Uso de leds na iluminação pública, artigo de Heitor Scalambrini Costa e Silvio Diniz

Publicado em maio 25, 2012 por HC

[EcoDebate] O Brasil continua atrasado em relação a outros paises no que se refere à implementação de políticas públicas na área da conservação e eficiência energética. Verificam-se perdas importantes na transmissão elétrica, relatadas por comissão especial do Tribunal de Contas da União (TCU), da ordem de 17% (enquanto na Europa e USA este valor é em torno de 5%); com o uso ineficiente dos chuveiros elétricos (atendem mais de 80% dos domicílios) que representam 7% de todo consumo nacional de eletricidade e mais de 18% do pico de demanda, e que poderiam ser trocados pelo aquecimento solar; e com motores e eletrodomésticos com baixas eficiências. Assim existe um grande potencial de economia de energia que se poderia alcançar com soluções já existentes.

 

O Plano Nacional de Eficiência Energética (PNEf) lançado pelo Ministério de Minas e Energia em outubro de 2011 (portaria 594/MME), apesar do bom diagnostico realizado da situação atual, tem metas e propostas pífias (redução de 10% no consumo total) do que se espera para um pais da importância do Brasil, dentro do contexto das mudanças climáticas, em que a cadeia produtiva da energia é a vilã e a que mais emite gases de efeito estufa.

Ainda prevalecem idéias e conceitos retrógrados do século passado, no que se refere à oferta de energia. Para os gestores públicos (e os empreiteiros, é claro) a única forma de ofertar mais energia para o país é construindo mega-hidreletricas na região Amazônica, termelétricas a combustíveis fósseis e usinas nucleares. Não se leva em conta que usando melhor e introduzindo novas tecnologias, também se pode “gerar” energia elétrica e disponibilizar no sistema elétrico nacional.
Um dos casos mais evidentes e emblemáticos da pouca visão, dos gestores reside na questão da iluminação pública. É estimado que em torno de 15% da energia elétrica produzida é consumida nesta modalidade. O PNEf prevê um potencial de redução na iluminação pública de 9% da demanda e na economia de energia, substituindo as lâmpadas menos eficientes por lâmpadas de vapor de sódio (LVS).

No Brasil, dos 15 milhões de pontos de iluminação existentes, em torno de 60% são LVS. No entanto, esta tecnologia está ultrapassada, quando comparada com os LEDs (diodos emissores de luz), que apresentam alto rendimento, mais do que o dobro da vida útil da LVS (em média 50.000 horas, porém fabricantes falam em 100.00 horas) e um baixo consumo de energia elétrica, com uma redução de até 50% menor às de vapor de sódio, proporcionando assim uma redução significativa do consumo, em particular no pico da demanda do setor elétrico.

Apesar de ainda ter um preço inicial de aquisição superior as LVS, é necessário considerar que os LEDs possuem um baixo custo de manutenção, visto que seriam substituídos a cada 12 anos (considerando o uso em média de 11 a 12 horas ao dia, com tempo de vida de 50.000 horas), e baixo consumo de energia, o que levaria ao longo de sua vida útil, a um custo menor que das LVS . Outros benefícios podem ainda ser destacados, como a não emissão de radiação ultravioleta, evitando a atração de insetos à luminária e sua degradação, contribuindo para redução dos custos da manutenção; maior resistência a impactos e vibrações e contribuição para a redução da poluição luminosa com iluminação direcionada.

Na iluminação das vias públicas, os LEDs apresentam mais uma vantagem, a reprodução das cores com mais eficiência e qualidade, o que favorece a visualização das informações apresentadas nas via públicas, tais como: sinalização de trânsito, de advertência, de localização, etc.
Devido à baixa tensão dos LEDs que trabalham com tensões e correntes contínuas, é possível a conexão às baterias eletroquímicas, dispensando o auxílio da rede elétrica. Com isso, possibilita aos atuais projetos para iluminação em vias públicas a integração de uma fonte eólica e/ou fotovoltaica aos postes de luz. Tornando possível prover iluminação aos municípios e rodovias que ainda não possuem linhas de transmissão, e mesmo aquelas que já possuem.

