Desmontagem: Teoria da Lâmpada LED vs. Realidade

Duane Benson | 25 de agosto de 2023

A típica lâmpada LED doméstica é anunciada com uma vida útil de 25.000 horas, o que seria de mais de 20 anos com cerca de 3 horas de uso por dia. Parece ótimo, mas parece que um bom número deles acaba piscando excessivamente ou nem ligando após 30 a 60 dias de uso. É verdade que muitas lâmpadas incandescentes (ILBs) queimaram no mesmo período. Mas os ILBs têm um custo muito mais baixo, com a promessa de apenas 2.000 horas, por isso tenho maiores expectativas em relação às lâmpadas LED, especialmente agora que os ILBs não estão mais disponíveis.

A partir de 1º de agosto de 2023, a fabricação ou venda da maioria das lâmpadas incandescentes não será mais legal nos EUA. A lei trata especificamente de qualquer lâmpada que produza menos de 45 lúmens por Watt. Dado que a sua lâmpada doméstica de jardim fornece cerca de 10-12 lúmens por W e as lâmpadas halógenas atingem cerca de 20 lúmens por W, é efetivamente uma proibição de lâmpadas incandescentes. Há exceções para eletrodomésticos e algumas outras instalações em ambientes agressivos e – não tenha medo de seu novo estoque antigo – o uso não foi proibido. Se você os tiver, poderá usar quantos quiser.

Neste artigo, compartilharei uma análise das lâmpadas LED comuns para descobrir por que elas duram tantas vezes apenas 30 a 60 dias, apesar da promessa de uma vida útil de décadas.

A promessa da iluminação LED é dupla. O primeiro é a eficiência energética. Tenho 26 lâmpadas no andar superior da minha casa. Normalmente utilizo 60 W ou equivalente em todas as luminárias, totalizando 1,56 kW. Depois de substituir todas elas por lâmpadas LED com o mesmo brilho, posso acender todas as 24 dessas luzes, se assim o desejar, com a mesma potência de apenas uma luminária com várias lâmpadas em meu grande banheiro. Isso representa menos de 3 A de energia de 120 V passando pelos meus fios, iluminando todo o andar superior. Como uma pessoa com mentalidade de engenharia, chamo isso de muito espaço para segurança.

Pessoalmente, sou fã de iluminação LED para fins de iluminação geral. Sinto-me mais seguro com a carga que estou colocando na fiação doméstica e estou muito feliz com o uso reduzido de energia. A flexibilidade de ter uma ampla variedade de temperaturas de cor também é agradável. Gosto do branco suave na mesa de jantar e da luz forte nos locais onde trabalho. É claro que esta quantidade de escolha traz à tona um “problema de primeiro mundo” de muitas opções. Além do branco suave e da luz do dia, a Home Depot oferece sete tipos de luz adicionais na humilde base Edison - sem contar as lâmpadas inteligentes.

A segunda alegada vantagem é a vida útil das lâmpadas LED. Custando US$ 4,00 por lâmpada LED, espero que o desempenho instalado chegue pelo menos perto do desempenho anunciado. Entendo muito bem a eletrônica de estado sólido, incluindo LEDs, então posso ver que a vida útil teórica de 30 anos parece válida. No entanto, também entendo a economia do projeto para escala em massa, a lucratividade e a realidade da fabricação. Isso me dá algumas teorias sobre o elevado número de falhas prematuras que experimentei. Na minha opinião, tudo se resume a economizar alguns centavos em peças críticas – provavelmente capacitores.

Embora os LEDs sejam incrivelmente eficientes em comparação com uma lâmpada incandescente, eles ainda perdem cerca de 60% de sua potência de entrada para aquecer. Isso significa que um aquecedor de 9 W (equivalente a 60 W IC) é um aquecedor de 5,2 W. Isso não parece muito, mas todo esse calor é gerado na base fechada e no substrato de montagem do LED. O ILB tem de lidar com uma carga de calor muito maior, mas os materiais críticos são o filamento e o invólucro de vidro, que a indústria teve cerca de 140 anos para refinar.

Para esta desmontagem, desmontei três lâmpadas LED E26 (base Edison), todas com menos de 60 dias de instalação. Nenhum foi executado em condições de serviço contínuo. Uma delas é uma lâmpada padrão classificada para uso em luminárias totalmente fechadas. As outras duas são inundações internas marcadas como não adequadas para instalações totalmente fechadas.

A lâmpada de tamanho padrão coloca seus componentes eletrônicos e LEDs em uma placa de circuito impresso de substrato de alumínio. A parte da base da lâmpada é revestida com alumínio para atuar como uma área adicional de dissipação de calor. Por segurança, essa parte da base está localizada dentro de um invólucro de plástico. O capacitor eletrolítico principal está suspenso sob a placa de circuito impresso na cavidade vazia da base da lâmpada. Foi nesse arranjo que descobri meu primeiro problema, com o controle de qualidade da montagem de fabricação.