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Iluminação por LEDs julho de 2013 ISSN 2179-5568 Revista Especialize On-line IPOG - Goiânia - 5ª Edição nº 005 Vol.01/2013 julho/2013 Iluminação por LEDs Douglas Bezerra de Castro [email protected] Master em Arquitetura Instituto de Pós-Graduação - IPOG Fortaleza, CE, 20 de setembro de 2012 Resumo Atualmente, no mundo todo, existe uma preocupação com o meio ambiente e, sustentabilidade. Pesquisadores tentam descobrir maneiras de economizar energia, de fazer objetos menos poluentes, etc e com a iluminação não foi diferente, surgiu o LED. Alguns quesinamentos surgem em torno disso como o que seria o LED, a iluminação por LED, quais as suas caracteristicas, vantagens e beneficio, qual a melhor opção de iluminação, lâmpadas halógenas, fluorecentes ou LEDs, seria o LED a iluminação mais eficiente, com menor consumo de energia, com maior durabilidade e o objetivo dessa pesquisa foi justamente responder a esses questionamentos. O estudo sobre esse tipo de emissão de luz foi realizado através de leituras em livros especificos, sites relacionados ao assunto, cátalogos de luminárias, guias de iluminação e pesquisas em lojas “Home Center” e o resultado encontrado foi bastante favorável ao LED, apresentando vantagens em relação aos outros tipos de iluminação, como maior vida útil, menor tamanho, mais possibilidades de usar em projetos luminotécnicos, luz que não emite raios infravermelho e nem ultravioleta, apresenta variedades de temperaturas de cor para um mesmo tipo de LED, indice de reprodução de cor satisfatório, maior eficiencia energética dentre outras caracteristicas e beneficios. A a maior desvantagem desse tipo de iluminação é com relação ao seu valor em comparação as outras fontes de luz, o que ainda apresenta um custo alto para implantação, mas que o retorno deste custo vem rápido, com o baixo consumo do LED, menos despesas com reposição de lâmpadas queimadas, ficando assim o LED mais viável. Concluiu-se que o LED é a melhor opção em iluminação e que não é a iluminação do futuro, mas sim do presente. Palavras-chave: LED. Iluminação artificial. Iluminação residêncial por LED. Eficiência energética. 1. Introdução Luz, algo primordial para a vida dos seres humanos. Luz, natural ou artificial, é a grande influenciadora dos hábitos adquiridos pelo homem ao longo dos tempos. Na Pré-História teve a primeira iluminação artificial, o fogo, que até então o período de trabalho se limitava a duração da iluminação da luz solar. A partir de então, o homem sempre buscou aprimorar a iluminação, como exemplo o uso de combustíveis e de parafinas no processo de queima, chegando ao lampião, uma dos mais eficientes sistemas de iluminação a base de fogo. Desde o início do século XIX, vários inventores tentaram construir fontes de luz à base de energia elétrica, até que em 1802, Humphry Davy construiu a primeira fonte luminosa com um filamento de platina, que quando aquecido pela passagem da corrente elétrica emitia luz visível. Em 1879, Thomas Edison construiu a primeira lâmpada elétrica incandescente considerada comercialmente viável, utilizando uma haste de carvão muito fina que quando aquecida acima de 900k passava a

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ISSN 2179-5568 – Revista Especialize On-line IPOG - Goiânia - 5ª Edição nº 005 Vol.01/2013 – julho/2013

Iluminação por LEDs

Douglas Bezerra de Castro – [email protected]

Master em Arquitetura

Instituto de Pós-Graduação - IPOG

Fortaleza, CE, 20 de setembro de 2012

Resumo

Atualmente, no mundo todo, existe uma preocupação com o meio ambiente e, sustentabilidade.

