LED PARA ILUMINAÇÃO PÚBLICAAderindo à Tecnologia com Eficiência e Economia

HISTÓRIA DO LED

1907: O inglês Henry Joseph Round descobre que materiais inorgânicos podem acender quando uma corrente elétrica éaplicada.

1921: O físico russo, Oleg Lossew, observa novamente o "efeito circular" da emissão de luz.

1935: O físico francês, Georges Destriau, descobre a emissão de luz no sulfeto de zinco. Inventor da eletroluminescência.

1951: O desenvolvimento do transistor marca o início na física de semicondutores, tornando possível explicar a emissão de luz.

1962: O primeiro diodo de luminescência vermelho (GaAsP), desenvolvido pelo americano Nick Holonyak, entra nomercado. O primeiro LED é produzido industrialmente.

1971: Com o desenvolvimento de novos materiais semicondutores, os LEDs são produzidos em novas cores: verde, laranja eamarelo. O desempenho e a eficiência do LED continua a melhorar.

1993: O japonês Shuji Nakamura desenvolve o LED azul brilhante e um LED muito eficiente na faixa do espectro verde (InGaN).

1995: Desenvolvimento do LED branco.

1997: Entrada no mercado do LED branco.

2006: São comercializados LEDs com 40 lumens por watt. E em laboratório, começa odesenvolvimento de LEDs com 100 lumens por watt.

2010: LEDs com 75/90 lumens por watt começam a ser comercializados enquanto emlaboratório já se testam LEDs com 250 lúmens por watt.

2015: A 3ª geração de LEDs (COB) começa a ser comercializado com 130 lumens porwatt.

Hoje: A partir de 2017 o padrão de eficiência luminosa será de 170 lumens por watt.Já se fala em OLED, LED Quântico dentre outras.

O QUE É LED ?

LED (Light Emitting Diode – Diodo Emissor de Luz) é um componente semicondutor que consiste numa tecnologia de condução deluz a partir da energia elétrica. Sua principal função é emitir luz visível a olho nu quando energizado.

Por se tratar de uma nova solução tecnológica as lâmpadas e luminárias de LED não tem nada a ver com a antiga forma de se obterluz. LED é um produto tecnológico, e por isso, sofre constantes transformações e evoluções significativas.

Enquanto, desde 1879, fomos acostumados a comprar a mesma “solução” de Thomas Edison, hoje, o LED muda de geração eeficiência a cada 18 meses. DIP, SMD, COB, nos últimos anos já estamos na 3ª geração e ela continua evoluindo.

LEI DE HAITZ

A Lei de Haitz trata da melhoria contínua de diodos emissores de luz (LEDs). Roland Haitz (1935-2015) afirma que a cada década, ocusto por lúmen (unidade de luz emitida) cai por um fator de 10, e, a quantidade de luz gerada aumenta em um fator de 20.

A Lei de Haitz, para o LED, é a contrapartida à Lei de Moore (informática), que afirma que o número de transistores em um dadocircuito integrado dobra a cada 18 a 24 meses.

Além da previsão de desenvolvimento do custo por lúmen equantidade de luz, apresentado em 2000, Haitz previu que aeficiência da iluminação baseada em LED poderia atingir 200L/W (lúmen por Watt) em 2020, atravessando 100 L/W em2010.

Em 2010, a maior emais respeitada fabricante de chip LED domundo: Cree, desenvolveu 100 L/W a 1.000mA e 160 L/W a350 mA. Em maio de 2011 a Cree anunciou um protótipo com231 L/W a 350 mA e em março de 2014 a Cree anunciououtro protótipo com um recorde de 303 L/W a 350 mA.

RISCOS DO LED DE BAIXA EFICIÊNCIA

Seguindo-se principios como a Lei de Moore que previu a evolução constante e rápida da capacidade de processamento decomputadores, o mundo definiu centros mundiais de pesquisa, desenvolvimento e produção de tecnologia de computadores (EUA,Japão e Taiwan). Mesmo com a Lei da Reserva de Mercado da Informática nos anos 80, o Brasil nunca se tornou referência emprodução de tecnologia de computadores. Ao contrário,a proteção a supostos fabricantes nacionais (nenhum deles existe hoje)atrasou o desenvolvimento do país, automação industrial, educação, etc.