O estímulo à pesquisa e inovação desta fonte luminosa levou o laboratório SENDES/UFPE a desenvolver uma luminária denominada LUMISOL (www.lumisolcaa.blogspot.com.br) que reúne além da tecnologia LED, uma alimentação com eletricidade solar fotovoltaica. Este se configura como um dos muitos exemplos neste Brasil afora, de desenvolvimento de produto nacional com valor agregado, que apesar da miopia dos gestores encastelados que pouco dialogam com a academia e com os centros de pesquisa; no país, o desenvolvimento tecnológico e a inovação existem e permitem soluções viáveis, simples e com alto grau de maturidade.
Heitor Scalambrini Costa e Silvio Diniz – Soluções em Energia e Design (SENDES) da Universidade Federal de Pernambuco (UFPE)
EcoDebate, 25/05/2012

No Brasil, ponte e hotéis já usam LED

Luzes coloridas da ponte estaiada, em São Paulo, consomem a mesma energia que um chuveiro residencial
13 de outubro de 2010
0h 00
 Afra Balazina ENVIADA ESPECIAL/HOLANDA - O Estado de S.Paulo

A ponte estaiada Octavio Frias de Oliveira, na zona sul de São Paulo, é um exemplo da utilização de LEDs no País. As luzes que deixam a ponte colorida consomem em energia o equivalente a um chuveiro residencial.

Hotéis no Brasil também começam a se interessar pelo LED. A rede Accor, que dirige as marcas Novotel, Sofitel, Mercure, Ibis e Formule 1, tem um projeto piloto em andamento - obteve 67% de economia de energia nos quartos e de 87% no saguão. Agora, a rede planeja expandir o uso da tecnologia.

Segundo José Fernando Mendes, gerente de marketing e produtos da área de LEDs da Philips, um empreendimento como um hotel consegue o retorno do investimento da troca das lâmpadas mais rapidamente.

Passagem iluminada /// Agencia Fapesp

9/4/2010

Por Fábio Reynol

Agência FAPESP – Ao passar sobre uma placa cerâmica embutida no asfalto veículos estimulam o material e produzem energia. Essa, por sua vez, alimenta a iluminação de placas e dos semáforos da própria rua ou estrada.

Essa é apenas uma das possíveis aplicações de uma pesquisa feita na Universidade Estadual Paulista (Unesp) que visa ao desenvolvimento de um sistema de aproveitamento da energia piezoelétrica, isto é, gerada por pressão.

O trabalho, que tem apoio da FAPESP por meio da modalidade Auxílio à Pesquisa – Regular, começou com o professor Walter Katsumi Sakamoto, do Departamento de Física e Química da Faculdade de Engenharia de Ilha Solteira, que utilizou sua experiência na construção de sensores de radiação e de umidade de solo para elaborar dispositivos piezoelétricos.

Essas tecnologias têm em comum a utilização de compósitos cerâmicos nanométricos em formato de filmes. O pesquisador costumava importar alguns desses materiais, como o polifluoreto de vinilideno (PVDF), o poliéter-éter-cetona (PEEK) e o titanato zirconato de chumbo (PZT).

No entanto, para desenvolver o sensor piezoelétrico, decidiu encontrar similares nacionais. Foi quando convidou a professora Maria Aparecida Zaghete Bertochi, do Departamento de Química Tecnológica da Unesp, em Araraquara, a participar do trabalho.

“O desafio foi desenvolver um material que apresentasse boa dispersão no polímero e, para isso, precisávamos encontrar o tamanho e a dispersão ideal das partículas”, disse Maria Aparecida à Agência FAPESP. Bons resultados forma obtidos pela produção de nanopartículas de titanato zirconato de chumbo (PZT) preparadas por processo químico.