Pesquisadores tentam descobrir maneiras de economizar energia, de fazer objetos menos

poluentes, etc e com a iluminação não foi diferente, surgiu o LED. Alguns quesinamentos surgem

em torno disso como o que seria o LED, a iluminação por LED, quais as suas caracteristicas,

vantagens e beneficio, qual a melhor opção de iluminação, lâmpadas halógenas, fluorecentes ou

LEDs, seria o LED a iluminação mais eficiente, com menor consumo de energia, com maior

durabilidade e o objetivo dessa pesquisa foi justamente responder a esses questionamentos. O

estudo sobre esse tipo de emissão de luz foi realizado através de leituras em livros especificos, sites

relacionados ao assunto, cátalogos de luminárias, guias de iluminação e pesquisas em lojas

“Home Center” e o resultado encontrado foi bastante favorável ao LED, apresentando vantagens

em relação aos outros tipos de iluminação, como maior vida útil, menor tamanho, mais

possibilidades de usar em projetos luminotécnicos, luz que não emite raios infravermelho e nem

ultravioleta, apresenta variedades de temperaturas de cor para um mesmo tipo de LED, indice de

reprodução de cor satisfatório, maior eficiencia energética dentre outras caracteristicas e

beneficios. A a maior desvantagem desse tipo de iluminação é com relação ao seu valor em

comparação as outras fontes de luz, o que ainda apresenta um custo alto para implantação, mas

que o retorno deste custo vem rápido, com o baixo consumo do LED, menos despesas com

reposição de lâmpadas queimadas, ficando assim o LED mais viável. Concluiu-se que o LED é a

melhor opção em iluminação e que não é a iluminação do futuro, mas sim do presente.

Palavras-chave: LED. Iluminação artificial. Iluminação residêncial por LED. Eficiência

energética.

1. Introdução

Luz, algo primordial para a vida dos seres humanos. Luz, natural ou artificial, é a grande

influenciadora dos hábitos adquiridos pelo homem ao longo dos tempos.

Na Pré-História teve a primeira iluminação artificial, o fogo, que até então o período de trabalho se

limitava a duração da iluminação da luz solar. A partir de então, o homem sempre buscou aprimorar

a iluminação, como exemplo o uso de combustíveis e de parafinas no processo de queima,

chegando ao lampião, uma dos mais eficientes sistemas de iluminação a base de fogo.

Desde o início do século XIX, vários inventores tentaram construir fontes de luz à base de energia

elétrica, até que em 1802, Humphry Davy construiu a primeira fonte luminosa com um filamento de

platina, que quando aquecido pela passagem da corrente elétrica emitia luz visível. Em 1879,

Thomas Edison construiu a primeira lâmpada elétrica incandescente considerada comercialmente

viável, utilizando uma haste de carvão muito fina que quando aquecida acima de 900k passava a

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emitir luz bastante avermelhada e fraca. Hoje em dia, as lâmpadas incandescentes utilizam-se um

filamento de tungstênio.

Na década de 1930, surgiram as primeiras fluorescentes comercialmente viáveis, mas, em 1926, o

cientista Edmund Germer já a havia inventado a partir de uma lâmpada a vapor de mercúrio com a

pressão dentro do tubo aumentada e com o vidro revestido com pó fosforescente para obter uma luz

branca mais uniforme. As fluorescentes utilizam reatores para dar a partida em seu funcionamento e

para limitar a corrente elétrica e proteger o circuito. Ganharam notoriedade na década de 1970 e são

responsáveis por cerca de 80% de toda a luz artificial do planeta.

Na década de 60, Nick Holonnyak Jr. desenvolveu o primeiro LED, o qual é conhecido como

precursor de uma nova era tecnológica na área de iluminação, por causa das diversas vantagens que

oferecem em relação às fontes de iluminação convencionais. Estes dispositivos representam uma

ruptura na iluminação artificial tradicional, introduzindo novos paradigmas e possibilidades de

iluminar. Devido as suas formas e tamanho reduzido permitem uma flexibilidade enorme para o

design de luminárias e novos conceitos são introduzidos a cada dia.

