INSTITUTO FEDERAL DE GOIÁS Campus Goiânia Raphael...

INSTITUTO FEDERAL DE GOIÁS

Campus Goiânia

Raphael Henrique Oliveira

Tulio Ribeiro dos Santos

LÂMPADAS DE LED: VANTAGENS E DESVANTAGENS EM INSTALAÇÕES

ELÉTRICAS

Goiânia – GO

2013




ELÉTRICAS

Trabalho de conclusão de curso submetido à coordenação da área de indústria do Instituto Federal de Goiás, como parte dos requisitos necessários para obtenção da graduação em Tecnologia em Manutenção Eletromecânica Industrial.

Orientador: Prof. Dr. Edni Nunes de Oliveira

Goiânia – GO

2013




ELÉTRICAS

Trabalho de conclusão de curso submetido à coordenação da área de indústria do Instituto Federal de Goiás, como parte dos requisitos necessários para obtenção da graduação em Tecnologia em Manutenção Eletromecânica Industrial.

Aprovado em ___, de _____________de 2013.

BANCA EXAMINADORA

____________________________________________________

Prof. Dr. Edni Nunes de Oliveira

(Orientador)

___________________________________________________

Prof. Dr Samuel Cesar Mota de Paula

__________________________________________________

Prof. Dr. Pedro José Abrão

AGRADECIMENTOS

Este trabalho é uma simples demonstração do grande conteúdo aprendido durante o período da realização do Curso Superior Tecnológico em Eletromecânica Industrial.

Agradecemos eternamente e primeiramente ao Senhor Todo Poderoso o qual nos ajudou a alcançar este objetivo de formar neste primeiro de muitos cursos que, se ele nos permitir, iremos fazer.

Agradecemos aos professores que tem um dos papeis mais essenciais na sociedade mundial que é a de transmitir conhecimentos, muitos dos quais quase impossíveis de serem compreendidos em outro lugar se não dentro da sala de aula. Damos atenção ao Professor e Doutor Edni Nunes de Oliveira o qual nos auxiliou na realização deste trabalho cedendo parte de seu tempo para nos ajudar.

Agradecemos aos nossos pais e familiares que tanto incentivaram pra que criássemos estímulos para buscar conhecimentos e uma vida melhor.

Abraçamos nossos queridos amigos que indiretamente nos ajudaram a chegar onde estamos, os quais podemos nunca mais ver, mas que sempre faram parte desse período das nossas vidas.

Agradecemos as equipes que mantém estes ambientes de transmissão de conhecimentos em funcionamento e desejamos que sempre consigam transformar esforços físicos e mentais de uns em superação e felicidade de outros.

RESUMO

O nosso trabalho tem como principal objetivo mostrar, através de dados comparativos, as vantagens e desvantagens da iluminação artificial através das lâmpadas de LED. O exemplo utilizado para fazer essa comparação é um prédio de escritórios, os quais geralmente não possuem quantidade suficiente de janelas que permitam a entrada de iluminação natural. Logo, edificações com essas características acabam utilizando por longo período de tempo a iluminação artificial, sendo esse um ponto considerável na hora de planejar a utilização dos dispositivos emissores de luz a fim de economizar energia. O maior problema é o preço alto cobrado pelo dispositivo que pode custar até dez vezes mais se comparado a uma lâmpada fluorescente compacta comum. Isso leva o consumidor a se questionar se a economia no consumo é viável e se as novas tecnologias para estie fim estão realmente cumprindo o seu papel que é a de economizar eletricidade.

Palavras-Chave: Iluminação predial por LED, Economia de Energia, Tecnologia LED.

ABSTRACT

Our work aims to show, through comparative data , the advantages and disadvantages of artificial lighting through LED bulbs. The example used to make this comparison is an office building , which generally do not have enough windows that allow in natural light. Therefore, buildings with these features end up using for a long period of time artificial lighting , making a significant point when planning the use of light emitting devices in order to save energy. The biggest problem is the high price charged for the device that can cost up to ten times longer compared to a common compact fluorescent lamp . This leads consumers to question whether the consumption economy is viable and whether new technologies for Estie order are actually fulfilling their role is to save electricity .

Keywords : building LED Lighting , Energy Saving , LED technology .

LISTA DE FIGURAS

Figura 1 - Máquina a vapor de 1879 .........................................................................12

Figura 2 - Peixe-elétrico ............................................................................................13

Figura 3 – Baterias de Bagdá ....................................................................................13

Figura 4 – William Gilbert ..........................................................................................14

Figura 5 – Alessandro Volta ......................................................................................14

Figura 6 – Michael Faraday .......................................................................................14

Figura 7 – Evolução dos computadores ....................................................................16

Figura 8 – Thomas Alva Edison ................................................................................16

Figura 9 – Lâmpada com filamento de carvão de Edison .........................................17

Figura 10 – Nikola Tesla ............................................................................................17

Figura 11– Esquema da Lampada Fluorescente ......................................................20

Figura 12– Esquema LED .........................................................................................22

Figura 13– Diferença de tamanho dos níveis de valência proibida para os três materiais. .................................................................................................................. .23

Figura 14– Gráfico e símbolo de um diodo de junção PN ........................................ 23

Figura 15– Vista isométrica do prédio .......................................................................25

Figura 16– Gráfico para determinar o coeficiente de manutenção do local. ............ 29

Figura 17- Downlight de LED ....................................................................................45

Figura 18- Luminária de embutir para lâmpadas com conectores E27 .................... 46

Figura 19- Luminária de embutir para uma lâmpada tubular T8. ............................. 46

Figura 20– Reator eletrônico .....................................................................................46

LISTA DE TABELAS

Tabela 1 – Iluminância para três grupos visuais (Resumida) ....................................27

Tabela 2 – Índice de reflexão do teto e da parede ....................................................29

Tabela 3 – Tabela usada para determinar o índice de utilização (K) da luminária. . 29

Tabela 4 – Quantidade de lumens obtidos para cada ambiente ...............................31

Tabela 5 – Lâmpadas selecionadas para iluminar o prédio ......................................32

Tabela 6 – Resultados da instalação de lâmpadas de LED – Projeto 1 ...................33

Tabela 7 – Resultados da instalação de lâmpadas Fluorescentes – Projeto 1 ........ 35

Tabela 8 – Resultados da Instalação de lâmpadas Incandescentes – Projeto 1 .... 36

Tabela 9 - Resultados da Instalação de lâmpadas de Led – Projeto 2 .....................38

Tabela 10 – Resultados da instalação de lâmpadas Fluorescentes – Projeto 2 .......40

Tabela 11 – Resultados da Instalação de lâmpadas Incandescentes – Projeto 2 ...42

Tabela 12 – Comparação dos resultados da Instalação de lâmpadas no Projeto 1..44

Tabela 13 – Comparação dos resultados da Instalação de lâmpadas no Projeto 2..59

Tabela 14– Análise do valor gasto com luminárias ...................................................47

Tabela 15 – Análise do valor gasto com luminárias e reatores .................................47

Tabela 16– Análise do valor gasto com todo o conjunto ...........................................47

Tabela 17– Comparação entre os três tipos de lâmpadas ........................................48

Tabela 18– Comparação entre os três tipos de lâmpadas durante 5 anos observando uma única unidade de cada. .....................................................................................48

Tabela 19– Comparação entre os três tipos de lâmpadas durante 10 anos observando uma única unidade de cada. .................................................................48

Tabela 20– Analise do consumo dos 6 subprojetos durante um ano .......................50

Tabela 21– Equivalência do consumo total das lâmpadas de LED ..........................51

Tabela 22– 1/3-Comparação entre os 9 subprojetos durante 10 Anos .....................52



Tabela 25– Ordem crescente dos resultados totais analisados na tabela que compara os 6 subprojetos durante 10 anos ..............................................................55

SUMÁRIO

1. INTRODUÇÃO ......................................................................................................12

2. FONTES DE ENERGIA ELÉTRICA ......................................................................18

3. CONSUMO ENERGÉTICO ..................................................................................18

4. A LÂMPADA .........................................................................................................19

4.1. LÂMPADAS INCANDESCENTES ......................................................................19

4.2. LÂMPADAS FLUORESCENTES .......................................................................20

4.3. LÂMPADAS DE LED ..........................................................................................21

4.3.1. LED - Funcionamento............................................................................21

4.3.2. LED - Descobrimento.............................................................................21

4.3.3. LED - Estrutura .....................................................................................21

4.3.4. Princípios de Funcionamento do Diodo Semicondutor..........................22

5. O TRABALHO .......................................................................................................24

5.1. OBJETIVO ..........................................................................................................24

5.2. SITUAÇÃO PROBLEMA ....................................................................................24

5.3. MEIOS COMPARATIVOS ..................................................................................26

5.4. CÁLCULOS – MÉTODO DOS LUMENS ...........................................................26

5.4.1. Determinação do Nível de Iluminância .................................................27

5.4.2. Escolha da Luminária ...........................................................................28

5.4.3. Determinação do Índice do Local (K) ...................................................28

5.4.4. Determinação do Coeficiente de Utilização (u) da Luminária .............28

5.4.5. Coeficiente de Manutenção ..................................................................29

5.4.6. Cálculo do Fluxo Luminoso Total .........................................................30

5.4.7. Cálculo do Número de Luminárias .......................................................30

5.4.8. Espaçamento das Luminárias ..............................................................30

5.5. CÁLCULO DO CONSUMO ................................................................................30

6. PROJETOS ...........................................................................................................31

6.1. PROJETO1 .......................................................................................................33

6.2. PROJETO 2 ......................................................................................................38

7. COMPARANDO OS RESULTADOS ....................................................................43

8. ANÁLISE DA VIABILIDADE ECONÔMICA .........................................................45

9. CONCLUSÃO .......................................................................................................55

10. REFERÊNCIA BIBLIOGRÁFICA .......................................................................58

11. ANEXOS .............................................................................................................60

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1. Introdução

No início o estímulo para evoluir surgiu com a possibilidade de criar, de inventar. Máquinas e equipamentos surgiram numa explosão de empolgação; o homem foi apresentado a sua capacidade de tornar processos de produção lentos, completamente manuais, em processos de produção em larga escala através de máquinas.

A descoberta da possibilidade de transformação de um tipo de energia em outro, fez com que cientistas, engenheiros, arquitetos, marceneiros entre outros, buscassem ideias que possibilitassem a eles um descanso, um conforto, pois algum equipamento podia fazer determinado trabalho por ele de graça, melhor, mais rápido e principalmente, produtos com formas padronizadas o que era incomum na época.

A máquina a vapor (Figura 1) fez com que nações se desenvolvessem muito mais rápido do que outras. Ela escoou sozinha quase toda a produção de um país inteiro em um período muito menor se comparado aos outros meios de transporte da época. A transformação da energia térmica em energia mecânica inspirou pesquisadores a criarem. Forças ditas como obscuras se rebelaram em conceitos físicos; novas fórmulas matemáticas foram criadas e aplicadas; a química se aprimorou e desenvolveu-se respondendo a porquês da época. O diálogo tornou-se mais fácil entre distancias consideráveis permitindo a difusão de ideias.