A semelhança da Lei de Haitz com os principios da Lei de Moore, e a evolução constante e rápida da eficiência energética do LEDnão fará do Brasil centro de pesquisa, desenvolvimento ou fabricação de chip LED. Hoje, 40% de todos os fabricantes de LED são naChina, 20% em Taiwan, 20% no Japão e 15% na Coreía. 10 entre as 10 maiores fabricantes de luminárias e lâmpadas de LED domundo, algo como 90% do mercado basearam suas fábricas na China.

O que montadores de luminárias nacionais (que se chamam de fabricantes de LED) e entidades privadas onde esses montadores seassociam pretendem, é uma nova reserva de mercado de um produto cujo centro de pesquisa, desenvolvimento e fabricaçãojamais será no Brasil. É por isso que os produtos montados no Brasil são de gerações muito anteriores e ultrapassadas do que hojese procura no mundo.

Esse lobby para uma nova reserva de mercado, num primeiro momento, fechará o Brasil às novas tecnologias, para em seguida,praticar preços abusivos, extaamente o cenário da antiga Lei de Reserva de Mercado nos anos 80.

Por conta da qualidade dos produtos montados no Brasil e dos principios da Lei de Haitz municipios têm se iludido com a soluçãode PPPs de iluminação pública que amarram as cidades à tecnologias obsoletas por 20 ou 25 anos, que, possivelmente em 10,sequer existirão.

TIPOS DE LED

No formato comercial como conhecemos, temos 3 gerações de LED.

3ª2ª1ª

TIPOS DE LED – SMD X COB

COB SMDEFICIÊNCIA TÉRMICA

SMD COB

ARQUITETURA

COB SMD

Como vemos nos quadros, nota-se a diferença entre o SMD(tecnologia desatualizada) e o COB (tecnologia atual).

A arquitetura do SMD faz com que sua vida útil seja muitoinferior assim como seu alto índice de falhas. O SMD produzmuito calor e sua arquitetura não favorece sua dissipação.

Isso se reflete na vida útil e na capacidade de fluxo luminoso,dentre outros problemas que fizeram o SMD começar a serabandonado em projetos de iluminação pública pelo mundo.

PORQUE O SMD ESTÁ DESATUALIZADO

O LED “SMD” (Surface Mounted Device – Equipamento Montado em Superfície) foi a tecnologia responsável por trazer os produtosde LED ao dia a dia da iluminação, gerando entre 75-100 lumens por watt. Esta geração de LEDs (“SMD”) usa pequenos “copos” decerâmica para segurar o fósforo e as “bolachas” (wafern), permitindo que esses “copos” possam ser misturados e combinados.

Essa tecnologia, também chamada de modular, permite a combinação de vários “copinhos” resultando em muita facilidade para seproduzir luminárias de várias potências, apenas adicionando-se “módulos”. Entretanto, a grande vantagem do produto, acabou setornando seu calcanhar de Aquiles.

1- Cada “copinho” é soldado através de fios à placa térmica que por sua vez, é soldada a outra placa (módulo) gerandoalto índice de falhas e superaquecimento.

2- A presença de inúmeros “copinhos” juntos gerando calor, sobreaquece a placa (módulo), ela deforma e impede adissipação do calor gerando queimas e defeitos em pouco espaço de tempo.

3- Os “copinhos” são cobertos por polímeros, que com otempo e o calor, amarelam e atraem partículas de fuligemperdendo eficiência luminosa muito rapidamente.

4- Cada “copinho” é capaz de produzir de 1 a 3 lúmenatingindo assim o máximo que a tecnologia pode produzir.

5- Cada copinho gera um nível de branco ligeiramentediferente.

6- A cobertura de polímero ao invés de vidro aumentadrasticamente os níveis de ofuscamento.

PORQUE O COB É MELHOR

O LED “COB” (Chip On Board – Chip Integrado) é a terceira e mais moderna geração de LED disponível. Gerando mais de 130lumens por watt, mas em constante evolução, pois a tecnologia ainda não atingiu seu pico de performance.

