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LEDs versus Lâmpadas Convencionais Maio/2012

LEDs versus Lâmpadas Convencionais

Viabilizando a troca

Francis Bergmann Bley

[email protected]

Pós-graduação em Iluminação e Design de Interiores

Resumo

O presente artigo tem como principal objetivo dar subsídios para a conscientização das

pessoas em relação à importância e viabilidade do uso de LEDs para iluminação. Aplicou-se

um questionário que comprovou a demanda por este conhecimento. Foram, então, descritas

características dos LEDs acompanhadas de algumas comparações em relação às lâmpadas

convencionais. Partindo de referencial teórico e pesquisa qualitativa, foi desenvolvido um

estudo comparativo dos LEDs em relação às lâmpadas incandescentes, halógenas e

fluorescentes. Sobretudo para usos comerciais e residenciais, onde o gasto de energia

elétrica com iluminação é bastante significativo. Primeiramente apresenta-se comparações

por tipo de lâmpada, individualmente. Em seguida é exposto um estudo de caso. Através deste

estudo é possível identificar a viabilidade da substituição das lâmpadas incandescentes e

halógenas por LEDs, destacando as aplicações comerciais, onde o uso da iluminação é mais

intenso, reduzindo o tempo de retorno do investimento.

Palavras-chave: Iluminação; LED; Eficiência Energética.

1. Introdução

Na última década, com o aprimoramento dos LEDs na área de iluminação, os brasileiros,

inclusive profissionais da área, tem dificuldade em perceber as vantagens desta tecnologia e,

principalmente, em acreditar que o alto investimento feito ao adquirir este equipamento pode

se pagar em pouco tempo.

Este fato ficou visível com o resultado da pesquisa (Anexo) realizada para avaliar o

conhecimento de profissionais da área de iluminação e de arquitetura e usuários das classes

média e alta, no que se refere aos LEDs para iluminação. Deste resultado obteu-se as

seguintes informações:

- A grande maioria dos entrevistados não utiliza os LEDs, mas pretendem utilizar mesmo

tendo pouco conhecimento de seus benefícios;

- Apenas os profissionais entrevistados afirmaram terem conhecimento da existência de

LEDs que podem substituir lâmpadas convencionais tanto em quantidade quanto em

qualidade luminosa. Apesar disso, somente uma minoria de todos os entrevistados não

acredita na evolução desta tecnologia;

- Muitos percebem a utilização dessas lâmpadas em ambientes comerciais, mas poucos

dizem acreditar que o investimento na aquisição de LEDs para iluminação pode se pagar

em pouco tempo;

- O que mais desfavorece os LEDs em relação às lâmpadas convencionais, no ponto de vista


da grande maioria, é o seu elevado custo.


É necessária a conscientização das pessoas quanto à importância da utilização desta

tecnologia devido às suas vantagens em relação à durabilidade, eficiência energética e baixo

impacto ambiental. Assuntos esses de crescente interesse da sociedade atual que vê a

necessidade de preservar o meio ambiente.

Percebida esta necessidade realizou-se um estudo com o intuito de fornecer os subsídios

necessários ao melhor conhecimento dos LEDs. Este estudo é descrito no presente artigo e

composto de: uma breve explicação e histórico dos LEDs, descrição de suas características e

desenvolvimento de estudo comparativo com as lâmpadas convencionais. Sobretudo na

comparação do LED com as lâmpadas incandescentes, halógenas e fluorescentes; para uso

residencial e comercial, por se tratarem dos usos onde é mais representativo o gasto de

energia elétrica com iluminação, conforme será explanado posterioramente.

2. Conceito

LED é a sigla de Light Emitting Diode que em português significa diodo emissor de luz. São

componentes eletrônicos que emitem luz através de eletroluminescência, transformando

energia elétrica em radiação visível (luz).

O LED existe desde 1962 e era apenas utilizado para sinalização devido ao seu baixo fluxo

luminoso (emissão de luz), restrita gama de cores e baixa potência. Foi em meados da década

de 1990, após muitas pesquisas e investimentos, que o Dr. Shuji Nakamura da Nichia

Chemical Corporation inventou o LED azul com alto fluxo luminoso que, juntamente com

uma camada de fósforo, gera luz branca (CLARITEK). Com isso possibilitou-se a utilização

do LED na iluminação. Desde então novas pesquisas se seguiram visando melhorar alguns

aspectos desta tecnologia, como por exemplo: dissipação de calor, eficiência energética,

índice de reprodução de cor e fluxo luminoso. Hoje já há um grande avanço nestes e em

outros aspectos e a previsão é de que isto continue evoluindo rapidamente.

