lâmpadas halógenas

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lâmpadas halógenas

LEDs - Origem, atualidade, aplicações e futuro, por Mauri Luiz da Silva
Introdução
Ao iniciarmos este trabalho on-line, quero registrar alguns detalhes que são
fundamentais em relação a forma de melhor aproveitar e ganhar conhecimentos com
este curso, como de resto em qualquer curso que participemos, presencial ou on-line.
Em primeiro plano, há que ficar claro que não há milagres em relação ao aprendizado,
e o que proponho é transmitir conhecimentos e experiências adquiridas por este
amigo de vocês, que preparou o curso e que será alguém a ser contatado, pelos meios
disponibilizados pelo site, para tirar qualquer dúvida sobre iluminação, e muito
especialmente em relação aos assuntos a serem aqui tratados.
Na minha visão, para que o aprendizado seja proveitoso, há que se ter um ministrante
que use sua experiência téorica e prática para passar ensinamentos a serem utilizados
no dia-a-dia de cada um dos que participarem do curso. Neste caso, eu procuro me
enquadrar nessa premissa.
Dados sobre o assunto estudado devem ser transmitidos de forma clara e objetiva,
mas principalmente com uma linguagem acessível, posto que em um curso que haverá
participantes de várias origens, conhecimentos, capacidades de entendimento,
formações e interesses, não pode ser diferente. Costumo dizer que a minha forma de
escrever, ministrar palestras e aulas, procura chegar ao entendimento tanto de um
renomado profissional, seja arquiteto de iluminação, lighting designer, designer de
interiores, engenheiro, como ao mais principiante estudante de primeiro semestre,
sem deixar de ser também entendido por leigos interessados no tema.
Nos meus três livros publicados sobre iluminação, deixo claro que essa linguagem
predomina e este tem sido um dos fatores principais do sucesso deles, tornando-os
best-sellers nacionais e, avanço no tema, informando que de nada adiantaria eu
escrever numa rebuscada linguagem técnica, visto que o pequeno público que
entenderia essa forma de comunicação, seria formando justamente pelos que menos
precisariam desses conhecimentos, em face de sua formação e experiência na função
de usar a luz e seus efeitos.
Por outro lado, escrevendo em linguagem fácil, tanto os profissionais, como os leigos
podem entender, havendo um ganho para todos, pois eu não abro mão de transmitir
conhecimentos técnicos reais e até profundos, porém, em uma forma que possa ser
entendido pelo maior número possível de participantes. No meu entendimento isso é
Workshop On-Line - Portal Lighting Now - Out/2012
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transmitir conhecimentos e possibilitar o aprendizado, caso contrário seria apenas
uma demonstração de que quem está abordando o assunto, conhece-o muito bem,
pois fala coisas bonitas, mas o fundamental é conhecer bem a matéria e,
principalmente, transmitir esses conhecimentos sem nenhum resquício de egoísmo ou
medo de concorrência. Transmitir o conhecimento e a experiência adquirida é algo
notável e o que realmente produz formação, evolução e um sentimento muito
gostoso, gratificante mesmo, de dever cumprido.
Quem é MAURI LUIZ DA SILVA?
Ao responder a pergunta, eu me apresento para vocês como um facilitador para o
estudo da iluminação e relato, resumidamente, minha história e minha paixão pela
iluminação.
Trabalhei 38 anos ligados à OSRAM do Brasil – Lâmpadas Elétricas Ltda, depois de uma
pequena experiência de dois anos na PHILIPS, que vem fechar quatro décadas de luz.
Em 1994 comecei a fazer palestras sobre iluminação, por necessidade da empresa,
que, momentâneamente não tinha ninguém para fazê-las, por conta da saída do
Engenheiro Carlos Reganatti da empresa, que era um grande amigo e um grande
palestrante. A amiga Silvia Bigoni chegou a fazer esse trabalho, mas por pouco tempo,
pois também saiu da empresa e partiu para outros projetos, e hoje é uma renomada
arquiteta de iluminação e professora especialista sobre o tema.
