Viabilidade Econômica Na Utilização De Lâmpadas Led E Lâmpadas Fluorescentes Compactas

CENTRO UNIVERSITÁRIO DE CARATINGA-UNEC 

ENGENHARIA CIVIL

PAULO CEZAR SIMAS

VIABILIDADE ECONÔMICA NA UTILIZAÇÃO DE LÂMPADAS LED E LÂMPADAS FLUORESCENTES COMPACTAS

CAÇADOR-SC

MAIO\2023

PAULO CEZAR SIMAS

VIABILIDADE ECONÔMICA NA UTILIZAÇÃO DE LÂMPADAS LED E LÂMPADAS FLUORESCENTES COMPACTAS

Trabalho apresentado ao centro universitário de caratinga - unec, como parte dos requisitos para a avaliação da prática como componente curricular do curso de engenharia civil

CAÇADOR-SC

MAIO\2023

SUMÁRIO

1.INTRODUÇÃO..........................................................................................................4

2.OBJETIVOS..............................................................................................................5

 2.1 OBJETIVOS GERAL...........................................................................................5

2.2 OBJETIVOS ESPECIFICOS.................................................................................5

3. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA..............................................................................6

4.CONSIDERAÇÕES FINAIS E CONCLUSÃO.........................................................9

5. REFÊRENCIAS BIBIOGRÁFICAS.......................................................................12

6. ANEXOS..............................................................................................................14

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INTRODUÇÃO

 Com o intuito de obter sustentabilidade e viabilidade futura do setor elétrico, o conceito de Eficiência Energética em sua abordagem, estimula o desenvolvimento de novas tecnologias e a criação de práticas racionais para o uso de energia elétrica. Para fomentar a criação de políticas de uso racional de energia elétrica, a ANEEL, Agência Nacional de Energia Elétrica criou e mantêm o Programa de Eficiência Energética (PEE) cujo principal objetivo é promover o uso eficiente da energia elétrica, tanto em relação a processos quanto equipamentos. Com base nesta proposta, alguns avanços tecnológicos no setor energético auxiliaram para o alcance destes resultados, como por exemplo, a invenção das lâmpadas de LED. Nas últimas décadas, o mercado de iluminação passou por mudanças significativas, tendo dispositivos elétricos característica de baixo consumo de energia, maior vida útil e menor impacto ambiental. Até poucos anos atrás, o tipo de lâmpada mais utilizada era a incandescente, que apresentava um ciclo de vida curto e consumiam energia considerável, quando comparada com as atuais, mas quando surgiu e dominava em sua época, atendia a demanda das residências e demais estabelecimentos. De maneira gradativa, essas lâmpadas foram sendo substituídas por lâmpadas fluorescentes compactas, que duravam seis vezes mais e eram quatro vezes mais eficientes (INMETRO, 2018), como uma espécie de “segunda geração”. Dentre as soluções para iluminação mais recentes e que apresenta melhores indicadores na relação vida útil x consumo, estão às lâmpadas de LED - Light Emitting Diodes. Este modelo entra na concepção da modernidade do setor de iluminação, permitindo uma tecnologia capaz de trazer resultados mais satisfatórios no que diz respeito a ser mais eficiente energeticamente. As lâmpadas de LED são mais econômicas, isso se dá por sua eficiência luminosa ser maior do que as das outras lâmpadas. Atualmente sua utilização está em processo de adaptação devido ao seu preço e inserção no mercado. O estudo aqui proposto visa levantar as vantagens do uso de lâmpadas de LED em um colégio localizado no Oeste do Paraná, por meio de simulações que compreende a substituição das lâmpadas fluorescentes existentes no local pelo modelo referido, mensurando os benefícios obtidos.

2.OBJETIVO

2.1 OBJETIVO GERAL

 Estudar a aplicação de conceitos relacionados à eficiência enérgica por meio de práticas sobre o consumo de energia elétrica de um estabelecimento escolar, assim como realizar um estudo de viabilidade econômica para a substituição do sistema de iluminação fluorescente por um baseado em lâmpadas de LED. 1.2

