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Laser superpotente dá novo fôlego às lâmpadas incandescentes

Tópico em 'Ciência & Tecnologia' iniciado por Fúria da cidade, 10 Jan 2011.

  1. Fúria da cidade

    Fúria da cidade ㅤㅤ ㅤㅤ ㅤㅤ

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    Um laser superpotente, utilizado durante o processo de fabricação, pode transformar as lâmpadas incandescentes de vilãs em poupadoras de energia.

    O processo faz com que uma lâmpada de 100 watts, emitindo a mesma luminosidade, consuma menos eletricidade do que uma lâmpada de 60 watts, e continue sendo muito mais barata e capaz de emitir uma luz mais agradável do que as lâmpadas fluorescentes. E sem usar mercúrio.


    Estruturas cristalinas

    O laser cria uma série de estruturas micro e nanocristalinas na superfície do filamento de tungstênio, o fio no interior da lâmpada que se aquece pela passagem da eletricidade até emitir luz. As estruturas superficiais tornam o tungstênio muito mais eficiente na emissão de luz visível.
    "Nós disparamos o laser direto através do vidro da lâmpada e alteramos uma pequena área do filamento. Quando ligamos a lâmpada, observamos a olho nu que aquela parte do filamento era muito mais brilhante do que o restante, mas a corrente consumida pela lâmpada continuava a mesma," conta o professor Chunlei Guo, da Universidade de Rochester, nos Estados Unidos.


    Laser de femtossegundo

    Os pesquisadores estavam estudando como um laser de femtossegundo pode ser usado para alterar a estrutura dos metais. Esse tipo de laser dispara um feixe de uma intensidade descomunal sobre uma área microscópica, com uma duração difícil de explicar - 1 femtossegundo equivale a 1 quadrilionésimo de segundo, ou 1 femtossegundo está para um segundo assim como 1 segundo está para 32 milhões de anos.
    Esse pulso intenso de energia força a superfície do metal a formar nanoestruturas e microestruturas que alteram várias de suas propriedades. No caso do filamento de tungstênio, alterou a capacidade de emissão de fótons na faixa da luz visível.


    O professor Guo já fez várias inovações usando o laser de femtossegundos, incluindo a possibilidade de
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    e a criação de
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    , altamente eficientes na captura de radiação eletromagnética, inclusive da própria luz.


    Lâmpadas multicores

    "Há uma lei muito interessante na natureza, tipo 'captura mais, libera mais', governando a quantidade de luz entrando e saindo de um material," explica ele. Como o metal negro absorve luz de forma extremamente eficiente, ele e seu colega Anatoliy Vorobyev decidiram reverter o processo da sua descoberta anterior (o metal que não reflete luz) e ver se conseguiam fazer o filamento da lâmpada incandescente emitir uma quantidade maior de luz.
    Na teoria eles sabiam que iria funcionar, mas o que surpreendeu foi a eficiência alcançada pelo filamento modificado, quase dobrando a capacidade luminosa da lâmpada.


    O processo também poderá ser utilizado para alterar a cor emitida pela lâmpada, criando uma gama de lâmpadas capazes de emitir virtualmente qualquer cor de luz do espectro - hoje as lâmpadas incandescentes emitem várias cores usando bulbos coloridos - inclusive um branco puro - o filamento de tungstênio emite naturalmente uma luz amarelada.


    Antes que se apague de vez

    Para ver outros avanços tecnológicos envolvendo as já quase aposentadas lâmpadas incandescentes, veja
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    e
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    E, se não quiserem ser banidas rapidamente, os avanços tecnológicos devem vir mesmo rapidamente: enquanto uma lâmpada incandescente disponível no comércio tem uma eficiência luminosa de cerca de 12 lumens por Watt (lm/W), as fluorescentes compactas alcançam 60 lm/W. Os maiores inconvenientes das fluorescentes compactas são o uso de mercúrio e a exigência de um aparato ainda não existente para a reciclagem de suas partes eletrônicas.
     
  2. [F*U*S*A*|KåMµ§]

    [F*U*S*A*|KåMµ§] Who will define me?

    Ainda assim o filamento de tungstenio é baseado numa emissão estilo corpo-negro. Vai ter muita potência sendo gasta em comprimentos de onda não visíveis.
    Pode ser um suspiro, mas não vai causar reviravolta na substituição por leds e oleds.
     
  3. deurost

    deurost Usuário

    ouvir uma notícia no rádio que até o ano de 2016 as lampadas incandescentes serão retiradas do mercado. A finalidade é que elas sejam substituídas por versões mais econômicas. creio que essa tecnologia será implementada para outras finalidades.
     
  4. Fúria da cidade

    Fúria da cidade ㅤㅤ ㅤㅤ ㅤㅤ

    Lâmpadas incandescentes são ainda muito utilizadas em estufas, chocadeiras elétricas e situações onde o calor é mais importante que a luz emitida.