Fiz a primeira palestra e costumo dizer que eu não sei se o público gostou do que
escutou, mas eu gostei do que falei e a partir dalí, comecei a investir na carreira de
palestrante de iluminação.
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Em seguida, o Professor Honores Mabrini, titular da cadeira de Conforto Ambiental da
Unisinos – São Leopoldo-RS me provocou para que eu escrevesse um livro sobre o
tema, já que a literatura na área era escassa e a cadeira de iluminação começava,
timidamente, a fazer parte do curriculo da Arquitetura e necessitavam de um livro
consistente para ser o material didático de consulta. Assim nasceu, em 2002, meu
primeiro livro LUZ, LÂMPADAS & ILUMINAÇÃO que passou a ser referência no estudo
da iluminação nas faculdades e cursos técnicos.
Com o ritmo das palestras e cursos aumentando, a minha Editora (Ciência ModernaRJ) me encomendou um livro sobre projetos, que era uma necessidade para
complementar o estudo nos bancos escolares e uma reivindicação dos professores da
área, dos arquitetos e do mercado como um todo.
Precisavam de um livro sobre projetos de iluminação. Neste momento, escreví e
lançamos meu segundo trabalho sobre o tema, chamado ILUMINAÇÃOSIMPLIFICANDO O PROJETO, em 2009, numa abordagem, como o próprio título induz,
do projeto de iluminação, do projeto luminotécnico que possibilitasse a que todos
entendessem, ou seja, o tão decantado passo-a-passo.
O novo livro, que complementa a chamada Trilogia da Luz, veio pela necessidade de
todos e pelo crescimento exponencial dessa nova fonte de luz, chamada LED – Diodo
Emissor de Luz.
Quando falei que escreveria um livro sobre LEDs, a editora vibrou e disse que era algo
que me pediria em seguida, já que a iluminação moderna passava a ter nos LEDs, um
sinônimo e um ícone a indicar o futuro da iluminação, mas que já era presente na
maioria de suas formas de iluminar e substituir os produtos tradicionais - lâmpadas.
LED – A LUZ DOS NOVOS PROJETOS, o livro, é recente, foi lançado em 19 de março de
2012 e já disparou no mercado editorial, pela grande ânsia em conhecer e poder
aplicar produtos dessa nova (?) tecnologia, que é a Luz em Estado Sólido, ou,
simplesmente LED.
Atualmente, aposentado na OSRAM, por decurso de prazo - idade - minha dedicação
maior é escrever livros e já são sete, incluindo os três de iluminação citados; ministrar
palestras e aulas especiais de iluminação em cursos por esse Brasil afora, com cuidado
de não abrir mão de minha condição de aposentado que quer curtir a vida e assim,
sendo muito seletivo em aceitar convites.
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Logo que me aposentei em 2010, convites para lecionar em faculdades aconteceram,
que descartei delicadamente, explicando que eu queria curtir minha aposentadoria,
aproveitando o novo tempo livre para pesquisar, me aprofundar no estudo da
iluminação, para poder distribuí-la de forma que fosse satisfatória para todos e
gratificante para mim. Eu não conseguí me ver lecionando diariamente, corrigindo
provas, assinando ponto etc e hoje vejo o quanto eu estava certo, pois contribuo mais
para a cultura da iluminação do que se estivesse limitado às salas de aula. Agradeço
aos que me convidaram e ficarei sempre grato, pelo convite e por terem entendido o
fato pelo qual me fez ter declinado dos convites.
Quando o Lighting Now! me convidou, há alguns meses, para ministrar este curso
virtual, relutei, mas aceitei por ver nele uma forma de atingir muitos participantes e
espalhar minha experiência e conhecimentos acumulados durante tanto tempo, pois
por mais que eu tente ser seletivo e trabalhar menos, continuo um “Escravo da Luz”.
Conhecido um pouco da minha origem e biografia, falarei agora da forma com que
faço meus cursos e este não será muito diferente.