OBJETIVOS ESPECÍFICOS 2.2

 a)Realizar levantamento dos dispositivos de iluminação das salas de aula do colégio em estudo; b)Elaborar o mapeamento luminotécnico dos ambientes estudados; c)Levantar os custos envolvidos com a iluminação das salas de aulas. No caso do colégio estudado, possui diversos aparelhos e alguns funcionam 15 constantemente durante parte do ano, com exceção dos períodos de férias. Por meio de estudos iniciais, nota-se que a iluminação corresponde a uma considerável parcela na conta de energia. Surge então, a percepção da oportunidade em usar o avanço tecnológico do setor a favor da racionalidade tanto em termos de economia quanto de consciência ambiental, com a tecnologia das lâmpadas de LED, de modo a buscar minimizar os gastos mensais. Outro fator importante quando se estuda a troca de lâmpadas por outros modelos, refere-se a questão do plano para descarte dos produtos substituídos (do tipo fluorescentes tubulares e econômicas). Esta proposição de troca para obter melhores resultados em relação aos gastos, requer um cuidado especial. Existem práticas específicas de descarte que devem ser levadas em consideração, considerando-se que nestes processos podem ser gerados resíduos indesejados ao meio ambiente. Busca-se então, compreender melhor tais práticas de sustentabilidade, assim como saber quais atitudes devem ser tomadas em um projeto sobre iluminação. O motivo do estudo em sua maior abrangência se baseia em obter viabilidade econômica, mas não se esquecendo de que, para o projeto ser viável, deve-se atentar ao fato de ser sustentável, preocupando-se com a população

