Problemas técnicos de iluminação LED

A iluminação de estado sólido com diodos emissores de luz, ou LEDs, fornece cinco a 10 vezes mais iluminação por watt do que as lâmpadas incandescentes - ou até mais. Os LEDs têm vida útil de dezenas de milhares de horas - em vez dos milhares oferecidos pelas lâmpadas incandescentes. E os LEDs oferecem controle preciso da emissão de luz, ao contrário das lâmpadas incandescentes, que borrifam sua luz em todas as direções.

Todas essas características se traduzem em vantagens de desempenho significativas para LEDs, mas isso não significa que eles estejam isentos de problemas. Eles podem ter problemas com a cor, a saída pode degradar com o tempo e os LEDs devem ser resfriados. A falha em qualquer um dos vários componentes da luminária de LED pode fazer com que todo o LED falhe. Indústria, governo e academia têm abordado esses problemas, levando a um crescimento explosivo na disponibilidade de LEDs para iluminação geral.

O caráter e a cor da luz que sai de sua lâmpada incandescente dependem da temperatura do minúsculo filamento interno. Mesmo que um filamento seja construído de maneira diferente de outro, ele ainda será aquecido quase à mesma temperatura e emitirá aproximadamente a mesma cor de luz. Não é assim com LEDs.

Os LEDs são construídos como chips de computador, com camadas precisamente depositadas de materiais semicondutores. Pequenas mudanças na espessura das camadas podem alterar a cor da luz do LED. Além disso, a maioria dos LEDs de luz branca tem outra camada chamada fósforo. Pequenas mudanças no fósforo também levarão a mudanças de cor que podem fazer um LED branco parecer azulado, enquanto outro parecer avermelhado e outro amarelado.

Cada fonte de luz se degrada com o tempo. Até as lâmpadas incandescentes mudam de cor e escurecem à medida que envelhecem - mas quebram completamente antes que esses efeitos se tornem muito perceptíveis. Os LEDs escurecem e mudam de cor à medida que envelhecem. Ao longo de sua vida, o calor e a exposição à luz causam alterações físicas e químicas nos LEDs e nos fósforos que modificam a iluminação. Como os LEDs duram de 25 a 50 vezes mais que as incandescentes, esses efeitos se tornam aparentes.

Os LEDs são muito mais eficientes do que as lâmpadas incandescentes. Lâmpadas incandescentes transformam 5% a 10% de sua eletricidade em luz, enquanto os LEDs convertem cerca de metade de sua eletricidade em luz. O resto dessa energia - a parte desperdiçada - vai para o calor. Lâmpadas incandescentes se livram desse calor, emitindo-o como radiação infravermelha invisível - é por isso que sua mão fica quente na frente de uma lâmpada incandescente. Os LEDs não emitem muita radiação infravermelha.

Os LEDs ainda geram calor, por isso precisa ser removido por algum outro método. Os LEDs precisam ser conectados a dissipadores de calor para mover a energia de calor para longe do LED; em seguida, os dissipadores de calor precisam ser projetados para eliminar esse calor de alguma forma. Se os LEDs não forem resfriados, eles se degradam muito rapidamente e, em seguida, falham completamente.

Quando você compra uma luz incandescente, pode ligá-la a uma luminária de mesa, uma arandela de parede ou um acessório de teto embutido - ela funcionará em qualquer lugar. É uma história diferente para os LEDs. Uma fonte de luz LED consiste em muito mais do que o próprio LED. Ele também contém o dissipador de calor e os componentes eletrônicos do driver - um conjunto de circuito que converte os 120 V do soquete em uma tensão CC que o LED pode usar. Para que um LED funcione corretamente, o próprio LED, o fósforo, o dissipador de calor e os componentes eletrônicos precisam estar isentos de falhas. Se você já viu um semáforo de LED com uma mancha escura no meio, não viu um LED com defeito; você viu um pacote eletrônico de LED com defeito. Como os próprios LEDs podem durar dezenas de milhares de horas, os outros elementos da embalagem também devem ser projetados com esse tipo de vida - um desafio técnico.

No início dos anos 2000, todos esses problemas - e alguns outros - eram problemas técnicos para a iluminação LED. O trabalho coordenado corporativo, universitário e governamental melhorou dramaticamente a situação. Agora existem conjuntos de padrões de design e teste. Embora os consumidores provavelmente não queiram se enterrar nos detalhes dos procedimentos de teste, eles podem dar um passo simples, verificando se os produtos LED que compram têm um rótulo de "Fatos de Iluminação". Apenas os fabricantes que seguem os procedimentos de teste têm permissão para usar a etiqueta.