A breve história iluminada do desenvolvimento do LED

A história da lâmpada LED é uma história de avanços científicos que levaram a uma revolução silenciosa na eficiência energética, mudando fundamentalmente a forma como iluminamos o mundo. De fato, a trajetória do LED (Diodo Emissor de Luz) começou muito antes de seu uso generalizado na iluminação geral. O fenômeno da eletroluminescência foi descoberto pela primeira vez pelo engenheiro britânico H.J. Round em 1907. O inventor russo Oleg Losev criou o primeiro LED em 1927, embora ele só tenha se tornado prático décadas depois.

Em 1962, Nick Holonyak Jr., um cientista da General Electric, inventou o primeiro LED prático de espectro visível, que emitia luz vermelha (logo depois a verde). Esses primeiros LEDs eram fracos e usados ​​principalmente como luzes indicadoras em calculadoras e placas de circuito impresso. E assim pensávamos que seria para todo o sempre.

O momento crucial na história do LED ocorreu com a invenção do LED azul de alto brilho. No início da década de 1990, Isamu Akasaki e Hiroshi Amano desenvolveram cristais de nitreto de gálio de alta qualidade, que possibilitaram a emissão forte e eficiente de luz azul.

Com base nesse trabalho, Shuji Nakamura, da Nichia Corporation, criou o primeiro LED azul de alto brilho em 1993.

Essa inovação foi revolucionária porque, ao combinar LEDs azuis com um revestimento de fósforo amarelo, tornou-se possível criar luz branca, um pré-requisito para iluminação geral.

Isamu, Hiroshi e Shuji receberam o Prêmio Nobel de Física de 2014 por essa invenção.

Com a capacidade de produzir luz branca de forma eficiente, os LEDs começaram a entrar no mercado consumidor. As primeiras lâmpadas de LED brancas eram caras e não eram substitutas ideais para as lâmpadas incandescentes tradicionais, mas sua eficiência e emissão de luz melhoraram exponencialmente, uma tendência descrita como a Lei de Haitz.

No final dos anos 2000, o uso comercial e residencial tornou-se mais comum e, em 2019, os LEDs se tornaram a principal fonte de iluminação, com tecnologias mais antigas, como lâmpadas incandescentes e halógenas, sendo gradualmente eliminadas em muitas regiões.

A transição para a iluminação LED causou uma profunda revolução no consumo global de eletricidade devido à sua eficiência energética superior. Lâmpadas LED de alta qualidade consomem pelo menos 75% menos energia do que lâmpadas incandescentes para produzir a mesma quantidade de luz.

Ao contrário das lâmpadas incandescentes, que desperdiçam cerca de 90% da sua energia em forma de calor, os LEDs convertem a maior parte da sua energia diretamente em luz.

A adoção generalizada da iluminação LED tem o potencial de reduzir drasticamente a demanda global de eletricidade para iluminação. Se toda a iluminação convencional fosse substituída por LED, a pegada de carbono poderia ser reduzida em mais de 553 milhões de toneladas de CO² e economizar mais de 1.132 TWh de eletricidade por ano em todo o mundo, o equivalente ao consumo anual de centenas de milhões de residências.

Além de consumirem menos energia, as lâmpadas LED duram significativamente mais, até 25 vezes mais que as lâmpadas incandescentes. Isso reduz os custos de manutenção e o descarte em aterros sanitários, contribuindo para um impacto ambiental mais sustentável.

Embora o custo inicial de uma lâmpada LED já tenha sido um obstáculo, os preços caíram consideravelmente, e a economia de energia e manutenção a longo prazo resulta em custos gerais mais baixos tanto para consumidores quanto para empresas.

Uma coisa pouco propalada é que os países emergentes e do terceiro mundo, pagando caro, financiaram o desenvolvimento, e consequente "barateamento", das lâmpadas LED.

A proibição da venda de lâmpadas incandescentes no Brasil foi um processo gradual que culminou em junho de 2016, quando os últimos modelos de 25W e 40W foram retirados do mercado, após a proibição de potências maiores em anos anteriores, visando a economia de energia.

Em 2020 eu fui aos EUA e notei que a maioria dos lares ainda utilizava lâmpadas incandescentes. Como assim?

Nos EUA, a proibição das lâmpadas incandescentes para uso geral só entrou em vigor em 1º de agosto de 2023, após o governo Biden reverter uma medida do governo Trump, focando na eficiência energética para promover lâmpadas LED.

A história do LED é uma prova do poder da inovação contínua, culminando em uma tecnologia que oferece uma solução imediata e viável para a conservação de energia global.

A maioria das fábricas de lâmpadas LED está localizada na Ásia, tendo a China como líder global dominante, devido às suas vastas cadeias de suprimentos, custos de mão de obra mais baixos e avanços tecnológicos, particularmente em regiões como Shenzhen e a província de Guangdong.

A Coreia do Sul, Taiwan e o Japão também são atores importantes no mercado mais amplo de lâmpadas LED.

No seguinte vídeo, o canal do Youtube All Process of China mostra uma instalação mais ou menos automatizada de produção de lâmpadas LED, em algures na China.

Custos de mão de obra mais baixos tornam a fabricação em grandes quantidades mais lucrativa. Infraestrutura bem estabelecida e cadeias de suprimentos de componentes simplificam a produção em larga escala.

Embora grandes marcas internacionais tenham operações globais, a principal força de fabricação de lâmpadas e componentes de LED permanece concentrada na Ásia.

Algo que poucas pessoas sabem é que lâmpadas de LED geralmente podem ser reparadas. O conserto é feito identificando e contornando ou substituindo um único chip de LED defeituoso ou corrigindo uma conexão com defeito na placa de circuito interna.

80% das lâmpadas avariadas tem uma causa comum e simples: um led queimado. Com base na sua potência essas lâmpadas são compostas por 8, 10, 12, 14 ou 16 LEDs ligados em série, ou seja, se um LED queimar a lâmpada deixa de acender.

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De forma mais simples, basta retirar o bulbo da lâmpada identificar o LED queimado (geralmente chamuscado), raspá-lo com um estilete e curto circuitar os terminais. Também é possível apenas circundar o LED com grafite de lápis.

Mas atenção: dê preferência ao lápis Nº2, tipo HB, que oferece um equilíbrio entre maciez (mais pó de grafite) e firmeza para traços claros e uniformes, que propiciarão melhor contato elétrico. O H é muito duro e o B não fixará apropriadamente.

É necessário algumas habilidades básicas de eletrônica, como soldagem ou ponteamento de contatos. As lâmpadas hoje são baratas e a viabilidade econômica do conserto dependerá do tempo que você tiver disponível.

Também há que lembrar que o mercado de lâmpadas LED opera com a prática desonesta de obsolescência programada. A lâmpada geralmente deixa de funcionar depois do vencimento da garantia.

Lembro-me de que em apenas um final de semana ver 6 lâmpadas queimando sem nenhum motivo aparente. Ao abri-las todas tinham o mesmo LED chamuscado.

Ademais o reparo evita o descarte de lixo eletrônico e pode ser gratificante economizar "10 pila".