segunda-feira, 31 de janeiro de 2011

A Época do kW/h

Durante meus anos coordenando o vestibular da Unicamp eu recomendei sempre que os candidatos lessem jornais e revistas para se manterem informados. Mas tenho ficado surpreso pela baixa qualidade das matérias que envolvem ciência. Um amigo jornalista uma vez me corrigiu ironizando sobre o fato de eu entender melhor os assuntos ligados à ciência que os demais...
Aqui registro mais um de uma longa lista. A revista Época da semana passada publicou um diagrama para explicar a nova iluminação do Cristo Redentor no Rio que é um amontoado de erros e equívocos.
A partir de 1º de março o Cristo será iluminado por LEDs. Época se atrapalha ao tentar explicar o que é um LED. Segundo ela, as lâmpadas comuns "tem filamentos que propagam calor e se queimam. A luz se dispersa mais facilmente." Já o LED "é baseado em um condutor elétrico (diodo). A luz é dirigida, melhorando o foco."
Se você consegue entender alguma coisa a partir dessa explicação deve ser um gênio.
O que a revista queria dizer é que o funcionamento das lâmpadas de filamento é baseado na radiação térmica emitida devido à alta temperatura do filamento (cerca de 2800 a 3000ºC). Somente uma pequena parte da energia emitida corresponde à parte visível do espectro eletromagnético, sendo o resto perdido na forma de calor. É possível modelar a emissão do filamento como se esse fosse um corpo negro.
Isso caso o Cristo ainda fosse iluminado por lâmpadas de filamento. Há décadas a iluminação é feita por lâmpadas de haletos metálicos, nas quais a luz é resultado de uma descarga elétrica em um gás a alta pressão, que são muito mais eficientes. Não há filamento aquecido, mas um arco de alta voltagem. Essas lâmpadas emitem algum calor devido à alta potência dissipada no arco, mas muito menos do que as lâmpadas de filamento.
Já os LEDs baseiam-se na emissão de luz devido à recombinação de portadores em uma junção de semicondutores. Essa emissão tem um espectro bastante estreito comparado às lâmpadas de filamento e de descarga de gases e por isso são ainda mais eficientes. Praticamente toda a energia é emitida na forma de radiação visível.
Pode piorar? Claro que sim. Quando Época decide explicar a sustentabilidade a confusão só aumenta. Eles desenham um diagrama mostrando corretamente que atualmente as lâmpadas (que não são de filamento!) emitem luz e calor para frente. Na verdade elas emitem em todas as direções mas um refletor atrás da lâmpada projeta toda a radiação para frente. Mas segundo eles nas lâmpadas LED a luz sai pela frente e o calor por trás. Como elas conseguem essa façanha é impossível saber. Desconfio que isso seja resultado de um entendimento muito raso do processo por parte de quem fez o diagrama. Os LEDs também emitem calor em todas as direções, mas a quantidade de calor emitida é muito pequena comparada com a energia luminosa.
E a pérola maior: o consumo. Segundo a revista o consumo vai cair de 72 para 17,2 kW/h. Potência (medida em kW) por unidade de tempo (medida em horas) é uma grandeza sem significado nesse contexto.
É possível entender de onde vem essa confusão. A concessionária de energia elétrica cobra pela energia que fornece, não pela potência. Ela usa uma unidade prática de energia que é o kWh (kW*hora, e não kW/hora). Um kWh corresponde a um dispositivo com 1000 W de potência operando durante uma hora. Por exemplo, um banho de 12,5 minutos (0,208 hora) em um chuveiro elétrico de 4800 W consome 1 kWh. Um banho de 25 minutos no mesmo chuveiro elétrico na posição "verão", de 2400 W consome também 1 kWh.
O que a revista provavelmente queria dizer é que a potência do novo sistema de iluminação é de 17,2 kW. O /h apareceu para o consumo ficar parecido com a conta de luz. Só que kW/h é muito diferente de kWh.
Enfim, um assunto que poderia ser esclarecedor numa das mais importantes revistas semanais brasileiras virou uma peça de desinformação com uma seqüencia de erros primários. Uma revista desse tamanho poderia, a exemplo de similares estrangeiras, pagar um bom consultor científico.

Update: Numa parceria inédita, há uma continuação muito aprofundada desse post no ótimo Física na Veia!

