Eficiência energética das lâmpadas de LED e seu mercado no Brasil

Resumo

Este trabalho apresenta uma análise da eficiência energética das lâmpadas de LED em relação às lâmpadas convencionais, e a comercialização deste produto no Brasil, verificando se a vantagem ambiental e econômica torna esta tecnologia atrativa ao consumidor. Para elaboração desse estudo, foram realizados testes práticos, os quais visavam avaliar o consumo energético através da iluminância e corrente elétrica. Foi utilizado o alicate amperímetro e o luxímetro para os testes de eficiência energética de três lâmpadas. Os resultados obtidos foram analisados, observando-se um menor consumo de energia elétrica e, portanto, menor custo na conta de energia elétrica usando lâmpadas de LED, em comparação as lâmpadas convencionais.

Palavras-chave: Lâmpada LED. Eficiência energética. Mercado brasileiro. Iluminação.

Introdução

A preocupação nacional com a redução de energia elétrica é muito explanada nos dias atuais, por uma questão ambiental e econômica. A troca de lâmpada incandescente pela lâmpada fluorescente compacta nos anos de 2001 a 2010 mostrou que houve um aumento da média de eficiência do sistema de iluminação instalado, intensificando mais ainda em 2010 quando o Ministério de Minas e Energia por meio da Portaria Interministerial 1.007/2010 regulamentou a fabricação e importação das lâmpadas incandescente no Brasil, fazendo com que alguns tipos de lâmpadas fossem proibidas de serem vendidas e fabricadas, podendo gerar multa pelo descumprimento da legislação. Com isso pode se notar uma mudança de hábito e aos poucos a redução e até extinção deste tipo de lâmpada muito comum a algum tempo atrás e que foi sumindo das prateleiras do comércio dando lugar à LED (PORTARIA INTERMINISTERIAL).

O presente artigo apresenta uma pesquisa descritiva com base na observação, registro, análise e correlacionamento das informações obtidas de pesquisas documentais das lâmpadas de LED em relação às lâmpadas convencionais, no mercado brasileiro. O mesmo ainda apresenta uma pesquisa experimental com base em testes práticos de eficiência energética aferidos com o alicate amperímetro e o luxímetro, que comprovem através de resultados a teoria aqui apresentada.

1 Lâmpadas de LED

Esta tecnologia existe desde de 1962, cujo invento foi do estadunidense Nick Holonyac e era utilizado apenas como sinalização, devido ao seu baixo fluxo luminoso e baixa potência. Foi o Dr. Shuji Nakamura da Nichia Chemical Corporation foi que, em meados da década de 1990, inventou o LED com alto fluxo luminoso e que possibilitou o seu uso na iluminação (BLEY, 2012).

1.1 Conceito

O Light Emitter Diode (LED) é um componente eletrônico de material semicondutor, no qual pode emitir determinada cor de luz quando, dependendo de sua alimentação, permite a passagem de uma corrente de energia. O mesmo não utiliza filamentos metálicos, radiação ultravioleta, nem descarga de gases (LABORATÓRIO DE ILUMINAÇÃO).

O INMETRO (Instituto Nacional de Metrologia, Qualidade e Tecnologia) certifica as Lâmpadas de LED, disponíveis no mercado que atendem a um valor mínimo de eficiência, com a Etiqueta Nacional de Conservação de Energia. Com isto, pode ser observado a equivalência entre os diferentes tipos de lâmpadas, como, por exemplo, uma incandescente de 60W corresponder a uma fluorescente compacta de 15W e que por sua vez corresponder a uma de LED de 9W. A Eletrobras (Centrais Elétricas Brasileiras S.A.) também possui, desde 1993, uma forma de ajudar o consumidor, através do Selo Procel que informa com letras de A a G, a eficiência energética, onde a letra A é a mais eficiente e a G é a menos (INMETRO).

1.2 Aplicações

Existem diversos tipos de lâmpadas de LED, variando no seu design, cor, potência, fluxo luminoso e formas de acionamento. A facilidade no seu processo de fabricação unida com a possibilidade de dimensões reduzidas, permite um design mais flexível das luminárias, que podem ser adaptadas nos mais diversos locais. A enorme gama de opções de cores, tornam essas lâmpadas bastante procurados (SANTOS, 2015). Atualmente os LEDs já permitem o retrofit, que consiste na compatibilização com o mesmo formato e bocal das lâmpadas convencionais (BLEY, 2012).

2 Comparativo das lâmpadas de LED com as convencionais

Existem no mercado brasileiro três tipos principias de lâmpadas: incandescentes, fluorescentes e a de LED. Segundo Guerrini (2014) as lâmpadas tipo LED são fabricadas em muitos modelos, e tem funções variadas e em geral são aproveitadas no uso residencial, comercial ou automotivo.

As lâmpadas incandescentes produzem luz pelo aquecimento de um filamento por corrente elétrica. Em geral sua vida média é de 1.000 horas com eficiência média de 20lm/w. Entretanto de acordo com Santos (2015) essas lâmpadas são analisadas como fontes ineficientes de luz, pois 90% da energia de entrada são perdidas em calor, ficando apenas 5% da eletricidade consumida transformada em luz.