Figura 1 - Máquina a vapor de 1879

Todas essas ideias surgiram ou foram aprimoradas na primeira revolução industrial devido a necessidades do homem e o acúmulo de capital por empresas. Contudo a intenção principal era criar; buscar soluções para processos lentos, algo que traria conforto entre outros. O tamanho que ia ficar a invenção; a quantidade de

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matéria prima usada na fabricação da máquina; a eficiência; eram alguns dados irrelevantes, dados que não tinham tanta importância na época.

Um combustível que deu forças para impulsionar toda essa revolução foi a eletricidade. Existem indícios de que ela já era estudada desde 2750 a. C. no Antigo Egito em um peixe dito como “Trovão do Nilo”; hoje conhecido como peixe-elétrico (Figura 2).

Figura 2 - Peixe-elétrico

Em uma vila próxima a Bagdá foram encontrados artefatos nomeado por arqueólogos de Baterias de Bagdá (Figura 3) que eram uma espécie de célula eletrolítica.

Figura 3 – Baterias de Bagdá

A eletricidade não passou de simples curiosidade por milênios, até que em 1600 d. C. um cientista inglês, William Gilbert (Figura 4), publicou um estudo sobre magnetismo e eletricidade, o “De Magnete”.

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Figura 4 – William Gilbert

A partir dai surgiram vários estudos relacionado a eletricidade, mas só em 1800 d. C. que foi criado um objeto capaz de criar eletricidade confiável para uma análise mais aprofundada; a pilha voltaica de Alessandro Volta (Figura 5), ou simplesmente bateria.

Figura 5 – Alessandro Volta

Em 1821 Michael Faraday (Figura 6) inventou o motor elétrico; máquina destinada a transformar energia elétrica em mecânica. Depois desse período várias pessoas colocaram em ação suas ideias, impulsionando a Primeira Revolução Industrial.

Figura 6 – Michael Faraday

A Revolução Industrial prosseguiu e apareceram os equipamentos eletromecânicos capazes de criar produtos praticamente impossíveis de serem feitos a mão. Surgiram então as gigantescas placas eletrônicas e seus enormes

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dispositivos, nascera então a eletrônica. Ela aliada a energia mecânica tem um poder de fabricação gigantesco. Os investimentos feitos pelos empresários capitalizados e as suas novas ideologias de produção como o fordismo, por exemplo, fez com que a indústria que produzia centenas de sapatos em um mês passasse a produzir nesse mesmo período milhares destes. Os veículos que tinham apenas a mecânica aplicada adquiriram também alguns dispositivos eletrônicos.

Pode-se observar com isso que economizar era uma palavra inexistente nos vocabulários dos inventores, falavam em melhorar o que já existia ou tornar aplicável alguma pesquisa ou teoria, mas economizar raramente vinha nas publicações científicas ou nas pronuncias em palestras da época.

O homem, durante mais de um século criou e consumiu o que pode, sem dar muita importância a aqueles que os alertavam sobre uma possível complicação para encontrar matéria prima. Não observou os sinais dados pela natureza como, por exemplo, a mudança climática. Chuvas mais fortes fora de época; períodos de estiagem mais longos e períodos de chuvas mais curtos; tempestades com mais frequência e maior poder de destruição; ventos com velocidades maiores arrastando e arremessando invenções do homem como brinquedos pelos ares.

O poder encontrado por algumas centenas de pessoas fez com que estas buscassem explicações diferentes daquelas dadas por cientistas a estes fenômenos. Falaram que era algo natural como, para eles, uma mudança de era, pois sabiam que a redução na produção faria com que consequentemente reduzisse também os lucros ou simplesmente os seus poderes. Os seus consumidores não podiam reduzir o consumo para simplesmente evitar um desmatamento; evitar a poluição de algum terreno ou da, até antão pouco reconhecida pela sua importância, Camada de Ozônio. Somente a partir de 1980 é que o homem se viu realmente limitado pela natureza, a qual impunha seus sintomas de insatisfeita com as atitudes desse. Uma das ações tomadas pelos países capitalistas foi o Protocolo de Quioto, o qual condicionava a redução da emissão de gases poluentes na atmosfera. Uma potência da época que não assinou esse tratado foi os Estados Unidos, um dos até hoje maiores poluidores que lançam toneladas e mais toneladas de agentes poluidores nessa camada.

O petróleo é considerado um dos grandes responsáveis pelo efeito estufa, pois, a combustão de alguns de seus subprodutos geram quantidades significativas desses poluentes. Além disso, o rendimento dos motores a combustão interna são tão baixos que em alguns casos oitenta por cento no combustível consumido gera energia térmica, a qual é desnecessária no processo. Hoje em dia existem motores que possuem maior rendimento do que outros com o dobro de seu tamanho cilíndrico.

Voltando ao passado e checando a linha do tempo comparada com a evolução podemos perceber a diminuição física dos dispositivos eletrônicos. Quando foram lançados, os computadores ocupavam uma sala inteira e levavam três segundos para multiplicar dois números de dez dígitos; hoje qualquer celular faz isso centenas de vezes mais rápido. Nota-se uma diminuição da matéria prima e um aumento da eficiência, vide figura 7.

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Figura 7 – Evolução dos computadores

Antigamente a única maneira de iluminar determinado ambiente era através de alguma chama, através da queima de algo que gerasse luz. Isso foi visto como um problema por alguns cientistas que chegaram a desenvolver alguns tipos de lâmpadas mas a única comercializável foi feita pelo estadunidense Thomas Alva Edison (Figura 8), que em 21 de outubro de 1879 declarou criada a primeira lâmpada (Figura 9), apresentando-a em público em dezembro do mesmo ano.

Figura 8 – Thomas Alva Edison

Ela utilizava uma haste de carvão que quando aquecida a aproximadamente 900K passava a emitir luz fraca. Com o passar de alguns instantes a coloração ficava amarelada e o filamento chegava bem próximo ao ponto de fusão de seu material, aproximadamente 3800K.

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Figura 9 – Lâmpada com filamento de carvão de Edison

Em 1938, Nikola Tesla (Figura 10) criou a substituta da lâmpada Incandescente, a lâmpada fluorescente que possui grande eficiência energética por emitir mais energia eletromagnética na forma de luz do que calor; bem diferente das ultrapassadas incandescentes que, apesar de ter uma temperatura de luz mais aconchegante possui baixíssimo rendimento, ou seja, a grande maior parte da energia consumida é transformada em calor e não em luz.

Figura 10 – Nikola Tesla

Quando essas duas foram criadas os seus formatos eram perturbadores e superdimensionados, além disso, seus rendimentos eram menores do que aos das atuais. Naquela época a eletrônica estava pouco desenvolvida e os dispositivos como os resistores, por exemplo, eram enormes. Tudo isso evoluiu, diminuindo seus tamanhos e aumentando seus rendimentos. Notamos com isso que tudo pode ser melhorado, unindo um conhecimento com outro é possível sempre aumentar a eficiência.

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Com o passar do tempo o homem vai se tornando cada vez mais dependente da eletricidade para sobreviver. Quem não fica sem saber o que fazer quando a energia acaba em casa durante o início da noite? O problema vem se agravando com o aumento populacional e a demanda de bens de consumo que utilizam esse tipo de energia para funcionar. Com esses fatores e outros o homem percebe que há um gargalo para o desenvolvimento: o consumo energético. A necessidade de economizar vem se mostrando cada vez mais presente na vida do ser humano e para isso tem-se que desenvolver equipamentos cada vez mais eficientes, ou seja, dispositivos capazes de executar a função para que foi criado desperdiçando o mínimo possível de energia.

Um dos problemas enfrentados é que dependendo desse dispositivo o consumidor pensa na rentabilidade daquele investimento, se é viável ou não. No caso das lâmpadas de led o preço ainda está muito alto e as fabricantes não estão conseguindo maneiras de diminui-los, por isso o consumidor busca outros meios de resolver determinado problema sem a utilização desse dispositivo. Com esse trabalho tenta-se mostrar ao leitor se essa nova tecnologia, mais cara, pode ser um bom investimento.

2. Fontes de Energia Elétrica

Com o descobrimento dos tipos de energia, o homem teve que buscar fontes que gerassem essa energia de acordo com cada necessidade de cada processo. Nas caldeiras é necessário o carvão mineral; nas máquinas elétricas, eletricidade; no deslocamento de um veículo, o petróleo.

O tempo foi passando e o contingente populacional aumentando, com isso a demanda por fontes de energia cresceu e a dependência dessas fontes foi se tornando cada vez maior. Hoje em dia sabe-se que sem eletricidade indústria nenhuma do mundo é capaz de funcionar a ao menos 20% de sua capacidade normal, e ainda existem aquelas que esse número é ainda menor aproximando de zero.

A fim de resolver esse problema o homem busca diariamente maneiras cada vez mais mirabolantes de gerar energia elétrica, mas nesse milênio a mais nova aposta dita por uns é a fusão nuclear.

3. Consumo Energético

Com o passar dos tempos a necessidade do homem de consumir energia nas suas mais variadas formas vem aumentando. Estudos afirmam que o aumento populacional, a busca pelo aumento do conforto e o crescimento econômico são uns dos principais fatores responsáveis por essa elevação.

O Consumo energético está completamente relacionado com a economia de determinada região. Isso se evidencia quando se considera que, no período de 1973/2010, para que o Produto Interno Bruto (PIB) mundial se elevasse, em média, 3,2% ao ano, o consumo de energia elétrica apresentou uma taxa mais elevada de 3,5% (Filho, Altino Ventura).

No Brasil o consumo residencial evoluiu em média 6,3%, enquanto o industrial 4%, evidenciando um uso social maior da energia. A facilidade de adquirir

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eletrônicos contribuiu bastante para o aumento do consumo residencial. Todos os dispositivos que transformam eletricidade em outro tipo de energia são considerados cargas, são os consumidores da energia produzida pelos sistemas geradores de eletricidade. Numa casa todos os dispositivos ligados na rede elétrica são considerados carga elétrica. As lâmpadas, por sua vez consomem cerca de 17% de toda a produção nacional de energia (Santos, Arisa. 2013).

4. A Lâmpada

4.1. Lâmpadas Incandescentes

Em 21 de outubro de 1879, foi criada a lâmpada elétrica incandescente. A invenção é de autoria do norte-americano Thomas Edison. A invenção partiu da necessidade de usar uma pequena lâmpada doméstica que substituísse luz proveniente da chama. Em dezembro de 1879, Thomas Edison realizou a primeira demonstração pública da lâmpada após a instalação de um sistema completo de energia no laboratório Menlo Park.

O projeto da lâmpada partiu de um filamento de carbono. Até 1879, a ideia de energia elétrica já existia, mas ainda não era usada nas casas das pessoas. A invenção da lâmpada levou o uso da eletricidade para a área doméstica e pouco a pouco começou a substituir os lampiões a gás.

Inicialmente, as redes elétricas de iluminação eram limitadas e concentradas nos centros urbanos, mas já era o bastante para fazer da eletricidade algo economicamente viável no dia a dia, nas comunicações e na metalurgia.

Ao desenvolver a lâmpada elétrica, um dos principais desafios para Edison era detectar um filamento que permanecesse incandescente durante a transmissão da corrente elétrica. Resolveu cobrir os filamentos com um bulbo de vidro para isolar o oxigênio. Conclui o invento utilizando algodões carbonizados, o que possibilitou a luz por mais de 40 horas interruptas. Anteriormente, tentou utilizar filamento de carvão que tinha pouca durabilidade, experimentou utilizar ligas metálicas e até de bambu.

