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Avaliação do Ciclo de Vida Engenharia e Meio Ambiente Lâmpadas Incandescente, fluorescente e LED Emerson Miranda 1754424 Leonardo Silveira 1754483 Luara Marques 1754254 Matheus Panizza 1754335 Rafael Candosin 1754084 Piracicaba, Junho de 2017 SUMÁRIO TÍTULO…………………………………………………………………………………………..3 PALAVRAS-CHAVE……………………………………………………………………………. 3 INTRODUÇÃO………………………………………………………………………………..…3 OBJETIVO E ESCOPO………………………………………………………………………...4 SOBRE AS LÂMPADAS………………………………………………………………….…...4 HISTÓRICO……………………………………………………………………….……..4 LÂMPADA INCANDESCENTE..………………………………………………..……..7 Definição………………………………………………………………….……...7 Construção e Funcionamento……………………………………………….…7 Composição …………………………………………………….………………8 Substituição das Lâmpadas Incandescentes……………..………….……...8 Descarte………………………………………………………………………….9 LÂMPADA FLUORESCENTE…………………………………………..……………10 Definição……………………………………………………….……………….10 Construção e Funcionamento………………………………..………………10 Composição…………………………………………………………………….11 Substituição das Lâmpadas Incandescente………………………………...11 Descarte………………………………………………………………………...12 LÂMPADA LED.……………………………………………………………………..…12 Definição………………………………………………………………………..12 Construção e Funcionamento……………………………………..………....12 Composição ……………………………………………………………………14 Substituição das Lâmpadas Incandescentes……………………………….14 Descarte………………………………………………………………………...14 ANÁLISE DO INVENTÁRIO………………………………………....………………………15 LÂMPADAS INCANDESCENTES…………………………………………………...15 LÂMPADAS FLUORESCENTES…………………………………………………….16 LÂMPADAS LED……………………………………..………………………………..17 1 AVALIAÇÃO DE IMPACTOS………………………………….….………………….………19 AQUECIMENTO GLOBAL…………………………………..………………………..19 Definição……………………………………………………………………..…19 Dados……………………………………..…………………………………….19 Conclusões…………………………………….……………………………….20 EUTROFIZAÇÃO……………………………………………………………………...21 Definição………………………………………………………………………..21 Dados…………………………………………………………………………...22 Conclusões……………………………………………………………………..23 EFICIÊNCIA ENERGÉTICA……………………………………………………….....23 Definição………………………………………………………………………..23 Dados………………………………………………………………………...…23 Conclusões…………………………………………….……………………….24 CONSIDERAÇÕES FINAIS……………………………………….…………………………24 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS……………………………………..………………....25 2 Título Avaliação do Ciclo de Vida: Lâmpadas incandescente, fluorescente e LED. Palavras-chave ACV; Lâmpadas Incandescentes, Lâmpadas fluorescente; Lâmpadas de LED. Introdução A Avaliação do Ciclo de Vida (ACV) consiste em uma metodologia de avaliação de potenciais impactos ambientais relacionados a um sistema de produto específico (podendo este ser um produto manufaturado, um processo ou um serviço) ao longo do seu ciclo de vida, englobando etapas iniciais como aquisição de matérias-primas, passando pela fase de uso, até a etapa de descarte final, reciclagem ou reutilização. (CHEHEBE, 1998; GUINEÉ et al, 2002, ABNT, 2009a; ABNT, 2009b). Nos últimos anos a ACV está ganhando seu espaço no contexto científico, uma vez que consiste em uma importante ferramenta de gestão ambiental para avaliação de aspectos ambientais e potenciais impactos associados ao ciclo de vida de um produto. A preocupação com o meio em que vivemos vem aumentando cada vez mais, a partir do ideal do desenvolvimento sustentável, o qual parte do pressuposto da conscientização da sociedade para que haja uma maior preservação ambiental, garantindo uma boa qualidade de vida para as gerações futuras. Desta maneira, a engenharia busca alternativas que reduzam os impactos ambientais gerados, optando pelo uso de tecnologias e produtos mais limpos, que utilizem recursos não esgotáveis e gerem menos resíduos, reaproveitando-os sempre que possível. 