Interatividade Constante
Este curso está formatado em quatro módulos, e a cada módulos que vocês forem
estudando, terão toda a liberdade de ir perguntando e tirando suas dúvidas e, se por
algum motivo nada perguntarem durante o curso e quiserem perguntar tudo ao final,
sem problemas, pois eu sempre abro a possibilidade para meus alunos, que, uma vez
participando dos cursos poderão perguntar sempre e em qualquer tempo, mesmo que
se passem anos, pois responder sobre a luz e seus efeitos, auxiliar na montagem de
projetos, na indicação de materiais a serem utilizados para um melhor efeito e todos
os detalhes necessários é, para mim, uma verdadeira religião.
Eu sempre atendo e respondo a todas as perguntas e dou as orientações necessárias.
Isso faz do curso, também, uma porta que se abre para ter acesso aos conhecimentos
e experiências que adquiri, sendo um estupendo custo benefício. Há casos em que fico
muito tempo ao telefone dando dicas para profissionais, mas claro que prefiro sempre
as consultas por e-mail, por sua praticidade.
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No caso específico deste curso, as perguntas devem ser encaminhadas pelos meios
disponíveis no site, pois essas perguntas e suas respostas serão uma parte importante
para o enriquecimento do material deste e para novos cursos.
Livros
Tenho sete livros editados, sendo três sobre Iluminação, já citados, e esses estão
disponibilizados no site a preços promocionais e serão sempre um importante material
de consulta para o melhor aproveitamento dos temas que abordaremos. Diria até que
indispensáveis, pois a abordagem de um livro impresso é, por essência, mais ampla e
complementará de forma muito eficaz os conhecimentos que lhes transmitirei no
curso.
Como sempre falo, quem quiser aprender sobre iluminação deve participar de tudo,
cursos, palestras, congressos e ler tudo sobre o tema, sites, revistas, e, principalmente
livros, já que são tão poucos os publicados no Brasil que ensinam iluminação.
Feliz de quem pode ter em suas mãos livros para consultar sobre um tema,
manuseando-os à vontade e a qualquer hora. Boa Leitura!
Conteúdo
Para melhor entender o tema, faremos uma viagem ao “mundo da luz”, partindo de
sua origem, estudando as formas de luz que foram aparecendo na natureza e imitadas
na forma de luz artificial, até chegarmos ao tema principal - LEDs - e então depois de
explicamos suas características, parte construtiva, propriedades, mitos e verdades,
vantagens e desvantagens, faremos muma nova viagem, agora pelos principais
ambientes em que podemos usar LEDs em projetos de iluminação, indicando sua
melhor utilização.
Considerando sempre que LEDs são, apesar de descobertos há muito tempo, uma
novidade na iluminação de ambientes.
Falaremos também de como substituirão as lâmpadas tadicionais e todas as suas
vantagens, entre as quais, a ecológica, para corrigir uma distorção que o mercado nos
trouxe, na proibição das lâmpadas incandescentes comuns, colocando em seu lugar as
fluorescentes compactas, também chamadas de econômicas ou eletrônicas, que são,
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por mau descarte, um problemão para o meio ambiente. LEDs corrigirão esse
problema e explicaremos, em capítulo específico, como será essa correção.
Então, entremos com tudo no estudo desse tema fantástico, que é a luz, e que se torna
mais cativante por sua nova forma de iluminar, com economia, durabilidade,
eficiência, beleza, funcionalidade e tantas outras virtudes que fazem do LED, o astro
pricipal da iluminação do Século 21.
Portando, como costumo dizer, parafraseando a saga famosa do cinema: “Que a Luz
esteja conosco”!
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Capitulo 1 - Tendências de Iluminação:
A indústria da iluminação em sua evolução persegue há muito tempo, cinco passos que
parecem ser definitivos em se tratando de luz e seus efeitos, como veremos a seguir:
Economia de energia - lâmpadas que consomem cada vez menos energia.