Ao longo dos anos, várias empresas e profissionais de diversos países estudam meios alternativos

de produção e utilização eficiente de energia elétrica. Atualmente as pesquisas buscam por fontes

luminosas de baixo consumo, objetivando maior economia de energia. O estudo do LED e de sua

aplicabilidade para a iluminação artificial é extremamente relevante, pois em todo o mundo, são

crescentes as preocupações com aspectos ecológicos devido à maior demanda por geração de

energia e sua escassez. Os recentes avanços da tecnologia dos LEDs, fazendo-os ganhar potência e

escala mundial com a redução de custo, indicam uma forte alternativa para o mercado da

iluminação e vêm sendo chamados de “Green Light”.

2. LEDs

2.1. Evolução Histórica

O primeiro LED que se tem notícia (Electrical World Magazine, Vol 49) nasceu da observação, ao

realizar experimentos na área de rádio, do fenômeno da eletroluminescência pelo pesquisador

Henry Joseph Round, tendo registrado como um “fenômeno curioso”, em 1907. O cristal de SiC

(carborundum) emitiu uma luz amarelada ao ser aplicada uma pequena tensão elétrica.

Em 1927, o técnico de rádio Oleg Vladimir Losev criou um LED composto de óxido de zinco e

carboneto de silício que, quando ionizados, produziam luz. Losev, que não sabia da descoberta de

Round, considereou este o primeiro LED e publicou detalhes de seu experimento em um jornal

russo ainda em 1927. Ele continuou desenvolvendo sua descoberta e publicando os detalhes em

revistas inglesas e alemãs até 1930, mas não conseguiu chamar a atenção da indústria luminotécnica

da época e acabou morrendo de fome em 1942.

Em 1955, Rubin Branstein, da Radio Corporation of America, realizou experiências com emissão

infravermelha utilizando semicondutores GaAs (Gálio e Arsênio).

Sete anos depois, o pesquisador da GE, Nick Holonnyak Jr., desenvolveu o primeiro LED que

emitia luz visível (na cor vermelha), baseado na tecnologia GaAsP ( Gálio, Arsênio e Fósforo).

Nos anos 60 e 70, empresas como a Hewlett Packard (HP) foram pioneiras na comercialização em

larga escala de LEDs, tornando seu uso difundido em vários produtos como indicadores de

ligado/desligado de equipamentos eletrônicos até relógios e calculadoras.

Já nos anos 80, novas tecnologias de semicondutores permitiram sua miniaturização, possibilitando

novos formatos e brilho mais intenso. Nesta época já eram utilizados em semáforos, porém ainda

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não emitiam luz em intensidade suficiente para o uso em iluminação.

Somente em 1993, em uma pequena empresa do Japão: NICHIA, Dr. Shuji Nakamura inventou o

primeiro LED azul de alto brilho. Esta descoberta possibilitou a criação do LED branco e é

considerado um marco na indústria de iluminação.

Na década de 90 a indústria automobilística mundial interessou-se pelo uso da tecnologia a ponto de

incluir os LEDs em diversos pontos do carro, desde o painel às luzes de sinalização. Devido à

elevada demanda proporcionada pela indústria automobilística houve uma evolução das

características como maior variedade de cores, brilho e potência.

Em 1997/1998 surgem às primeiras luminárias de uso arquitetural produzida em larga escala. Os

modelos foram apresentados em feiras especializadas nos EUA e Europa (Light Fair e Light &

Building) e eram do tipo balizadores de piso e luzes de emergência.

No ano 2000, a empresa Lumileds lançou o LED LUXEON I, elevando o patamar da tecnologia aos

nunca antes possíveis 25 lumens em um único emissor, com uma plataforma que foi o grande

divisor de águas. Neste ponto podemos dizer que tivemos mais um marco no avanço da tecnologia e

a plataforma “Luxeon” anos mais tarde passou a ser adotada por vários fabricantes.