Nos tempos atuais, os filamentos das lâmpadas incandescentes são feitos de tungstênio, um metal que só se funde numa temperatura de 3422 °C (Fernando Rebouças. Infoescola). Para que o filamento não entre em combustão e não se queime, na fabricação, retira-se todo o ar atmosférico presente nas lâmpadas, sendo substituídos por nitrogênio, argônio e criptônio.

O princípio de funcionamento é o mesmo dos resistores: um elemento que oferece certa resistência à passagem da corrente. No entanto, neste caso, o elemento é um fino filamento de tungstênio colocado num bulbo de vidro com atmosfera que não contenha oxigênio. O calor gerado pela passagem da corrente é suficiente para produzir luz.

A resistência do filamento e a tensão que alimenta a lâmpada determinam sua potência, ou seja, a intensidade de luz produzida. Na utilização de uma lâmpada duas especificações são importantes, são elas:

http://www.infoescola.com/curiosidades/invencao-da-lampada/



http://www.infoescola.com/elementos-quimicos/tungstenio/

http://www.infoescola.com/reacoes-quimicas/combustao/

http://www.infoescola.com/elementos-quimicos/nitrogenio/

http://www.infoescola.com/elementos-quimicos/argonio/

http://www.infoescola.com/elementos-quimicos/criptonio/

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A tensão que deve-se aplicar à lâmpada para que ela acenda normalmente, ou seja, os Volts (V) de alimentação.

A corrente da lâmpada que é resultado da resistência do filamento. Essa corrente é indicada em miliampères ou ampères.

O produto da tensão pela corrente (V x I) dá a potência em watts (W) da lâmpada, ou a quantidade de energia que é convertida em luz. O rendimento de uma lâmpada deste tipo é baixo, pois a maior parte da energia gasta é convertida em calor para aquecer o filamento.

4.2. Lâmpadas Fluorescentes

Figura 11 – Esquema da lâmpada fluorescente

O funcionamento (Figura 11) dessa lâmpada se dá pelos elétrons provenientes do filamento que se chocam com as moléculas de gás mercúrio contidas no tubo, o que produz não só a excitação como também a ionização dos átomos. Ionizados, os átomos do gás são acelerados pela diferença de voltagem entre os terminais do tubo e, ao se chocarem com outros átomos, provocam outras excitações. O retorno desses átomos ao estado fundamental ocorre com a emissão de fótons de energia correspondente a radiações visíveis e ultravioletas invisíveis. A radiação ultravioleta, ao se chocar com o revestimento fluorescente do tubo (fósforo), produz luz visível.

Empregando-se misturas de materiais fotoluminescentes diversos é possível obter tons de luz branca. A composição do revestimento das lâmpadas fluorescentes é cuidadosamente estudada para fornecer o tom de branco mais adequado para lojas, escritórios ou residências.

Nas lâmpadas fluorescentes, a maior parte da energia fornecida é transformada em luz. Seu rendimento pode ser até cinco vezes maior do que o das lâmpadas incandescentes, que produzem muito mais calor ao invés de luz. A troca das lâmpadas incandescentes por fluorescentes só é indicada em ambientes nos quais a iluminação seja utilizada por mais de uma hora. Quando a lâmpada fluorescente é acesa, sofre um pico de tensão que depois se estabiliza. Se ela é desligada antes disso, sua vida útil é reduzida. Seguindo esta linha de raciocínio, a cozinha é um bom local para utilizar as lâmpadas fluorescentes. Também para a sala e os quartos, vale a pena a troca de lâmpadas incandescentes por fluorescentes. Nestes ambientes, a utilização da iluminação pode ser pequena, mas não chega a prejudicar a durabilidade da lâmpada.

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4.3. Lâmpadas de LED A frase: “Economia no consumo”; é a grande responsável por boa parte das vendas desse tipo de lâmpada. Em empresas de grande porte o gasto com eletricidade é muito alto e estas buscam o máximo possível de redução dessa despesa. Após análises vários grupos optaram pela troca das já econômicas lâmpadas fluorescentes comuns por lâmpadas de Led, pois os resultados comprovaram a economia por trás do alto investimento.

4.3.1. LED - Funcionamento

LED é a abreviação da frase em inglês Light Emmiting Diode que no português significa Diodo Emissor de Luz. Como o próprio nome diz é um diodo que tem a capacidade de emitir luz visível. Um diodo é normalmente constituído de uma junção PN e nos LEDs, quando uma corrente passa por esta junção faz com que no processo de recombinação dos portadores de carga ocorra um estímulo e emissão de luz.

4.3.2. LED - Descobrimento

Esse fenômeno foi descoberto nos diodos comuns de silício, mas a intensidade luminosa é tão baixa que chega a ser insignificante consequentemente nesse caso inutilizável. Após estudos mais aprofundados nessa característica descobriu-se que era possível trocar os materiais desses semicondutores e ainda dopá-los para aumentar a capacidade luminosa e atingir as cores do espectro luminoso.

Os primeiros LEDs criados eram compostos de um material denominado Arseneto de Gálio (FGaAs) e Arseneto de Gálio com Ídio (GaAsI), os quais emitiam luzes na frequência dos infravermelhos. Posteriormente conseguiram reduzir a frequência da luz com a troca dos matérias utilizados na composição do diodo, atingindo as cores do espectro visível. Hoje existem LEDs capazes de emitir luz azul e até mesmo violeta.

Os primeiros LEDs criados apresentavam no máximo de 4.000 a 8.000 milicandelas, com um ângulo de emissão entre 8 a 30 graus. Foi quando, no final dos anos 90, apareceu o primeiro LED de potência Luxeon, o qual foi responsável por uma verdadeira revolução na tecnologia dos LEDs, pois apresentava um fluxo luminoso, não mais intensidade luminosa, da ordem de 30 a 40 lumens e com um ângulo de emissão de 110 graus. Hoje em dia, tem-se LEDs que atingem a marca de 120 lumens de fluxo luminoso, e com potência de 1,0 – 3,0 e 5,0 watts, disponíveis em várias cores, responsáveis pelo aumento considerável na substituição de alguns tipos de lâmpadas em várias aplicações de iluminação.

4.3.3. LED - Estrutura

LED então é o nome dado ao dispositivo que contém todo um grupo de estruturas que unidas permite várias utilizações. Essas estruturas podem ser observadas na figura 12, onde se tem o diodo capaz de emitir luz visível com o nome de Chip semicondutor.

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Figura 12 – Esquema LED

Após novos estudos descobriu-se a possibilidade de instalar em um único LED mais de um diodo emissor de luz, esse fato está presente nos nossos televisores. Neles existem LEDs com três diodos, os RGBs; sabe-se que a partir da união das cores básicas, vermelho, azul e verde é possível atingir todas as cores simplesmente dosando a intensidade de cada uma e no caso desses dispositivos para alterar essa dosagem basta alterar as suas tensões.

4.3.4. Princípios de Funcionamento do Diodo Semicondutor

Quando os átomos estão juntos em um material sólido aparece uma força de atração entre eles considerável; isso provoca uma alteração nos níveis de energia acima da camada de valência, última camada do átomo e mais propicia a perder elétrons. Os mesmos, após receberem uma tensão elétrica, passam a pular de um nível de valência para um nível de condução conduzindo eletricidade.

Um material é dito condutor quando este quase não apresenta níveis de valência proibido entre a condução e a valência resultando na quase perfeita fluência de elétrons sob ação de campo elétrico. Um material isolante possui níveis de valência proibidos de grande extensão entre a valência e a condução; por isso não permitem a transferência de elétrons. Já os semicondutores possui nível de valência proibida de tamanho intermediário o que possibilita transmitir parte da corrente nele aplicada (Figura 13).

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Figura 13 – Diferença de tamanho dos níveis de valência proibida para os três materiais.

Quando se uni um semicondutor tipo P com um semicondutor tipo N gera-se na região de contato dos dois, também denominada junção, uma barreira de potencial. Quando não temos a união destes os mesmos ficam neutros tornando-se um material eletricamente neutro, pois seus átomos possuem iguais números de elétrons. Na junção os elétrons da parte N tendem a ocupar buracos na parte P, deixando a última com potencial negativo e a parte N com potencial positivo, formando assim a barreira de potencial Vo.

Quando aplicamos uma tensão V, com o polo positivo em P e o negativo em N, maior que Vo quebramos a barreira de potencial elevando a corrente, pois existem muitos elétrons em N deixando a junção diretamente polarizada. Quando invertemos as polaridades da tensão aplicada o potencial de barreira será aumentado impedindo ainda mais a passagem de elétrons e a corrente será muito pequena. Não pode-se esquecer que o valor da tensão aplicada inversa tem limite, ou seja, acima de um determinado valor ocorre a ruptura dessa barreira fazendo com que a corrente aumente de valor quase que na vertical (Figura 14).

Figura 14 – Gráfico e símbolo de um diodo de junção PN

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5. O Trabalho

5.1. Objetivo

A ideia de fazer o trabalho de conclusão de curso baseado nesse tema surgiu pela intenção de comparar resultados a fim de responder a questionamentos em relação a utilização do LED como, por exemplo:

Como funciona o LED?

A tecnologia irá ajudar a economizar energia a que níveis?

Quanto o LED pode economizar eletricidade se comparado com as lâmpadas

incandescentes e fluorescentes comuns?

Devido a seus altos custos iniciais, em quanto tempo um investidor irá

recuperar o valor investido pela economia de energia se ele utilizasse os

outros dois tipos de lâmpadas comumente usadas em escritórios e

residências?

O LED merece o posto de futuro da iluminação artificial?

Instalar LED, lembrando-se das suas vantagens e desvantagens para

iluminação artificial, é viável?

5.2. Situação Problema

Durante todo o planejamento para a criação do trabalho estudou-se um local que tivesse, principalmente, uma grande necessidade de iluminação artificial. Surgiu à conclusão de que os prédios Office, os quais são feitos para residir escritórios de empresas, quase não possuem janelas e seus interiores são escuros e isolados acusticamente. O resultado desses fatores somados com a carga horária de trabalho das empresas é um elevado consumo energético se tratando da iluminação.

Estudou-se plantas baixas que pudessem satisfazer as necessidades das grandes empresas, planejando um prédio de sete andares mais térreo e subsolo com estacionamento, tendo do primeiro ao sétimo andar dois escritórios por andar totalizando quatorze escritórios cada um com 179 m². Um corredor principal irá separar os dois escritórios além de elevadores e escadas auxiliares. No solo é encontrada uma recepção mais lanchonete e restaurante, vide anexo 2, e no subsolo o estacionamento, vide anexo 3. A analise será feita somente para área de iluminação artificial, ou seja, a potência, o consumo, os gráficos, as planilhas, tudo será baseado somente nas lâmpadas instaladas no interior do prédio.

Todas as paredes internas dos ambientes estarão na coloração branca, inclusive o teto, o qual planeja-se embutir às luminárias não tendo para os cálculos a altura entre as luminárias e o teto, valor igual a zero. O pé direito foi definido segundo o padrão na construção de edifícios, que é de 2,8 metros e o plano de trabalho foi definido como tendo 0,8 metros de altura em relação ao piso do ambiente o qual se situa.