Fonte: Luxeon

Figura 1: Evolução da eficiência energética das fontes de luz artificial

3. Características


A seguir estão listadas características dos LEDs comparativamente às tecnologias

convencionais das incandescentes, halógenas e fluorescentes.


3.1. Índice de Reprodução de Cores (IRC)

O IRC é um índice utilizado para mensurar a qualidade de reprodução de cores de um objeto

sob a incidência de uma fonte de luz artificial, comparada a uma situação determinada por um

estudo que seria de aproximadamente um dia claro de verão por volta do meio-dia.

Fonte: Silva (2004:39)

Figura 2: Classificação de IRC

Conforme pode ser observado na Figura 3, cada tipo de lâmpada possui IRC específico e os

LEDs atingem um IRC próximo ao ideal, já sendo considerado muito bom.

Fonte: Catálogo Brilia (2010:25)

Figura 3: Eficiência, IRC e vida útil

3.2. Eficiência energética (lm/W)

Eficiência energética compreende a relação entre fluxo luminoso e potência (lúmens/watt).

Entende-se por fluxo luminoso a quantidade de luz emitida por segundo por uma fonte

luminosa (CEMIG, 2003). Quanto mais lúmens produzidos para cada watt consumido mais

eficiente é a lâmpada. Esta relação pode ser comparada na figura a seguir:


Fonte: Veja (2011)

Figura 4: Eficiência, vida útil e preço médio

Pode-se perceber através da figura acima que o LED é muito mais eficiente que as

incandescentes, halógenas e algumas fluorescentes.

Quando se trata de eficiência dos LEDs faz-se necessário analisar a eficiência do sistema

como um todo, incluindo o driver e outros equipamentos auxiliares, e não apenas do diodo.

3.3. Infravermelho (IR) e ultravioleta (UV)

Os raios infravermelhos e ultravioletas não são visíveis a olho nu. Os IR são percebidos na

forma de calor e os UV são responsáveis pelo desbotamento de cores e prejudiciais ao ser

humano. Cada lâmpada emite diferentes quantidades desses raios. Dentre as lâmpadas em

foco neste estudo, as incandescentes são as que mais emitem IR e as fluorescentes são as que

mais emitem UV, apesar de ser em pequena quantidade. Já os LEDs não emitem IR nem UV

no facho luminoso, garantindo assim a qualidade dos objetos iluminados e não contribuindo

com a elevação da temperatura ambiente (CLARITEK).

3.4. Impacto ambiental

Vários fatores geram impacto no meio ambiente. Alguns desses são relacionados com a

iluminação, como o consumo de energia elétrica e resíduos tóxicos. Estudos da International

Energy Agency (IEA) apontam que a iluminação representa 19% dos gastos com energia

elétrica em todo o mundo (Figura 5). Já no Brasil este valor é de 24%. Dentro destes 24%,

35% é com aplicações residenciais, 41% comerciais, 19% públicas e 5% industriais (Figura

6). Além disso 95% do impacto ambiental da iluminação ocorre durante a sua utilização,

conforme pode-se observar na Figura 7 (NOBREGA, 2011).


Fonte: Nobrega (2011)

Figura 5: Gastos de energia com iluminação no mundo


Figura 6: Gastos de energia com iluminação no Brasil por setor


Figura 7: Ciclo de vida de uma lâmpada


Portanto, a iluminação é uma das principais áreas onde se deve buscar a diminuição do

consumo de energia, principalmente nas aplicações residenciais e comerciais. Desta forma o

LED pode contribuir significativamente, pois possui elevada eficiência energética, como

mencionado anteriormente.

Segundo Santos (2010:104) a diminuição da produção de resíduos é fundamental para a

preservação do meio-ambiente. Portanto, o LED também contribui com a diminuição do

impacto ambiental por se tratar de uma fonte de luz livre de elementos tóxicos em sua

composição, sendo considerado lixo comum que não necessita de tratamento especial no seu

descarte, diferentemente das lâmpadas fluorescentes que possuem mercúrio, elemento tóxico.