A Lumileds introduziu no mercado constantes inovações, sendo que em 2003 criou o LUXEON I

com emissão de até 80 lumens. No mesmo ano ofereceu ao mercado LEDs LUXEON I na cor

branca com temperatura de cor de 3200K e IRC de 90. Até então só havia disponibilidade LED

LUXEON I em branco com temperatura de cor elevada.

A tecnologia evoluiu muito rapidamente e em dez anos tivemos um crescimento avassalador após

um período de 40 anos desde o seu surgimento. O contexto atual mostra que uma grande parte dos

fabricantes de luminárias do mundo oferece produtos que utilizam a tecnologia de LEDs. Para os

céticos sobre o “poder” de iluminação dos LEDs, não faltaram exemplos de que esses minúsculos

emissores de luz já estão dando conta do recado tanto na iluminação urbana com postes de seis a

oito metros de altura com LEDs, quanto em spots, projetores, embutidos e pendentes iluminando

todo o ambiente.

Ainda é recente está história de LEDs na iluminação arquitetural e o mundo está clamando por

soluções eficientes, ecologicamente corretas, racionais e sustentáveis e as indústrias estão

imputando aos LEDs esta missão. O que era futuro, hoje já faz parte do presente e muita coisa ainda

vai surgir.

Figura 1 – Evolução Histórica do LED

Fonte: GOIS (2008)

2.2. Conceito e funcionamento

Para melhor compreender o que é, o funcionamento do LED e suas caracteristicas é fundamental ter

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uma noção de alguns conceitos como semicondutores e diodos.

Semicondutores são materiais que não são nem condutores nem isolantes. Alguns elementos

químicos têm esta propriedade e quando combinados de forma adequada formam o diodo

semicondutor. O nome diodo significa contração de dois eletrodos e é o mais simples dos

dispositivos semicondutores, mas exerce um papel vital em sistemas eletrônicos, pois a partir desta

descoberta foram possíveis à invenção dos transistores e circuitos integrados, os famosos chips

(GOIS, 2008).

Os diodos emissores de luz - dispositivos conhecidos pela abreviatura em língua inglesa LEDs

(Light Emiting Diodes) - são semicondutores em estado sólido que convertem energia elétrica

diretamente em luz. A luz do LED é gerada dentro do chip, um material de cristal sólido. O chip

gerador de luz é pequeno, geralmente com 0,25mm2.

Figura 2 – LED indicador tradicional de 5mm

Fonte: GOIS (2008)

O princípio de funcionamento do LED baseia-se na junção P-N, combinação de dois materias

distintos, no qual o lado P contém essencialmente lacunas (falta de eletrons) enquanto o lado N

contém essencialmente cargas negativas (excesso de eletrons). Quando polarizada diretamente, os

eletrons e lacunas se movimentam em direção ao mesmo ponto, que é devolvida, quando eles

retornam para seus níveis originais, em forma de luz.

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Figura 3 – Esquema de emissão de luz de um LED

Fonte: GOIS (2008)

A luz emitida pelo LED é monocromatica e o comprimento de onda está relacionado ao tipo de

material utilizado na composição do semiondutor. A dopagem do cristal pode ser feita com gálio,

alumínio, arsênio, fósforo, índio e nitrogênio. Esta varidade de elementos químicos e a combinação

deles permitem a emissão de luz em uma ampla faixa do espectro (Cervi, 2005; Bullough, 2003). O

responsável pela emissão de luz vermelha, laranja e amerela seriam os LEDs que utilizam os

compostos AlGaInP (Aluminium Gallium Indium Phosphide) formado por alumínio, gálio, índio e

fosfeto; já os responsáveis pelas tonalidades verdes e azuis são os que utilizam os comostos InGaN

(Indium Gallium Nitride), formado por índio, gálio e nitrito.