3 Objetivo e escopo Comparar os impactos ambientais gerados pelas lâmpadas incandescente, fluorescente e LED nos âmbitos: ● Aquecimento global. ● Eutrofização. ● Consumo de energia. No cenário Norte Americano. Sobre as lâmpadas Histórico O significativo papel da luz na vida e no desenvolvimento do ser humano é inquestionável. Desde que o homem dominou o fogo, ainda na pré-história, sentiu-se a necessidade de se criar um mecanismo que iluminasse pessoas e objetos após o pôr do sol. A importância da luz é tanta na história da civilização que seu valor é relatado até mesmo na Bíblia, em que consta que, antes de qualquer coisa, Deus primeiro criou a luz. Para os reles mortais, a geração da luz não foi tão simples assim, já que, por séculos, a iluminação artificial foi constituída de tochas, lampiões a gás e a óleo até se chegar à eletricidade. Mas a ânsia por uma tecnologia melhor fez pesquisadores tentarem, desde o século XVIII, criar o que conhecemos hoje como lâmpada. A primeira tentativa com resultados notáveis foi apresentada em 1802 em Londres, pelo químico do Royal Institution, Humphry Davy. A lâmpada de arco 4 carbônico era composta por dois eletrodos de carbono – um pontiagudo e outro com uma cavidade – que, em contato, produziam um ponto luminoso intenso com a passagem da corrente elétrica. A invenção chegou a ser usada em alguns pontos de iluminação pública da Inglaterra, mas logo foi abandonada pela falta de praticidade: todos os dias era preciso fazer manutenção com a troca dos eletrodos e limpeza de seu invólucro, pois a fuligem dos carbonos enegrecia o vidro. Por volta de 1820, também na Inglaterra, foi desenvolvida uma lâmpada de descarga de baixa pressão a vapor de mercúrio, mas sem resultados satisfatórios. Foi somente no final do século XIX que teve início o desenvolvimento tecnológico das lâmpadas que segue até hoje. Baseado em um experimento de 1860 do físico e químico Joseph Swan, Thomas Alva Edison criou a lâmpada incandescente em outubro de 1879. Edison substituiu o filamento composto por resíduo de carvão e alcatrão desenvolvido por Swan por um fio de algodão carbonizado e o colocou em um bulbo de vidro sem ar. O experimento gerou luz por dois dias, até que o filamento fosse totalmente consumido. Para a época, o resultado foi considerado um sucesso e já em 1880 a lâmpada incandescente era comercializada em pequena escala. Edison acabou ficando com os louros de inventor da primeira lâmpada, embora outros especialistas já tivessem pesquisado o mesmo processo para obtenção de luz. No entanto, a questão da durabilidade ainda era um empecilho e, juntamente com outros pesquisadores, Edison desenvolveu o filamento de tungstênio, que é empregado até hoje. Contudo, em baixa pressão ou no vácuo, as partículas desse material começam a se desprender do filamento e se depositam na parede do bulbo, escurecendo-o. O problema foi solucionado introduzindo gás inerte, como argônio ou nitrogênio, para reduzir a sublimação do filamento. Da mesma forma que os pesquisadores da lâmpada incandescente buscaram inspiração no Sol para desenvolver um mecanismo de acendimento, podemos dizer que a fluorescente foi inspirada nos raios. Isto porque seu funcionamento consiste em uma descarga elétrica em dois filamentos que lançam elétrons que, ao se chocarem, vaporizam o mercúrio contido no bulbo, produzindo um espectroluminoso pobre, formado basicamente por radiação ultravioleta, que é invisível ao olho humano. Porém, ao entrar em contato com 5 a tinta de fósforo que reveste o bulbo de vidro das fluorescentes, a radiação se transforma em luz visível. Aliás, este é o motivo pelo qual por muito tempo ela foi chamada de lâmpada fosforescente. As primeiras fluorescentes comercialmente viáveis surgiram na década de 1930, mas, em 1926, o cientista Edmund Germer já a havia inventado a partir de uma lâmpada a vapor de mercúrio com a pressão dentro do tubo aumentada e com o vidro revestido com pó fosforescente para obter uma luz branca mais uniforme. As lâmpadas fluorescentes utilizam reatores para dar a partida em seu funcionamento e para limitar a corrente elétrica e proteger o circuito. Ganharam notoriedade na década de 1970 e são responsáveis por cerca de 80% de toda a luz artificial do planeta. Após o surgimento das lâmpadas incandescente e fluorescente surgiram lâmpadas como as lâmpadas a vapor de mercúrio, as lâmpadas mistas, as lâmpadas a vapor de sódio, as lâmpada a vapor de mercúrio com iodetos metálicos, as lâmpadas a vapor de metálico, dentre outras até que foi