Este primeiro passo é importante, mas sozinho não se completa, pois de
nada adianta consumir pouca energia e não iluminar bem. É preciso é
dar o segundo.
Eficiência - lâmpadas que emitem muita luz, consumindo menos.
Aqui vemos a economia de energia de forma mais consistente, pois
trata de lâmpadas - fontes de luz - que consigam poupar energia,
iluminado mais; menos consumo de energia com mais luz.
Durabilidade - lâmpadas que têm vida útil cada vez maior.
Fator preponderante na sustentabilidade, pois quanto mais durável,
menor serão as manutenções – trocas de lâmpadas por fim de vida,
colaborando para a eficiência do sistema.
Miniaturização - lâmpadas cada vez menores.
Esta é uma tendência cada dia mais verdadeira, ou seja, fontes de luz
que produzam muita luz, mas preferencialmente “desaparecendo” do
ambiente. O que deve aparecer é a luz, que é bela, modifica ambientes,
cria emoções etc, e não as lâmpadas/luminárias que nem sempre são
um primor de beleza. Na verdade, historicamente foram sempre o
“patinho feio” da iluminação e por isso mesmo, deve ser pequenas para
poderemos colocá-las de tal forma que iluminem bem, sem aparecer.
Eletrônica integrada.
Hoje a eletrônica está presente muito fortemente em nossas vidas e na
iluminação não poderia ser diferente. Vejam que só através da
eletrônica - reatores eletrônicos - chegou-se a dimmerização de
lâmpadas fluorescentes e outros tipos de descarga, possibilizando o
gerenciamento da luz, permitindo criação de cenas luminosas e outros
efeitos, como controles digitais ou analógicos.Sem o advento da
eletrônica, quando se tratasse de lâmpadas fluorescentes, estaríamos
ainda no antiquado liga-desliga, sem poder alterar a quantidade de luz
quando quiséssemos como hoje se faz de forma muito normal.
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Tendências: Iluminação Tradicional x LEDs
Na análise desses cinco passos acima, que temos apresentados há muitos anos como
tendência da iluminação, quando ainda eu nem pensava em escrever e estudar sobre
LEDs, notamos que todos eles se enquadram totalmente quando quando se fala dessa
moderna forma de iluminar e que é o tema principal de nosso Curso.
Tudo que servia para as lâmpadas históricas, serve para os LEDs, ou seja, a
modernidade buscada através dos cinco passos abordados acima, definidos como
tendências, veio de forma muito clara com os Diodos Emissores de Luz.
Os LEDs têm:
Economia de energia - A mais econômica fonte de luz;
Eficiência - Muita luz com pouco consumo de energia;
Durabilidade - Os que duram pouco duram mais do que a grande maioria das
lâmpadas tradicionais;
Miniaturização - São, na essência, minúsculos;
Eletrônica Integrada - LEDs são a própria eletrônica, na verdade, a microeletrônica.
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Capítulo 2 - Evolução e características das Fontes de Luz
Como falei antes, descreverei as caracteristicas das principais fontes de luz que foram
aparecendo em nossa vida, relacionando-as com as fontes de luz natural.
2.1 - Fontes de luz tradicionais
Incandescência – Lâmpada de Filamento
Lâmpadas incandescentes
“Um gênio deu luz à esta idéia”
São as menos eficientes, pois
transformam em luz menos de 10%
da energia que consomem. Mesmo
assim, seriam úteis por muito tempo,
mas estão acabando por decreto.
FLUXO LUMINOSO
100%
80%
LUZ
10%
CALOR RADIANTE
72%
BASE
18%
1000 horas
A forma mais antiga de se fazer luz utilizando a eletricidade, imita à luz natural do Sol e
tem em seu funcionamento muito das características do astro rei, que é um grande
“bola de fogo”, um gigantesco corpo incandescente.
A primeira fonte de luz artificial também faz luz por incandescência, através da
passagem de uma corrente elétrica por um filamento, que faz as vezes de uma
resistência elétrica e por essa resistência fica muito aquecido, em brasa mesmo, ou
seja, fica incandescente, distribuindo luz e calor, exatamente como o Sol.