O LED com luz branca pode ser obtida de varias maneiras. Um dos métodos e o mais simples para

isso é a utilização de uma camada de fósforo na superficie do LED azul. O fósforo depositado em

cima do material semicondutor ao ser atravessado pela luz azul torna-se amarela, sendo que a o

restante da luminosidade azulada combinada com a luz amarela resulta na luz branca. Outra

maneira seria através da mistura de LEDs coloridos, já que q combinação das cores vermelha, azul e

verde resulta na cor branca. Então, com a utilização de três LEDs coloridos, ou apenas um LED

RGB (do inglês Red, Green e Blue) é possível obter um feixe luminoso branco ou de qualquer

tonalidade de cor intermediária a esta três alterando a intensidade luminosa de cada LED.

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Figura 4 – Espectro de radiação e as cores correspondentes em relação ao comprimento de onda

Fonte: LUXEON (2008)

Figura 5 – Diferentes modelos de LEDs e seus respectivos comprimentos de onda

Fonte: LUXEON (2008)

3. Características e benefícios do LED

A vida útil é a forma mais utilizada pelos fabricantes para classificar o tempo de uso de uma fonte

de luz, a qual considera o número de horas que a fonte operou até que a luminosidade seja reduzida

a 70% do valor inicial, considerando o efeito das respectivas falhas ocorridas neste período. Os

LEDs possuem uma vida útil elevada, em torno de 50.000 horas, o que torna uma redução de custos

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com reposição, mão de obra, paradas não programadas no serviço, etc. Porém, esta característica

pode ser drasticamente reduzida se a instalação ou a luminária não for adequada. A qualidade da luz

bem como a vida útil é afetada principalmente pelo calor gerado no chip o qual provoca a

degradação do fósforo nos LEDs brancos causando uma depreciação no brilho e variação da

temperatura de cor. Já que a área de dissipação de calor do LED é relativamente baixa comparada à

potência do dispositivo, deve ser considerada a concentração de calor como um fator primordial

para a redução da vida útil dos LEDs. Por esse motivo, a luminária deve prever o uso de

dissipadores para transferir o calor ao ambiente evitando o superaquecimento do LED. A figura 6

mostra uma comparação entre algumas fontes de luz e sua vida média.

Figura 6 – Comparativo entre algumas fontes de luz e sua vida média

Fonte: OSRAM (2012)

No aspecto ecológico, os LEDs, na sua fabricação, não se utilizam mercúrio, chumbo e outros

materiais considerados como potencialmente danosos ao meio ambiente. Infelizmente o processo de

fabricação de LEDs ainda utiliza grandes quantidades de energia para a produção dos

semicondutores, fato que é parcialmente compensado pela alta quantidade de chips produzida em

relação à energia aplicada ao processo. Outro fator determinante é seu tamanho, reduzindo o

impacto do descarte do produto na natureza.

Todas as fontes conhecidas hoje, como lâmpadas incandescentes, halógenas, vapor de sódio, vapor

metálica, luz do sol, etc. emitem ultravioleta e infravermelho, exceto os LEDs. O infravermelho é

percebido pela sensação de calor e não ha componentes de comprimento de onda da faixa do

infravermelho nos LEDs, portanto a luz emitida por eles é "fria", e assim não altera as cores dos

pigmentos dos objetos iluminados e não causa ressecamento e rachaduras, por exemplo, em obras

de arte, tecidos, etc. Entretanto, o chip do LED produz calor, e o projeto da luminária deve prever

sua dissipação. O ultravioleta não é percebido através de sensações, somente o efeito negativo que

causa como atrair insetos, desbotamento das cores, danos a obras de artes, a monumentos tombados,

etc. e como o LED branco é fabricado a partir de um chip com emissão azul recoberto com um

fósforo amarelo, tendo um comprimento de onda superior ao da radiação ultravioleta.

