Autoentusiastas Autoentusiastas Autoentusiastas Autoentusiastas Autoentusiastas Autoentusiastas Autoentusiastas Autoentusiastas HELLA, MESTRE DAS LUZES – Autoentusiastas
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Depois de focarmos a História da Hella, ficou claro que a empresa começou tendo o ramo de iluminação como seu primeiro negócio, e que seu nome e história diante do público em geral foi feito quase totalmente  com esse tipo de item.

Uma boa parte da fama vem de provas de competição automobilística feitas quase totalmente em ambientes complicados, como os ralis e o fora-de-estrada. Neste último, por exemplo, um farol Hella instalado em um jipe é algo certamente muito útil e alvo de desejo de quem não tem nada parecido.

Desde o início sendo um dos líderes na tecnologia da distribuição da luz, seja com lâmpadas incandescentes, halógenas, de xenônio ou LED, e fornecedor das principais fábricas de veículos no mundo, a Hella sempre procura ter produtos que vão além do que a concorrência oferece, com eficiência tanto em desempenho de iluminação quanto de durabilidade, característica que é a verdadeira diferença entre fidelizar o cliente final ou perdê-lo.

Nos ralis, boas luzes significam tempo a menos (automobilsport.com)

Nos ralis, boas luzes significam tempo a menos (automobilsport.com)

Para entender melhor esse tão vital item de um veículo, independente de quantas rodas e de qual uso seja feito dele, vamos descrever os diferentes tipos de geradores de luz utilizados atualmente.

Uma lâmpada deve ser considerada uma peça de desgaste, com uma vida útil determinada. Esse componente faz parte de um conjunto de iluminação, e seu perfeito funcionamento depende de todo o sistema do farol ou lanterna. Sendo uma fonte de luz por onde corrente elétrica circula e calor é gerado, são também radiadores térmicos que convertem a energia elétrica em calor e luz.

Um conceito básico no assunto iluminação é entender a temperatura da cor,  medida em Kelvin (K), muitas vezes dito e escrito erroneamente “graus Kelvin”. Temperaturas da cor acima de  5.000K são chamadas de cores frias (branco azulado), e temperaturas mais baixas entre 2.700K e 3.000K são chamadas de cores quentes (branco avermelhado). Quanto maior a temperatura da luz, mais próxima da cor azul ela se aproxima, e esse é o conceito fundamental, já que é a tonalidade o resultado da temperatura da cor, e não o calor da lâmpada. Uma lâmpada incandescente, as mais antigas e tradicionais, com filamentos que se aquecem até o estado de incandescência,  possui uma temperatura de cor próxima de 2.700K, tendo luz mais avermelhada do que a lâmpada de xenônio, que se aproxima mais do azulado.

 

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Escala de temperatura da cor, relativa à tonalidade, não ao calor emitido

Os tipos de lâmpadas que são usados em veículos automotores são a incandescente, a halógena, a de descarga de gás de alta intensidade, abreviados por HID e conhecidas como xenônio (ou xênon), e os diodos emissores de luz (light emmiting diode), abreviados como LED.

 

Lâmpadas  incandescentes

Neste tipo de lâmpada, a energia elétrica passa por um filamento de tungstênio, gerando calor e luz. São ainda muito aplicadas em usos de pequenas unidades, como lanternas de posição e sinalizadores de mudança de direção, mas estão gradualmente desaparecendo com o passar do tempo.

Além disso, as partículas de tungstênio evaporado escurecem consideravelmente a  lâmpada (ver imagem abaixo) reduzindo a saída de luz e sua vida útil, ficando com o vidro turvo ou escurecido por dentro, diminuindo a luminosidade.

Os fatores que prejudicam a luz são o estresse mecânico devido a impactos e vibrações, altas temperaturas,  o ciclo de processo de ligar/desligar a lâmpada, os picos de tensão e alta luminância devido à extrema densidade do filamento.

 

Lâmpadas halógenas

Têm um filamento com liga conhecida como wolfrâmio, cujo material básico é o tungstênio, mas o ambiente dentro do bulbo é preenchido com um gás do grupo halógeno, formado por mistura de iodo e bromo, que resistem a alta temperatura. A função do gás é reduzir o escurecimento do vidro da lâmpada, tornado a intensidade da luz constante mesmo com o passar do tempo de uso. Há também o refletor metálico, posicionado para controlar o feixe de luz de forma a evitar ofuscamento, direcionando a energia luminosa para a área que interessa. Na extremidade frontal do vidro há uma aplicação da proteção anti ofuscante de alta qualidade que não se desprende, mesmo em altas temperaturas. Serve para impedir a saída direta do fluxo luminoso e evitar ofuscamento.

