Lâmpadas subaquáticas

Autor: Eng. Sandro Costo

Para melhor compreender as diferenças entre os sistemas de iluminação, vamos começar pelo glossário.

diferença potencial
O termo diferença de potencial refere-se a uma grandeza, medida em volts (V), que representa a diferença entre um ponto com um determinado potencial elétrico e outro ponto de referência. Essa grandeza é chamada de voltagem. Tomando como exemplo uma bateria como aquelas pequenas baterias quadradas que todos nós já usamos pelo menos uma vez em nosso rádio portátil, despertador ou outro dispositivo, podemos ler em sua carcaça que se trata de uma bateria de 9 volts. Isso significa que a bateria é capaz de criar uma diferença de potencial, ou voltagem, entre seus eletrodos (+ e -) igual a exatamente 9 volts.

Corrente elétrica
A corrente elétrica (I) é o fluxo de corrente através de um condutor por unidade de tempo. Ela é medida em amperes (A).

Energia elétrica
A potência elétrica é uma grandeza composta pelas duas grandezas anteriores e é medida em Watts (W). A fórmula para calcular a potência a partir da diferença de potencial e da corrente é a seguinte:
W = V * I
A potência é derivada do trabalho realizado durante uma unidade de tempo. A unidade de trabalho é o Joule e a unidade de potência é o Watt: 1 Joule por segundo corresponde a 1 Watt (W = J/s).

A luz

Como você pode ver, os lúmens estão relacionados à potência da lâmpada (watts), mas a iluminância (lux) é dada por
lm/m^2 e por essa razão, lanternas com parábolas diferentes fornecerão níveis de iluminação diferentes para a mesma potência: portanto, uma lâmpada de 100 W com uma parábola de 8° terá um feixe muito mais compacto, brilhante e penetrante do que uma com uma parábola de 100°, que, no entanto, iluminará uma área muito maior, fig. 1.

Tipos de lâmpadas

As lanternas subaquáticas dividem-se principalmente em três tipos principais:

1. Halogênio

2. CONDUZIU

3. HID

1. Halogênio

Definição: qualquer lâmpada de vidro que possui um filamento interno (normalmente de tungstênio ou similar) e que emite luz segundo o princípio da incandescência (o princípio pelo qual o fogo se desenvolve) aplicando-se uma voltagem diretamente aos polos.
As lâmpadas halógenas, se preferir, são SEMPRE construídas com um filamento interno que se desgasta progressivamente: não importa quanto tempo a lâmpada fique acesa, o filamento se torna incandescente (ou seja, emite luz) e, à medida que isso acontece, mais e mais átomos de tungstênio se desprendem dele, até que, quando se torna muito fino, se rompe e interrompe o processo de incandescência (ou seja, a lâmpada queima). Disso, é óbvio que é apenas uma questão de tempo. Fatores como o tempo e as condições de uso, ou a qualidade da construção da lâmpada, geralmente determinam sua vida útil. A mesma lâmpada, portanto, pode durar desde um período insignificante até um período infinito. Para retardar esse processo de desgaste do filamento ao longo do tempo, descobriu-se que preencher a lâmpada halógena com gases como o xenônio prolonga ligeiramente sua vida útil. Os átomos evaporam do filamento de tungstênio e se combinam com átomos de halogênio, formando um composto gasoso que retorna ao filamento incandescente, redepositando os átomos de tungstênio. Os átomos de halogênio ficam então livres para se recombinarem com os átomos de tungstênio. Esse ciclo, chamado regeneração, é o segredo da longa vida útil desse tipo específico de lâmpada incandescente.
As lâmpadas halógenas são certamente as mais comuns disponíveis no mercado; elas vêm em uma ampla variedade de tipos e potências. De modo geral, para mergulho recreativo/avançado sem necessidades especiais, 50 W com uma autonomia de 50/60 minutos é suficiente; obviamente, 100 W é melhor, mas aumentar a potência reduz a autonomia ou aumenta o custo de baterias maiores. Lâmpadas de xenônio são frequentemente usadas em halógenas, produzindo uma luz muito mais branca (em torno de 3500 K).