3.5. Durabilidade

A durabilidade de uma lâmpada é medida em horas e representada através dos seguintes

elementos:

- Vida útil, que corresponde ao tempo de duração, em horas, até que, com a depreciação, seu

fluxo luminoso chegue a 70% do inicial;

- Vida mediana, que corresponde ao tempo em que 50% das lâmpadas ensaiadas ainda

permanecem acesas;

- Vida média, que corresponde a média aritmética do tempo de duração das lâmpadas

ensaiadas.

Os fabricantes normalmente especificam a vida mediana das lâmpadas por sempre se tratar do

maior valor. Mas para os LEDs é muito importante que seja utilizado o valor da vida útil, já

que a depreciação de 30% do fluxo ocorre muito antes da lâmpada queimar, necessitando a

troca da lâmpada no final da sua vida útil.

Para efeito de comparação deve ser utilizado o tempo necessário para se trocar cada lâmpada,

independente deste ser a vida média, mediana ou útil. Isso varia de lâmpada para lâmpada.

Uma das principais vantagens dos LEDs em relação às lâmpadas convencionais é a sua

durabilidade, como pode-se observar a seguir:

Lâmpadas Durabilidade

Incandescentes comuns 750 a 1.000 horas

Halógenas 2.000 a 5.000 horas

Descargas fluorescentes 7.500 a 18.000 horas

Fluorescentes de indução magnética 60.000 horas

Descarga de alta pressão 10.000 a 32.000 horas

LEDs Até mais de 50.000 horas

Fonte: Adaptado de Silva (2009:27)

Tabela 1 – Durabilidade média das fontes de luz artificial

Como consequência da alta durabilidade tem-se uma baixa frequência de manutenção e

descarte, gerando ainda mais economia além daquela gerada pela grande eficiência energética.

Para instalação em lugares de difícil acesso os LEDs também são mais vantajosos já que a

manutenção ocorre com menos frequência que a das lâmpadas convencionais.

3.6. Resistência mecânica


Os LEDs são componentes de estado sólido, não possuem vidro nem filamento, portanto são

mais resistentes a impactos e vibrações do que as outras lâmpadas. Este fator possibilita que

os LEDs sejam utilizados em instalações onde estarão sujeitos a vibrações e possam ser

manuseados com mais facilidade.

3.7. Ótica

O LED é uma fonte de luz de dimensões muito reduzidas. Isso contribui para um elevado

controle ótico por ser mais simples desenvolver um sistema para uma saída de luz pontual.

Além disso, o LED não emite luz para todos os lados, como as lâmpadas convencionais sem

seus refletores, contribuindo também para um melhor direcionamento do facho luminoso e

menor perda de fluxo luminoso pelas reflexões internas do sistema ótico. Sendo assim, o LED

concentra melhor a luz no facho do que, por exemplo, uma lâmpada halógena.

Fonte: CEMIG (2003:7)

Figura 8: Esquema de sistema ótico

3.8. Design

Conforme já mencionado anteriormente, o LED possui dimensões reduzidas e isto permite um

design mais flexível das luminárias. Exemplos:

Fonte: Ávila (2009)

Figura 9: Luminária de LED


Fonte: Scheneider (2010)

Figura 10: Luminária de LED


3.9. Cor

Os LEDs coloridos emitem as cores de forma saturada sem que isso cause perda no fluxo

luminoso como ocorre nas outras lâmpadas, onde é necessária a utilização de filtros coloridos

que retém a luminosidade. Além disso os LEDs são as únicas fontes de luz artificial que

emitem quase todos os comprimentos de onda da luz visível, individualmente.

Os LEDs RGB (vermelho, verde e azul) permitem um dinâmico controle de cores além de

poderem emitir a luz branca nas suas diversas temperaturas de cor.

3.10. Potência

Os LEDs são característicos por sua baixa potência, consequência de sua grande eficiência

energética. Este fator contribui para diminuição da bitola dos cabos, reduzindo os gastos com

a instalação elétrica.

3.11. Dimerização

A dimerização consiste no controle da intensidade luminosa de uma fonte. Todos os LEDs

são dimerizáveis, porém, alguns drivers (equipamentos auxiliares) não são. Portanto é

necessário verificar a possibilidade de dimerização do driver quando adquirir um

equipamento com esta tecnologia. Além disso os LEDs não variam a temperatura de cor

quando dimerizados, diferentemente de outras lâmpadas.

