Lâmpada de LED
Light Emitting Diode

As lâmpadas de LED estão chegando e prometem ficar. Neste texto alguns esclarecimentos de algumas dúvidas usuais e outras um tanto que inusuais.
Nas propagandas a principal chamada dos dispositivos de LED tem sido quanto ao baixo consumo de energia e grande vida útil. Entretanto, outros aspectos dos LEDs são suas pequenas dimensões, baixa tensão de alimentação, baixo aquecimento (alto-rendimento) e monodirecionalidade - diferente das velas, o LED emite numa única direção.
No início do século XX, durante a substituição das velas e lampiões pelas lâmpadas incandescentes, foi necessária uma grande mudança de hábitos e de instalações, com a montagem da infraestrutura para fornecimento de energia elétrica (até então madeira, carvão, gás e outros combustíveis). Os dispositivos LED certamente irão fornecer outras possibilidades, contudo utilizar o vocábulo "revolução" talvez seja demasiado, pois os LEDs não alteram significativamente a vida, certamente diminuem um pouco a conta de energia, embora tal economia seja rapidamente devorada por outros itens de "conforto", como: chuveiros, ar-condicionado e telas com milhões de LEDs!

Economia anual: LED vs Incandescente

Lumens

(lm)
Lâmpada
LED
Watt (W)
Lâmpada
Incand.
Watt (W)
Dif. de Potência
Watt (W)
Tempo de Uso
h/dia
Tarifa
energia
R$/kWh
Economia Anual
R$
150
2
15
13
6
0,56
16
250
3
25
22
6
0,56
27
400
5
40
35
6
0,56
43
600
7
60
53
6
0,56
65
800
9
80
71
6
0,56
87
1000
12
100
88
6
0,56
108
1200
15
120
105
6
0,56
129
1500
18
150
132
6
0,56
162
Economia anual = (dif. potência / 1000) * tempo uso dia * custo kWh * 365
Veja a página para cálculo de consumo de energia

Notas & Dúvidas

⇝   devido ao melhor rendimento, baixa geração de calor (alto-rendimento) e pequenas dimensões, as lâmpadas de LED irão modificar os dispositivos de iluminação ampliando as possibilidades de formas e materiais adotados.

⇝   na era das lâmpadas incandescentes (1880-1980) nos acostumamos a relacionar luminosidade com potência, tal equivalência continua válida, contudo num outro patamar (muito mais baixo), de forma geral se pode utilizar um fator 8, ou seja, uma lâmpada de LED consumirá 8 vezes menos energia para o mesmo fluxo luminoso que uma incandescente, uma das tendências é designar o dispositivo LED pelo rendimento do fluxo luminoso - lumens - valores entre 70 a 120 lumens/Watt são típicos.

⇝   os LED funcionam com baixas tensões entre 1,6 e 3,3 volts, portanto o uso do de lâmpadas de LED em residências demandam de um pequeno circuito para adequar a tensão de funcionamento; para facilitar a transição muitos dispositivos LED estão sendo fornecidos com soquete E27 e circuitos próprios, contudo a tendência é que outros sistemas elétricos para a conversão da energia sejam adotados. E, se pensarmos que as lâmpadas tendem a durar décadas o próprio soquete se torna desnecessário!

⇝   o circuito eletrônico utilizado nas lâmpadas de LED e/ou mini-fluorescentes podem ser incompativeis com outros sistemas eletrônicos, por exemplo: dimmers.

⇝   temperaturas superiores a 50 oC impactam negativamente na vida útil dos circuitos eletrônicos e dentre eles as lâmpadas de LED.