2. Lâmpadas LED

O termo "LED" é uma sigla para "Light Emitting Diode" (Diodo Emissor de Luz). Os LEDs consistem em uma junção PN feita de arseneto de gálio ou fosfeto de gálio, ambos materiais capazes de emitir luz quando submetidos a uma corrente elétrica; o valor dessa corrente varia entre 10 e 30 mA.

O funcionamento do LED baseia-se no fenômeno denominado “eletroluminescência”, devido à emissão de fótons (na faixa visível ou infravermelha) produzidos pela recombinação de elétrons e lacunas, quando a junção é polarizada na direção direta.
Os LEDs possuem um terminal positivo e um negativo e, para funcionar, devem ser conectados a um circuito respeitando essa polaridade. O terminal positivo geralmente é o mais comprido, mas você pode identificá-lo com certeza segurando a parte interna do LED contra a luz: como você pode ver na figura, o eletrodo positivo é fino e tem formato de lança, enquanto o eletrodo negativo se assemelha a uma pequena bandeira.
Ao usar um LED, é sempre necessário colocar um resistor em série com ele para limitar a corrente que o atravessa e evitar que se danifique; a queda de tensão em um LED pode variar de 1,1 a 1,6 V, dependendo do comprimento de onda da radiação emitida (comprimentos de onda mais curtos correspondem a uma queda de tensão maior).
As lâmpadas LED têm duas grandes vantagens: maior duração da bateria e resistência a impactos. Isso certamente as torna uma solução muito vantajosa para iluminação de reserva e para situações que exigem longa duração da bateria, como em cavernas. Durante mergulhos diurnos, no entanto, elas não oferecem o mesmo desempenho que as lâmpadas halógenas.

3. Lâmpadas HID
(Descarga de Alta Intensidade)

Essas são lâmpadas sem filamento metálico. Dois eletrodos imersos em atmosfera de xenônio são conectados aos dois polos do circuito elétrico. A descarga eletrônica entre os dois produz uma luz muito intensa, cerca de duas vezes mais intensa que a das lâmpadas halógenas, e extremamente branca (a ponto de parecer azulada). Por não possuírem filamento, essas lâmpadas duram mais que as convencionais (ainda assim, cerca de duas vezes mais) e consomem 70% menos energia. Elas precisam ser reguladas por uma unidade de controle eletrônico para evitar danos causados ​​por flutuações de tensão.
As lâmpadas HID são muito mais eficientes do que as lâmpadas halógenas e Xenophot; sua emissão de luz também é muito alta: uma HID de 35W com 3500 lúmens equivale a 100 lm/W, enquanto para halógenas não reforçadas (que duram cerca de 2000 horas) temos cerca de 25 lúmens/watt; halógenas reforçadas, por outro lado (elas duram cerca de 50 horas e muitas lâmpadas subaquáticas funcionam dessa maneira) têm cerca de 35 lúmens por watt.
Pode-se deduzir, em primeira aproximação, que os faróis HID têm um desempenho 4 vezes maior e, portanto, com a mesma bateria, permitem quadruplicar a autonomia.
Por outro lado, as lâmpadas HID apresentam algumas desvantagens: em primeiro lugar, o custo, já que só a lâmpada pode custar mais de 100 euros! A unidade de controle eletrônico custa cerca de 200 euros. É verdade que se economiza na bateria, mas as voltagens envolvidas variam entre 6000 e 30000 volts e, portanto, tudo é extremamente sensível à umidade: mesmo uma pequena quantidade de água condensada gera arcos elétricos que causam danos irreparáveis ​​aos componentes eletrônicos, resultando em perdas financeiras significativas.

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