Cada escritório possui doze cômodos; são: uma área de alimentação; três banheiros; três corredores; três escritórios; uma recepção e uma sala de reunião, vide anexo 1. Considera-se um funcionamento de 12 horas diárias, das 07h00min da

25

manhã até as 19h00min da noite, somente nos dias úteis, de segunda a sexta, para cada um.

Após os planejamentos e montagem do prédio, utilizando alguns programas de computador, principalmente SolidWorks, chegou-se ao seguinte imóvel a ser iluminado internamente:

Figura 15 – Vista isométrica do prédio

26

5.3. Meios Comparativos

As comparações serão baseadas em resultados de consumos energéticos de um prédio de escritórios, pois sabe-se que são locais que utilizam pouca iluminação natural e elevada iluminação artificial.

Serão feitos dois projetos divididos cada um em outros três subprojetos, devido aos três tipos de lâmpadas utilizados no estudo. O Projeto 1 devera possuir as seguinte características:

As bases das lâmpadas devem ser E27 por serem os mais comuns nas

lâmpadas incandescentes;

A intensidade luminosa de cada tipo de lâmpada deve ser a mais próxima

possível;

A temperatura de cor deve estar entre 2700 K que é a emitida pelas lâmpadas

incandescentes;

O IRC deve sempre ser o mais próximo de 100;

A luminária será o mesmo tipo para os três tipos de lâmpadas.

O Projeto 2 terá apenas que atender a quantidade de lumens para cada ambiente; valor determinado pelo método de lumens, e a quantidade mínima de lâmpadas será determinado pelo estudo baseado na distância entre a luminária e o plano de trabalho. Neste calculo observa-se a segunda característica que é uma advertência pouco lembrada nos livros. Ela diz que a distância entre duas luminárias não pode ser maior do que a distância da luminária ao plano de trabalho. Isso colabora para que se evite uma distância muito grande entre os pontos de iluminação, devido a lâmpadas de alta quantidade de lumens, o que pode limitar a luz em alguns pontos no ambiente.

Os dados considerados na comparação que é de destaque são: as potências; os consumos; os gastos; o investimento; além do período de ressarcimento deste.

5.4. Cálculos – Método dos Lumens

Para os cálculos de iluminação foi utilizado o Método dos Lumens, pois este é o mais comumente utilizado e é bem eficiente para esse tipo instalação a ser analisada.

Ele leva em consideração as características de cada lâmpada elétrica e, também, as cores das paredes e do teto devido aos seus índices de reflexão. São usadas tabelas e gráficos obtidos a partir da aplicação do método ponto a ponto para diferentes situações. A sequência de cálculo é a seguinte:

Determinação do nível de iluminância;

Escolha da luminária e lâmpadas;

Determinação do índice do local;

Determinação do coeficiente de utilização da luminária;

Determinação do coeficiente de manutenção;

Cálculo do fluxo luminoso total (lumens);

27

Cálculo do número de luminárias;

Ajuste final do número e espaçamento das luminárias.

5.4.1. Determinação do Nível de Iluminância

Esse nível deve ser encontrado nas tabelas desenvolvidas através das recomendações da norma brasileira regulamentadora 5413 (NBR-5413). Na tabela 1 é possível perceber a iluminância para determinadas atividades. Para maiores informações recomenda-se que cheque a NBR-5413.

Tabela 1 – Iluminância para três grupos visuais (Resumida)

28

5.4.2. Escolha da Luminária

Vários fatores determinam a escolha da luminária. São eles:

Distribuição adequada de luz;

Rendimento máximo;

Estética e aparência geral;

Facilidade de manutenção, incluindo a limpeza;

Fatores econômicos.

Está escolha deve ser feita exclusivamente pelo projetista e pelo usuário, mas no trabalho tudo foi escolhido pensando principalmente na possibilidade de comparação dos projetos, ou seja, a luminária foi a mesma para os três tipos de lâmpadas no primeiro projeto.

5.4.3. Determinação do Índice do Local (K)

Para a determinação desse utiliza-se a equação 1 relacionando as dimensões de cada ambiente.

(1)

Onde:

C = Comprimento do recinto;

L = Largura do recinto;

h = Distância da luminária ao plano de trabalho.

5.4.4. Determinação do Coeficiente de Utilização (u) da Luminária

A própria luminária elimina parte do fluxo emitido pelas lâmpadas, sendo o coeficiente de utilização da luminária uma relação entre o fluxo luminoso recebido pelo plano de trabalho e o fluxo total emitido pela luminária.

(2)

Esse coeficiente é encontrado em tabelas feitas pelos próprios fabricantes desses equipamentos. Para usar essa tabela utiliza-se outra primária para determinar o índice de reflexão das paredes e do teto (Tabela 2).

29

Tabela 2 – Índice de reflexão do teto e da parede

Determinado esses índices lança-os na tabela principal (Tabela 3) relacionando-os para obtenção do índice de cada local.

Tabela 3 – Tabela usada para determinar o índice de utilização (K) da luminária.

Se o valor de K não estiver na coluna é possível fazer interpolação entre os valores para assim determina-lo.

5.4.5. Coeficiente de Manutenção

Um conjunto lâmpada e luminária sujos pode ter redução drástica do seu fluxo luminoso, deixando quem for limpá-las impressionado com a diferença após essa ação. Essa manutenção ajudará na redução dessas percas, mas sabe-se que o rendimento da instalação reduzirá. Portanto deve-se considerar esse dado na determinação do numero de luminárias, determinando o coeficiente de manutenção através de gráficos, como demonstrado na figura 16.

Figura 16 – Gráfico para determinar o coeficiente de manutenção do local.

30

5.4.6. Cálculo do Fluxo Luminoso Total

Após a descoberta dos vários dados anteriormente, é possível determinar o fluxo luminosos do ambiente através da equação 3.

(3)

Onde:

E = iluminância determinada pela norma

S = área do ambiente (m²)

u = coeficiente de utilização

d = coeficiente de manutenção

5.4.7. Cálculo do Número de Luminárias

Obtendo o fluxo luminoso total é possível determinar o número n de luminárias dividindo o fluxo total pelo fluxo da luminária, como na equação 4.

(4)

A distribuição estética das luminárias é algo que se deve planejar levando em consideração o ambiente que estas serão instaladas, portanto, a redução do fluxo luminoso das luminárias pode resolver esse problema. Isso é possível diminuindo a potência das lâmpadas, ou trocando-as por outras de outro tipo.

5.4.8. Espaçamento das Luminárias

O correto neste item é que o espaçamento mínimo e máximo seja determinado pelo fabricante das luminárias, o problema é que nenhum dos catálogos encontrados fornecia esse dado. Alguns textos ensina que nesse caso deve-se adotar a seguinte teoria: O espaço entre a parede e a primeira luminária deve ser a metade do espaçamento entre uma luminária e outra, conseguindo assim distribuir melhor a iluminação eliminando sombras de contrastes.

5.5. Cálculo do Consumo

Este cálculo é possível utilizando os seguintes dados:

Potência Total em KW

Horas diárias de utilização

31

Dias de funcionamento do mês

Valor cobrado pela concessionária regional pelo KWh

A potência total é toda aquela utilizada, no caso analisado, pelas lâmpadas; somam-se as potências de todas elas chegando a um valor resultante de toda a potência consumida pelo prédio durante uma hora.

No item 5.2 foi estipulado que cada escritório funcionará em horário comercial, das 7:00 as 19:00, num total de 12 horas diárias.

Segundo a ANEEL (Agência Nacional de Energia Elétrica) os consumidores são classificados pelo nível de tensão em que são atendidos, no caso do prédio que está situado em Goiânia, está alimentado por uma tensão de 220V portanto faz parte do Grupo B, pertencente a categoria dos edifícios comerciais. Conforme tabela das tarifas emitida pela concessionária local (CELG) a tarifa é de R$ 0,29575 reais por KWh. O cálculo é feito multiplicando todos os dados. A tarifa foi obtida durante o período de realização dos cálculos, sendo esta constantemente alterada.

6. Projetos

O primeiro passo para projetar a iluminação artificial do prédio foi determinar a quantidade necessária de lumens para cada ambiente do mesmo através do método de lumens; os resultados obtidos são encontrados na tabela 4, a qual possui também o valor médio de lux utilizado segundo tabelas fornecidas pela ABNT.

Tabela 4 – Quantidade de lumens obtidos para cada ambiente

Ambiente Lux Lumens

Área de alimentação 100 7999,73

Banheiro 1 75 873,66

Banheiro 2 75 1451,61

Banheiro 3 75 1451,61

Corredor 1 75 443,55

Corredor 2 75 2397,02

Corredor 3 75 4985,8

Corredor Principal 100 11816,58

Elevador 100 3555,87

Escritório 1 750 27142,86



Recepção 300 11342,59

Sala de Reunião 750 77284,95

Entrada prédio (A) 300 27481,45

Entrada prédio (B) 300 29621,85

Entrada prédio (C) 300 49500

32

Banheiro A 75 873,66

Banheiro B 75 873,66

Banheiro C 75 873,66

Banheiro D 75 873,66

Banheiro E 75 873,66

Cozinha Lanchonete 300 24765,81

Cozinha Restaurante A 500 53571,43

Cozinha Restaurante B 500 873,66

Restaurante Area A 100 16500

Restaurante Area B 100 10691,24

Corredor Banheiro AB 100 589,29

Corredor Banheiro CD 100 589,29

Garagem 100 86947,37

Escadas 100 1151,73

Geralmente as lâmpadas são escolhidas pelo cliente do projetista e para o trabalho as lâmpadas selecionadas estão na tabela 5. Os valores foram encontrados em lojas comerciais no período da realização do trabalho e também através de contato por e-mail com fornecedores.

Tabela 5 – Lâmpadas selecionadas para iluminar o prédio

Dados das Lampadas usadas nos projetos

Marca Modelo Tipo Lumens Pot (W) Valor

Osram Clas A CL 100W Incandescente 1350 100 R$ 2,46




Osram Classic A 10W/827 Fluorescente 270 10 R$ 7,90

Osram Classic A 15W/827 Fluorescente 800 15 R$ 5,86

LuxSide Downlight Led 10WA LED 950 10 R$ 75,71



Ourolux Superled S40 LED 420 8 R$ 41,17

Ourolux Superled S60 LED 800 10 R$ 47,35

Osram Tubular 10W T8 Fluorescente 650 23 R$ 12,51




33



Como dito no item 5.3 foram feitos dois projetos divididos em três subprojetos cada um, devido aos três tipos de lâmpadas analisadas no trabalho. No tópico seguinte são apresentados os dois projetos, colocando suas regras, as limitações das características das lâmpadas e também os resultados dos cálculos Luminotécnico. No final do trabalho encontra-se um CD com as plantas baixas de todos os projetos com os pontos de iluminação devidamente posicionados.