Assim como os LEDs, as incandescentes e halógenas também são dimerizáveis, mas quando é

necessária a utilização de transformadores, esses devem ser eletrônicos dimerizáveis. Já para

as fluorescentes, “[...] são necessários dimmers específicos e reatores eletrônicos

dimerizáveis que possuam uma entrada de controle específica para variar a luminosidade do

sistema” (OSRAM).

3.12. Retrofit

Hoje os LEDs já permitem o retrofit (processo de modernização de um equipamento) das

luminárias, pois existem lâmpadas de LED com o mesmo formato e bocal das lâmpadas

convencionais. Isso facilita muito a imediata substituição em aplicações já existentes, onde é

necessária apenas a substituição das lâmpadas, sem que isso influencie nas luminárias e na

instalação elétrica. Reduz-se assim, os gastos com o investimento inicial.


Fonte: Philips

Figura 11: Retrofit de lâmpadas


3.13. Binning

Na fabricação dos LEDs existe uma variação de desempenho fazendo com que se produzam

LEDs com diferentes fluxos luminosos, temperaturas de cor e tensões. Esta diferença é

pequena porém perceptível. Portanto, é necessário que seja feita uma separação minuciosa

desses LEDs de acordo com suas características, fazendo com que os mais semelhantes façam

parte de um mesmo lote. Este processo chama-se binning e só é realizado por fabricantes de

alta qualidade e confiabilidade. Isto evita que sejam instalados em um mesmo ambiente

LEDs, principalmente, com temperaturas de cor muito diferentes (JACOB, p.17).

3.14. Acionamento

Os LEDs possuem rápido acionamento e não são sensíveis a altos ciclos de acendimento

como as lâmpadas fluorescentes. Estas demoram para atingir o fluxo luminoso total após seu

acionamento e caso a quantidade de acendimentos seja superior a 8 diários sua durabilidade

diminuirá (SILVA, 2004:69).

3.15. Corrente de funcionamento

Os LEDs são dispositivos controlados por corrente (SEDRA, 2007:131), sendo assim sua

intensidade luminosa varia de acordo com a corrente que passa pelo dispositivo. Quanto

maior a corrente (Ampère), maior o fluxo luminoso e com isso a temperatura no dispositivo

aumenta. A não dissipação deste calor reduz sua durabilidade.

3.16. Gerenciamento térmico

Os LEDs são sensíveis ao calor, porém altamente eficazes em ambientes frios, diferentemente

das fluorescentes que perdem em durabilidade se mantidas em locais de baixa temperatura.

Além disso os LEDs aquecem muito e precisam de um dissipador térmico para liberar o calor

gerado no dispositivo. Apesar disso, eles não chegam a esquentar o ambiente.

O desempenho do LED depende muito da temperatura de operação do conjunto, pois quando

a temperatura aumenta no LED ocorre redução da saída de luz, redução da vida útil e

alteração da temperatura de cor. Portanto, a dissipação térmica é o fator mais importante a ser

estudado e desenvolvido para que o LED possa ter mais potência e fluxo luminoso sem

diminuir sua durabilidade.

3.17. Investimento

A maior desvantagem dos LEDs atualmente é seu elevado custo. No entanto, segundo

descreve o diretor-senior global da área de lâmpadas de LED da Philips Lighting, Guido van

Tartwijk (2010), citado no artigo “A era dos LEDs” da revista Lumiére Eletric edição 143,

estes valores vem diminuindo ao longo dos anos e tendem a diminuir cada vez mais.

A cada ano o custo dos lumens vem sendo reduzido pela metade. Por exemplo, se

hoje se tem um produto a um custo de US$100, existe uma forte tendência para

daqui a um ano esse mesmo LED custar US$50. Tal redução se dá pela própria

evolução da tecnologia e de processos de fabricação, à medida que a tecnologia vai

sendo aperfeiçoada para extrair mais luz com menos consumo de energia. (Tartwijk,

2010 apud FREITAS, 2010:74)


Da mesma forma outras tecnologias foram desenvolvidas atingindo sua maturidade, e ao

longo deste processo seus custos foram diminuindo e sua popularidade aumentando.

4. Estudo comparativo

A partir das características apresentadas foi possível desenvolver uma planilha quantitativa

que demonstra qual a economia e o retorno do investimento feito ao adquirir equipamentos

com a tecnologia de LED para iluminação, se comparado às lâmpadas convencionais.