descoberta a lâmpada de LED. Os diodos emissores de luz, conhecidos como LEDs por sua nomenclatura em inglês (Light Emitting Diode), foram inicialmente usados como luz de sinalização em aparelhos eletroeletrônicos, pois não tinham fluxo luminoso suficiente para iluminar ambientes. São compostos por diodos semicondutores que convertem eletricidade em luz visível. Quando formados por materiais como o silício e o germânio, uma pequena parte da energia se converte em luz, enquanto a maior parte se transforma em calor, como ocorre com as fluorescentes. Por isso, precisam de dissipadores de calor para manter a temperatura em índices compatíveis com a operação dos Leds. Já os compostos por arseneto de gálio ou fosforeto de gálio são capazes de emitir ainda mais luz. Os Leds que usam gálio em sua composição emitem raios infravermelhos, mas quando adicionado fósforo a luz emitida pode ser amarela ou vermelha, variando conforme a concentração da substância. A luz verde é obtida adicionando-se nitrogênio. Também existem Leds do tipo RGB, que são formados por diodos nas cores vermelha, verde e azul que, ao serem combinadas, são capazes de formar um número inimaginável de cores. Especialistas citam 16 mil nuances diferentes. 6 Enquanto seu funcionamento foi desvendado e continua sendo desenvolvido para desempenhos cada vez melhores, há histórias controversas a respeito da data de criação dos diodos, bem como qual foi seu criador. Uma das versões afirma que o Led teria surgido em 1907 pelas mãos do engenheiro Henry Joseph Round que, ao realizar experimentos na área de rádio, descobriu o efeito da eletroluminescência. Round não publicou sequer uma nota sobre sua criação. Em 1962, teria sido criado o primeiro Led indicador de luz vermelha de 10 microcandelas pelo pesquisador Nick Holonyak Jr, que chegou a afirmar para a edição de fevereiro de 1963 da Reader’s Digest que a luz incandescente estava condenada. Outros especialistas conseguiram aumentar sua eficiência e, em 1971, surgiram no mercado as primeiras tonalidades de verde, amarelo e laranja. Em 1993, despontou o primeiro Led azul viável comercialmente. De sua invenção até os tempos atuais, o maior marco de sua evolução foi a descoberta do Led de luz branca, em 1995, pelo pesquisador japonês Shuji Nakamura, que nada mais é que o Led azul com uma camada de fósforo. Esse material, em cima do semicondutor, converte a luz ultravioleta em luz branca, como ocorre na fluorescente. Sua temperatura de cor pode variar entre 2.700 K e 6.500 K. Lâmpada incandescente Definição A lâmpada incandescente está relacionada com o princípio de uma corrente elétrica passar por um filamento que aquece até ficar incandescente. Essas lâmpadas têm uma eficiência luminosa muito baixa, da ordem de 12 lm/W. Seu custo é baixo e sua vida útil também (cerca de 1000h). Em ambientes amplos, frequentados por muitas pessoas, seu uso deve ser pensado com cuidado, pois além de desperdiçar energia na iluminação, podem estar colaborando para elevar a carga térmica do ambiente. Tem atualmente sua aplicação predominantemente residencial e é a fonte de luz menos eficiente no mercado atualmente. 7 Construção e Funcionamento A lâmpada incandescente é um dispositivo elétrico que transforma energia elétrica em energia luminosa e térmica através do efeito Joule. A passagem de corrente elétrica por um material que oferece uma resistência gera calor. Alguns materiais aquecem em tamanha quantidade que emitem luz, este é o segredo do funcionamento da lâmpada incandescente. Um ponto importante da lâmpada incandescente é que no interior do vidro não pode haver oxigênio, pois havendo oxigênio, a combustão do filamento metálico ocorre e este se rompe. Daí vem a expressão “a lâmpada queimou”, quando na verdade o filamento se rompeu. Para evitar que os filamentos entrem em combustão e se rompam, remove-se todo o ar da lâmpada, enchendo-a com a mistura de gases inertes: azoto, árgon ou crípton. Atualmente usa-se um filamento de tungstênio que suporta temperaturas de aproximadamente 3400 ºC. Com a invenção da lâmpada fluorescente o uso da incandescente se torna inviável