    Então pra essas aplicações mais restritas se surgirem lâmpadas mais econômicas seu emprego pode se tornar mais interessante.
     
  5. ExtraTerrestre

    ExtraTerrestre Usuário

    Bom, mas toda a potência consumida em uma resistência elétrica transforma-se basicamente em calor, até onde ouvi falar.

    O que parece que essa lâmpada faz é fazer com que parte do processo não seja o de radiação térmica. Algo relacionado à refletância daquela superfícia em frequência específica ou sei lá. Menos fótons fluindo em comprimentos de onda invisíveis e mais radiação nas faixas da visão humana.
     
  6. [F*U*S*A*|KåMµ§]

    [F*U*S*A*|KåMµ§] Who will define me?

    Pelo que entendi o que eles buscaram fazer é transformar o filamento de tungstenio o mais perto possivel de um corpo-negro.
    Pra emitir cores específicas eu já fico curioso. Só se fizerem algum desenho que transforme o filamento num cristal fotonico. Mas aí provavelmente seria artesanal demais pra virar produto.

    Mas aplicações em aquecimento realmente eu tinha me esquecido.
    Lampadas ainda são a melhor forma pra aquecimentos rápidos e controlados.
     
  7. Fúria da cidade

    Fúria da cidade ㅤㅤ ㅤㅤ ㅤㅤ

    O filamento de tungstênio apresenta um determinado valor de resistência quando frio, mas depois se eleva quando energizado. O fato dela ser um bipolo ôhmico não linear dá a ela uma caracteristica de corrente quase constante quando usada em série para carga de baterias de pequeno porte numa situação emergêncial e outros circuitos específicos.

    É claro que um simples resistor de aquecimento a substitui em muitas situações, mas além do custo mais baixo, a lâmpada tem a comodidade por exemplo em simulação de carga onde variando um dimmer como elemento controlador de potência, pela intensidade do brilho da lâmpada se tem uma noção razoável da quantidade de carga consumida na saída.

    Por isso eu acredito que assim como a válvula eletrônica (afinal a lâmpada incandescente nada mais é que a "mãe" dela) que até hoje é fabricada para aplicações restritas onde ainda nenhum outro componente eletrônico tem desempenho similar (como em tratamento térmico por indução e amplificadores valvulados de grande potência de alta fidelidade), eu não acredito na extinção total da lâmpada incandescente.

    Talvez ocorrerá uma fabricação em quantidade bem limitada, a um custo mais elevado e vendida em poucas lojas. Com a válvula eletrônica ocorre exatamente isso.
     
    Última edição: 11 Jan 2011
  8. dermeister

    dermeister Ent cara-de-pau

    E há uma situação especial onde não é economicamente viável instalar lâmpadas fluorescentes compactas: locais onde lâmpadas são ligadas e desligadas frequentemente, como o banheiro. Isto se deve à redução da vida útil do reator integrado, que dura poucos meses quando exposto a esse tipo de ciclo de funcionamento, estragando antes que a redução no consumo de energia pague a lâmpada. Para estes casos, prefiro esperar as lâmpadas a LED ficarem mais baratas (bem mais baratas!)
     
  9. Fúria da cidade

    Fúria da cidade ㅤㅤ ㅤㅤ ㅤㅤ


    Na realidade pode acrescentar mais uma

    As lâmpadas usadas em garagens e escadarias de edifícios controladas por sensores de presença ou relés temporizados.

    Eu trabalho muito com iluminação de emergência e nesta situação de acendimento por curto intervalo, o famoso "acende e apaga" de forma repetitiva as lâmpadas incandescentes levam vantagem sobre as fluorescentes no quesito vida útil.

    Evidentemente só perdem pras de LED que assim que estiverem com custo mais acessível substituirão com esmagadora vantagem.
     
  10. Turgon

    Turgon 孫 悟空

    Existe um programa da Itaim que simula de forma interessante o ambiente que você quer e a quantidade de luminárias que deseja. Além de contar uma grande diversidade de luminárias para serem escolhidas. Basta colocar a quantidade de lumens que deseja que ele calcula.

    E o que sempre vale no quesito para lâmpadas domésticas é o quesito preço.
     
  11. Fúria da cidade

    Fúria da cidade ㅤㅤ ㅤㅤ ㅤㅤ

    Achei interessante :clap:

    Tem algum site onde dá pra ver ou baixar?
     
  12. Turgon

    Turgon 孫 悟空

    Tem sim. No próprio site da Itaim e o programa é grátis para ser baixado e utilizado.

    Caso não ache o link, vou procurar nos meus e-mails que eu tenho. Tive que utilizar o programa para fazer um projeto de uma fábrica. Ajudou em muito. :mrgreen:
     

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