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Lâmpadas fluorescentes com trifósforo mais caras

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Edição 66 / Julho de 2011

Recentemente, as lâmpadas fluorescentes tubulares T5, T8, T10 e as compactas com pó trifósforo tiveram um aumento expressivo de preço, de 20% a 25%. Este aumento impactou o mercado de iluminação em geral, uma vez que a causa do aumento foi a matéria-prima do trifósforo, as terras raras.

A maior parte das terras raras – de onde são extraídos componentes como o cério, európio e térbio usados na composição do pó trifósforo – é encontrada atualmente na China e na Finlândia e, como o próprio nome diz, essas terras são elementos raros na natureza. Devido à especulação de que as reservas de terras raras estão se esgotando, houve um aumento de preço de aproximadamente dez vezes sobre essa matéria-prima.

O pó trifósforo, composto por elementos extraídos dessas terras raras, caracteriza-se por possibilitar às lâmpadas fluorescentes um alto índice de reprodução de cor (Ra > 80) e alta eficiência luminosa (80-105 lm/W). Comparadas às lâmpadas com pó halofosfato, com Ra típico de 50-70 e eficiência luminosa de 60-75lm/W, as lâmpadas fluorescentes com trifósforo são atualmente mais caras em função do preço dessas terras raras na composição do pó.

As lâmpadas com pó trifósforo foram desenvolvidas na década de 1970, quando pesquisas com a visão humana revelaram que não era necessário a fonte luminosa cobrir o espectro completo de luz em todos os comprimentos de onda. Descobriu-se que o olho humano não é sensível igualmente a todas as cores e que um espectro estreito em três bandas resultava em um ótimo índice de reprodução de cor. Estas três bandas correspondem aos fotorreceptores do vermelho, verde e azul no olho. Assim, foi teoricamente proposto pela empresa Westinghouse nos EUA uma lâmpada com três picos a 450 nm (azul), 540 nm (verde) e 610 nm (laranja) para coincidir com os mecanismos da visão humana de cores.

Novos materiais foram sintetizados com as emissões próximas a esses espectros e assim nasceu a família de lâmpadas trifósforo. Para cada cor um componente químico foi empregado nos tubos. A Tabela 1 ilustra os tipos de fósforo utilizados e a Figura 1 mostra os exemplos de distribuições espectrais de lâmpadas fluorescentes com pó trifósforo.

 

Tabela 1 – Distribuições espectrais típicas do trifósforo

Cor

Nome do fósforo

Fórmula química

Comprimento de onda

Azul

Aluminato de bário (BAM)

BaMg 2 Al 16 O 27 : Eu 2 +

450 nm

ou 

SrCaBaMg Chloroapatite

(Sr, Ca, Ba, Mg)5 (PO 4)3 Cl: Eu 2 +

 

453 nm

Verde

Tungstato de cálcio (CAT)

Ce 0,65 Tb 0,35 MgAl 11 O 19

543 nm

ou 

Fosfato de lantânio (LAP)

LAPO4 : Ce 3 + Tb 3 +

544 nm

Laranja-Vermelho

Óxido de ítrio (YOX)

Y² O ³ : Eu 3 +

610 nm

 

 

 

Figura 1 – Distribuição espectral típica de lâmpadas trifósforo.


Devido à proximidade desses picos nas áreas de maior sensibilidade dos receptores de cores do olho humano, um Ra elevado é alcançado. A Figura 2 compara, por meio de dois diagramas, a qualidade de processamento de cor de um branco neutro típico de 4.000 K com tubo trifósforo e halofosfato. Ele mostra que o trifósforo apresenta uma reprodução de cor superior em quase todas as catorze cores-padrão definidas pela CIE. Em particular, uma significativa melhoria na pontuação para o índice R9, representando as cores vermelhas saturadas.


Figura 2 – Gráfico de reprodução de cores para 4.000 K halofosfato (esquerda) e trifósforo (direita).

 

Uma vantagem inesperada destes fósforos profundamente saturados de cor é a sua elevada eficiência de conversão de UV em luz visível. Com o pó trifósforo, a eficácia da lâmpada foi impulsionada para níveis bem superiores às lâmpadas com halofosfato.


Este ganho de eficiência e reprodução de cor tornou este tipo de componente a principal matéria-prima das lâmpadas tubulares e compactas. Agora, com o aumento de preços, as análises de retorno de investimento dos casos de eficiência energética ficarão mais longas e possivelmente os Leds poderão conseguir ganhar um pouco de força econômica perante essa tão eficiente fonte luminosa.
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Comentários  

 
0 #1 RE: Lâmpadas fluorescentes com trifósforo mais carasmonica 2013-11-30 09:54
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