6.1. Projeto1

As luminárias serão todas de embutir com capacidade para uma única lâmpada. As lâmpadas devem possuir as seguintes características:

Quantidade de lumens determinada pelo método de lumens;

Conector E27 - Limitado pelas lâmpadas incandescentes e luminária;

Temperatura da cor 2700K - Limitado pelas lâmpadas incandescentes;

Tensão de alimentação 220 V - Tensão local;

Lumens Limitados - As lâmpadas devem possuir quantidade de lumens o

mais próximo possível das lâmpadas de LED com as características citadas

acima.

Abaixo tem-se tabelas com os resultados da utilização de cada lâmpada.

Tabela 6 – Resultados da instalação de lâmpadas de LED – Projeto 1

LED

Escritórios

Ambiente Lâmpada Dados Totais

Quantidade Potência Valor Lm

Área de alimentação Superled S60 10 100 R$ 473,50 8000

Banheiro 1 Superled S60 1 10 R$ 47,35 800



Corredor 1 Superled S40 1 8 R$ 41,17 420



Escritório 1 Superled S60 34 340 R$ 1.609,90 27200



Recepção Superled S60 14 140 R$ 662,90 11200

Sala de Reunião Superled s60 97 970 R$ 4.592,95 77600

34

Total 241 2408 R$ 11.405,17 192420

Outros Ambientes

Ambiente Lâmpada Quantidade Potência Valor Lm

Corredor Principal Superled S60 15 150 R$ 710,25 12000

Elevador Superled S60 4 40 R$ 189,40 3200

2x Escadas Superled S60 2 20 R$ 94,70 1600

Entrada prédio (A) Superled S60 34 340 R$ 1.609,90 27200

Entrada prédio (B) Superled S60 37 370 R$ 1.751,95 29600

Entrada prédio (C) Superled S60 62 620 R$ 2.935,70 49600

Banheiro A Superled S60 1 10 R$ 47,35 800

Banheiro B Superled S60 1 10 R$ 47,35 800

Banheiro C Superled S60 1 10 R$ 47,35 800

Banheiro D Superled S60 1 10 R$ 47,35 800

Banheiro E Superled S60 1 10 R$ 47,35 800

Cozinha Lanchonete Superled S60 31 310 R$ 1.467,85 24800

Cozinha Restaurante A Superled S60 67 670 R$ 3.172,45 53600

C. R. B Superled S60 1 10 R$ 47,35 800

Restaurante Área A Superled S60 21 210 R$ 994,35 16800

Restaurante Área B Superled S60 13 130 R$ 615,55 10400

Corredor Banheiro AB Superled S40 1 8 R$ 41,17 420

Corredor Banheiro CD Superled S40 1 8 R$ 41,17 420

Garagem Superled S60 109 1090 R$ 5.161,15 87200

Total 403 4026 R$ 19.069,69 321640

Resultado Luminotécnico Geral

Dos ambientes existentes

De todo o prédio

Valor Em Lâmpadas R$ 30.474,86


Lumens Requeridos 512408,91


Lumens Obtidos 514060


Potência Total (W) 6434


Horas de Funcionamento 12


35

Valor do KW/H R$ 0,30


ICMS 29%

ICMS 29%

Custo por um dia R$ 22,83


Custo/Dia com ICMS R$ 29,46


Tabela 7 – Resultados da instalação de lâmpadas Fluorescentes – Projeto 1

FLUORESCENTE

Escritórios



Área de alimentação Classic A 15W/827 10 150 R$ 58,60 8000

Banheiro 1 Classic A 15W/827 1 15 R$ 5,86 800



Corredor 1 Classic A 10W/827 2 20 R$ 15,80 540



Escritório 1 Classic A 15W/827 34 510 R$ 199,24 27200



Recepção Classic A 15W/827 14 210 R$ 82,04 11200

Sala de Reunião Classic A 15W/827 97 1455 R$ 568,42 77600

Total 242 3620 R$ 1.422,20 192540

Outros Ambientes


Corredor Principal Classic A 15W/827 15 225 R$ 87,90 12000

Elevador Classic A 15W/827 4 60 R$ 23,44 3200

2x Escadas Classic A 15W/827 2 30 R$ 11,72 1600

Entrada prédio (A) Classic A 15W/827 34 510 R$ 199,24 27200

Entrada prédio (B) Classic A 15W/827 37 555 R$ 216,82 29600

Entrada prédio (C) Classic A 15W/827 62 930 R$ 363,32 49600

Banheiro A Classic A 15W/827 1 15 R$ 5,86 800

Banheiro B Classic A 15W/827 1 15 R$ 5,86 800

36

Banheiro C Classic A 15W/827 1 15 R$ 5,86 800

Banheiro D Classic A 15W/827 1 15 R$ 5,86 800

Banheiro E Classic A 15W/827 1 15 R$ 5,86 800

Cozinha Lanchonete Classic A 15W/827 31 465 R$ 181,66 24800

Cozinha Restaurante A Classic A 15W/827 67 1005 R$ 392,62 53600

C. R. B Classic A 15W/827 1 15 R$ 5,86 800

Restaurante Área A Classic A 15W/827 21 315 R$ 123,06 16800

Restaurante Área B Classic A 15W/827 13 195 R$ 76,18 10400

Corredor Banheiro AB Classic A 10W/827 2 20 R$ 15,80 540

Corredor Banheiro CD Classic A 10W/827 2 20 R$ 15,80 540

Garagem Classic A 15W/827 109 1635 R$ 638,74 87200

Total 405 6055 R$ 2.381,46 321880



De todo o prédio













ICMS 29%

ICMS 29%





Tabela 8 – Resultados da Instalação de lâmpadas Incandescentes – Projeto 1

INCANDESCENTE

Escritórios



Área de alimentação Clas A CL 60W 11 660 R$ 17,82 7865

37

Banheiro 1 Clas A CL 60W 1 60 R$ 1,62 715



Corredor 1 clas A CL 40W 1 40 R$ 0,76 415

Corredor 2 Clas A CL 60W 4 240 R$ 6,48 2860


Escritório 1 Clas A CL 60W 38 2280 R$ 61,56 27170



Recepção Clas A CL 60W 16 960 R$ 25,92 11440

Sala de Reunião Clas A CL 60W 108 6480 R$ 174,96 77220

Total 269 16120 R$ 434,92 192035

Outros Ambientes


Corredor Principal Clas A Cl 60W 17 1020 R$ 27,54 12155

Elevador Clas A Cl 60W 5 300 R$ 8,10 3575

2x Escadas Clas A Cl 60W 2 120 R$ 3,24 1430

Entrada prédio (A) Clas A Cl 60W 38 2280 R$ 61,56 27170

Entrada prédio (B) Clas A Cl 60W 41 2460 R$ 66,42 29315

Entrada prédio (C) Clas A Cl 60W 69 4140 R$ 111,78 49335

Banheiro A Clas A Cl 60W 1 60 R$ 1,62 715

Banheiro B Clas A Cl 60W 1 60 R$ 1,62 715

Banheiro C Clas A Cl 60W 1 60 R$ 1,62 715

Banheiro D Clas A Cl 60W 1 60 R$ 1,62 715

Banheiro E Clas A Cl 60W 1 60 R$ 1,62 715

Cozinha Lanchonete Clas A Cl 60W 35 2100 R$ 56,70 25025

Cozinha Restaurante A Clas A Cl 60W 75 4500 R$ 121,50 53625

C. R. B Clas A Cl 60W 1 60 R$ 1,62 715

Restaurante Área A Clas A Cl 60W 23 1380 R$ 37,26 16445

Restaurante Área B Clas A Cl 60W 15 900 R$ 24,30 10725

Corredor Banheiro AB Clas A CL 40W 1 40 R$ 0,76 415

Corredor Banheiro CD Clas A CL 40W 1 40 R$ 0,76 415

Garagem Clas A Cl 60W 122 7320 R$ 197,64 87230

Total 450 26960 R$ 727,28 321150

38



De todo o prédio













ICMS 29%

ICMS 29%




Custo/Dia com ICMS R$ 1.182,73

6.2. Projeto 2

Quantidade de lumens determinada pelo método de lumens;

Quantidade mínima de luminárias determinada pelo estudo da distância entre

luminária e plano de trabalho;

Na tabela 9 encontram-se os resultados da utilização de cada lâmpada; o resultado da instalação das respectivas lâmpadas.

