O rendimento de lâmpadas residenciais

[Jonas Paulo Negreiros]

Luz Artificial nos Lares

Com o déficit de oferta de energia elétrica pelos altos custos de produção, somados a uma crescente demanda de consumo, coube ao consumidor buscar meios de iluminação mais eficientes, a fim de não comprometer o orçamento doméstico.

Durante décadas, a lâmpada de filamento reinou quase que sozinha nos lares, com exceção na cozinha.

As lâmpadas incandescentes produzidas em massa, embora agradáveis para iluminação de ambientes domésticos, elas têm uma séria deficiência energética: mais de 95% da energia de entrada é convertida em calor em vez de luz, o que significa que as incandescentes têm eficiências da ordem de 3 a 6%.

Enquanto a eficiência luminosa das lâmpadas incandescentes convencionais está entre 2 e 3%, a das fluorescentes (incluindo CFLs) está entre 7 e 15% e a da maioria dos LEDs compactos entre 5 e 15% . É interessante notar que mesmo a melhor tecnologia de iluminação desperdiça 85% da energia aplicada em forma de calor.

De acordo com a termodinâmica, nenhuma máquina pode render mais que 50%. Percebe-se que a tecnologia de fabricação de lâmpadas ainda têm um longo caminho em busca de eficiência máxima.

Nada impede que nessa corrida por maior eficiência reabilite a tecnologia de iluminação incandescente entre outras, desde que sejam devidamente aperfeiçoadas:

Fidelidade de reprodução de cores em iluminação doméstica, através de vários tipos de lâmpadas

O retorno da lâmpada incandescente?

Lâmpadas incandescentes superam LEDs reciclando calor

As agora banidas lâmpadas incandescentes podem estar dando a volta por cima.

www.inovacaotecnologica.com.br

Sobre a lâmpada incandescente tradicional:

Incandescent light bulb - Wikipedia

en.wikipedia.org

Sobre o conforto visual...

Fig. (2). Spectra of the different indoor light sources. (a) Xenon...

Download scientific diagram | Spectra of the different indoor light sources. (a) Xenon lamp, (b) incandescent lamp, (c) fluorescent lamp, (d) halogen lamp, (e) cool white LED, (f) warm white LED, (g) human eye sensitivity spectrum, and (h) AM 1.5G spectrum overlaid with spectral response of...

www.researchgate.net

Espectros das diferentes fontes de luz interna. (a) lâmpada de xenônio, (b) lâmpada incandescente, (c) lâmpada fluorescente, (d) lâmpada de halogênio, (e) LED branco frio*, (f) LED branco quente, (g) espectro de sensibilidade do olho humano, e (h) Espectro AM 1.5G sobreposto com resposta espectral de vários dispositivos fotovoltaicos.

* A luz "branca fria" emitida pelo LED me é particularmente irritante.


Irradiância Espectral do Sol

Lâmpadas artificiais ideais deveriam reproduzir o espectro solar, desde a aurora, passando pelo meio-dia até o crepúsculo, de acordo com a necessidade do usuário.

Espectro do Sol

https://www.researchgate.net/profile/Md_Shofiqul_Islam5/publication/311445954/figure/fig1/AS:613210143076353@1523212099886/Solar-spectral-irradiance-at-air-mass-15-AM-15-collected-from-American-Society-for.png

Irradiância Espectral de Diversas Fontes de Luz

Lâmpada Xenon

Fig. 2 Spectral irradiance of the xenon arc lamp within the Suntest...

Download scientific diagram | Spectral irradiance of the xenon arc lamp within the Suntest chamber for three integrated-light irradiances of 250, 500 and 765 W m À 2 . from publication: A comparative study on the aqueous photodegradation of two organophosphorus pesticides under simulated and...

www.researchgate.net

LED versus Incandescente

https://d3i71xaburhd42.cloudfront.net/64d2fc1a28315fbd49f1a417be61729051d6c06e/2-Figure2-1.png

Lampada Fluorescente:

https://www.researchgate.net/publication/5507265/figure/fig1/AS:202730124648476@1425346036494/Spectral-irradiance-profile-of-the-fluorescent-light-source-used-The-filtration-profile.png

Spectral irradiance profile of the fluorescent light source used. The...