Esta 3ª geração de LEDs (“COB”) difere da tradicional pois ao invés dos “copinhos” individuais montados em placas e circuitos e emseguida a um módulo como o SMD) as “bolachas” (wafern) são cortadas em algumas centenas de pequenas lascas muito finas,quase invisíveis. Esses pequenos pedaços não visíveis de cristal semicondutor estão ligados diretamente ao substrato de alumínio, oque permite uma melhor dissipação de calor, e sem solda.

Os discos amarelos obtidos são simplesmente um revestimento de fósforo, permitindo o controle completo da temperatura de corsendo mais eficiente, flexível, durável e de maior uniformidade.

1- O chip LED é encrustado diretamente no corpo de alumínio da luminária dissipando o calor com maior eficiência emaior durabilidade.

2- Geração de mais de 130 lumens por watt (em constante evolução).

3- Mais barato, comparando-se preço X eficiência.

4- Lente de vidro 100% puro, pouco ofuscamento, não acumula partí-culas nem amarela.

5- Melhor uniformidade e controle de temperatura de cor.

6- Menos componentes, menor incidência de falhas e menor geraçãode calor.

TEMPERATURA DE COR

Uma das características do LED é a possibilidade de definirmos a temperatura de cor, ou a cor da luz. Nos últimos anos estudos epráticas de vários países do mundo têm alterado a forma como cidades e empresas escolhem a temperatura de cor de suaslâmpadas.

No inicio, existia a preferência pelas temperaturas de cor mais altas, mais brancas. Com a experiência alguns países passaram aproibir o uso de temperaturas altas por algumas razoes:

Quanto mais alta temperatura maior a presença do azul, que altera os índices de melanina no ser humano, prejudicando o sono e aprodução de hormônios. Isso levou a Associação Médica Americana a não recomendar cidades que instalem LEDs comtemperaturas de cor superior a 3.500K/4.000K. Em alguns animais, a luz muito branca altera seu ciclo migratório. Além disso,quando mais branca a luz mais ela se dispersa em nevoeiros e sob chuva o que levou muitos países a proibir seu uso em estradas.

SMD X COB

São Paulo instalou na Marginal Pinheiros luminárias modulares com tecnologia SMD. As luminárias instaladas são de 300W e geram90 lumens/watt.

Osasco instalou na avenida dos Autonomistas luminárias com a tecnologia COB. As luminárias instaladas são de 225W e geram 130lumens/watt.

Gasto com energia300W

Geração de Lumens27,000

São Paulo

Gasto com energia225W

Geração de Lumens29,250

Osasco

Ou seja, para produzir 29,250 lumens precisaremos de

apenas 195W

POR ISSO QUE PPP NÃO É O MELHOR MODELO PARA ILUMINAÇÃO PÚBLICA

1- Sem COSIP adequada não há PPP. O Banco Mundial avalia em 135, os municípios brasileiros com condições para uma PPP.

2- Nenhum município com mais de 5% das Despesas Correntes Liquidas comprometidas com concessões públicas podepromover uma PPP, assim como, nenhum município com endividamento superior a 120% dessas despesas.

3- Os juros BNDES para PPPs são, na melhor hipótese, 14,7% ao ano. Assim, a cada 5 anos, compra-se 1 luminária e paga-se 2.

4- As empresas que modelam as PPPs, (via PMIs) e mesmo as empresas empreiteiras de iluminação publica, desconhecem atecnologia LED e acabam por especificar tecnologias obsoletas que não cumprirão com as premissas adotadas na modelagemfinanceira.

5- Dificilmente fabricantes de LED financiarão a aquisição de seus produtos, pois sabem, que sua tecnologia não dura o ciclo devida esperado na modelagem.

6- Time to Market muito grande: mínimo 2 anos, em média 4 anos.

7- Editais pouco republicanos, com a instalação de LEDs feita mês a mês de acordo com a contraprestação mensal, onde oinvestidor não investe na frente, contrariando o principio básico das PPPs.

8- Amarram o munícipio a uma tecnologia já obsoleta por períodos de 15 a 25 anos.

9- Lei da COSIP inadequada: Sem correção automática, sem previsão do Fundo, sem transferência automática para o Fundo,conta vinculada, etc.