3.FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA

2.1 HISTÓRICO DA ILUMINAÇÃO: EVOLUÇÃO DAS LÂMPADAS Desde as civilizações mais antigas já existiam formas de gerar iluminação. Lima (2018) salienta que a iluminação primitiva do fogo servia para aquecer, cozinhar e iluminar e as tochas produzidas a partir de recursos disponíveis e da criatividade foram às luminárias perfeitas em épocas passadas. Depois de certa evolução surgiu-se a vela como alternativa viável. Segundo Lima (2018), as velas existem desde 50.000 anos a.C e até nos dias de hoje são vistas e admiradas. Após as velas, surgiu às lamparinas, estas foram aparecendo aos poucos, sendo o óleo de baleia o primeiro combustível para este modelo e depois foi a vez dos lampiões, que foi um passo rápido, feitos de argila inicialmente e posteriormente adaptada para o metal (LIMA, 2018). Lima (2018) descreve que, chegando ao século XIX, com o surgimento da primeira lâmpada elétrica, o mundo todo ficou mais iluminado, de modo que foi possível conhecer a iluminação por eletricidade. O responsável por este feito foi Thomas Edison, criador da lâmpada incandescente, sendo um marco no que diz respeito à iluminação elétrica. Ao se falar de lâmpadas, o nome deste americano está diretamente associado a iluminação. Além desta grande invenção, também trouxe outras contribuições em relação a fenômenos físicos, mecânicos e elétricos (Júnior, 2018). Moreira (1999) ilustra que tudo começou em 1879, quando Edison concebeu a primeira lâmpada incandescente, constituída basicamente de um filamento espiralado algumas vezes, que com a passagem de corrente elétrica, o filamento era levado a incandescência. Para aumentar a eficiência luminosa de uma lâmpada incandescente deve-se elevar a temperatura de seu filamento, mas com essa atitude se reduz a vida útil da lâmpada. Após algum tempo, segundo Eduarda (2018), surge-se as lâmpadas fluorescentes que chegavam ao mercado em 1938, criada por Nikola Tesla. Moreira (1999) descreve que as fluorescentes são lâmpadas de descarga a baixa pressão, elas podem ter cátodos quentes ou cátodos frios. Neste modelo de 17 lâmpada, procura-se obter o máximo de radiação ultravioleta, que será transformada em luz visível e inicialmente possuíam formato de um longo tubo de vidro. Em suas extremidades apresentavam os eletrodos de tungstênio, recobertos por uma camada de óxidos emissores de elétrons. A temperatura dos filamentos chega a atingir 950ºC quando em funcionamento. A parte interna do tubo é recoberta pela camada fluorescente. No caso das fluorescentes de cátodo frio a temperatura de operação fica em torno de 150ºC, estas são utilizadas geralmente em locais de difícil acesso, tem a vantagem de ter vida mais longa comparada a de cátodo quente. Um fato relevante é que as lâmpadas fluorescentes necessitam de um componente especifico que estabiliza a intensidade da corrente no arco, este componente é chamado de reator (MOREIRA, 1999). Com o passar dos anos, as fluorescentes foram sendo aperfeiçoadas, com formatos diferentes, e diâmetros menores, apresentavam característica compacta e reatores eletrônicos incorporados. Moreira (1999) salienta que, tais aperfeiçoamentos traziam economia e as tornavam com alta eficiência. Surgem então as lâmpadas de LED, como uma terceira geração de lâmpadas no que diz respeito a iluminação. PROCEL (2011) descreve que LED emite luz em uma faixa específica de cor, diferenciando-se das incandescentes. O diodo emissor de luz (LED) é constituído por uma série de camadas de material semicondutor. O material utilizado em sua composição influencia na cor da luz emitida, que varia entre vermelho, amarelo, verde e azul. Por meio da mistura das cores azul, vermelho e verde, pode-se produzir a cor branca. Segundo Eduarda (2018), em 1989 surgiram os primeiros LEDs azuis comerciais que viabilizariam o desenvolvimento dos dispositivos atuais como painéis e TVs de LED e em torno de dez anos mais tarde os LEDs chegam ao ramo da iluminação trazendo grandes vantagens em relação às demais. O INMETRO (2018) salienta que, vida útil mais longa, baixo consumo de energia e menor impacto ambiental são as principais características das LEDs. Cada vez mais esta tecnologia está se tornando popularizada, principalmente a partir do início do século XXI. A princípio com preços mais elevados, estas foram se inserindo ao mercado de maneira discreta. Com o passar do tempo com sua maior popularização, seu preço apresentou uma diminuição e torna-se mais comum sua utilização nos mais diversos estabelecimentos, ainda não sendo tão evidente, mas 18 possível notar maiores aparições, que vão desde sua aplicação em indústria até em residências. É possível ver na Tabela 1 os modelos de lâmpadas e seus respectivos anos de surgimento, como também sua evolução cronológica (Figura 1). Um fato importante a ser destacado é que o LED inicialmente não era utilizado como lâmpada, mas como indicador luminoso. Tabela 1: Anos de lançamento no mercado de alguns modelos de lâmpadas Modelo de lâmpada Ano de Surgimento Incandescentes 1879 Fluorescentes 1938 LEDs 1989 Fonte: Moreira (1999) e Eduarda (2018). Como a comercialização das lâmpadas de LED se torna cada vez mais comum, as empresas do ramo procuram modelos dos mais diversos tipos, para atender diferentes demandas, que vão desde residências até estabelecimento comerciais e de esporte, de modo que existem até mesmo refletores de LED. O INMETRO (2018) descreve que o consumidor deve observar na etiqueta onde é comercializado o referido produto, a diferença entre as diferentes tecnologias de lâmpadas, ressaltando as devidas características. Incandescente Fluorescente LED 1879 1938 1989 Figura 1 – Evolução cronológica das lâmpadas Fonte: Moreira (1999) e Eduarda (2018). O INMETRO (2018) descreve as respectivas equivalências das lâmpadas em relação a potência, com fluxo luminoso semelhante, como visto na Tabela 2. Tabela 2: Equivalência das lâmpadas em relação à potência Tecnologia de lâmpada Potência (W) Incandescentes 60 Fluorescente compacta 15 LED 9 Fonte: INMETRO (2018). 19 Com base nos valores da Tabela 2, é possível perceber que uma lâmpada incandescente de 60 W, equivale a uma fluorescente compacta de 15 W, que, por sua vez é equivalente a uma LED de 9 W. Outro aspecto relevante para a realização deste trabalho está ligado à vida útil das lâmpadas. Segundo Abilumi (2017), as lâmpadas incandescentes apresentam vida útil em média de 750h, enquanto as fluorescentes duram em média 8.000h. O INMETRO (2018) retrata 25.000h de duração das lâmpadas de LED, de modo que é possível se ter dimensão do quanto duram quando comparados os modelos de lâmpadas. Com a evolução destas, a expectativa é que, com o tempo, possam durar mais. Eduarda (2017) descreve algumas vantagens em relação a escolha de lâmpadas de LED, como por exemplo não gerar calor, não atrair insetos, não produzir radiação ultravioleta e talvez um dos pontos mais interessantes, o de não exigir reatores. Segundo Eduarda (2017), referindo-se as lâmpadas tubulares de LED, como pode ser observada na Figura 2, estas possuem um drive integrado que elimina a necessidade do uso de reatores para seu funcionamento.