Tabela 9 - Resultados da Instalação de lâmpadas de Led – Projeto 2

LED

Escritórios



Área de alimentação Downlight Led 10WA 8 80 R$ 605,68 7600

Banheiro 1 Downlight Led 10WA 1 10 R$ 75,71 950



Corredor 1 Downlight Led 10WA 1 10 R$ 75,71 950

39



Escritório 1 Downlight Led 28WA 10 280 R$ 1.631,90 27500



Recepção Downlight Led 28WA 4 112 R$ 652,76 11000

Sala de Reunião Downlight Led 28WA 28 784 R$ 4.569,32 77000

Total 87 1986 R$ 12.010,53 194250

Outros Ambientes


Corredor Principal Downlight Led 10WA 12 120 R$ 908,52 11400

Elevador Downlight Led 20WA 2 40 R$ 244,92 3900

2x Escadas Downlight Led 10WA 2 20 R$ 151,42 1900

Entrada prédio (A) Downlight Led 28WA 10 280 R$ 1.631,90 27500

Entrada prédio (B) Downlight Led 28WA 11 308 R$ 1.795,09 30250

Entrada prédio (C) Downlight Led 28WA 18 504 R$ 2.937,42 49500

Banheiro A Downlight Led 10WA 1 10 R$ 75,71 950

Banheiro B Downlight Led 10WA 1 10 R$ 75,71 950

Banheiro C Downlight Led 10WA 1 10 R$ 75,71 950

Banheiro D Downlight Led 10WA 1 10 R$ 75,71 950

Banheiro E Downlight Led 10WA 1 10 R$ 75,71 950

Cozinha Lanchonete Downlight Led 20WA 12 240 R$ 1.469,52 23400

Cozinha Restaurante A Downlight Led 28WA 18 504 R$ 2.937,42 49500

C. R. B Downlight Led 10WA 1 10 R$ 75,71 950

Restaurante Area A Downlight Led 10WA 18 180 R$ 1.362,78 17100

Restaurante Area B Downlight Led 10WA 10 100 R$ 757,10 9500

Corredor Banheiro AB Downlight Led 10WA 1 10 R$ 75,71 950

Corredor Banheiro CD Downlight Led 10WA 1 10 R$ 75,71 950

Garagem Downlight Led 10WA 110 1100 R$ 8.328,10 104500

Total 231 3476 R$ 23.129,87 336050



De todo o prédio



40








Horas de

Funcionamento 12



ICMS 29%

ICMS 29%





Tabela 10 – Resultados da instalação de lâmpadas Fluorescentes – Projeto 2

FLUORESCENTE

Escritórios



Área de alimentação Tubular 10W T8 12 276 R$ 150,12 7800

Banheiro 1 Tubular 15W T8 1 15 R$ 12,51 850



Corredor 1 Tubular 10W T8 1 23 R$ 12,51 650



Escritório 1 Tubular 30W T8 12 360 R$ 160,92 28800



Recepção Tubular 18W T8 8 144 R$ 52,08 10800

Sala de Reunião Tubular 40W T8 20 800 R$ 106,20 76000

Total 88 2500 R$ 917,28 193000

Outros Ambientes


Corredor Principal Tubular 15W T8 14 210 R$ 175,14 11900

Elevador Tubular 15W T8 4 60 R$ 50,04 3400

41

2x Escadas Tubular 15W T8 2 30 R$ 25,02 1700

Entrada prédio (A) Tubular 40W T8 8 320 R$ 42,48 30400

Entrada prédio (B) Tubular 40W T8 8 320 R$ 42,48 30400

Entrada prédio (C) Tubular 40W T8 14 560 R$ 74,34 53200

Banheiro A Tubular 15W T8 1 15 R$ 12,51 850

Banheiro B Tubular 15W T8 1 15 R$ 12,51 850

Banheiro C Tubular 15W T8 1 15 R$ 12,51 850

Banheiro D Tubular 15W T8 1 15 R$ 12,51 850

Banheiro E Tubular 15W T8 1 15 R$ 12,51 850

Cozinha Lanchonete Tubular 18W T8 18 324 R$ 117,18 24300

Cozinha Restaurante A Tubular 30W T8 22 660 R$ 295,02 52800

C. R. B Tubular 15W T8 1 15 R$ 12,51 850

Restaurante Area A Tubular 15W T8 20 300 R$ 250,20 17000

Restaurante Area B Tubular 15W T8 12 180 R$ 150,12 10200

Corredor Banheiro AB Tubular 10W T8 1 23 R$ 12,51 650

Corredor Banheiro CD Tubular 10W T8 1 23 R$ 12,51 650

Garagem Tubular 23W T8 46 1058 R$ 285,66 87400

Total 176 4158 R$ 1.607,76 329100



De todo o prédio










Horas de

Funcionamento 12



ICMS 29%

ICMS 29%





42

Tabela 11 – Resultados da Instalação de lâmpadas Incandescentes – Projeto 2

INCANDESCENTE

Escritórios



Área de alimentação Clas A CL 100W 8 800 R$ 19,68 10800










Recepção Clas A CL 200W 4 800 R$ 19,40 12360

Sala de Reunião Clas A CL 200W 28 5600 R$ 135,80 86520

Total 87 14220 R$ 347,92 214535

Outros Ambientes

Ambiente Descrição Quantidade Potência Valor Lm

Corredor Principal Clas A CL 100W 12 1200 R$ 29,52 16200

Elevador Clas A CL 100W 2 200 R$ 4,92 2700

2x Escadas Clas A CL 100W 2 200 R$ 4,92 2700

Entrada prédio (A) Clas A CL 200W 10 2000 R$ 48,50 30900

Entrada prédio (B) Clas A CL 200W 11 2200 R$ 53,35 33990

Entrada prédio (C) Clas A CL 200W 18 3600 R$ 87,30 55620

Banheiro A Clas A CL 60W 1 60 R$ 1,62 715

Banheiro B Clas A CL 60W 1 60 R$ 1,62 715

Banheiro C Clas A CL 60W 1 60 R$ 1,62 715

Banheiro D Clas A CL 60W 1 60 R$ 1,62 715

Banheiro E Clas A CL 60W 1 60 R$ 1,62 715

Cozinha Lanchonete Clas A CL 200W 12 2400 R$ 58,20 37080

Cozinha Restaurante A Clas A CL 200W 18 3600 R$ 87,30 55620

Cozinha Restaurante B Clas A CL 60W 1 60 R$ 1,62 715

Restaurante Area A Clas A CL 100W 18 1800 R$ 44,28 24300

43

Restaurante Area B Clas A CL 100W 10 1000 R$ 24,60 13500

Corredor Banheiro AB Clas A CL 60W 1 60 R$ 1,62 715

Corredor Banheiro CD Clas A CL 60W 1 60 R$ 1,62 715

Garagem Clas A CL 100W 110 11000 R$ 270,60 148500

Total 231 29680 R$ 726,45 426830



De todo o prédio










Horas de

Funcionamento 12



ICMS 29%

ICMS 29%




Custo/Dia com ICMS R$ 1.094,01

7. Comparando os resultados

Como se pode notar em cada projeto tem-se no final uma planilha de nome Resultado Luminotécnico Geral com duas análises, a da esquerda estudando apenas um ambiente de cada modelo no prédio e a da direita estudando todo o prédio. Elas apresentam os valores que serão pagos em lâmpadas para iluminar os ambientes; as quantidades de lumens necessárias para iluminar o interior do prédio, encontrada pelo método dos lumens; a potência total em Watts resultante da iluminação; a quantidade de horas diárias que todas as lâmpadas estarão acesas; o valor do KWh cobrado pela concessionária local, no caso, a CELG; o imposto repassado aos usuários da eletricidade; os custos por um dia de utilização da iluminação sem imposto; os custos por um dia de utilização da iluminação com o imposto. Nas tabelas 12 e 13 estão sendo comparados os resultados de todo o prédio com cada lâmpada pelo projeto 1 e pelo projeto 2, será incluída também a quantidade aproximada de dias úteis do mês em estudo e o custo mensal da iluminação do prédio.

44

Tabela 12 – Comparação dos resultados da Instalação de lâmpadas no Projeto 1

PROJETO 1

LED FLUORESCENTE INCANDESCENTE

Valor Em Lâmpadas R$ 182.577,42 R$ 22.766,92 R$ 6.970,06

Lumens Requeridos 3086567,36 3086567,36 3086567,36

Lumens Obtidos 3080320 3082240 3077565

Potência Total (W) 38548 57950 258340

Horas de Funcionamento

12 12 12

Valor do KW/H R$ 0,30 R$ 0,30 R$ 0,30

ICMS 29% 29% 29%

Custo por um dia R$ 136,81 R$ 205,66 R$ 916,85

Custo/Dia com ICMS R$ 176,48 R$ 265,31 R$ 1.182,73

Dias Úteis 22 23 24

Custo Mensal R$ 3.882,58 R$ 6.102,07 R$ 28.385,63

Tabela 13 – Comparação dos resultados da Instalação de lâmpadas no Projeto 2

PROJETO 2

LED FLUORESCENTE INCANDESCENTE

Valor Em Lampadas R$ 198.999,71 R$ 15.900,84 R$ 5.848,25

Lumens Requeridos 3086567,36 3086567,36 3086567,36

Lumens Obtidos 3152450 3129700 3568020

Potência Total (W) 32300 40898 238960

Horas de Funcionamento

12 12 12

Valor do KW/H R$ 0,30 R$ 0,30 R$ 0,30

ICMS 29% 29% 29%

Custo por um dia R$ 114,63 R$ 145,15 R$ 848,07

Custo/Dia com ICMS R$ 147,88 R$ 187,24 R$ 1.094,01

Dias Úteis 22 23 24

Custo Mensal R$ 3.253,28 R$ 4.306,51 R$ 26.256,22

Estes são alguns dos dados finais dos projetos, os quais devem ser bem observados e analisados para uma melhor conclusão da utilização da tecnologia LED.

Os downlights de LED instalados no segundo projeto trouxe um aumento de R$ 16.422,29 no investimento inicial, aproximadamente 9% e uma redução de R$ 629,3, aproximadamente 16,2% na fatura de energia do mês, se comparado ao

45

primeiro projeto. Alguns destes dispositivos possuem, segundo alguns fabricantes, vida útil de 40 mil horas, que dividido por 12 horas; período de trabalho nos escritórios; chegam a 3333 dias de funcionamento. Este número multiplicado pela redução na fatura resulta numa economia de R$ 2.097.456,9 em mais de nove anos.

Outro fato a se observar é o aumento na diferença entre os lumens obtidos e os lumens requeridos no projeto 2, o qual restringe a quantidade de luminárias devido a observância da distância entre o plano de trabalho e a luminária. Isso ocorre devido a inclusão de pontos de luz para atingir ou a quantidade de lumens requeridos ou uma melhor distribuição das luminárias.

É possível notar nessas tabelas alguns valores expressivos, como o valor em lâmpadas incandescentes sendo 3,82% do valor em lâmpadas de LED, na primeira tabela, mas ao observar o custo mensal o LED é possível concluir uma equivalência de 13,68% do custo para iluminar o prédio com lâmpadas incandescentes. Deve-se sempre lembrar da vida útil de cada uma; um dado que será mais aprofundado no próximo tópico. No caso dos Downlights não se tem gastos com luminárias onde esses são instalados, pois estas e o diodo emissor de luz estão acoplados um no outro.

8. Análise da Viabilidade Econômica

Neste tópico encontra-se a resposta a principal pergunta feita: Instalar LED lembrando das suas vantagens e desvantagens para iluminação artificial é viável?

É notório no item anterior que a maior desvantagem em instalar lâmpadas de LED se dá quando se observa o valor investido, o qual chega a absurdos R$ 198.999,71 gastos só com este objeto. O valor gasto se instalasse as fluorescentes é de R$ 15.900,84 pagos em lâmpadas; sendo este apenas 8% do valor pago nas lâmpadas de LED.

Uma grande vantagem na instalação dos downlights (Figura 17) está na não necessidade de compra das luminárias para que possibilite instalar os LED’s pois estes estão acoplados um no outro.

Figura 17 - Downlight de LED

O preço da luminária deve ser levado em conta, pois elas são essenciais para uma boa distribuição da luz. Para tornar mais realístico o trabalho deve-se considerar estes objetos nos próximos cálculos. A luminária (Figura 18) que

46

selecionada para o projeto 1 permite a utilização de uma lâmpada apenas e custa atualmente R$ 24,32.

Figura 18 - Luminária de embutir para lâmpadas com conectores E27

No caso do projeto 2 foi determinado outro tipo de luminária, a qual permite a instalação das lâmpadas tubulares fluorescentes, sendo que para instalação das lâmpadas incandescentes é considerado a luminária do projeto 1. Essa nova luminária (Figura 19) permite a instalação de apenas uma lâmpada do tipo T8, a mais comumente utilizada e escolhida nos projetos, e será de embutir com valor de mercado médio de R$ 38,95.

Figura 19 - Luminária de embutir para uma lâmpada tubular T8.

No segundo projeto, quando se utiliza a lâmpada tubular deve ser considerado também o reator (Figura 20) que é a peça fundamental para o funcionamento do conjunto. Este possui custo médio de R$ 16,50 e tem capacidade de alimentar uma lâmpada de no máximo 42W de potência.

Figura 20 – Reator eletrônico

47

Na tabela 14 é representando o valor necessário em luminárias para todos os projetos.

Tabela 14 – Análise do valor gasto com luminárias

Análise do valor gasto com luminárias

LED Fluorescente Incandescente

Projeto 1 R$ 93.826,56 R$ 94.215,68 R$ 104.843,52

Projeto 2 R$ - R$ 59.359,80 R$ 37.720,32

Na tabela 15 o valor gasto com luminárias é somado com o valor gasto com reatores quando necessário.

Tabela 15 – Análise do valor gasto com luminárias e reatores

Análise do valor gasto com luminárias e reatores


Projeto 1 R$ 93.826,56 R$ 94.215,68 R$ 104.843,52

Projeto 2 R$ - R$ 84.505,80 R$ 37.720,32

O valor total pelo conjunto lâmpada, luminária e reator é mostrado na tabela 16.