Download scientific diagram | Spectral irradiance profile of the fluorescent light source used. The filtration profile of the Lee 2C ultraviolet (UV) filter is also shown alongside; it is evident that light filtration maintains illuminance of the cells within the visible region of the...

www.researchgate.net

Lampadas diversas

Fig. (9). (a-c) Spectral irradiance of different light sources. (d) EQE...

Download scientific diagram | (a-c) Spectral irradiance of different light sources. (d) EQE of different photovoltaic technologies. (e) Calculated relative output power of various photovoltaic cells under different light conditions compared to AM 1.5G spectrum as a reference. from publication...

www.researchgate.net

Os perigos do LASER

A exposição do LASER, por ter a energia luminosa concentrada em uma estreita faixa do espectro eletromagnético (visível ou não), é extremamente perigosa ao olho humano.

Laser Safety Training Guide

 

[Jonas Paulo Negreiros]

Criado LED que não emite a problemática luz azulada
Redação do Site Inovação Tecnológica - 29/04/2021

Em vez de mascarar o azul, o LED já emite uma luz branca e quente.
[Imagem: Jakoah Brgoch]

O azul dos LEDs

As lâmpadas de LEDs (diodos emissores de luz) substituíram rapidamente as problemáticas lâmpadas fluorescentes compactas graças a uma maior eficiência energética e a uma pegada ambiental muito menor.

Mas nem tudo é perfeito, e as lâmpadas de LED que estão atualmente no mercado emitem muita luz azul, o que tem sido associado a problemas nos olhos e no sono.

Agora, pesquisadores desenvolveram um protótipo de LED que reduz - em vez de mascarar - o componente azul, ao mesmo tempo que torna as cores mais parecidas com as da luz solar natural.

Como os LEDs emitem luz

Dentro das lâmpadas, vários chips de LED semicondutor convertem a corrente elétrica em luz de alta energia, incluindo comprimentos de onda ultravioleta invisível (UV), violeta ou azul. Sobre ele, vai uma tampa contendo vários fósforos - compostos luminescentes sólidos que convertem a luz de alta energia em comprimentos de onda visíveis, de energia mais baixa.

Cada fósforo emite uma cor diferente e essas cores se combinam para produzir uma luz branca de amplo espectro. Lâmpadas de LED comerciais usam LEDs azuis e fósforos emissores de amarelo, que aparecem como uma luz branca brilhante e fria, semelhante à luz do dia.

A exposição contínua a essas luzes azuis tem sido associada à formação de catarata, e ser iluminado por elas à noite pode interromper a produção de hormônios indutores do sono, como a melatonina, provocando insônia e fadiga.

O tom azulado dos LEDs tem sido associado a vários problemas de saúde.
[Imagem: Hariyani/Brgoch - 10.1021/acsami.1c00909]
Eliminando o azul dos LEDs

Para criar uma lâmpada LED para uso noturno - com luz branca e quente -, muitos pesquisadores têm adicionado fósforos emissores de vermelho, mas isso apenas mascarou o tom azul, sem se livrar dele.

Por isso, Jakoah Brgoch e Shruti Hariyani, da Universidade de Houston, nos EUA, queriam desenvolver um fósforo evitando a problemática faixa azul de comprimentos de onda, mas mantendo uma luz branca quente.

Como prova de conceito, os dois químicos sintetizaram um novo fósforo cristalino luminescente à base de európio [(Na1.92Eu0.04) MgPO4F].

Luz branca quente

Nos testes de estabilidade térmica, a cor de emissão do composto de európio foi consistente entre a temperatura ambiente e a temperatura operacional mais alta (150 ºC) da iluminação comercial baseada em LED. Em experimentos de umidade de longo prazo, o composto não mostrou nenhuma mudança na cor ou na intensidade da luz produzida.

O novo LED produz a luz branca quente desejada (2710 K), minimizando a intensidade dos comprimentos de onda azuis, ao contrário das lâmpadas LED comerciais.

As propriedades ópticas do protótipo revelaram a cor dos objetos quase tão bem quanto a luz natural do Sol, atendendo às necessidades de iluminação interna, dizem os pesquisadores, embora acrescentem que mais trabalho precisa ser feito antes que este composto esteja pronto para comercialização.

Comentários

Para quem se irrita com o tom das lâmpadas eletrônicas e têm saudades das lâmpadas de filamento, há alternativa da lâmpada de filamento de carbono.

O rendimento luminoso é baixíssimo, mas o lembra o tom da luz de lareira, muito aconchegante.