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Como nessa operação elétrica a geração de calor é muito, mas muito maior que a de
luz, dizemos que a lâmpada de filamento, ou simplesmente a lâmpada incandescente
não é uma forma econômica de se fazer luz, sendo então uma fonte de luz que
atualmente é muito discriminada em sua forma comum, que é conhecida por
Incandescente Comum ou Clássica.
Todos a conhecem, pois iluminou as residências por mais de um século e continua
iluminando em muitos locais, onde ainda não foi proibida.
Foi proibida por uma lei paradoxal, a meu ver, de um gestor ambiental na Austrália,
que a definiu como a fonte de luz que faz o aquecimento global e responsável pelo
efeito estufa, causando muitos estragos ao meio ambiente. Uma grande parte dos
países já a proibiram, por imitação, claro e no Brasil, atualmente, ainda são permitidas
nas de potências até 100W, tendo a sua morte total anunciada para daquí há dois ou
três anos.
Fui e sou contra essa proibição, em princípio, porque, num primeiro momento e por
alguns anos, a lâmpada que a está substituindo é a fluorescente compacta com reator
incorporado e base E-27, também conhecida como eletrônica ou econômica e que,
sabemos, produz luz pela vaporização do mercúrio. Isso mesmo: eliminam uma
inofensiva lâmpada incendescente, que tem como pecado apenas gerar calor e
colocam no seu lugar um produto que utiliza em seu processo, o temível mercúrio.
Muito já falei sobre a forma correta de descarte de lâmpadas com mercúrio –
fluorescentes e outras – e as dificuldades de para que isso aconteça minizando os
riscos ao meio ambiente.
Felizmente este curso é sobre LEDs que substituirão as duas e estes sim, até prova em
contrário, totalmente ecológicos.
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Incandescente Halógena
LÂMPADAS HALÓGENAS
ciclo do halogênio
FLUXO LUMINOSO
100%
FLUXO LUMINOSO CONSTANTE
VIDA ÚTIL MAIOR
2000 3000 4000
h
No dia-a-dia do mercado, a gente fala tanto em halógena, que acaba esquecendo, por
vezes, que é uma lâmpada de filamento e por isso mesmo incandescente, ou seja,
também faz luz por incandescência. A diferença é que por causa do chamado ciclo do
halogênio, se torna mais durável e também mais eficiente que as chamadas
incandescentes comuns, que vimos acima.
Enquanto que a primeira dura, no máximo 1.000 horas, as halógenas duram até 5.000
horas em algumas de suas versões, sendo o mais normal durarem 2.000 horas, como é
o caso das conhecidas dicróicas comuns, AR 70, AR111, Halopar 20, Halopar 30 e
outras com essa característica de fazer luz pela passagem de uma corrente elétrica por
um filamento de tungstênio e por isso mesmo chamadas de incandescentes:
Clássicas/Comuns e Halógenas.
Revisada a fonte de luz mais tradicional - incandescente comum - e sua evolução incandescente halógena, veremos agora, na sequência a forma de fazer luz artificial
elétrica que a sucedeu na história da luz, a descarga elétrica.
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Descarga Elétrica
As chamadas lâmpadas de descarga imitam na natureza o raio, o relâmpago, que
como sabemos e vemos em um temporal, faz uma luz instantânea e muito intensa.
Essa luz foi imitada em laboratório e deu origem a fonte de luz chamada de lâmpada
de descarga e veremos como funciona.
A corrente elétrica entra no sistema através de um reator, que tem a função de dar
partida na lâmpada e limitar a corrente. A corrente elétrica entrando num tubo de
descarga, pelo jogo de elétrons de um eletrodo para o outro dentro do tubo, vaporiza
uma gota de mercúrio e a vaporização desse mercúrio produz algo muito próximo da
luz e que se chama raio Ultra Violeta - UV. Esse UV quando ultrapassa uma camada de
pó de fósforo que pinta a lâmpada, se transforma em luz visível.