10- Não podem ser aplicadas a municípios com capacidade financeira para apenas parte do parque de IP.

ESTUDOS DO BANCO MUNDIAL

1- ESCONordeste e

Centro da India

2- Super-ESCOVlzag, India

3- Joint Procurement

Ontario, Canada

4- PPPBirmingham, Reino Unido

5- FinanciamentoQuezon City,

Filipinas

6- AluguelGuadalajara,

Mexico

O Banco Mundial, através da ESMAP (Energy Sector Management Assistance Program), promove um programa de assistênciatécnica e de conhecimento, fornecendo consultoria analítica para países de pequena e média renda de forma a aumentar seuknow-how e sua capacidade institucional para ter acesso a soluções energéticas ambientalmente sustentáveis de forma a reduzir apobreza e promover o crescimento econômico.

Com esse objetivo, em 2016 o Banco Mundial realizou 6 estudos em diversos locais domundo com formas diferentes de adoção de tecnologia LED por cidades. Uma das maispromissoras foi a locação de LED para iluminação pública em Guadalajara no México.

EXEMPLOS DE LOCAÇÃO DE LED NO MUNDO

Em 2011 foi criado o RDC – Regime Diferenciado de Contratação. Que dentre outras coisas, prevê a locação de bens móveis porentidades públicas.

Porém, em novembro de 2015, com a sanção presidencial da Lei nº 13.190 ficou tácita a modalidade de locação com reversão deposse ao final do contrato. O que inclui luminárias LED, Telegestão, Instalação e Manutenção.

A Locação permite que o município troque todo ou parte de seu parque de iluminação pública, de acordo com seu orçamento(COSIP). Ao final do período contratado, os bens são doados para a prefeitura. Muito mais barato, eficiente e rápido que uma PPP.

LOCAÇÃO DE LED NO BRASIL - RDC

VANTAGENS DA LOCAÇÃO

1- A Locação também precisa da COSIP. Porém, se esta não for adequada para a troca de todo o parque, poderá ser trocado apenasparte, de acordo com o orçamento da COSIP. Como se trata de um adendo do RDC (Regime Diferenciado de Contratação) pode serfeito a qualquer momento para qualquer quantidade.

2- Não leva em conta nenhum índice contábil do município. Trata-se de despesa corrente com previsão de cobertura peloorçamento da COSIP.

3- Os juros para locação estão na casa de 5% - 6% ao ano. O dono das luminárias é o próprio financiador, não há interferênciabancária no processo.

4- Só participam de processos de locação os proprietárias dos produtos instalados, que conhecem e confiam na sua qualidade,uma vez que só com eficiência máxima é possível custear o projeto.

5- Time to Market rápido: Pregão Presencial – 15 dias.

6- Os LEDs são instalados o mais rápido possível de forma que a prefeitura tenha os recursos para pagamento disponíveis o maisrapidamente possível.

7- A locação é em média de 60 meses, mas podem ser de até 10 anos.

8- Independência do legislativo municipal.

9- Aplicável em qualquer município que tenha COSIP, independente se fará o parque todo ou só parte dele.

QUADRO ATUAL

Em janeiro de 2015, as cidades receberam parques de iluminação pública sucateados e desatualizados. Isso fez com que mais emais gestores procurassem por soluções “mágicas” para adotar o LED, “sem ter que pagar por isso”, através de PPPs.

FUTURO

Postes que reúnem diversos aplicativos de telegestão. Controle de semáforos, Controle de Frota de ônibus, WiFi Público,Propaganda, Botão de Pânico, Estação Meteorológica, Recarga de Veículos Elétricos, etc. E, pontos de retransmissão celular 5G.

LED PARA ILUMINAÇÃO PÚBLICAAderindo à Tecnologia com Eficiência e Economia

- Sem Investimento, Sem Transferir Ativos Públicos- 100% da Economia Fica com o Município

- Só Paga Quando Instalado e Só o que Está Funcionando- Garantia e Manutenção Permanente por todo o Contrato

- Rapidez Para Licitar, Prazo Curto de Contrato- Preço para o Município Muito Mais Barato que PPP

- Mais Barato que Comprar a Vista