Para tanto, foram considerados os itens:

- Potência instalada por ponto;

- Número de pontos;

- Tempo de uso mensal;

- Eficiência energética da lâmpada;

- Tempo de uso anual de ar condicionado;

- Custo da energia;

- Preço da lâmpada;

- Preço do equipamento auxiliar de cada lâmpada;

- Durabilidade da lâmpada;

- Durabilidade do equipamento auxiliar;

- Custo da mão de obra para troca de cada lâmpada.

Com isso foi possível obter os seguintes dados:

- Economia de energia por ano, incluindo lâmpadas, equipamentos auxiliares e ar

condicionado;

- Economia em troca de lâmpadas, incluindo equipamentos e mão de obra;

- Período de retorno do investimento;

- Retorno sobre investimento (RSI), definido como “a relação entre o dinheiro ganho ou

perdido através de um investimento, e o montante de dinheiro investido.” (Wikipédia,

2010)

Através desta análise faz-se o comparativo unitário entre os LEDs e as lâmpadas

convencionais, em uso residencial e comercial. Para tanto, foram considerados:

- Preços médios de mercado das lâmpadas;

- Tarifa de energia da COPEL Distribuição (Companhia Paranaense de Energia), uma das

mais baratas do Brasil;

- No caso de uso de ar condicionado: cada 3,5W consumidos pela iluminação acarretam em

1W de consumo de ar condicionado para retirar o calor gerado do ambiente;

- Para uso residencial: uso diário de 5 horas, 7 dias por semana, sem uso de ar condicionado;

- Para uso comercial: uso diário de 10 horas, 6 dias por semana, com uso de ar condicionado

durante 5 meses no ano.

Além disso não foi considerado custo de mão de obra para troca de lâmpadas.

A seguir pode-se observar os resultados dessas comparações.

http://pt.wikipedia.org/wiki/Dinheiro

http://pt.wikipedia.org/wiki/Investimento


Lâmpadas Convencional vs LED

InvestimentoInicial R$1,80 R$170,00

GastototalcomEnergia/ano R$54,75 R$8,21

GastomédiototalcomEnergia/mês R$4,56 R$0,68

Diferençaanual R$46,54

Diferençamensal R$3,88

GastomédiocomEquip.Auxiliar/ano R$0,00 R$0,00

GastomédiocomLâmpada/ano R$3,29 R$12,41

Diferençaanual -R$9,13

Gastomédiocommãodeobraparatroca/ano R$0,00 R$0,00


Economiamédiatotal/ano R$37,41

Economiamédiatotal/mês R$3,12

Retornodoinvestimento 4,5anos

Retornosobreinvestimento(RSI) 22,0%

COMPARATIVODEECONOMIATOTAL-USORESIDENCIAL

0,00

100,00

200,00

300,00

400,00

500,00

600,00

700,00

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

TOTA

LGASTOS(R$)

TEMPORETORNO(anos)

AnálisedeRetorno LED

Convencional
















COMPARATIVODEECONOMIATOTAL-USOCOMERCIAL

0,00

200,00

400,00

600,00

800,00

1.000,00

1.200,00

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

TOTA

LGASTOS(R$)

TEMPORETORNO(anos)


Convencional

4.1. LED x Incandescente

Especificações: incandescente de 60W e bulbo de LED de 9W.

Resultados:

Fonte: Elaborado pela autora

Figura 12: Comparação LED x Incandescente

Conclusão:

- Apesar do alto investimento na aquisição de uma lâmpada de LED, com o tempo, a

redução do consumo de energia e de substituição de lâmpadas proporcionadas pela mesma,

compensam o investimento;

- Na aplicação comercial obtem-se um retorno mais rápido do que na aplicação residencial,

por conta do maior tempo de uso mensal e do uso de ar condicionado, tornando-se assim,

mais viável o uso de LEDs.


















0,00

100,00

200,00

300,00

400,00

500,00

600,00

700,00

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

TOTA

LGASTOS(R$)

TEMPORETORNO(anos)


Convencional

















0,00

200,00

400,00

600,00

800,00

1.000,00

1.200,00

1.400,00

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

TOTA

LGASTOS(R$)

TEMPORETORNO(anos)


Convencional

4.2. LED x Halógena

Especificações: halógena PAR20 de 50W e PAR20 de LED de 9W.

Resultado:


Figura 13: Comparação LED x Halógena

Conclusão: similar ao obtido no item 4.1, onde concluiu-se que:

- Apesar do alto investimento na aquisição de uma lâmpada de LED, com o tempo, a

redução do consumo de energia e de substituição de lâmpadas proporcionadas pela mesma,

compensam o investimento;

- Na aplicação comercial obtem-se um retorno mais rápido do que na aplicação residencial,

por conta do maior tempo de uso mensal e do uso de ar condicionado, tornando-se assim,

mais viável o uso de LEDs.