Caso não haja essa pintura com tinta de fósforo no tubo, apenas teremos o Ultra
Violeta - UV, que fica um pouco abaixo da faixa de luz, que como sabemos, ou
deveríamos saber, está localizada no chamado espectro visível, que vai de 380 até 780
nanômetros (nm).
Em outras palavras, o UV fica abaixo de 380nm. Quando da passagem pela tinta de
fósforo, entra na faixa visível e se torna luz, que podemos ver e que ilumina os mais
diversos ambientes.
Lâmpadas de Descarga em Baixa Pressão
Em iluminação, sempre que falarmos em baixa pressão - BP - entende-se que a pressão
interna do bulbo da lâmpada é exatamente igual a pressão externa, ou seja, uma
atmosfera – 1atm e quando for alta pressão, a pressão interna é superior a interna,
2,3,4, 5 atmosferas(atm).
As tradicionais fluorescentes são lâmpadas de descargas a baixa pressão, tanto na
versão tradicional (tubular), como nas mais modernas fluorescentes compactas,
convencionais ou eletrônicas (econômicas).
No mercado essas fluorescentes compactas, acabaram tendo um nome próprio
orginado pela empresa que se antecipou no lançamento no Brasil, no já distante 1985
e se tornaram lâmpadas PL, que é tipo do fabricante Philips, enquanto que a sua mais
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tradicional concorrente, a Osram a chamou de Dulux. Cito essas duas referências para
melhor identificação dos tipos, já que lançaram na mesma época no Brasil. O mercado
adotou o nome de PL, por mais que o pessoal da OSRAM não goste.
Resumindo, as principais lâmpadas de descarga a baixa pressão ficam bem
representadas nesse estudo com as fluorescentes tubulares e as compactas.
Lâmpadas fluorescentes tubulares
Acima, a representação gráfica da geração da luz por descarga elétrica, numa
fluorescente tubular.
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Lâmpadas de Descarga a alta pressão
Ao contrário das citadas no item anterior, estas funcionam com as mesmas
características, porém em potências maiores e por decorrência necessitam trabalhar
numa pressão mais alta. Como a pressão interna é de várias atmosferas, o tubo em
que acontecerá a transformação da descarga elétrica em luz, precisa ser bem
reforçado, pois o vidro comum utilizado nas fluorescentes não resistiria. Desta forma,
este tubo mais reforçado é feito de quartzo, que é um material muito resistente à
pressão.
A forma com que a energia se transforma em luz visível, é muito parecida com as
fluorescentes, com algumas variações que estudaremos agora.
Lâmpada a Vapor de Mercúrio: Funcionam exatamente como as fluorescentes,
com a diferença que trabalham em alta pressão, ou seja, vasporização do mercúrio e
transformação do UV em luz visível pela passagem pelo vidro externo pintado com
uma tinta de pó de fósforo.
O fenômeno da descarga acontece num tubo interno de quartzo, que é envolvido por
um outro bulbo de vidro, com aquela forma ovóide que conhecemos de várias e várias
instalações, como por exemplo na iluminação pública, como aconteceu durante anos
em nossas ruas e avenidas.
O funcionamento desse tipo necessita de um equipamento auxiliar, como na
fluorescente, que se chama reator. Toda a lâmpada de descarga necessita de um
reator para o seu funcionamento. O tubo de descarga é de quartzo para resistir a alta
pressão com que efetivamente trabalha este tipo de produto.
Lâmpada de Mercúrio Mista: Tipo arcáico, híbrido e que está em desuso nas
instalações recentes, pois representa o passado da iluminação, especialmente a
pública, onde sempre foi mais utilizada. Funcionamento igual ao da Vapor de
Mercúrio Puro, porém seu acendimento, sua partida, é realizada a partir de um
filamento incandescente, que aquecendo pela passagem da corrente elétrica, permite
que o processo de descarga possa acontecer.
