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May 29, 2023

Como as luzes LED mudarão o mundo à medida que as lâmpadas incandescentes forem eliminadas

Arquivado em: O herdeiro da lâmpada incandescente está apenas começando. Depois de reinar por mais de um século, a outrora poderosa lâmpada incandescente foi forçada a renunciar ao seu trono.

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O herdeiro da lâmpada incandescente está apenas começando.

Depois de reinar por mais de um século, a outrora poderosa lâmpada incandescente foi forçada a renunciar ao seu trono no início deste mês.

O golpe, que durou mais de 16 anos, ocorreu em 1º de agosto, quando a administração Biden finalmente implementou uma regra há muito adiada sob a Lei de Independência e Segurança Energética de 2007. A regra proíbe efetivamente a venda da maioria (mas não de todos) dos tipos de lâmpadas incandescentes, o clássico design em forma de balão de ar quente que iluminou grande parte do planeta desde os dias de Thomas Edison.

O novo monarca é o diodo emissor de luz, ou LED, e está pronto para ter um reinado duradouro. Ao longo da última década, cientistas, engenheiros, designers e decisores políticos prepararam o LED para dominar, persuadindo-o a fazer tudo o que uma lâmpada incandescente poderia fazer, mas com uma fracção da energia. Uma lâmpada LED fornece a mesma quantidade de luz que uma incandescente, usando 90% menos eletricidade e durando 25 vezes mais. O Prêmio Nobel de Física de 2014 foi para os cientistas que inventaram o LED azul.

“Esta é absolutamente uma revolução no nível de Edison na tecnologia de iluminação”, disse Morgan Pattison, presidente da Solid State Lighting Services e consultor do programa de pesquisa de iluminação do Departamento de Energia dos EUA.

Além de imitar a sua antecessora, a tecnologia LED traz um conjunto totalmente novo de capacidades e pode permitir-nos repensar toda a nossa relação com a luz. Os LEDs são inerentemente reguláveis. Eles podem ser integrados diretamente nas superfícies, transformando paredes e tetos em fontes de luz. O consumo de energia também pode cair ainda mais.

Mas uma das características mais importantes do LED é a sua sintonizabilidade, tanto em luz como em cor. Otimizar a sombra e o alcance da luz em vez da iluminação geral pode melhorar a segurança, a produtividade, o conforto e a saúde. Estamos apenas começando a compreender as possibilidades.

“A iluminação LED ultrapassou a nossa compreensão de como usar a iluminação em geral”, disse Pattison. “Em vez de apenas explodir um lugar com luz, podemos ser mais precisos na distribuição da luz.”

Este maior controle sobre a iluminação pode acabar sendo o maior impacto prático dos LEDs. Eles não apenas fornecem mais luz com maior qualidade e menor custo de energia, mas também podem ajudar a restaurar o crepúsculo e a escuridão perdidos em nosso mundo superiluminado.

Por que foi tão difícil trocar uma lâmpada? A lâmpada incandescente tinha algumas vantagens importantes: era simples e barata. Ele funciona passando uma corrente elétrica através de um filamento em uma lâmpada de vácuo, fazendo com que o filamento aqueça e brilhe.

O LED, inventado por Nick Holonyak Jr. em 1962, é um pouco mais complicado. Acende quando uma corrente elétrica passa por um diodo semicondutor. Um diodo é essencialmente uma válvula de retenção ou via unidirecional para corrente elétrica. Um diodo emissor de luz usa um material semicondutor especializado que emite luz à medida que os elétrons fluem através dele.

Esses materiais especializados aumentaram o custo dos primeiros LEDs e limitaram seu desempenho em comparação com as lâmpadas incandescentes. Os LEDs também não produzem luz branca por si próprios. Um LED branco requer a mistura de várias cores diferentes de LED ou precisa de um material chamado fósforo que absorve luz em um comprimento de onda e a emite em outro. Os LEDs geralmente precisam de um driver, um dispositivo que converte a corrente alternada de alta tensão de uma tomada em uma corrente contínua com uma tensão mais baixa e mais utilizável.

No entanto, como os LED produzem luz sem produzir muito calor, eles têm uma vantagem inerente sobre as lâmpadas incandescentes. Apenas cerca de 10% da eletricidade utilizada nas lâmpadas incandescentes é convertida em luz. O resto é desperdiçado como calor.

Ao longo das décadas, os engenheiros reduziram a diferença de custo e desempenho entre as duas lâmpadas, e os LED reduziram o consumo de energia onde quer que tenham sido usados ​​para substituir as luzes convencionais. Em 2005, um edifício comercial gastaria cerca de 40% da sua electricidade em iluminação. “Agora caiu algo entre 6 e 8 por cento”, disse Mark Lien, presidente da Augmented Illumination e consultor da Illuminating Engineering Society.