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A temperatura de cor de uma lâmpada, seu índice de reprodução de cor e a eficácia luminosa são

características importantes em um projeto luminotécnico do ambiente, onde deve ser empregada a

lâmpada correta levando em consideração o ambiente e a atividade desenvolvida nesse. A

temperatura de uma cor de uma lâmpada é a grandeza que expressa à aparência da luz emitida

(Rodrigues, 2002). A luz branca natural, produzida pelo sol a céu aberta ao meio dia possui uma

temperatura de cor próxima de 5.800k. Lâmpadas com temperatura de cor inferior a esse valor

apresentam uma luz amarelada, como as lâmpadas incandescentes, já as que apresentam

temperatura acima, a luz emitida é de tonalidade azulada, como acontece algumas lâmpadas de

descarga. O LED, por sua vez, apresenta vantagem com relação às demais fontes de luz pelo fato de

ele possuir diferentes modelos com uma larga faixa de temperatura de cor, variando de 2.670k a

10.000k, estendendo a sua aplicação para diversos ambientes. A figura 7 mostra algumas fontes de

luz e sua temperatura de cor.

Figura 7 – Temperatura de cor de diferentes fontes de luz

Fonte: OSRAM (2012)

O indice de reprodução de cor (IRC) é a relação entre a cor ideal do objeto e a cor aparente quando

submetido a uma fonte de luz artificial (Rodrigues, 2002). A referência adotada para este conceito é

a luz produzida pelo sol em um dia claro de verão ao meio dia, portanto, quanto mais proximo de

100% for o IRC de uma lâmpada, mais próximo sua luz estará da referência fiel as cores do objeto

iluminado. Para que uma fonte de luz branca seja considerada adequada à iluminação, o IRC deve

ser maior que 75%. A figura 8 mostra o IRC de algumas fontes de luz e a figura 9 mostra que o

quadro de August Renoir iluminado com duas fontes de luz de diferentes IRC.

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Figura 8 – Indice de reprodução de cor (IRC) de diferentes fontes de luz

Fonte: RODRIGUES (2002)

Figura 8 – Quadro de August Renoir iluminado com duas fontes de luz: a esquerda com alto IRC e a direita com baixo

IRC

Fonte: SCHUBERT (2003)

A eficácia luminosa de uma lâmpada representa a capacidade de emissão do fluxo luminoso com

relação à potência necessária para realizar este processo (Costa, 2005). O fluxo luminoso representa

a potência fornecida por uma fonte luminosa, por segundo, em todas as direções sob a forma de luz

(Rodrigues, 2002), tendo como unidade medidora o lúmen. Os LEDs de alto brilho apresentam um

dos indices maiores quanto a eficacia luminosa por emitirem um feixo luminoso em um angulo de

abertura pequeno. Porem, o acumulo de poeira na superficie da lâmpada ou do refletor, ou ainda a

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propria depreciação do fluxo luminoso da fonte de luz pode causar uma redução na luminosidade do

ambiente, sendo assim, o projeto luminotecnico deve prever a depreciação do fluxo luminoso do

sistema de iluminação durante a sua utilização. A figura 9 mostra uma tabela de algumas fontes e

sua eficácia luminosa.

Figura 9 – Eficácia luminosa de diferentes fontes de luz

Fonte: RODRIGUES (2002)

Outras características e benefícios do LED são a dimerização, o controle de cores, e cores saturadas.

Controle de cores é um conceito que foi "importado" da iluminação cênica onde se utilizam os

sistemas de "color changing" (luminárias com filtros coloridos e sistemas mecânicos que trocavam

os filtros e lentes, proporcionando efeitos dinâmicos de cor e movimento). Quando se utilizam

LED, as luminárias com este efeito têm fontes dimerizáveis incorporadas, controladas por hardware

e software permitindo milhares de combinações, obtendo cores saturadas sem a filtragem por filtros

da luz branca produzida pelo LED, já que a utilização de filtros não é recomendada para LED. A

dimerização é a variação do fluxo luminoso, o qual é feito utilizando-se transformadores e drivers

em conjunto com dimmers tradicionais ou, às vezes, se necessário à utilização de interfaces para

conversão dos protocolos que cada fabricante utiliza.