Trabalha, dessa forma, sem utilizar reator, mas apenas na tensão de 220V. Cito este
tipo, apenas por valor histórico e para conhecimento didático, pois, num curso que
trata de LEDs, fica até desconcertante falar de um tipo, tão antigo e pouco eficiente.
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Lâmpada a Vapor de Sódio:
Lâmpada de descarga de vapor de sódio
REVESTIMENTO
TUBO DE
DESCARGA
BASE
BASE
TUBO DE
DESCARGA
BULBO
BULBO
LUZ
LUZ
Funcionamento semelhante a outras lâmpadas de descarga a alta pressão, porém, ao
invés de utilizar mercúrio puro para a geração da luz, usa o Sódio, que quando
vaporizado se transforma diretamente em luz, sem a necessidade daquele processo de
pintura do bulbo da lâmpada.
A luz gerada no processo é aquela amarelada que iluminou e ilumina nossas ruas e
avenidas. É extremamente útil no conceito de rendimento luminoso/energético, pois
emite muita luz, consumindo pouca energia, mas se nesse conceito de economia de
energia ela é a campeã, no tocante a reprodução de cores é a última colocada nesse
campeonato da luz. Seu IRC é abaixo de 30.
Para funcionar ela precisa de um reator e um ignitor, pois a partida se dá na faixa de
4.500 volts, ou seja, precisa de um pulso - pico - de tensão nessa faixa, que é
proporcionado pelo ignitor. O tubo de descarga é de cerâmica e não de quartzo, pois o
sódio aquecido é muito corrosivo e o quartzo não resiste a essa ação, o que a cerâmica
consegue.
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A iluminação pública é ainda dominada pela Vapor de Sódio e só perderá espaço,
daqui pra frente, para as luminárias de LEDs, que conseguem, no conjunto da obra,
serem mais econômicas, mas isso é assunto para uma aula mais adiante.
Metálicas de Tubo de Quartzo
No mercado este é o nome que se dá para a lâmpada de multivapores metálicos, cujo
funcionamento é muito parecido com as anteriores, porém dentro do tubo de
descarga, que é, originalmente, de quartzo e, ao invés de ter apenas mercurio ou
sódio, tem na verdade, um coquetel de componentes nobres, que quando vaporizados
pelo conhecido jogo de elétrons, cada um emite um comprimento de onda, uma cor
de luz.
Lâmpada de descarga de multivapores metálicos
400
500
600
700 nm
Bulbo externo
Hg*
Eletrodos
Hg = Mercury
Me = Metals
Hal = Halids
Me+
Hal*
Me*
Me1Me2Hal
Hal
Me
MeHal
Quartzo
Mo-Foils
ignitor
reator
alimentação
Como há vários elementos, a vaporização de todos, cada um de uma cor, reunidos, o
resultado é a emissão da luz branca, que sabemos é a reunião de todas as cores. Uma
luz branca muito eficiente, inclusive no conceito de reprodução de cores, com índice
acima de 90.
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Ideal para iluminar grandes ambientes onde é necessário um bom IRC. Por isso, bem
utilizada em iluminação de outdoors, vitrines, fachadas e, ultimamente lojas de um
modo geral.
Metálicas de Tubo Cerâmico
É a evolução das tradicionais metálicas tipo HQI, nome que a fábrica OSRAM dá para a
metálica, onde o “Q” representa o quartzo e tem o nome de HCI, onde por decorrência
e “C” é de cerâmica.
O fabricante PHILIPS, chama esse tipo de CDM, onde o “C”, é claro, já sabemos o que
representa. Os tipos refletoras, que são os mais utilizados, têm os nomes comerciais
de CDM-R e HCI-Par para citar os que predominam no mercado. Outros fabricantes
disponibilizam ao mercado esses tipos, mas não teria como citar a todos e fiquei com
os dois mais conhecidos no dia-a-dia dos projetistas e instaladores.