devido ao seu alto consumo de eletricidade, pois a quantidade de luz emitida é muito pouca ao se comparar com quantidade de energia que a mesma consome, 95% desta energia vai para o calor gerado no processo e apenas 5% para a sua função principal que é iluminar. A durabilidade média de uma lâmpada incandescente é de 750 a 1000 horas de utilização. Composição Argônio, nitrogênio, oxigênio, hidrogênio, amônia, alumínio, bronze/latão, cola, pasta soldadora, bulbo de vidro, extensão de vidro, tubo de exaustão, 8 https://pt.wikipedia.org/wiki/Energia_el%C3%A9trica https://pt.wikipedia.org/wiki/Luz https://pt.wikipedia.org/wiki/Calor https://pt.wikipedia.org/wiki/Efeito_Joule https://www.mundodaeletrica.com.br/como-instalar-uma-lampada/ https://pt.wikipedia.org/wiki/Azoto https://pt.wikipedia.org/wiki/%C3%81rgon https://pt.wikipedia.org/wiki/Cr%C3%ADpton cabos, molibdênio, tungstênio. Substituição das lâmpadas incandescentes Não deve-se considerar a substituição das lâmpadas incandescentes por fluorescentes exclusivamente para diminuir consumo de potência ou de energia,mas por todo um processo: iniciado pela fabricação, passando pelo transporte, instalação, utilização e descarte. A simples comparação do consumo de energia, geralmente feito a partir da potência nominal não deve ser o único aspecto a ser levado em consideração. Após um levantamento de dados sobre a conduta ao descartar as lâmpadas incandescentes, foi constatado que a maioria das pessoas, após o fim da vida útil das lâmpadas as embrulha em jornal ou em caixa de papelão e posteriormente realiza o descarte no lixo residencialcomum. Uma minoria diz manter as lâmpadas sob sua guarda ou destinam para lugar de recolhimento apropriado. A falta de informação sobre o destino correto das lâmpadas incandescentes motivou muitas empresas de construção civil e utilidades domésticas a coletarem este tipo de lâmpada em seus estabelecimentos para que os fabricantes as recolham e deem o devido destino. Descarte As lâmpadas incandescentes são consideradas como “não potencialmente perigosas para o meio ambiente” o vidro de que são feitas é diferente dos vidros convencionais, portanto, não devem ser descartadas no 9 mesmo coletor que os recicláveis e sim no lixo comum. No caso das lâmpadas incandescentes, além do vidro é possível aproveitar novamente os componentes metálicos. Sendo assim, é recomendado que os consumidores procurem postos especializados e preparados para a realização desses processos. As lâmpadas podem ser descartadas em postos públicos e privados para o descarte de todos os tipos de lâmpadas que podem ser acessados por meio da seção Postos de Reciclagem da eCycle. Para o descarte de uma lâmpada com o bulbo quebrado é necessário realizar outro procedimento na hora da coleta, o problema está ligado aos profissionais que trabalham com a coleta do lixo que ao manusear o lixo existe a possibilidade de se ferir com os resíduos de vidro provenientes do bulbo quebrado da lâmpada. Sendo assim, é importante carregá-las em pequenas caixas de papelão ou mesmo embrulhá-las em jornal. Lâmpada fluorescente Definição As lâmpadas fluorescentes possuem quatro componentes básicos: um tubo de vidro transparente, dois eletrodos (um em cada ponta), uma mistura de gases e um material que reveste internamente o tubo. Construção e Funcionamento O processo de funcionamento inicia-se nas extremidades: os reatores conectados à lâmpada fluorescente dão energia aos eletrodos de tungstênio 10 revestidos com substância emissora de elétrons, criando uma diferença de potencial (ddp) elétrica. Essa diferença de potencial obriga os elétrons, presentes na extremidade, a se deslocarem para outro lado, gerando um fluxo elétrico. No meio do caminho, esses elétrons se chocam com os átomos de Argônio, os quais emitem mais elétrons. Essa grande quantidade de elétrons, que se deslocam de um lado para outro, colidem com átomos de Mercúrio, energizando esses elementos.O excesso de energia dos átomos de Mercúrio é dissipado com a emissão de radiação ultravioleta (UV). Quando a radiação UV vai para camada mais externa e atinge a camada de