Estudo da viabilidade do uso de Lâmpada LED em ambientes

IX Simpósio de Bases Experimentais das Ciências Naturais da Universidade Federal do ABC - 12 e 13 de agosto de 2011

Estudo da viabilidade do uso de Lâmpada LED em ambientes

Alberto Magno Andrade de Souza, Eric Ryuiti Ariake, Gabriel Rodrigues Bruzinga, Jessica Nathalia Monteiro, João Eduardo Ap. Luisi Vieira, João Felipe Dantas Santos

Professor: Dr. Derval dos Santos Rosa, CECS

Campus Santo André

Resumo

Motivado pelas inovações tecnológicas, o trabalho mostra os resultados do desenvolvimento de um circuito capaz de ligar uma lâmpada LED (diodo emissor de luz) à rede de energia doméstica. Avaliou-se a capacidade de iluminação e a relação custo/benefício das lâmpadas incandescentes, fluorescente e LED, de mesma potência; o LED apresentou melhor desempenho sob a perspectiva da vida útil apesar de fornecer luminosidade 10% menor que a fluorescente.

INTRODUÇÃO

Com o crescimento da demanda energética, torna-se necessário a criação de tecnologias mais eficientes. Um exemplo disso é a recente entrada do LED na área de iluminação de ambientes. Como a luz dos LEDs origina-se em um material semicondutor e não em um filamento aquecido brilhando dentro de um bulbo, os LEDs podem suportar vibrações que romperiam uma lâmpada comum, duram mais e consomem menos, trazendo benefícios ao meio ambiente com a diminuição do consumo de energia. Contudo, seu uso ainda não é completamente difundido no mercado doméstico. [1] Uma lâmpada incandescente converte apenas em luz apenas 5% da energia elétrica que consome. Uma fluorescente é 3 a 5 vezes mais eficiente, porém contém mercúrio em seu interior. Já as lâmpadas de LED podem converter 40% da energia

em luz e são compostas basicamente de silício (o segundo elemento mais abundante na crosta terrestre) e germânio. [2]

OBJETIVO Construção de um circuito elétrico para avaliar o efeito de luminosidade das lâmpadas incandescente, fluorescente e LED e compará-los em diferentes posições do espaço, além de obter a relação de custo/beneficio. METODOLOGIA

Um circuito elétrico (transformador, placa de fenolite, diodo, capacitor e regulador de tensão) capaz de transformar a corrente alternada de 127V em corrente contínua de 12V para ligar a lâmpada LED automotiva H4 de 5 watts foi desenvolvido. A análise de eficiência luminosa foi realizada em um ambiente escurecido e com o auxílio de um luxímetro Minipa.

Estudo da viabilidade do uso de Lâmpada LED em ambientes

IX Simpósio de Bases Experimentais das Ciências Naturais da Universidade Federal do ABC - 12 e 13 de agosto de 2011

Foram colocadas em um suporte a 55 cm de altura uma lâmpada incandescente, fluorescente e LED, todas de 5 watts, uma de cada vez. O luxímetro foi colocado em cada uma das 12 posições, como mostra a Figura 1.

Figura 1 – Esquema do experimento.

A análise de custo/benefício foi feita utilizando o valor de mercado de cada uma das lâmpadas e considerando a vida útil fornecida pelos fabricantes. RESULTADOS E DISCUSSÃO Por meio dos resultados obtidos (Tabela 1), é possível perceber que a lâmpada LED usada no experimento apresenta luminosidade cerca de 10% inferior à fluorescente, mas que ambas são mais eficientes comparadas à incandescente.

Tabela 1 – Valores (em lux) obtidos com o luxímetro.

Posição LED Fluorescente Incandescente 1 40 49 7 2 44 47 6 3 24 30 4 4 13 17 2 5 43 47 7 6 35 45 5 7 22 29 3 8 12 17 2 9 31 37 4

10 27 36 4 11 17 26 3 12 11 15 1

Também é possível notar que enquanto a lâmpada fluorescente forneceu o maior valor na posição 1, o LED forneceu os maiores valores nas posições 2 e 5, o que mostra a emissão de uma luz focal. Como pode ser visto na Tabela 2, a lâmpada incandescente é a menos eficiente. Comparando as demais, o gasto inicial com o uso da lâmpada LED é alto, mas em longo prazo é mais barato do que a lâmpada fluorescente, sendo que nenhuma lâmpada LED queimaria em 80 anos.

Tabela 2 – Custo/benefício

LED Fluorescente Incandescente Custo R$ 60,00 R$ 5,00 R$ 1,00

Vida útil 80.000 h 6.000 h 1.000 h Queimadas

* nenhuma 13 80

Gasto* R$ 60,00 R$ 70,00 R$ 80,00 *em 80 anos, considerando uso de 2,7 horas por dia com 1 acendimento diário (1.000 horas por ano) CONCLUSÕES

A eficiência luminosa da lâmpada LED mostrou-se maior do que a incandescente e menor que a fluorescente. Porém, em longo prazo, possui melhor custo/benefício, já que o investimento inicial alto é compensado pela maior vida-útil e os danos ambientais devido ao descarte são menores do que as demais lâmpadas. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

[1] VAHID, Frank. Sistemas digitais: projeto, otimização e HDLS. Porto Alegre: Artmed, 2008. [2] DURÃO JR, Walter A.; WINDMÖLLER, Cláudia C. A questão do mercúrio em lâmpadas fluorescentes.

AGRADECIMENTOS

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Ao professor Derval dos Santos Rosa e a todos que possibilitaram a realização do projeto.