O fundamental é que apresentam a principal característica desse tipo, que é a
estabilidade da cor de luz por muito maior tempo que as de quartzo e por isso
representam a modernidade na iluminação por vapor metálico.
Existe uma variação e evolução desse tipo, que é o que tem o tubo de descarga em
formato de esfera, que oferece uma luz mais eficiente porque os os elementos
vaporizados circulam mais livremente dentro da esfera e isso proporciona uma luz de
maior qualidade e por mais tempo com a mesma tonalidade de cor.
No livro ILUMINAÇÃO – SIMPLIFICANDO O PROJETO eu explico com detalhes maiores o
funcionamento desses tipos, mas especialmente a utilização nos mais diversos
ambientes, como por exemplo, porque as metálicas passaram a predominar a
iluminação comercial – lojas, vantagens e desvantagens, tipos etc. Deixo de fazê-lo
aqui por que nosso foco é outro e porque desviaríamos muito do tema principal e
faltaria tempo para cumprir o programa do curso em relação aos LEDs.
Vimos até aqui duas formas de fazer luz: Incandescência – imitando o Sol e Descarga
Elétrica – imitando o relâmpago, o raio.
Agora passaremos a tratar do tema principal de nosso curso e que também é uma
imitação da natureza, mais precisamente o vagalume, também chamada de pirilampo,
que produz uma luz intermitente, num fenômeno conhecido como fotoluminescência,
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que dá origem a forma de fazer luz que trataremos a seguir e que é a luz do presente e
do futuro, sendo o motivo maior deste curso: a Eletroluminiscência, que é o jeito de
fazer luz dos LEDS.
2.2 – Eletroluminiscência - Fonte de luz do presente e do futuro
Esta forma de fazer luz que os pesquisadores utilizaram para desenvolver os LEDs, para
ser entendido em seu funcionamento, precisa de uma explicação bem mais ampla do
que as formas anteriores (incandescência e descarga), pois tem características muito
próprias e depende de muitos fatores para que funcionem adequadamente.
Descritivamente é um junção PN. Quando a energia é aplicada ao sistema, há uma
elevação dos níveis de uma das bandas; quando essa banda sofre um decaimento se
juntando com a outra no centro do sistema, se combinam com um elemento químico e
produzem luz visível. Segue a representação gráfica desse fenômeno:
Extração de Luz(Radiação) em um LED
Um LED basicamente é uma junção PN.
p
n
Quando um campo elétrico é aplicado
elétrons da Ec são expulsos para a Ev.
+
–
n+
Resulta em uma combinação-par
elétron/lacuna(e-/h+) na região P.
elétron
O elétron livre na banda Ec sofre
decaimento energético para Ev.
Ec
radiação
Nesta transição é gerada a onda
eletromagnética ou radiação: Eg ~ 1 / λ
Eg
lacuna
EV
Sendo essa a forma elétrica de fazer luz e que origina o LED, passemos a estudar o que
é LED e na sequência, o gráfico acima ficará mais claro para quem não o entendeu e
reconheço que é um tanto quanto mais dificil de entender, quando comparado às
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outras formas de luz, recém-estudadas. Mas, não se preocupem que no andamento do
curso tudo ficará muito claro.
2.3 - LED
Como alguns já sabem é uma sigla que significa Lighting Emissing Diode, ou no
português, Diodo Emissor de Luz.
•
LED é um dispositivo semiconductor que emite luz em determinado
comprimento de onda quando polarizado na posição direta. Isso quer dizer
que o LED exige polaridade para seu bom funcionamento. Trocando-se os pólos
( positivo/negativo) ele não funcionará adequadamente ou nem funcionará.
Antes de entrar definitivamente no estudo dos LEDs, no próximo módulo, vamos
recapitular algumas grandezas luminotécnicas, especialmente as fundamentais e
também grandezas elétricas que penso, sejam muitos importantes para entender, não
apenas iluminação com LEDs, mas de um modo geral todas formas que representam a
luz artificial/elétrica.
20

lâmpadas halógenas

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