A similaridade entre as conclusões das comparações com halógenas e incandescentes ocorre

pois, apesar de as incandescentes serem menos eficientes e menos duráveis que as halógenas,

são muito mais baratas.


















0,00

500,00

1.000,00

1.500,00

2.000,00

2.500,00

3.000,00

3.500,00

4.000,00

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90100110120130140150160170

TOTA

LGASTOS(R$)

TEMPORETORNO(anos)


Convencional

















0,00

1.000,00

2.000,00

3.000,00

4.000,00

5.000,00

6.000,00

7.000,00

8.000,00

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90100110120130140150160170

TOTA

LGASTOS(R$)

TEMPORETORNO(anos)


Convencional

4.3. LED x Fluorescente Compacta

Especificações: fluorescente compacta de 19W e bulbo de LED de 9W.

Resultados:


Figura 14: Comparação LED x Fluorescente compacta

Conclusão: o tempo de retorno para ambos casos é muito grande, não viabilizando a

substituição. Isso se deve, principalmente, à eficiência da lâmpada fluorescente compacta.













Economiamédiatotal/ano -R$6,82

Economiamédiatotal/mês -R$0,57

Retornodoinvestimento nãosepaga

Retornosobreinvestimento(RSI) -1,0%


0,00

2.000,00

4.000,00

6.000,00

8.000,00

10.000,00

12.000,00

14.000,00

16.000,00

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90100110120130140150160170

TOTA

LGASTOS(R$)

TEMPORETORNO(anos)


Convencional












Economiamédiatotal/ano -R$5,59

Economiamédiatotal/mês -R$0,47

Retornodoinvestimento nãosepaga

Retornosobreinvestimento(RSI) -0,9%


0,00

5.000,00

10.000,00

15.000,00

20.000,00

25.000,00

30.000,00

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90100110120130140150160170

TOTA

LGASTOS(R$)

TEMPORETORNO(anos)


Convencional

4.4. LED x Fluorescente Tubular

Especificações: duas fluorescentes tubulares T8 de 36W com um reator 2x36W e duas

tubulares de LED de 22W.

Resultados:


Figura 15: Comparação LED x Fluorescente tubular

Conclusão: não existe retorno do investimento, inviabilizando a substituição. Existe apenas

economia de energia, porém não em manutenção. Isso se deve, principalmente, à grande

eficiência da lâmpada fluorescente tubular. Portanto, para as lâmpadas T5, que são ainda mais

eficientes, poderá levar muito tempo para surgirem no mercado LEDs capazes de substituí-

las.


4.5. Resultado das Comparações

Nesta análise pode-se relacionar os fatores que contribuem significativamente na redução do

tempo de retorno do investimento. São eles:

- Maior custo de energia;

- Menor preço do LED;

- Maior eficiência do LED;

- Uso de ar condicionado;

- Maior tempo de uso mensal: dobrando-se o tempo de uso mensal reduz-se o tempo de

retorno do investimento pela metade;

- Tensão de 220V ao invés de 127V ou 12V: existe uma diferença entre o fluxo luminoso em

lâmpadas de filamento (incandescentes e halógenas) de mesma potência e tensões

diferentes. Isto se deve ao fato de que para manter a potência constante, diminuindo a

tensão, aumenta-se a corrente na mesma proporção. Com isso a resistência elétrica do

filamento tem que diminuir, ou seja, o filamento engrossa. O filamento mais grosso

contribui com dois fatores para este maior fluxo luminoso: a superfície incandescente

aumenta, aumentando a quantidade de luz emitida e a resistência mecânica aumenta

permitindo que o filamento trabalhe com uma temperatura maior sem diminuir a

durabilidade. Este aumento de temperatura faz com que o filamento emita mais luz, de

acordo com a lei de Planck sobre a radiação de corpos negros. Portanto, as lâmpadas de

filamento para 127V e 12V são mais eficientes que para 220V. Com isso o LED consegue,

com mais facilidade, atingir os níveis de fluxo luminoso destas lâmpadas nas instalações de

220V.