4 comentários:

prof. Dulcidio disse...

Na mosca Leandro!
Infelizmente, a nossa querida Física tem sido bastante maltratada!
Coincidência (ou não) acabo de publicar post sobre um erro conceitual de Física no livro "Bilionários Por Acaso" que serviu de base para o roteiro do filme "A Rede Social" indicado para o Oscar 2011. Tá lá no Física na Veia! (www.fisicanaveia.com.br).
Abração!

Roberto G. S. Berlinck disse...

Caro Leandro,

O lado muito bom de tua postagem são teus esclarecimentos, cristalinos como a luz da manhã em um dia sem nuvens. O lado ruim é a "pseudo-divulgação científica" feita pelos meios de comunicação (escritos, digitais, televisivos), a qual, infelizmente, traz muito pouco de novas informações, pois tais fatos são repetidamente observados, ano após ano há anos.
Às vezes me dá a impressão que os jornalistas são lenientes, e não se dão ao trabalho de procurar colegas mais esclarecidos sobre assuntos científicos ou, neste caso, procurar alguém que realmente entenda do assunto.
O problema também é que muitos jornalistas acham que não precisam fazer nada disso, pois provavelmente acham que para o público em geral não faz a menor diferença se a informação é precisa e de qualidade, ou não.
Bom, se não fizesse (diferença), as revistas de divulgação científica não estariam vendendo tanto como estão atualmente. E realmente estão. Porque isso? Porque as pessoas estão buscando informação de qualidade, confiáveis e fidedignas.
Até quando a mídia (usando um termo que a Marilena Chauí gosta de usar para designar os meios de comunicação de massa do Brasil) vai ignorar a necessidade de aprimorar a qualidade da informação científica que tenta transmitir para seus leitores-espectadores-navegantes (da internet)?

É duro.

abraço,
Roberto

Marina Sestito disse...

Olá!

Sempre fugi das aulas de Física no colégio, mas achei a sua postagem muitíssimo interessante e esclarecedora. Acabei caindo aqui enquanto procurava sobre a eficácia das lâmpadas de Led. Sou do Conselho Consultivo do meu prédio e estamos tendo uma dificuldade absurda pra escolher o melhor equipamento para instalação de luzes de emergência. Consultamos vários profissionais (eletricistas, e não físicos, infelizmente) e cada um indica um equipamento diferente. O último rapaz afirmou que as luzes de led são extremamente sensíveis e que queimam com a menor variação de eletricidade (e disse também que isso era bem comum de acontecer), e desde então estamos num debate infinito com direito a quase-barracos entre senhorinhas do Conselho. Foi nesse momento que me arrependi de não ter dado mais atenção aos meus professores de Física. Realmente, agora esse conhecimento está fazendo falta. Você poderia me dizer se a informação fornecida pelo eletricista corresponde com a realidade? Existe mesmo essa súbita variação de eletricidade? As luzes de Led podem sim queimar a qualquer momento? (As luzes não, acho que o problema seria nas baterias, que são alimentadas pela tomada e que teriam autonomia somente quando acabasse a luz no prédio.) Enfim, não sei se fui muito clara na minha questão. Agradeço desde já e parabenizo mais uma vez pela clareza do texto.

Leandro R. Tessler disse...

Marina,
Que ótimo seu comentário!
Deixe-me tentar ajudá-la à luz do que se sabe sobre fontes de luz. Eficiência de uma fonte de luz é dada pela intensidade de luz visível por unidade de potência. Em geral isso é expresso em lumens/W. Também é importante sabermos qual o tempo médio antes de falhar ou MTBF (Mean Time Before Failure) como os engenheiros chamam. Segundo a Wikipedia, as figuras são as seguintes para diferentes fontes de luz:
Incandescentes emitem 17 lumens/W, MTBF=1000h.
Fluorescentes emitem 60 lumens/W, MTBF até 20000h.
LEDs emitem até 75 lumens/W com MTBF até 30000h.

Portanto seu eletricista está enganado. Os LEDs apresentam o menor consumo e a maior vida útil, sendo portanto a melhor opção para seu sistema de luzes de emergência. Vale notar que a tecnologia de LEDs está evoluindo rapidamente, e talvez seu eletricista se refira a gerações anteriores de LEDs.

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