Os LEDs são fontes de luz pontuais, com uma perda menor do facho luminoso que as lâmpadas

tradicionais. Na verdade é normal se utilizar de óticas secundarias que controlam o facho original

do LED. Estes dispositivos são produzidos com polímeros de alta pureza e desempenho, com

eficiência típica de 90%, tornando assim os LEDs em luminárias mais eficientes.

A diversidade de ângulos de abertura de facho dos LEDs é grande o que permite aos especificadores

escolher os efeitos desejados através do uso de lentes secundarias. O mercado se profissionalizou de

tal forma que existe diversos fornecedores de lentes com dezenas de opções de facho: abertos,

fechados, simétricos ou não, inclusive com fachos elípticos.

Os LEDs apresentam pequenas dimensões o que permite o design de luminárias menores que as

tradicionais. Os projetos luminotecnicos e a arquitetura enfrentam problemas constantes de

posicionamento das luminárias em ambientes cada vez menores ou por conta da interferência com

os projetos de refrigeração, sistemas de prevenção de incêndio, etc. Na área comercial as vitrines e

displays de demonstração devem aproveitar ao máximo o espaço útil, ocasionando uma

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aproximação entre as fontes de luz e os objetos a serem iluminados e quando isso ocorre, uma

luminária pequena, que não emite calor ou radiação ultravioleta frequentemente é a melhor opção

de projeto. Alem de ter pequenas dimensões, os LEDs são componentes bastante resistentes,

possibilitando seu uso em ambientes em que outras fontes de luz necessitariam de proteção extra,

como automóvel e aplicações em outdoor. Entretanto devem ser acondicionados em luminárias

evitando umidade e controlando o calor produzido pelo chip.

Outra característica a favor do uso do LED é o acionamento instantâneo, o qual não ha a partida

lenta como alguns produtos da iluminação tradicional que necessitam de alguns minutos para operar

a 100%, como por exemplo, as lâmpadas de descarga (sódio e multi-vapores metálicos). Alem

disso, os LEDs operam em baixa tensão de operação trazendo segurança quando os equipamentos

são pensados para receber 12 volts, como por exemplo, em aplicações subaquáticas.

Comparado ao preço praticado pelos fabricantes de produtos tradicionais de iluminação, as

luminárias com tecnologia de LEDs são mais caras. Uma lâmpada dicroica de 50W pode ser

comprada no mercado por preços tão baixos quanto R$ 5,00, sendo que a lâmpada de LED que

substituiria essa dicroica custa R$ 53,00, dez vezes mais caro. A pergunta a ser feita é: qual o

beneficio que o projeto de iluminação terá com a utilização de uma luminária com LED? Caso o

único valor percebido pelo cliente seja o custo do produto, provavelmente a tecnologia de LED não

deverá ser utilizada. Por outro lado, em aplicações onde os benefícios listados anteriormente são

relevantes, vale a pena utilizar LEDs. A figura 10 exemplifica a economia que terá com a utilização

de lâmpadas de LED, no qual o exemplo dado seria os gastos estimados, ao longo de cinco anos,

para uma casa com vinte pontos de luz e utilização média de dez lâmpadas acesas durante seis

horas.

Figura 10 – Tabela comparativa de gastos comparando as fontes de luz mais utilizadas e LED

Fonte: HTTP://DRSOLEK.WORDPRESS.COM (2012)

4. Conclusão

Existe uma tendência natural, pela natureza de gerar luz, e de que os LEDs sejam confundidos com

lâmpadas, o que não é o caso e para sua aplicação na arquitetura são necessários cuidados que

acima de tudo, tenha, no mínimo, uma escala para que seja possível manipula-los. A primeira

decisão que deve ser tomada em um projeto luminotécnico é a escolha das lâmpadas que vão

compor os ambientes, pois assim define as características básicas, como a compatibilização ao

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projeto arquitetônico, conforto ambiental e aspectos econômicos. Sendo que antes dos LEDs

surgirem, as lâmpadas tradicionais e suas respectivas luminárias já ofereciam inúmeras opções na

elaboração dos projetos e agora, os profissionais de arquitetura e design têm mais uma tecnologia de

emissão de luz para simplificar ou dificultar o seu trabalho.