poeira fosforosa, ocorre a emissão de energia com comprimento de onda visível aos nossos olhos, na forma de luz fluorescente. Composição Argônio, nitrogênio, oxigênio, hidrogênio, neon, gases nobres, óxido de ítrio, amônia, ácido nítrico, óxido de alumínio, chumbo, cobre, níquel, latão, ferro fundido, cromo, mercúrio, termistor, PWB, transistor de energia, cola, pasta soldadora, tubo de vidro, PBTP, embalagem. Substituição A substituição das lâmpadas fluorescentes pela iluminação LED é uma forte tendência, pois esta oferece vantagens principalmente em termos de durabilidade e economia. Vida útil do equipamento é longa, sem necessidade de troca. Custos de manutenção reduzidos: Em função de sua longa vida útil, a manutenção é bem menor, representando menores custos, apresentam maior eficiência, não utiliza mercúrio ou qualquer outro elemento que cause dano à natureza, não emitem radiação infravermelha, fazendo com que o feixe luminoso 11 seja frio. Ao contrário das lâmpadas fluorescentes que têm um maior desgaste da sua vida útil no momento em que são ligadas, no LED é possível o acendimento e apagamento rapidamente possibilitando o efeito “flash”, sem detrimento da vida útil. Descarte Segundo dados do Instituto Brasileiro de Defesa do Consumidor, as lâmpadas fluorescentes contêm mercúrio metálico (Hg) e devem ser descartadas em local adequado. Em caso de quebra do vidro da lâmpada, o vapor de mercúrio é liberado no ar e, pode causar febre, tremor, sonolência, dor de cabeça e náusea caso seja inalado. Em casos de contato prolongado com a substância, pode haver danos ao cérebro, fígado, pulmões e rins. O mercúrio é um material contaminante e pode prejudicar permanentemente um ecossistema se houver contaminação do solo ou em caso de contaminação de rios. As lâmpadas fluorescente devem passar por um processo de descontaminação e após esse processo seus componentes podem ser reciclados normalmente. Lâmpada de led Definição Os LED‘s (diodos emissores de luz), inventados na década de 1960, são componentes eletrônicos semicondutores que têm a propriedade de transformar energia elétrica em luz. Ao contrário das lâmpadas convencionais, os LED‘s não possuem filamentos, eletrodos ou tubos de descarga e se apresentam como componentes de minúsculas dimensões. Nos LED‘s, a transformação de energia 12 elétrica em luz é feita na matéria, sendo, por isso, chamado de estado sólido. O rendimento dos diodos em geral é de cerca de 90 lúmens por watt e duram até 40 mil horas, de acordo com o tipo de Led e a qualidade de sua fabricação. Construção e funcionamento Os LEDs são dispositivos de baixa tensão, formados por meio da junção de dois cristais semicondutores dopados com materiais distintos, sendo que um deles contém elétrons em excesso (semicondutor do tipo N) e, o outro, lacunas em excesso (semicondutor do tipo P). Em condições normais, os elétrons livres do semicondutor do tipo N preenchem as lacunas do material do tipo P, criando uma banda de isolamento entre os dois materiais, denominada banda proibida. Aplicando-se uma tensão nos terminais da junção PN, a banda proibida se desfaz, surgindo uma corrente elétrica que flui através da junção, com os elétrons movendo-se num sentido e as lacunas em sentido contrário. Os elétrons livres possuem níveis de energia mais elevados que os das lacunas e, por isso, a combinação de um elétron com uma lacuna resulta na liberação de uma quantidade de energia emitida como radiação luminosa na forma de uma partícula sem massa, denominada fóton. A energia gerada em um LED é dissipada como luz e calor. A luz é emitida a partir do chip semicondutor e irradiada em todas as direções, porém, não irradiam calor como em uma lâmpada convencional. O calor gerado é retido no interior do LED e deve ser eliminado através do dissipador de calor evitando falhas no mesmo. Os LED‘s não emitem radiação IV (Infravermelho) ou UV (Ultra-Violeta) na luz visível. Um LED de potência apresenta uma construção mais complexa que o modelo convencional, garantindo um melhor desempenho 13 em aplicações que necessitam de maior confiabilidade. Seu principal componente