750 a 1.000 horas. A baixa durabilidade comparada às tecnologias de iluminação mais recentes também se deve a esse efeito, que torna o filamento cada vez mais fino, provocando seu rompimento e a consequente inutilização da lâmpada.

Lâmpada incandescente patenteada por Thomas Alva Edison em 1881

Para aumentar seu fluxo luminoso, durante mais de um ano da década de 1990, os fabricantes passaram a produzir incandescentes de 120 V, mas a mudança não foi bem recebida pela população nem pela imprensa que pressionaram a indústria para que as lâmpadas retornassem aos 127 V habituais. “A incandescente comum hoje trabalha, na verdade, em 124,5 V, mas como há tolerâncias, pode funcionar com 127 V durando menos e iluminando mais ou em 120 V iluminando menos e durando mais”, explica Mauri Luiz da Silva.

Todas essas desvantagens, principalmente a baixa eficiência energética, têm feito com que a incandescente seja banida em muitos países, como República Dominicana, Nova Zelândia e os integrantes da União Europeia. Apesar disso, seu grande trunfo ainda é o Índice de Reprodução de Cor (IRC) de 100, ou seja, é a incandescente quem