Uma das primeiras aplicações prática dos LEDs na iluminação ocorreu quando alguns fabricantes

disponibilizaram lâmpadas com o formato das famosas "dicroicas". Estas lâmpadas viraram "febre"

no mercado, causando problemas, pois o fluxo luminoso era muitas vezes inferior, a vida útil

prometida não chegava perto das 100.000 horas, como era informado quando surgiu esse tipo de

lâmpada, e o usuário esperava que o produto substituísse o original, visto que a forma da lâmpada e

o soquete permitiam a troca imediata. Ate hoje as lâmpadas baseadas em LEDs do tipo 5mm tem

um estigma de produto de baixa qualidade.

A situação atual das lâmpadas baseadas em LEDs melhorou significativamente com os grandes

fabricantes mundiais de lâmpadas oferecendo produtos de qualidade, com especificações técnicas

realistas e soquetes variados para integração com as luminárias tradicionais. Nestes produtos é

possível notar que o design se preocupou com aspectos importantes como o tipo de LED utilizado,

o projeto térmico que incorporou dissipadores no corpo da lâmpada e as opções de alimentação

elétrica. Mas a questão é se a tendência do mercado será optar por lâmpadas com LEDs ou

luminárias com LEDs incorporados.

As lâmpadas de LEDs são produtos técnicos, as quais sua indicação de uso deve ser realizada por

arquitetos e designers para atender a um projeto. Por ser comercializada em pontos de venda como

"Home Centers" e lojas de lustres, a decisão de compra é do cliente final, ou seja, é uma compra por

impulso. Sendo assim, fica bem complicado resolver as questões técnicas de dissipação de calor em

um produto tão pequeno como, por exemplo, uma lâmpada MR16 (formato de dicroica), caso se

utilize LEDs de potências elevadas, já que a temperatura influencia no desempenho e vida útil do

LED. As luminárias tradicionais foram desenvolvidas para uso de lâmpadas com ótica conhecida e

especifica. A simples troca da lâmpada por outra que utiliza a tecnologia de LEDs provavelmente

não vai aproveitar os componentes da luminária como o refletor, por exemplo. Já nas luminárias

com LEDs incorporados, os designers tem uma maior liberdade para o desenvolvimento de soluções

para o calor, ótica, alimentação, instalação, etc., o que torna estes produtos mais confiáveis.

A tendência dos preços das lâmpadas é cair, já que são produzidas aos milhões e luminárias de

LEDs não, sendo assim, as lâmpadas tem uma vantagem mercadológica difícil de ser vencida no

curto prazo, como foi visto na figura 10, mas as luminárias que utilizam lâmpadas tradicionais

incorporam o conceito da substituição das lâmpadas, pois foram concebidas para uma vida útil

raramente superior a 3000 horas. Hoje existem fluorescentes com expectativa de vida superior a

16.000 horas, no entanto o conceito da substituição sobrevive, ao contrario das luminárias com

LEDs, em que a ideia é que não haja reposição. .

Apesar do custo de lâmpadas LED hoje ser mais caras do que as lâmpadas fluorescentes compactas,

a eficiência dos LEDs é muito superior que as fluorescentes. Em consequência disso, acredita-se

que dentro de cinco anos os LEDs irão substituir um número significativo de lâmpadas

fluorescentes de modo semelhante à forma como as lâmpadas fluorescentes compactas atualmente

substituem as incandescentes de bulbos.

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Iluminação por LEDs julho de 2013

ISSN 2179-5568 – Revista Especialize On-line IPOG - Goiânia - 5ª Edição nº 005 Vol.01/2013 – julho/2013

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