é o chip semicondutor, fixado a uma base de silício através de conexão por solda e encapsulado em silicone. Além destes componentes, possui também fios de ouro para condução da corrente elétrica, aleta de dissipação de calor e terminais anodo e catodo. Todo oconjunto é envolvido por uma lente plástica. Composição LED’s, fósforo remoto, fósforo plástico, alumínio dissipador, cobre, níquel, latão, ferro fundido, cromo, IC (chip), placa de circuito impresso, cola, pasta soldadora, embalagem. Substituição Visto que a lâmpada de LED é a opção mais nova e eficaz no mercado não existe ainda uma substituta que tenha um maior desempenho, logo esta é a opção mais viável existente. Descarte Luminárias e lâmpadas LED não contêm produtos químicos perigosos e cumprem integralmente as diretrizes de Restrição de Substâncias Perigosas (RoHS), o que limita o uso de chumbo, mercúrio e outros materiais perigosos em eletrônicos. Em contraste com lâmpadas fluorescentes compactas e lâmpadas incandescentes podem liberar gases químicos perigosos quando quebrados, 14 LEDs quebrados não representam nenhum risco particular para as pessoas ao seu redor. LEDs contêm traços de alguns metais diferentes, incluindo o cobre, chumbo, níquel e prata, mas não o suficiente para representar uma ameaça séria em contato. Pela presença de alguns metais não se recomenda descartar LED como lixo comum. Pode-se levar o LED quebrado ou desgastado para um centro de reciclagem ou de eliminação de eletrônicos, onde os componentes do LEDs serão reutilizados. Com uma vida útil de 50.000 horas, o problema de realizar constantes trocas de lâmpada deixou de ser uma preocupação e fez com que o número de descartes de lâmpadas de LED fosse muito menor do que de outras lâmpadas. Análise do inventário Dentro da Avaliação do Ciclo de Vida (ACV), o Inventário do Ciclo de Vida (ICV) é uma fase na qual efeitos ou cargas ambientais gerados por um produto ou atividade durante o ciclo de vida são identificados e avaliados, quantificando-se as entradas e saídas para o ambiente do sistema de produto investigado. Lâmpadas Incandescentes Os dados base para a Análise do Ciclo de Vida da lâmpada incandescente são: Quantidade de lâmpadas 22 Unidade funcional 20000, equivalente a 22.222 horas de iluminação 15 Fluxo luminoso 900 lumens Vida útil 1000 horas Potência 60W As quantidades dos componentes da lâmpada incandescente que foram levados em consideração para a Análise do Ciclo de Vida foram: Argônio 0.137g Nitrogênio 0.845g Oxigênio 7.290g Hidrogênio 0.001g Amônia 0.085g Alumínio 1.150g Bronze/Latão 0.050g Cola 1.550g Pasta Soldadora 0.150g Bulbo de vidro 22.450g Extensão de Vidro 2.097g Tubo de exaustão 2.166g Cabos 0.100g Molibdênio 0.013g Tungstênio 0.010g Lâmpadas Fluorescentes 16 Os dados base para a Análise do Ciclo de Vida da lâmpada fluorescente são: Quantidade de lâmpadas 3 Unidade funcional 20000, equivalente a 22.222 horas de iluminação Fluxo luminoso 900 lumens Vida útil 8500 horas Potência 15W As quantidades dos componentes da lâmpada incandescente que foram levados em consideração para a Análise do Ciclo de Vida foram: Argônio 0.0004g Nitrogênio 0.119g Oxigênio 0.159g Hidrogênio 0.002g Neon 0.004g Gases Nobres 0.001g Óxido de Ítrio 1.370g Amônia 0.130g Ácido Nítrico 7.900g Óxido de Alumínio 0.008g Chumbo 0.190g Cobre 0.402g Níquel 0.003g Latão 1.650g Ferro Fundido 0.029g 17 Cromo 0.0002g Mercúrio 0.004g Termistor 0.190g PWB 3.700g Transistor de Energia 3.700g Cola 4.500g Pasta Soldadora 0.300g Tubo de Vidro 11.200g PBTP 7.900g Embalagem 81.00g Lâmpadas LED Os dados base para a Análise do Ciclo de Vida da lâmpada LED são: Quantidade de lâmpadas 1 Unidade funcional 20000, equivalente a 22.222 horas de iluminação Fluxo luminoso 800 lumens Vida útil 25000 horas Potência 12.5W 4.5W* *Usado para o ítem eficiência energética As quantidades dos componentes da lâmpada incandescente que foram levados em consideração para a Análise do Ciclo de Vida foram: LED's 21.00g 18 Fósforo Remoto 1.000g Fósforo Plástico 11.10g Alumínio Dissipador 68.20g Cobre 5.000g Níquel 0.003g Latão 1.650g Ferro Fundido 4.000g Cromo 0.002g