Lâmpadas LEDs

Implantação das Lâmpadas de LEDno Campus Cristiano Machado

do Centro Universitário de Belo Horizonte– UNIBH

2014

Alessandro Rocha; Bruna Santana; Bruno Rivera; Gustavo Felipe; Matheus Tavares; Paulo Henrique; Rafael Lott; Reinaldo Felipe; Wesley Galeano; Yuri Souza;

Esdras de Oliveira Eler (Orientador)

Centro Universitário de Belo Horizonte, Belo Horizonte, MG

RESUMO: As lâmpadas de LED, além de modernas e elegantes, oferecem uma série de benefícios em termos de qualidade, durabilidade, economia de energia e redução no impacto ambiental. Estas lâmpadas já são usadas como substitutas de lâmpadas incandescentes e fluorescentes com durabilidade muito maior. Até ao momento, são poucos os estudos que relacionam a lâmpada de LED com outras lâmpadas já existentes no mercado. No entanto a investigação nesta área tem-se mostrado promissora, pois a lâmpada em questão além de muito durável, diminui a emissão de CO2 , não emite raios UV e são totalmente recicláveis. O trabalho em questão averiguou a possibilidade de troca das lâmpadas atuais existentes na UNI-BH UNIDADE CRISTIANO MACHADO fluorescente por lâmpadas de LED, e analisou parâmetros como quantidade de lúmen, investimento, custo total e viabilidade sustentável, provando então que a lâmpada de LED, analisada a curto e médio prazo é não só viável, como muito mais econômica.

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INTRODUÇÃO

Recentemente, as lâmpadas incandescentes vem sendosubstituídas por lâmpadas fluorescentes com uma proposta de 80% de redução de gastos com iluminação. Entretanto,uma nova tecnologia vem ganhando espaço no mercado. As lâmpadas de LED surgem oferecendo maior economia, além de muitos outros benefícios.

Segundo o site Geocities (2014) a lâmpada incandescente foi inventada por volta 1870 e envolveu o trabalho de muitos pesquisadores e inventores, dentre eles o mais reconhecido Tomas Edison. Desde sua invenção até hoje, muitos materiais foram usados na fabricação buscando eficiência e econômica. Atualmente, as lâmpadas incandescente são formadas por um fio de tungstênio dentro de um bulbo de vidro. Esse fio tem diâmetro inferior a 0,1mm e é enrolado segundo uma hélice cilíndrica. Ao passar corrente elétrica no filamento ele se aquece, chegando a cerca de 3000ºC, então ele torna-se incandescente e começa a emitir luz. Dentro da lâmpada não pode existir ar, pois na presença do mesmo o filamento se oxida e incendeia-se. Para solucionar este problema, usava-se o vácuo antigamente mas isso facilitava a sublimação (passagem do estado sólido para o estado gasoso) do filamento, então passou-se a usar um gás inerte no interior da lâmpada, em geral, argônio ou criptônio.

A lâmpada fluorescente é um tubo de vidro revestido internamente por um pó fluorescente (geralmente fósforo), preenchida com um gás raro inerte (argônio) e vapor de mercúrio. Elas possuem um par de eletrodos em cada extremo.Segundo o site Philips (2014), seu funcionamento ocorre da seguinte forma:

Com a passagem da corrente elétrica, os elétrons chocam-se com os átomos de mercúrio. Com este choque, é transferida energia para os elétrons de mercúrio que irão passar para uma órbita superior em torno do átomo. Quando estes elétrons regressam para sua órbita original, eles emitem energia na forma de ultravioleta. A radiação ultravioleta é convertida em forma de luz visível pela camada de pós-fluorescentes que revestem o bulbo internamente.

Royal Philips (2014), dá uma definição bem objetiva sobre o conceito de LED, que pode ser apresentado no trecho a seguir:

O Led é propriamente dito um Diodo Emissor de Luz, uma espécie de componente eletrônico semicondutor que tem a capacidade de transformar energia elétrica em luz. Já as lâmpadas comuns utilizam radiação ultravioleta com descarga de gases, como no caso das lâmpadas fluorescentes, ou filamentos metálicos, aplicados em lâmpadas incandescentes. A palavra LED é derivada do inglês ‘’LightEmittingDiodo’’ que traduzido para o português, significa Diodo Emissor de Luz.

Os diodos são componentes eletrônicos fabricados a partir de materiais semicondutores. LED é um diodo emissor de luz, que utiliza como material o silício. Ele é constituído de uma junção de componentes tipo p e outro tipo n.

O mesmo material, o silício, adquire carga positiva ou carga negativa através de um procedimento chamado dopagem eletrônica. Que consiste em modificar em parte do comportamento elétrico de um semicondutor, através da adição de impurezas, chamadas de substâncias dopantes.

Existem dopantes doadores, como o fósforo ou arsênico que produzem através do excesso de elétrons (chamados de elétrons livres) semicondutores tipo n. E também os dopantes receptores, como boro ou gálio, que retiram elétrons da estrutura formada, deixando “buracos”, por onde se movimenta a corrente elétrica, estes são os chamados semicondutores tipo p. Sem a dopagem o silício não é um bom condutor de energia pois não possui elétrons livres.

Faz-se necessário o conhecimento de alguns conceitos paraque seja possível entender uma comparação entre estes tipos de lâmpadas:

Rendimento (lm/W):Medido em lúmen (unidade de medida de fluxo luminoso) por watt (unidade de potência que diz respeito ao consumo de cada aparelho). Assim lm/W mede o quanto uma lâmpada consegue transformar de energia cada watt que ela consome - corresponde ao seu aproveitamento (O rendimento máximo possível é de 683 lúmen por watt. Porém, o alcançado na prática é muito menor).

Índice de reprodução de cor (IRC):Indica o grau de fidelidade com que as cores são reproduzidas em uma determinada fonte de luz.”O IRC segue uma escala de 0 a 100, na qual valores próximos a cem darão cores mais fiéis à realidade.

Tempo de vida útil (h): Ao contrário do que se pensa, vida útil não é o quanto uma lâmpada dura até queimar, e sim, uma estimativa de quantas horas ela pode ser usada até perder 25% de sua capacidade luminosa.

Temperatura de cor:Philips (2014), indica que a temperatura de cor “expressa a aparência de cor da luz emitida pela fonte de luz. A sua unidade de medida é o Kelvin. Quanto mais alta a temperatura de cor, mais clara é a tonalidade de cor da luz.”

Vamos a uma comparação entre lâmpadas incandescentes, fluorescentes e LED.