A fim de obter o material, o grupo de Araraquara desenvolveu um novo método de síntese para a cerâmica. O convencional, chamado de mistura de óxidos, exige altas temperaturas, além da submissão do material a um processo de moagem. Os pesquisadores conseguiram dispensar o tratamento térmico e a dispersão em meio aquoso e obtiveram o PZT a temperaturas de 180ºC. “Nosso método também promove menor contaminação ambiental por chumbo”, disse.

Já o compósito desenvolvido com a matriz PEEK suportou temperaturas de até 360º C e a nanocerâmica ficou bem dispersa, formando um filme compósito bastante homogêneo. O filme não precisa ficar na superfície do solo, o que torna o material apto a ser aplicado em condições severas. Os pesquisadores estimam que o dispositivo se manteria operante mesmo sob temperaturas inferiores a 0º C e sob água, como no caso de uma enchente, por exemplo.

Para gerar energia, o equipamento necessita de pressão intermitente, que seria exercida pela passagem dos pneus dos veículos. Essa força provoca uma deformação mecânica no material, que produz energia elétrica.

Sakamoto colocou o novo compósito entre duas placas de acrílico. O material gerou energia toda vez que uma das placas foi apertada manualmente, o que foi comprovado com o acendimento de um LED (diodo emissor de luz) conectado ao dispositivo.

Passos que iluminam
“Essa tecnologia poderá gerar energia em áreas movimentadas e não somente a partir da passagem de carros, mas também de pessoas a pé”, explicou Sakamoto.

Segundo ele, shopping centres poderiam utilizar pisos especiais que transformassem os passos dos frequentadores em energia para iluminar os corredores. Algumas estações de metrô no Japão já utilizam pisos desse tipo.

O advento recente das lâmpadas LED, que consomem bem menos energia do que as fluorescentes e incandescentes, deverá, segundo Sakamoto, ajudar a impulsionar o uso da tecnologia piezoelétrica. “Sem contar o ganho ambiental por se produzir uma energia limpa”, salientou.

“Dentro do próprio automóvel, poderíamos instalar geradores piezoelétricos que se alimentariam dos movimentos dos amortecedores, do giro dos pneus e de outras peças móveis”, estima. A fonte alternativa pouparia o motor do carro, atualmente o responsável pela alimentação de seu sistema elétrico.

As aplicações são inúmeras. Um exemplo seria o uso de compósitos em solas de sapatos, capazes de gerar energia suficiente para alimentar aparelhos celulares e outros eletrônicos portáteis enquanto seus usuários caminham.

Outro emprego da tecnologia piezoelétrica estaria na inspeção estrutural de materiais como, por exemplo, os usados na fuselagem de aeronaves. Sakamoto averiguou que o compósito foi bem-sucedido na detecção de microtrincas em placas de fibra de carbono presente nos aviões. Ao colar o filme compósito na superfície da placa, a presença de trincas é detectada. Isso ocorre porque as fissuras emitem sinais conhecidos como ondas de Lamb. Nesse caso, o PZT percebe a interferência e gera um sinal que pode ser lido em um osciloscópio.

Entre outras possíveis aplicações desses sensores também estão a detecção de vazamentos de raios X em clínicas e hospitais e a produção de implantes capazes de estimular o crescimento ósseo guiado, o que seria muito útil em tratamentos ortopédicos e implantes dentários.

Entre os próximos desafios da pesquisa está o desenvolvimento de matrizes poliméricas mais moles, semelhantes à borracha. “Em teoria, quanto maior a deformação do compósito, maior é o sinal gerado”, explicou o professor da Unesp.

Os pesquisadores procuram parceiros que se interessem em investigar novos capacitores que consigam armazenar uma quantidade maior de energia do que os modelos atuais. A nova geração desses dispositivos, apelidados de supercapacitores, é alvo das pesquisas desse tipo de energia.

Sakamoto aponta que a resposta para esse obstáculo estará mais uma vez na nanotecnologia. “O desafio será desenvolver outro nanomaterial com a propriedade primordial de acumular grande quantidade de energia em um tamanho reduzido”, disse.