segunda-feira, 21 de fevereiro de 2011

Química das coisas banais: lâmpadas eléctricas

Estamos tão habituados às lâmpadas eléctricas que estas parecem sempre ter existido e sido usadas. No entanto, só após o aparecimento, no final do século XIX, de formas práticas de obtenção de energia eléctrica, foram sendo abandonados os inúmeros tipos de velas, lamparinas, candeias e candeeiros que empregavam os mais variados combustíveis, e, mais tarde, as várias formas de iluminação a gás.

A iluminação eléctrica foi dominada, nos últimos cem anos, pelas lâmpadas incandescentes com filamento de tungsténio (também denominado volfrâmio). Estas lâmpadas produzem luz pela emissão de radiação devida à temperatura que atinge o filamento ao ser atravessado pela corrente eléctrica. Para impedir a rápida oxidação do filamento, é usado um bolbo de vidro cheio com um gás nobre, em geral árgon, o qual não reage com o metal e minimiza a lenta difusão do oxigénio através do vidro. O tungsténio tem pontos de fusão e ebulição muito elevados e assim apresenta baixa velocidade de evaporação. Desta resulta a lenta formação de uma camada de tungsténio na parte interior do bolbo e a diminuição da espessura do filamento que acaba por quebrar, ou por fadiga do metal, ou por fundir num ponto mais fino. As lâmpadas de halogéneo têm dentro do bolbo uma pequena quantidade de iodo ou bromo que reage com o tungsténio que se evapora, voltando a depositar este metal no filamento, impedindo assim a deposição de tungsténio nas paredes e retardando a degradação do filamento. As lâmpadas incandescentes vulgares são muito pouco eficientes em termos energéticos pois grande parte da energia é perdida sob a forma de calor como bem sabe quem já tentou mudar uma lâmpada acabada de fundir. Por essa razão estão a ser abandonadas.

Outras lâmpadas eléctricas funcionam por luminescência que é um processo mais eficiente em termos energéticos. Nas lâmpadas fluorescentes a corrente eléctrica é usada para excitar vapor de mercúrio que emite radiação ultravioleta, a qual é absorvida pelo revestimento de sais de fósforo e terras raras que emite de seguida radiação visível. Estas lâmpadas, agora muito populares na forma compacta que pode ser aplicada nos bocais das lâmpadas incandescentes, exigem algum cuidado com a sua deposição no lixo por conterem mercúrio e fósforo.

Uma forma de iluminação muito intensa é dada pelas lâmpadas de arco eléctrico, cujos primeiras aplicações públicas foram consideradas tão desagradáveis por Stevenson que as classificou como a iluminação do inferno. Actualmente existe uma grande variedade destas lâmpadas que produzem luz através da criação de um arco eléctrico entre dois eléctrodos de tungsténio num tubo contendo um material que pode formar um plasma, o qual torna o arco eléctrico muito brilhante e estável. Um exemplo clássico são as lâmpadas de vapor de sódio, que embora emitam apenas luz amarela, têm muita utilização na iluminação das ruas por serem eficientes e causarem relativamente menos poluição luminosa que outras lâmpadas.

Faltou referir as lâmpadas de LED e outras formas de iluminação que estejam em desenvolvimento. As lâmpadas eléctricas são objectos banais, mas têm muita química e um grande impacto no nosso modo de vida e bem-estar. Poupemos energia, aumentemos o seu tempo de vida útil e respeitemos a ciência que as desenvolveu, não as mantendo acesas de forma desnecessária.

7 comentários:

  1. Gostei muito deste artigo, assim como do outro artigo também sobre a "química" do lápis e da borracha.
    Parabéns.

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  2. É curioso o uso, aprovado, do mercúrio nas lâmpadas fluorescentes. Campanhas há que até permitem a troca das comuns lâmpadas incandescentes por outras de fluorescência.
    Pergunto-me se o ganho energético (tanto na potência como na durabilidade) cobrem os gastos necessários para o tratamento do mercúrio presente nas lâmpadas fluorescentes.
    Gostava de ser esclarecido neste ponto para poder tomar posição.

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  3. E eu gostava de ser esclarecido quanto à qualidade da luz de cada um destes tipos de lâmpadas.
    Lembro-me bem de quando andava no liceu todas as salas de aula terem lâmpadas fluorescentes com um cintilar óbvio que a algumas pessoas fazia dores de cabeça.
    Sei que há pessoas que têm problemas com a radiação das CFL.
    Este artigo mostra o espectro de lampadas incandescentes, CFL e LED: http://web.ncf.ca/jim/misc/cfl/
    Só vi comentários a isto em blogs anti-ecologia que não perdem uma oportunidade para bater indiscriminadamente em tudo o que tenha a designação "Eco". Gostava de ter uma opinião mais imparcial.

    P.Santos

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  4. Advertindo de que não sou especialista no assunto vou dar minha opinião.

    Quanto à relação do espectro com a saúde. De facto as lâmpadas fluorescentes apresentam um espectro descontínuo, embora a soma das várias bandas de emissão origine uma luz que percepcionamos como branca. Embora haja pessoas que não gostem, não me parece que cause problemas de saúde até porque os nossos olhos também não "vêem" o espectro contínuo, sendo mais sensíveis a uns comprimentos de onda que a outros. Para além disso, embora estejamos muito habituados às lâmpadas incandescentes, estas também têm um espectro ligeiramente diferente do da radiação solar. Finalmente, a questão das oscilações e batimentos foi importante no passado, mas julgo que com as lâmpadas modernas o problema está ultrapassado.

    Quanto à economia. São de facto mais económicas e duráveis. E se durarem o dobro e gastarem um quarto das tradicionais o custo poderia ser oito vezes superior para ser equivalente. Penso que nesta altura, estas lâmpadas custam quatro ou cinco vezes mais, por isso individualmente valem a pena. Em termos colectivos também há vantagens pois há diminuição do consumo eléctrico global.

    Sobre a questão da segurança. As lâmpadas modernas têm cerca 5 mg de mercúrio que está encerrado no bolbo. Se a lâmpada quebrar ou explodir (situação rara mas que já aconteceu) a ventilação do local durante algum tempo e a posterior recolha dos fragmentos parece ser suficientemente segura, embora as entidades oficiais tenham de ser muito mais cuidadosas com os conselhos que dão sobre o assunto.

    Sobre a questão ambiental e os custos da reciclagem. Não conheço os números mas acredito que os custos da reciclagem sejam muito inferiores às vantagens energéticas. E se a recolha e a reciclagem forem feitas com segurança, nomeadamente sem que haja quebras das lâmpadas até ao local da reciclagem e uma vez lá o mercúrio e os sais de fósforo sejam separados e recolhidos de forma segura, o problema ambiental será mínimo.

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  5. De muitas coisas banais
    a nossa vida se tece,
    pois apesar da aparência
    são no fundo essenciais.

    JCN

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  6. Corrijo o 3º verso, que passa a ser:

    mas contra o que nos parece

    JCN

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