Medição de custo da lâmpada de rua LED: é hora de um surto completo?
Para a iluminação municipal, os LEDs prometem reduzir os custos de manutenção e energia e durar mais que todas as outras opções. Mesmo que os maiores medos da iluminação pública LED tenham sido confirmados, a economia da iluminação pública LED é atraente, superando as preocupações com a saúde.
A iluminação municipal é um mercado enorme para LEDs. A maioria das cidades dos EUA instalou pelo menos algumas luzes de rua de LED e algumas cidades substituíram completamente os LEDs. Há uma série de razões para escolher LEDs para iluminação pública, mas seu apelo diminuiu em 2016, quando a American Medical Association (AMA) alertou que algumas luzes de LED podem afetar negativamente a condução noturna e a saúde humana. Especialistas em iluminação e cidades vêm discutindo sobre o aviso desde então.
A AMA alerta que a iluminação LED de alta-intensidade é ruim para dirigir à noite porque a parte azul do espectro de luz branca do LED é muito intensa. Cria brilho e afeta a condução. Além disso, a AMA diz que a luz nessas frequências suprime a melatonina no corpo, causando problemas como insônia, redução da produtividade diurna e até obesidade.
A AMA recomenda minimizar a saída na parte azul do espectro e aumentar a proteção contra o brilho. A figura de mérito para a aparência da cor de uma fonte de luz é a temperatura de cor correlacionada (CCT), expressa em graus Kelvin (K). A maioria das luzes de rua LED instaladas são classificadas entre 3,000K e 4,000K CCT. Devido aos efeitos da luz azul, a AMA recomenda que as luminárias montadas na estrada-não devem ser superiores a 3,000K.
O Consórcio Municipal de Iluminação de Estado Sólido de Iluminação Pública (MSSLC), do Departamento de Energia dos EUA (DOE), tem sido uma importante fonte de respostas às questões levantadas pela AMA. A MSSLC acredita que o CCT não é a única consideração ao medir a produção de melatonina da iluminação LED.
Ao discutir luzes de rua LED, muitas vezes podemos ver a nova palavra melatonina. A melanosina é um fotopigmento na retina que está diretamente relacionado aos ritmos circadianos. A melatonina descreve como certos tipos de luz afetam o ciclo do sono humano, ativando a melanopsina. A iluminação pública LED é perfeita.
O MSSLC disse que a avaliação da produção de melatonina das luzes de rua LED leva em consideração muitos fatores além do CCT, incluindo saída de iluminação, tipo/distribuição de luminária e design de iluminação. Os engenheiros de iluminação podem equilibrar esses fatores e projetar LEDs com níveis de CCT mais altos, mas diminuir a saída de melatonina para a faixa recomendada pela AMA.
A cidade de Portland, Oregon, começou a substituir as luzes da rua de sódio antes do aviso da AMA e continuou desde então. A cidade tem cerca de 45,000 postes de iluminação, quase todos agora são LEDs, a maioria deles 4,000K. As luzes decorativas (como as dos parques da cidade) são todas 3,000K. No site do Portland Municipal, o FAQ do Departamento de Transportes de Portland (PBOT) sobre nova iluminação discute o aviso da AMA em detalhes, incluindo links para várias informações adicionais. Muitos moradores de Portland tendem a adotar uma postura absolutista em relação aos avisos de saúde.
Muitas cidades estão começando a substituir as lâmpadas comuns de sódio amarelo-laranja por iluminação LED. As novas lâmpadas LED são mais eficientes e os custos do ciclo de vida foram reduzidos. Na foto, está a Route 26 (Powell Avenue) em Portland, que instalou LEDs em quase todos os seus 45000 postes de iluminação pública. (Fonte: EDN)
Outras cidades que substituíram a maioria de suas lâmpadas de sódio por LEDs incluem Boston, Los Angeles e Seattle. No entanto, em outras cidades dos EUA, a grande maioria dos postes de iluminação ainda são de sódio de alta pressão (HPS). As lâmpadas de sódio podem ser identificadas por sua distinta luz laranja-amarela. Essas lâmpadas são populares na iluminação pública porque são mais eficientes do que as lâmpadas incandescentes e fluorescentes.