IC (chip) 2.000g Placa de Circuito Impresso 15.00g Cola 4.500g Pasta Soldadora 0.300g Embalagem 37.00g Avaliação de Impactos Com os dados do inventário como referência, os impactos ambientais analisados serão: Aquecimento global, Eutrofização e Eficiência energética de cada uma das lâmpadas. Aquecimento Global Definição Aquecimento global é o processo de aumento da temperatura média dos oceanos e da atmosfera da Terra causado por massivas 19 emissões de gases que intensificam o efeito estufa, originados de uma série de atividades humanas, especialmente a queima de combustíveis fósseis e mudanças no uso da terra, como o desmatamento, bem como de várias outras fontes secundárias. Essas causas são um produto direto da explosão populacional, do crescimento econômico, do uso de tecnologias e fontes de energia poluidoras e de um estilo de vida insustentável, em que a natureza é vista como matéria-prima para exploração. Dados A tabela abaixo mostra a quantidade em (kg de CO₂) liberada por cada um dos processos abaixo para a lâmpada incandescente. Manufatura 7.025 (kg de CO₂) Uso 508.56 (kg de CO₂) Transporte 0.14 (kg de CO₂) Disposição final 0.095 (kg de CO₂) Total 515.82 (kg de CO₂) A tabela abaixo mostra a quantidade em (kg de CO₂) liberada por cada um dos processos abaixo para a lâmpada fluorescente. Manufatura 13.62 (kg de CO₂) Uso 138.69 (kg de CO₂) Transporte 0.0865 (kg de CO₂) Disposição final 0.043 (kg de CO₂) Total 152.439 (kg de CO₂) A tabela abaixo mostra a quantidade em (kg de CO₂) liberada por cada um dos processos abaixo para a lâmpada LED. 20 Manufatura 8.101 (kg de CO₂) Uso 117.37 (kg de CO₂) Transporte 0.026 (kg de CO₂) Disposição final 0.0075 (kg de CO₂) Total 125.512 (kg de CO₂) Conclusões Na manufatura das lâmpadas, a que se destacou com um menor índice de emissão em Kg de CO₂ foi a lâmpada incandescente, no uso, transporte, disposição final e no total de todos os processos, a lâmpada menos poluente é a LED. Eutrofização Definição A eutrofização é um processo normalmente de origem antrópica, ou raramente de ordem natural, tendo como princípio básico a gradativa concentração de matéria orgânica acumulada nos ambientes aquáticos. Este fenômeno é resultante da poluição das águas por ejeção de adubos, fertilizantes, detergentes e esgoto doméstico sem tratamento prévio que provocam o aumento de minerais e, consequentemente, a proliferação de algas microscópicas que localizam-se na superfície. Desse modo, cria-se uma camada espessa de algas que impossibilitam à entrada de luz na água e impedem a realização da fotossíntese pelos organismos presentes nas camadas mais profundas, o que ocasiona a morte das algas, a proliferação de bactérias decompositoras e o aumento do consumo 21 http://www.infoescola.com/agricultura/fertilizantes/ http://www.infoescola.com/produtos-quimicos/detergentes/ http://www.infoescola.com/biologia/algas/ http://www.infoescola.com/biologia/fotossintese/ http://www.infoescola.com/reino-monera/bacterias/ http://www.infoescola.com/ecologia/decompositores/ de oxigênio por estes organismos. Consequentemente começa a faltar oxigêniona água o que gera a mortandade dos peixes e outros organismos aeróbicos. Na ausência do oxigênio, a decomposição orgânica torna-se anaeróbica produzindo gases tóxicos, como sulfúrico (que causa o cheiro forte característico do fenômeno). A eutrofização causa a destruição da fauna e da flora de muitos ecossistemas aquáticos, transformando-os em esgotos a céu aberto. Esse cenário permite a proliferação de inúmeras doenças causadas por bactérias, vírus e vermes. Dados A tabela abaixo mostra a quantidade em (kg de PO₄) liberada por cada um dos processos abaixo para a lâmpada incandescente. Manufatura 0.04201(kg de PO₄) Uso 0.93494(kg de PO₄) Transporte 0.00026(kg de PO₄) Disposição final 0.00016(kg de PO₄) Total 0.9733(kg de PO₄) A tabela abaixo mostra a quantidade em (kg de PO₄) liberada por cada um dos processos abaixo para a lâmpada fluorescente. Manufatura 0.07144(kg de PO₄) Uso 0.00016(kg de PO₄) 22 http://www.infoescola.com/elementos-quimicos/oxigenio/ http://www.infoescola.com/biologia/ecossistemas-aquaticos/ Transporte 0.25357(kg de PO₄) Disposição final 0.00007(kg de PO₄) Total 0.32524(kg de PO₄) A tabela abaixo mostra a quantidade em (kg de PO₄) liberada por cada um dos processos abaixo para a lâmpada LED. Manufatura 0.04992(kg de PO₄) Uso 0.00005(kg de PO₄) Transporte 0.21461(kg de PO₄) Disposição final 0.00001(kg de PO₄) Total 0.26459(kg de PO₄) Conclusões Na manufatura das lâmpadas, a que se destacou com um menor índice de emissão em Kg de PO₄ foi a lâmpada incandescente, no uso a LED, transporte incandescente , disposição final a LED e no total de todos os processos, a lâmpada menos poluente é a LED. Eficiência Energética (lm/W) Definição Eficiência energética pode ser definida como a possibilidade de otimização no consumo de energia, ou seja, a utilização racional da energia gerada. 23 Existem dois fatores para o desperdício de energia, os físicos e inevitáveis e o mau aproveitamento da energia gerada, pois a energia que chega ao consumidor, nem sempre é devidamente aproveitada. Por meio da implementação de medidas e estratégias é possível combater o desperdício de energia gerado na produção, distribuição e utilização. A eficiência energética é calculada pela divisão entre o Fluxo Luminoso emitido (lm) e a Potência consumida pela lâmpada (W). É dada em lúmen por watt (lm/W). Dados A tabela abaixo mostra a eficiência energética de cada uma das lâmpadas. Tipo de Lâmpada Fluxo Luminoso Eficiência Energética Incandescente (60W) 338 (lm) 5.6333 (lm/W) Fluorescente (15W) 316 (lm) 21.0667 (lm/W) LED (4.5W) 160 (lm) 35.5556 (lm/W) Conclusões No quesito de eficiência energética a lâmpada com melhor desempenho é a lâmpada LED. Considerações Finais Diante da revisão integrativa apresentada, conclui-se primeiramente que são poucos os estudos de ACV publicados que utilizam como sistema de produtos as 24 lâmpadas incandescentes, fluorescentes e de LED, mesmo com a crescente preocupação com a questão energética, como também com a sustentabilidade de produtos e serviços, através da qual se busca minimizar os impactos ambientais associados. No geral, os impactos da lâmpada LED são significantemente menores que os da incandescente, cerca de 70% e aproximadamente 50% menor que a lâmpada fluorescente. Uma grande redução dos impactos ambientais que resultaria pela troca das incandescente. Reduções da ordem de 3 a 10 vezes são possíveis se lâmpadas mais eficientes como a fluorescente e LED forem adotadas. Essas reduções são em grande parte dadas pela redução na energia em uso. Portanto, substituição de lâmpadas menos eficientes (incandescentes) por lâmpadas com melhor desempenho energético (fluorescentes e LEDs) é válida do ponto de vista ambiental, diminuindo drasticamente os impactos quanto às categorias avaliadas, contribuindo não somente para a economia de energia, mas principalmente à diminuição de emissões de poluentes lançadas aos rios, solo e ar diariamente. Assim, recomenda-se que sejam realizadas avaliações de ciclo de vida para as lâmpadas incandescentes, fluorescentes e de LED a partir da situação energética brasileira, definindo-se a matriz energética utilizada, e considerando as matérias-primas e os dados de produção encontrados no país. Referências bibliográficas https://pt.wikipedia.org/wiki/Energia_nuclear http://www.infoescola.com/fisica/energia-nuclear/ http://brasilescola.uol.com.br/fisica/breve-historia-descoberta-neutron.htm 25 https://pt.wikipedia.org/wiki/Constante_de_Planck http://brasilescola.uol.com.br/geografia/principais-riscos-geracao-energia-nuclear-para- meio-ambiente.htm http://www.ebah.com.br/content/AAVBAAABeWEAI/energia-nuclear http://www.coladaweb.com/geografia/fontes-de-energia/energia-nuclear https://pt.wikipedia.org/wiki/Aquecimento_global http://www.infoescola.com/ecologia/eutrofizacao/ http://brasilescola.uol.com.br/biologia/eutrofizacao.htm https://ewertonluz.wordpress.com/2013/02/14/historia-das-lampadas/ 26 https://pt.wikipedia.org/wiki/Aquecimento_global http://www.infoescola.com/ecologia/eutrofizacao/ http://brasilescola.uol.com.br/biologia/eutrofizacao.htm
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