Tabela 16 – Análise do valor gasto com todo o conjunto

Análise do valor gasto com todo o conjunto


Projeto 1 R$ 276.403,98 R$ 116.982,60 R$ 111.813,58

Projeto 2 R$ 198.999,71 R$ 100.406,64 R$ 43.568,57

Se o trabalho fosse concluído neste ponto o resultado seria de que o LED não é viável devido ao seu alto valor investido que chega aos R$276.403,98 no projeto 1. Se a opção fosse a fluorescente seria gasto apenas 42,32% do valor investido nas lâmpadas de LED.

A grande aposta dos fabricantes dessa tecnologia está na economia de energia que dizem trazer retornos, mesmo que em longo prazo. Portanto falta estudar a economia gerada por esses dispositivos e reunir conclusivamente todos os dados para que se possa responder com toda a certeza se a utilização do LED é viável ao bolso do investidor ou não.

Algo contribuinte para analisar a viabilidade é a comparação das três lâmpadas e na tabela 17 isso é possível; observando que a comparação é feita entre lâmpadas que emitem a mesma quantidade de lumens, aproximadamente 800 lm,

48

possuem conectores E27 e bulbo em formato semelhante as lâmpadas incandescentes.

Tabela 17 – Comparação entre os três tipos de lâmpadas


Potência (W) 10 15 60

Lumens (lm) 800 900 715

Vida média (h) 40000 8000 1000

Consumo funcionando 1 hora R$ 0,003 R$ 0,005 R$ 0,018

Preço de mercado R$ 47,35 R$ 5,86 R$ 1,62

Eficiência (lm/W) 80 60 11,92

Com esses dados é feito uma comparação para analisar 5 anos de funcionamento do edifício, observando apenas uma única lâmpada de cada tipo.

Tabela 18 – Comparação entre os três tipos de lâmpadas durante 5 anos observando uma única

unidade de cada.


Consumo diário R$ 0,036 R$ 0,054 R$ 0,216

Consumo mensal R$ 0,864 R$ 1,296 R$ 5,184

Quantidade de trocas 0,5 2,2 17,3

Custo mão de obra para troca R$ 7,28 R$ 7,28 R$ 7,28

Custo total R$ 78,81 R$ 106,14 R$ 464,83

Analisando essa planilha é perceptível que o LED apresentou uma vantagem, mesmo com seu elevado custo. Na tabela 19 o período de analise aumentou de 5 para 10 anos de funcionamento.

Tabela 19 – Comparação entre os três tipos de lâmpadas durante 10 anos observando uma única

unidade de cada.


Consumo diário R$ 0,036 R$ 0,054 R$ 0,216

Consumo mensal R$ 0,864 R$ 1,296 R$ 5,184

Quantidade de trocas 1,0 4,3 34,6

Custo mão de obra para troca R$ 7,28 R$ 7,28 R$ 7,28

Custo total R$ 105,78 R$ 134,52 R$ 618,62

49

Nota-se uma diferença de 25% do custo total da lâmpada LED para a fluorescente no primeiro caso e de 21% no mesmo item para o segundo caso. Essa diferença apenas para uma unidade pode ser pouca, mas se multiplicada por 600, que é a quantidade aproximada de lâmpadas no projeto 1, a diferença pode ser de ricos valores, como por exemplo, em 10 anos de funcionamento a diferença do custo total pode ser de mais de R$ 20.000,00. Isso porque foi considerado uma vida útil de 35.000 horas para a lâmpada de LED, mas existem fabricantes que garantem 40.000 horas de funcionamento, como é o caso do downlight de led usado no trabalho.

É perceptível com isso que a diferença dos valores de consumo durante uma hora é relativamente baixa se levado em consideração o preço cobrado por uma única lâmpada de tecnologia LED. Isso em porcentagem diz que a nova invenção gasta 60% do mesmo dado da sua principal concorrente que é a lâmpada fluorescente. Já os valores de mercado possuem diferença bem maior, a lâmpada fluorescente compacta vale aproximadamente 13% do valor da lâmpada de LED.

Nas propagandas que estão sendo divulgadas pelos vários meios traz a comparação desse novo dispositivo com a antiga lâmpada incandescente, a qual tem previsão de proibição de fabricação e importação total no nosso país para 30 de junho de 2017 (Fonte: Portal Brasil).

Na tabela 22 é analisado o consumo energético durante um ano de todo o edifício observando os seis subprojetos. Os dias úteis utilizados para os cálculos decorreram no período de julho de 2012 a julho de 2013. Ressalta-se que considera-se que todos os pontos de luz estão acesos durante o intervalo de 12 horas diárias.

50

Tabela 20 – Analise do consumo dos 6 subprojetos durante um ano

PROJETO 1PROJETO 2

PROJETO 1PROJETO 2

PROJETO 1PROJETO 2

jul/1222

3.009,75R$

2.521,92R$

4.524,62R$

3.193,23R$

20.170,67R$

18.657,52R$

ago/1223

3.146,56R$

2.636,55R$

4.730,28R$

3.338,38R$

21.087,52R$

19.505,59R$

set/1219

2.599,33R$

2.178,02R$

3.907,63R$

2.757,79R$

17.420,12R$

16.113,31R$

out/1222

3.009,75R$

2.521,92R$

4.524,62R$

3.193,23R$

20.170,67R$

18.657,52R$

nov/1220

2.736,14R$

2.292,65R$

4.113,29R$

2.902,94R$

18.336,97R$

16.961,38R$

dez/1221

2.872,94R$

2.407,29R$

4.318,96R$

3.048,09R$

19.253,82R$

17.809,45R$

jan/1322

3.009,75R$

2.521,92R$

4.524,62R$

3.193,23R$

20.170,67R$

18.657,52R$

fev/1316

2.188,91R$

1.834,12R$

3.290,63R$

2.322,35R$

14.669,58R$

13.569,10R$

mar/1320

2.736,14R$

2.292,65R$

4.113,29R$

2.902,94R$

18.336,97R$

16.961,38R$

abr/1321

2.872,94R$

2.407,29R$

4.318,96R$

3.048,09R$

19.253,82R$

17.809,45R$

mai/1320

2.736,14R$

2.292,65R$

4.113,29R$

2.902,94R$

18.336,97R$

16.961,38R$

jun/1320

2.736,14R$

2.292,65R$

4.113,29R$

2.902,94R$

18.336,97R$

16.961,38R$

jul/1323

3.146,56R$

2.636,55R$

4.730,28R$

3.338,38R$

21.087,52R$

19.505,59R$

36.801,04R$

30.836,20R$

55.323,76R$

39.044,54R$

246.632,29R$

228.130,57R$

Análise do Consumo em Um Ano

Dias ÚteisM

ês/Ano

Total

LEDFluorescente

Incandescente

Consumo

51

As lâmpadas de LED apresentam novamente vantagens sobre as lâmpadas

fluorescentes e incandescentes. Sua baixa potência surtiu efeito considerável no

valor a ser pago em energia para iluminar a área interna do prédio. Durante um ano

esses valores representam uma pequena porcentagem do valor cobrado pelo

consumo das outras duas lâmpadas. A tabela 21 pode indicar o quanto equivale o

valor cobrado pelo consumo das lâmpadas de LED em relação aos valores cobrados

pelos consumos das outras duas.

Tabela 21 – Equivalência do consumo total das lâmpadas de LED

Equivalência do Consumo Total do LED

Fluorescente Incandescente

Projeto 1 Projeto 2 Projeto 1 Projeto 2

67% 79% 15% 14%

Esses dados representam o quanto por cento os custos do consumo da utilização das lâmpadas de led para iluminar os ambientes do prédio equivale dos custos do consumo da utilização dos outros dois tipos de lâmpadas. Ou seja, significa que do total cobrado pelo consumo energético das lâmpadas fluorescentes no projeto 1 apenas 67% desse total seria cobrado se estivesse instalado lâmpadas de LED.

Boa parte das análises apresentadas anteriormente foram favoráveis ao led, mas uma pesquisa final é que irá indicar se realmente esse novo dispositivo é viável, inviável, ou se apresenta equivalência próxima à lâmpada fluorescente, economicamente falando. Nessa nova análise serão incluídos todos os dados apresentados, desde o gasto inicial com luminárias até o consumo mensal, para podermos chegar a um total gasto com iluminação interna do edifício durante dez anos. Considera-se uma média de 20,7 dias úteis por mês. Esse com certeza será o dado final do trabalho permitindo fazer uma conclusão mais coerente e objetiva; respondendo a todos os questionamentos feitos em relação a esse novo dispositivo.

Alguns dados devem ser lembrados para análise da planilha a seguir. São eles:

Vidas úteis da lâmpada de LED, fluorescente e incandescente são 50.000h,

8.000h e 1.000h, respectivamente.

Durante um mês as lâmpadas ficam ligadas 248,4h, resultando na troca das

incandescentes de 4 em 4 meses, das fluorescentes de 2,7 em 2,7 anos e

das lâmpadas de LED de 16,7 em 16,7 anos.

52

Tabela 22 – 1/3-Comparação entre os 9 subprojetos durante 10 Anos

PR

OJETO

1P

RO

JETO 2

PR

OJETO

1P

RO

JETO 2

PR

OJETO

1P

RO

JETO 2

Gasto

com

Lum

inárias

93.826,56R

$ -

R$

94.215,68R

$ 59.359,80

R$

104.843,52R

$ 37.720,32

R$

Gasto

com

Lâmp

adas

182.577,42R

$ 198.999,71

R$

22.766,92R

$ 15.900,84

R$

6.970,06R

$ 5.848,25

R$

6.970,06R

$ 5.848,25

R$

6.970,06R

$ 5.848,25

R$

6.970,06R

$ 5.848,25

R$

36.801,04R

$ 30.836,20

R$

55.323,76R

$ 39.044,54

R$

246.632,29R

$ 228.130,57

R$

6.970,06R

$ 5.848,25

R$

6.970,06R

$ 5.848,25

R$

6.970,06R

$ 5.848,25

R$

36.801,04R

$ 30.836,20

R$

55.323,76R

$ 39.044,54

R$

246.632,29R

$ 228.130,57

R$

6.970,06R

$ 5.848,25

R$

22.766,92R

$ 15.900,84

R$

6.970,06R

$ 5.848,25

R$

6.970,06R

$ 5.848,25

R$

36.801,04R

$ 30.836,20

R$

55.323,76R

$ 39.044,54

R$

246.632,29R

$ 228.130,57

R$

LEDFlu

ore

scen

teIn

cand

esce

nte

8° Mê

s do

2° An

o

4° Mê

s do

2° An

o

Troca d

e lâm

pad

as

Pe

ríod

o

Cu

sto d

o co

nsu

mo

do

2° ano

de

utilização

Pe

ríod

o

4° Mê

s do

1° An

o

8° Mê

s do

1° An

o

12° Mê

s do

1° An

o

12° Mê

s do

2° An

o

Cu

sto d

o co

nsu

mo

do

1° ano

de

utilização

Troca d

e lâm

pad

as

Cu

sto d

o co

nsu

mo

do

3° ano

de

utilização

Pe

ríod

o

4° Mê

s do

3° An

o

8° Mê

s do

3° An

o

12° Mê

s do

3° An

o

An

álise d

os C

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rais com

Ilum

inação

Du

rante

10

An

os

7° Mê

s do

3° An

o

Troca d

e lâm

pad

as

53


6.970,06R

$ 5.848,25

R$

6.970,06R

$ 5.848,25

R$

6.970,06R

$ 5.848,25

R$

36.801,04R

$ 30.836,20

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246.632,29R

$ 228.130,57

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6.970,06R

$ 5.848,25

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6.970,06R

$ 5.848,25

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22.766,92R

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6.970,06R

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6.970,06R

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36.801,04R

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8° Mê

s do

4° An

o

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s do

4° An

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4° An

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6° An

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utilização

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e lâm

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6.970,06R

$ 5.848,25

R$

6.970,06R

$ 5.848,25

R$

6.970,06R

$ 5.848,25

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36.801,04R

$ 30.836,20

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55.323,76R

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246.632,29R

$ 228.130,57

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6.970,06R

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6.970,06R

$ 5.848,25

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5.645,58R

$ 5.672,03

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8.489,53R

$ 7.392,86

R$

37.819,42R

$ 29.991,07

R$

613.258,95R

$ 482.197,51

R$

636.363,01R

$ 481.756,91

R$

2.578.425,41R

$ 2.302.182,28

R$

Cu

sto d

o co

nsu

mo

do

8° ano

de

utilização

12° Mê

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8° An

o

Pe

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oTro

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lâmp

adas

4° Mê

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8° An

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10° An

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12° Mê

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10° An

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9° An

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sto d

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nsu

mo

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9° ano

de

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Cu

sto d

o co

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mo

do

10° ano

de

utilização

3° Mê

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9° An

o

Troca d

e lâm

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as

Pe

ríod

oTro

ca de

lâmp

adas

4° Mê

s do

10° An

o

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Com esses dados é possível criar uma lista em ordem crescente dos gastos totais gastos com cada um dos seis projetos.