Fonte: Catálogo Philips, 2009

Figura 16: Especificações lâmpadas PAR

Os fatores apresentados podem, com a redução do tempo de retorno do investimento,

inclusive chegar a viabilizar substituições que, em princípio, são inviáveis.

5. Estudo de caso

O resultado da análise quantitativa apresentada anteriormente pode ser exemplificado através

do estudo de caso apresentado a seguir.

O estudo foi realizado para um salão de beleza de alto padrão na cidade de Curitiba. Para

tanto, foram analisadas características do uso da iluminação e do ar condicionado neste

estabelecimento, sendo elas:

- 12 horas de uso diário da iluminação, 6 dias por semana;

- 8 meses de uso de ar condicionado por ano;

- Tensão de alimentação da instalação elétrica de 220V;



InvestimentoInicial R$5.103,80 R$51.034,00

GastototalcomEnergia/ano R$38.038,00 R$6.163,87

GastomédiototalcomEnergia/mês R$3.169,83 R$513,66

Diferençaanual R$31.874,13

Diferençamensal R$2.656,18


GastomédiocomLâmpada/ano R$8.975,62 R$6.150,75


Gastomédiocommãodeobraparatroca/ano R$3.831,36 R$155,29


Economiamédiatotal/ano R$38.368,17

Economiamédiatotal/mês R$3.197,35



COMPARATIVODEECONOMIATOTAL-ESTUDODECASO

0,00

100.000,00

200.000,00

300.000,00

400.000,00

500.000,00

600.000,00

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

TOTA

LGASTOS(R$)

TEMPORETORNO(anos)


Convencional


InvestimentoInicial R$5.103,80 R$51.034,00

GastototalcomEnergia/ano R$38.038,00 R$6.163,87

GastomédiototalcomEnergia/mês R$3.169,83 R$513,66


Diferençamensal R$2.656,18


GastomédiocomLâmpada/ano R$8.975,62 R$6.150,75


Gastomédiocommãodeobraparatroca/ano R$3.831,36 R$155,29


Economiamédiatotal/ano R$38.368,17

Economiamédiatotal/mês R$3.197,35



COMPARATIVODEECONOMIATOTAL-ESTUDODECASO

0,00

100.000,00

200.000,00

300.000,00

400.000,00

500.000,00

600.000,00

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

TOTA

LGASTOS(R$)

TEMPORETORNO(anos)


Convencional

- Valor da mão de obra para manutenção das lâmpadas de R$ 5,00 por ponto.

Foi, também, realizado um levantamento da quantidade de lâmpadas de cada tipologia

existente no estabelecimento:

- 29 lâmpadas dicróicas GU10 de 50W;

- 84 lâmpadas PAR 20 de 50W;

- 97 lâmpadas PAR 30 de 75W;

- 14 lâmpadas AR 70 de 50W, incluindo transformadores;

- 15 lâmpadas AR 111 de 50W, incluindo transformadores;

- 90 lâmpadas bolinhas de 25W.

Além destas lâmpadas foi levantada uma grande quantidade de fluorescentes tubulares. No

entanto, estas não foram inclusas no estudo já que não é viável substituí-las por LED,

conforme concluído no item 4.4.

A comparação entre as lâmpadas convencionais e as de LED foi realizado para cada tipologia,

considerando lâmpadas que realmente são equivalentes em termos de fluxo luminoso, ângulo

de abertura, bocal e dimensões. Portanto, foram utilizadas as seguintes lâmpadas para

comparação com as existentes:

- 29 dicróicas GU10 de LED de 6W;

- 84 PAR 20 de LED de 9W;

- 97 PAR 30 de LED de 13W;

- 14 AR 70 de LED de 7W, incluindo drivers;

- 15 AR 111 de LED de 15W;

- 90 bolinhas de LED de 2W.

Os preços das lâmpadas levantados correspondem aos preços de mercado.

5.1. Análise Comparativa

O resultado deste estudo comparativo pode ser observado a seguir:



Figura 17: Estudo de caso

A partir destes resultados pode-se concluir que:

- A economia anual de energia, incluindo lâmpadas e ar condicionado, seria de R$

31.874,13;

- A economia média total mensal, incluindo energia e manutenção, seria de R$ 3.197,35.

Considerou-se média porque não seria exatamente esse valor todos os meses, variando de

acordo com o momento da manutenção.

- A aquisição de equipamentos de LED é um investimento que neste caso rendeu 75,2%

(RSI) ao ano, um valor muito difícil de alcançar com outros tipos de investimentos.