⇝   as atuais tabelas comparativas de lâmpadas possuem algumas variações, contudo um aspecto é recorrente, há uma total falta (nos websites comerciais) de indicadores do decaimento do fluxo luminoso em relação a vida útil das lâmpadas, sejam incandescentes, fluorescentes ou LED, é notório que as lâmpadas ficam "fraquinhas", o que difere de "queimarem", a diferença é notada ao se instalar uma nova lâmpada; portanto, o valor da vida últil expresso nas embalagens não deve ser utilizado de forma direta nos cálculos ... a vida útil das lâmpadas de LED (em azul no gráfico abaixo) são geralmente determinadas (ou deveriam) para um decaimento de 30% da emissão quando nova, ou seja, o valor da vida útil na embalagem 10.000 ou 25.000 horas se refere ao tempo para a lâmpada de LED emitir 70% de sua energia luminosa original. veja mais: lifetime>loss factors e lifetime


⇝   no uso doméstico dificilmente se observa a direção do fluxo luminoso, em muitas aplicações um grande percentual da energia luminosa é desperdiçada.

⇝   os LED ultravioleta (UV) apresentam melhor rendimento que os LED de outra faixa espectral, portanto a grande maioria das lâmpadas de LED do mercado possuem uma camada de fósforo (pó branco o trifósforo ou halofosfato) que converte a radição UV em espectro visível, um sistema similar as bem conhecidas lâmpadas fluorescentes, incluso as pequenas conhecidas como "econômicas", assim, as variações nas designações das cores das lâmpadas de LED - branca fria, branca quente, amarela etc - são na maioria dos casos devidas a variação na composição da camada do trifósforo. (para consulta pesquise os termos: spectrum of halophosphate type fluorescent bulb vs spectrum incandescent light bulb)

⇝   temperatura de cor dos LEDs e de outros dispositivos luminosos ... as lâmpadas incandescentes geram uma iluminação avermelhada (mais próxima da luz solar 4800K) e as lâmpadas fluorescentes e LED tendem para o azul.


Sobre algumas unidades relacionadas a luz

⇝   a unidade de fluxo luminoso expresso em lumens (lm) relaciona a energia emitida por um dispositivo com o quanto um ser humano consegue aproveitar da energia gerada (espectro visível)- é uma unidade complexa, escolher uma lâmpada por lumens é um bom começo, contudo se deve levar em conta outros fatores que possam auxiliar ou dificultar a chegada da luz nos olhos de quem executa a tarefa - considerar todo o circuito cores das paredes, reflexões, posição de quem executa a tarefa etc. - alguns valores práticos: em corredores uns 250 lumens, em tarefas gerais 500 lumens e tarefas que demandam acuidade visual entre 700 e 1000 lumens. Em lumens pois a maioria dos consumidores ira relacionara a lâmpada ao ambiente, certamente que em lux seria mais adequado!

⇝   o termo latino "candela" foi, em 1948, adotado para suprimir a ambiquidade que termo "standard candle" (pt: vela-padrão) ocasionava na definição de intensidade luminosa para um determinado angulo solido (numa esfera) ... no Brasil ainda é comum escutar algumas apócopes do termo, a saber: "vela" ou "velas", nas tentativas dos interlocutores se expressarem quanto a intensidade luminosa de algum dispositivo e essa tendência social indica, também, uma preferência da população pelo uso de representações que remetam a entes concretos.

Fóton
γ
particula elementar da energia eletromagnética
Fluxo luminoso
Φ
Lumen
(lm)
Eficiência Energética
η
Lumen por Watt
(lm/W)
Intensidade luminosa
I
Candela
(cd)
Iluminância
E
Lux
(lux)
Luminância
L
Candela por área
(cd/m2)
lifetime>outras definições sobre a luz

"Timeline"
o fogo, a eletricidade e a iluminação


Anos atrás
uso esporádico do fogo pelos humanos

2.000.000
indicios de manipulação do fogo

1.000.000
uso do carvão e óleos na iluminação

100.000
uso do gás natural

2000
gás na iluminação pública

500
lâmpadas elétricas efeito Joule

150
lâmpadas elétricas fluorescentes

~ 50
LEDs na ilum. residencial

~ 5