Já as lâmpadas fluorescentes são emissoras de luz pela passagem de corrente por meio do gás de mercúrio ou um vapor interno. A emissão de luz visível ocorre pela radiação ultravioleta que estimula a pintura fluorescente interna do bulbo (GUERRINI, 2014). De acordo com o mesmo autor, esta fonte de luz pode ter temperatura de cor e tamanho semelhantes às incandescentes, sendo as substitutas naturais delas, principalmente no fator de economia, 80% mais econômicas e 15 vezes mais durável, com menos aquecimento do ambiente e forte redução da carga térmica em grandes instalações. Santos (2015) corrobora no que diz respeito as lâmpadas fluorescentes terem eficiência de tempo de vida maior do que as lâmpadas incandescentes.

De acordo com o INMETRO, a lâmpada LED é mais econômica porque sua eficiência luminosa é maior do que as das outras lâmpadas. Além disso, seu tempo em horas de funcionamento é maior, não emitem radiação ultravioleta e infravermelha, e são mais resistentes ao quebrar pois contém um revestimento especial que impede que cacos se espalhem pelo ambiente preservando a saúde e a segurança do usuário e do profissional eletricista.

Entretanto, sua principal desvantagem é o custo mais elevado, pois o preço do LED é mais alto do que o das outras lâmpadas no mercado. Porém, considerando o baixo custo de sua manutenção - em função da maior durabilidade - e a redução do custo na conta de luz, o gasto maior na sua compra poderá ser compensado (INMETRO). Em outros países, o LED é bastante utilizado e, com acrescente demanda e procura, a tendência é que seu custo final ao consumidor diminua, tornando assim cada vez mais viável a sua utilização (SANTOS, 2015).

3 Teste prático da eficiência energética das lâmpadas de LED

Com o intuito de demonstrar em resultados práticos a eficiência energética, foram feitos dois testes com as lâmpadas de LED em relação às lâmpadas incandescente e fluorescente, utilizando o alicate amperímetro, de modelo Minipa ET-3111,  e o luxímetro, de modelo Minipa MLM-1011. Os testes foram realizados em uma única etapa no dia 5 de novembro de 2017, os aparelhos alicate amperímetro e luxímetro foram colocados sobre uma bancada de trabalho á 93 cm da fonte luminosa e a duração dos testes foram 5 minutos para cada lâmpada. As lâmpadas utilizadas no teste foram escolhidas de acordo com equivalência de potência, permitindo a comparação em mesmo nível, assim permaneceu a incandescente de 40W, a fluorescente de 18W e a de LED de 9W, e todas sobre a mesma tensão de operação de 220V.

3.1 Resultados e discursão

O alicate amperímetro é um instrumento de medição que serve para medir diversas grandezas elétricas, e uma dessas funções a ser utilizada no experimento foi a de medir corrente elétrica (A), pois esta é a responsável pelo consumo de energia das lâmpadas. Portanto, quanto maior a corrente elétrica, maior será seu consumo de energia, resultando assim em um maior gasto financeiro (MINIPA).

O luxímetro é um instrumento de medição que, em termos gerais e simplificados, serve para medir a quantidade de luz sobre uma superfície, ou seja, a quantidade de iluminância (LUX). Assim, quanto maior for o valor da iluminância, melhor será a eficiência luminosa de uma lâmpada. Na Tabela 1, segue os valores obtidos no teste prático realizado (MINIPA).

Tabela 1 – Resultados do teste prático.

Fonte: Autores.

A lâmpada de LED produz 117% de iluminância a mais que a lâmpada fluorescente, enquanto que consome 56 % a menos. Já em relação a incandescente, a LED produz 59% de iluminância a mais, e consome 91% a menos. Calculando a iluminância / consumo, conclui-se que a lâmpada de LED tem eficiência de 5 vezes em relação à lâmpada fluorescente e 17,5 vezes em relação à lâmpada incandescente.

Conclusão

A partir da pesquisa realizada, pode se constatar que a lâmpada com menor corrente elétrica e maior iluminância foi a de LED. Assim, pode-se concluir que a lâmpada de LED adotada no teste possui a melhor eficiência energética, em relação às demais adotadas, por iluminar mais e gastar menos energia elétrica. Ainda levando em consideração às suas vantagens, este tipo de lâmpada torna-se fundamental em quase todos os ambientes.       

Referências

BLEY, Francis Bergmann. LEDs versus Lâmpadas convencionais viabilizando a troca. IPOG, maio 2012. Disponível em: < https://www.ipog.edu.br/download-arquivo-site.sp?arquivo=leds-versus-lampadas-convencionais-1443176.pdf>. Acesso em: 28 ago. 2017.

GUERRINI, Délio Pereira. Iluminação teoria e projeto. 2 ed. São Paulo: Saraiva, 2014.

INMETRO. Lâmpada LED. Disponível em: . Acesso em: 28 ago. 2017.

LABORATÓRIO DE ILUMINAÇÃO. LED - O que é, e como funciona. Disponível em: . Acesso em: 11 set. 2017.

MINIPA. Soluções em instrumentos de medição. Disponível em: . Acesso em: 10 nov. 2017.

PORTARIA INTERMINISTERIAL - Ministério de Minas e Energia. Disponível em: . Acessado em: 28 ago. 2017.

SANTOS, Talía Simões dos; BATISTA, Marília Carone; POZZA, Simone Andréa; ROSSI, Luciana Savoi. Análise da eficiência energética, ambiental e econômica entre lâmpadas de LED e convencionais. Disponível em: . Acesso em: 05 set. 2017.

Por Eliana Ribeiro de Aquino; Rafael de Brito Gomes; Ana Carla Sampaio Alves; Francisco Ronaldo da Silva

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