Tabela 25 – Ordem crescente dos resultados totais analisados na tabela que compara os 6

subprojetos durante 10 anos

Gasto Total Analisado no Período de 10 Anos em Ordem Crescente dos Projetos

Custo total em 10 Anos Projeto Lâmpada Tipo

R$ 481.756,91 PROJETO 2 Fluorescente

R$ 482.197,51 PROJETO 2 LED

R$ 613.258,95 PROJETO 1 LED

R$ 636.363,01 PROJETO 1 Fluorescente

R$ 2.302.182,28 PROJETO 2 Incandescente

R$ 2.578.425,41 PROJETO 1 Incandescente

Chega-se a conclusão de que o projeto 2 utilizando lâmpadas fluorescentes tubulares é o mais econômico numa visão geral, ou seja, somando o valor de investimento em lâmpadas, luminárias, reatores e o valor previsto do consumo. Tem-se um resultado em dez anos de uma economia de R$440,07 se comparado a utilização dos Downlights. O segundo projeto mais econômico é o que utiliza os Downlights de LED, mesmo com o alto investimento inicial.

9. Conclusão

Infelizmente a tecnologia, quando em seu estágio inicial de venda, é relativamente cara devido a vários fatores, entre eles a pouca concorrência permitindo valores consideráveis tanto no produto final como na matéria prima, a pouca procura o que leva os varejistas a praticarem preços mais elevados, a curiosidade dos que podem pagar. Os televisores são alguns dos bons exemplos disso. Quando lançaram esses equipamentos no mercado em 1930 eles custavam em média cerca de RS$ 7.000,00 dólares atuais, sua tecnologia foi aumentando após a segunda guerra mundial aparecendo a tv a cores fazendo cair o preço da televisão preto e branco. Com o avanço tecnológico surgiram as de telas planas, posteriormente as de plasma, as de LCD e as atuais de LED. Quando foram lançadas as de plasma, elas chegaram a custar R$ 8.000,00 reais, hoje ninguém as encontra, pois foram substituídas pelas de LCD, que possuem maior durabilidade e que tendem a ser substituídas pelos televisores de LED. O último lançamento é a televisão de tela curva de LED, que pesa cerca de 17 quilos de pura tecnologia; ultra fina com 4,3 milímetros de espessura e custando inicialmente incríveis US$ 13.500,00 euros na Coreia do Sul, país onde será lançada.

56

O superled encontrado nas lâmpadas emitem altos valores de lumens, diferente do antigo led usado para indicações de estado de equipamentos, o que permite um valor elevado de mercado. Perguntas foram feitas a alguns fabricantes como “O porquê desse preço?” a qual foi respondida afirmando que a tecnologia para fabricação e a matéria prima é melhor, consequentemente mais cara para eles, resultando num produto mais caro, mas com maior durabilidade e confiabilidade para o consumidor. Pelo que se percebe a lâmpada de LED tende a ter seu valor de mercado reduzido nos próximos anos devido a uma possível maior procura por este equipamento. Com certeza se os cálculos forem refeitos daqui a cinco anos os dois projetos com a utilização do LED realizados no trabalho serão os mais viáveis.

Pelo que se percebe nos cálculos é possível garantir a economia na fatura de energia na utilização dessa nova tecnologia para a iluminação artificial, mas recomenda-se uma maior análise dos modelos oferecidos, das eficiências, das durabilidades, das necessidades dos que vão adquirir e dependendo dos projetos tentar utilizar a fluorescente também; isso pensando na viabilidade, mas se tratando de redução do consumo energético com certeza o LED é eficiente nesse ponto. Um outro fator a ser lembrado é que a utilização em larga escala permite uma negociação do valor de compra de determinado produto com próprio fabricante, conseguindo preços melhores dos que foi apresentado no trabalho, ou seja, pela proximidade dos valores resultantes é possível sem sombra de dúvidas optar pela utilização do LED para a iluminação artificial do prédio se o preço delas reduzisse mesmo que pouco.

Nos resultados da tabela 26 os valores obtidos com a utilização da lâmpada de LED são bem próximos dos valores com a utilização da sua rival fluorescente durante dez anos. Alguns dados a serem lembrados sobre o LED são as suas várias vantagens ambientais, dentre elas ressalta-se as principais a seguir:

Os dispositivos utilizados na fabricação desse novo equipamento são necessariamente menores tendo uma redução na extração de matéria prima da natureza;

Não utilizam mercúrio, metal existente nas fluorescentes juntamente com uma pequena parcela de chumbo que são os dois metais pesados altamente tóxicos para o meio ambiente e para os seres vivos. Especialistas afirmam que se uma lâmpada fluorescente quebrar em cima de uma roupa não adianta lavá-la, pois é impossível retirar o mercúrio com processos feitos em casa. Nos Estados Unidos são descartados anualmente na natureza entre duas e quatro toneladas desses materiais (Fonte: eCycle);

Após sua longa vida útil é possível reaproveitar grande parte de seus dispositivos eletrônicos em outros aparelhos tecnológicos.

Para o usuário observa-se ainda a ausência de radiação ultravioleta, a qual é uma das responsáveis pelo câncer de pele. Além disso, o LED não emite infravermelho, resultando num feixe luminoso frio.

Percebe-se que essa nova tecnologia perde apenas no valor de investimento inicial, por ter um valor maior, mas contudo é conclusivo que a iluminação artificial através do LED é sim viável se observados os parâmetros gerais humanísticos em busca de um mundo melhor para todos e na perspectiva de retorno a longo prazo.

57

O homem deverá sempre buscar o máximo de eficiência e evitar ao máximo o desperdício. Não podemos destruir a capacidade do nosso planeta de permitir a existência da vida em sua superfície terrestre, marítima e aérea. Lutar por um mundo mais eficiente é economizar a “vida útil” de todos os seres vivos, é preservar a fauna e a flora, é tornarmos mais inteligentes e felizes, é ser justo com a natureza.

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10. Referência Bibliográfica

1. Filho, Altino Ventura. Energia Elétrica no Brasil: Contexto Atual e Perspectivas. Disponível em: http://interessenacional.uol.com.br/in dex.php/edicoes-revista/energia-eletrica-no-brasil-contexto-atual-e perspectivas/. Acesso em: 18 de dezembro de 2013

2. Santos, Arisa. Poste Up-Down de iluminação. Disponível em: http://prezi.com/ m5_tbibr6kz5/poste-up-down-de-iluminacao/. Acesso em: 18 de dezembro de 2013.

3. Eficiência de uma lâmpada. Disponível em: http://www.ebanataw.com.br /roberto/energia/ener19.htm. Acesso em: 10 de setembro de 2013

4. Edu. Eficiência energética: a vez dos motores menores. Disponível em: http://www.motorpasion.com.br/meio-ambiente/eficiencia-energetica-a-vez-dos-motores-menores. Acesso em: 10 de setembro de 2013

5. Eletrobras. Procel Edifica. Disponível em: http://www.eletrobras.com/elb/main. asp?TeamID={A8468F2A-5813-4D4B-953A-1F2A5DAC9B55}. Acesso em: 10 de setembro de 2013

6. Elektro; Pirelli. Instalações elétricas residenciais. Volumes 1,2 e 3. São Paulo, julho de 2003

7. Rebouças, Fernando. Invenção da Lâmpada. Disponível em: http://www.infoescola.com/curiosidades/invencao-da-lampada/. Acesso em: 10 de setembro de 2013

8. Martins, Elaine. Porquê uma lâmpada de LED é mais econômica? Disponível em: http://www.tecmundo.com.br/led/34046-por-que-uma-lampada-de-led-e-mais-economica-.htm#ixzz2Nt56GFDj. Acesso em: 10 de setembro de 2013

9. Rodrigues, Pierre. Manual de iluminação eficiente. 1° ed. Julho de 2002

10. Araújo Moura, Walterley. Projeto elétrico industrial.

http://interessenacional.uol.com.br/in%20dex.php/edicoes-revista/energia-eletrica-no-brasil-contexto-atual-e%20perspectivas/



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http://www.motorpasion.com.br/meio-ambiente/eficiencia-energetica-a-vez-dos-motores-menores

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http://www.eletrobras.com/elb/main.%20asp?TeamID=%7bA8468F2A-5813-4D4B-953A-1F2A5DAC9B55%7d

http://www.eletrobras.com/elb/main.%20asp?TeamID=%7bA8468F2A-5813-4D4B-953A-1F2A5DAC9B55%7d


http://www.tecmundo.com.br/led/34046-por-que-uma-lampada-de-led-e-mais-economica-.htm#ixzz2Nt56GFDj

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11. Kraychete, Gabriel. Como fazer um estudo de viabilidade econômica. Salvador, Junho de 1997.

12. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 5410. Rio de Janeiro, 1997.

13. Proibida produção nacional e importação de lâmpadas incandescentes de 150W e 200W. Disponível em: http://www.brasil.gov.br/economia-e-emprego/2012/07/ proibida-producao-nacional-e-importacao-de-lampadas-incandescentes-de-150w-e-200w. Acesso em: 19 de janeiro de 2014.

14. Fluorescente: dos benefícios aos perigos. Disponível em: http://www.ecycle .com.br/component/content/article/44-guia-da-reciclagem/591-fluorescentes-dos-beneficios-aos-perigos.html . Acesso em: 11 de fevereiro de 2014.

http://www.brasil.gov.br/economia-e-emprego/2012/07/%20proibida-producao-nacional-e-importacao-de-lampadas-incandescentes-de-150w-e-200w



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11. ANEXOS

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Anexo 1

62

Anexo 2

63

Anexo 3

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