- Apesar do alto investimento feito na aquisição dos equipamentos de LED, através da

economia de energia e da redução da frequência de manutenção, ele se paga em menos de

1 ano e 3 meses. E após o investimento se pagar, a utilização dos LEDs gerará apenas

economia em relação as lâmpadas substituídas.

- O intenso uso de iluminação e ar condicionado influenciou significativamente no resultado

de curto tempo de retorno do investimento. Portanto, nesta aplicação, a substituição das

lâmpadas convencionais por lâmpadas de LED é muito viável.

6. Conclusão

Este estudo permitiu perceber as vantagens dos LEDs em relação às lâmpadas convencionais

e a importância ambiental da sua utilização.

Ficou comprovado que o investimento feito na aquisição de lâmpadas de LED já é viável em

aplicações onde o uso da iluminação é intenso, como em ambientes comerciais. Isto se deve à

eficiência energética e durabilidade dos LEDs. Desta forma é possível ter o retorno do

investimento em curto prazo. Outro fator que contribui com este é a economia gerada no caso

de uso de ar condicionado, também mais frequentes em espaços comerciais, pois quanto

menor for a potência consumida pela lâmpada, menor será o consumo desse para retirar o

calor transferido para o ambiente. Estas vantagens que viabilizam os LEDs para aplicações

comerciais não são tão frequentes em ambientes residenciais, dificultando a viabilização nesta

aplicação.

Os LEDs estão sendo aprimorados e chegarão a sua maturidade, da mesma forma que vem

acontecendo com as lâmpadas convencionais. Até lá eles evoluirão bastante e em grande

velocidade, como já vem ocorrendo. Com essa evolução os preços também diminuirão e, com

isso, tornar-se-á cada vez mais viável a substituição de lâmpadas convencionais por LEDs.

Desta forma faz-se necessária a continuação e adaptação do estudo apresentado neste artigo,

para que acompanhe esta evolução.

Vale destacar a importância de especificar e adquirir equipamentos de alta confiabilidade,

pois existem no mercado vários produtos de procedência duvidosa e baixa qualidade que

contribuem para uma percepção equivocada dos LEDs.

Enfim, é possível conscientizar os usuários e profissionais da área de iluminação das reais

condições de aquisição de lâmpadas de LED através das informações descritas neste artigo;

principalmente dando subsídios para que os profissionais possam especificar, com consciência

e conhecimento, equipamentos com esta tecnologia. Contribuindo, assim, com atitudes mais

comprometidas com o meio ambiente.


7. Referências

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http://solamigo.com.br/index.php?option=com_content&task=view&id=152&Itemid=193

http://colunistas.ig.com.br/clarissaschneider/tag/led/


1.

Sim

Alguns

Não

2.

É uma excelente tecnologia

É boa mas precisa melhorar em alguns aspectos

Prefiro as lâmpadas convencionais

Desgosto totalmente

3.

Sim

Não em pouco tempo

Não se paga

4.

Sim, em minha residência

Sim, em meu local de trabalho

Sim, em ambos

Não e não tenho interesse em utilizar

Não, mas pretendo utilizar

5.

Sim

Não

Onde?

6.

Sim, em pouco tempo

Sim, a longo prazo

Não totalmente

Não

7.

Sim, em quantidade

Sim, em qualidade

Sim, em ambas

Não

8.

Sim

Um pouco

Não

9.

Você tem percebido, no seu dia-a-dia, a utilização de LEDs para iluminação?

Você acha que os LEDs vão tirar do mercado as lâmpadas convencionais?

Você se considera um defensor do LED?

Você acha que o investimento feito ao adquirir equipamentos com esta tecnologia pode

se pagar em pouco tempo?

Você acha que existem LEDs que já atingem a quantidade e qualidade de luz das

lâmpadas convencionais?

Qual sua visão negativa em relação aos LEDs?

Considere, para efeito de comparação, as lâmpadas convencionais: incandescentes,

halógenas e fluorescentes.

Este questionário tem como objetivo avaliar o seu conhecimento e a sua opinião em relação

à tecnologia de LEDs para iluminação.

Espaço para seus comentários.

Qual opção abaixo se aproxima mais da sua opinião em relação ao LED?

Você utiliza “lâmpadas” de LED?

Você tem conhecimento dos benefícios dos LEDs?

Anexo

leds versus lâmpadas convencionais viabilizando a …€¦ · o led existe desde 1962 e era apenas...

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