A desvantagem, descobriu a cidade de Portland, era que as luzes de rua HSP concentravam muita luz na área inferior dos postes e não o suficiente para iluminar o espaço entre os postes. As lâmpadas de sódio também são monocromáticas, e diz-se que a distorção de cor dificulta o tratamento de algumas pessoas. Além disso, as lâmpadas de sódio são mais difíceis de descartar devido ao seu teor de mercúrio.
Para a iluminação municipal, os LEDs prometem reduzir os custos de manutenção e energia e durar mais que todas as outras opções. A PBOT diz que eles têm que substituir as lâmpadas de sódio antigas a cada 5 anos, enquanto os novos LEDs devem durar 24 anos.
O preço das luzes LED tem diminuído constantemente e espera-se que diminua ainda mais. A PBOT disse que o custo de uma determinada marca e modelo de luminárias de LED que instalaram (Leotek ECobra), que custava US$ 500 a unidade em 2000, caiu para US$ 124 em 2018.
As luzes HPS ainda são mais baratas a US$ 110 cada, portanto, se uma cidade substituir 50,000 luzes de rua por LEDs, custaria US$ 700 a mais,000. Assim, os municípios estão lutando para obter financiamento, que não é uma quantia pequena, mesmo para uma grande cidade.
Embora o custo de aquisição de HPS seja menor, será muito mais econômico a longo prazo ter uma vida útil mais longa do LED. As cidades com HPS gastarão duas rodadas extras de substituição antes que as cidades com postes de LED tenham que substituir uma rodada de postes de luz. Além disso, como relata o PBOT, "dado que os LEDs duram mais e são mais fáceis de manter, a cidade espera ver uma redução de 75% nos custos de manutenção ao longo da vida útil de um LED".
As novas lâmpadas de rua consomem 29W por lâmpada, enquanto as lâmpadas de sódio substituídas são 118W. Os defensores dos LEDs também afirmam que as luzes de rua de LED refletem menos luz do que as lâmpadas de sódio, reduzindo a poluição luminosa.
Supondo que as alegações de engenharia sobre os LEDs estejam corretas, os LEDs se tornaram uma opção econômica melhor para a iluminação de estradas municipais, mesmo com custos iniciais ligeiramente mais altos. Mesmo que as maiores preocupações da AMA sobre a iluminação pública LED tenham sido confirmadas, a economia da iluminação pública LED é atraente, superando as preocupações com a saúde. Parece inevitável que a luz amarela-laranja que acompanha a vida urbana acabe se tornando uma memória.
MSSLC é uma fonte primária para engenheiros municipais que procuram mais informações, incluindo dados de engenharia para muitos tipos de iluminação. O Departamento de Energia dos EUA estabeleceu o MSSLC em 2014 para ajudar as cidades a considerar as luzes de rua LED. Operando dentro do Escritório de Eficiência Energética e Energia Renovável do Departamento de Energia dos EUA, o MSSLC "representa um esforço coordenado entre cidades interessadas, fornecedores de energia, agências governamentais e outras organizações para minimizar a duplicação de esforços e os riscos associados expandidos para vários locais". É essencialmente uma organização de usuários apoiada por recursos do Departamento de Energia dos EUA.
Esses "recursos" referem-se principalmente a bases de conhecimento. Pelos padrões federais, o orçamento da coalizão é de apenas alguns milhões de dólares. Dito isso, fornecer informações sobre a tecnologia disponível e, ocasionalmente, concessões modestas, é suficiente para tirar algumas cidades do papel. As cidades que desejam considerar a instalação de iluminação LED não precisam começar do zero e podem se beneficiar da experiência de outras cidades que já adotaram a tecnologia.