O ciclo do  halogêneo explica porque a lâmpada não fica opaca. A corrente elétrica ao passar pelo filamento gera calor e com isso luz. Com o calor, o metal do filamento de tungstênio se evapora. O halogêneo, presente no interior da lâmpada, permite que a temperatura do filamento chegue próximo dos 3.400 ºC, gerando mais luz.   O vapor do tungstênio em contato com o halogêneo forma um gás transparente que, ao se chocar com o filamento em altíssima temperatura, ocorre uma reação química e o tungstênio volta a se depositar no filamento.

Com a adição de pequena quantidade de átomos de halogêneo, reduziu -se o fato de escurecer o vidro da lâmpada. Em um processo cíclico, foi possível o funcionamento com uma temperatura mais alta e por mais tempo, aumentando a vida útil da lâmpada. Simples e genial.

 

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Halógena bastante comum, H4, com seus componentes

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O ciclo dentro do bulbo

 

Lâmpadas xênon

As lâmpadas de descarga de alta intensidade  (HID – high intensity discharge lamp) possuem em seu interior o gás xenônio. Um reator gera uma alta tensão elétrica que produz um arco voltaico no gás, muito brilhante. Sua eficiência é em média 3,5 vezes maior que uma lâmpada de halogênio. A densidade do gás e a pressão com que ele se encontra dentro do invólucro determinam em muito a eficiência e durabilidade da lâmpada. Esse tipo de característica construtiva é parte do segredo de cada fabricante, e não é possível sabê-los de forma pública.

Graças à aplicação de um reator (gerando até 23.000 V no caso da 3ª geração), os gases entre os eletrodos da lâmpada (gás xenônio inerte e outros gases) se ionizam e produzem um arco de luz extremamente forte. A lâmpada só alcança seu brilho máximo após alguns segundos, quando todo o gás dentro da lâmpada se ioniza. Uma tensão de 85 V mantém o brilho e um consumo de 35 W.

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A lâmpada HID opera com grandes tensões

 

LED

O LED é um diodo emissor de luz. Diodos são componentes eletrônicos formados por um material separado em uma área com excesso de elétrons e outra com “buracos “ nos átomos. Ele é polarizado, deixando passar corrente apenas em um sentido, onde a energia elétrica excita os elétrons, que buscam os buracos e emitem luz. Como há esse movimento de elétrons, é gerado calor, que precisa ser controlado para evitar degradação rápida. Este é o fator limitante dessa tecnologia, e quanto mais frio estiver o LED, produzirá mais luz.

Para manter temperaturas adequadas, usa-se dissipadores ou ventiladores. Pode-se descobrir novas características dos faróis de LEDs em baixas temperaturas. Muito frio, pode fazer a emissão de luz ser maior do que permitem as normas dos diversos mercados, o que faz necessária a aplicação de calor no farol, já que a radiação infravermelha emitida pela luz dos LEDs é pequena e não aquece a lente e muitas vezes nem a carcaça.

Por ter pequenas dimensões, a aplicação em iluminação automobilística é muito atraente. Iniciando-se pelas DRL (Daytime Running Lights), as luzes que se acendem durante o dia automaticamente sempre que o motor entra em funcionamento, que na primeira impressão pode ser notado como um componente estético do veículo, mas que é um item de segurança que vem se tornando obrigatório em alguns mercados. Sua utilidade se dá em função do aumento da percepção humana à presença de um veículo já a grandes distâncias.

Isso permitiu a maior segurança para pedestres principalmente, que por não estarem dirigindo, não têm a tendência a prestar atenção em veículos, também por não haver mudança de característica ou posição deste quando se movimentando, exceto pelas rodas, diferente de seres vivos, que sempre movem alguma parte do corpo quando se deslocam, como as pernas, asas ou caudas.

Já presente em praticamente todas as marcas de automóveis e ganhando espaço de aplicação até mesmo em modelos de preços medianos, os LEDs são o estado-da-arte da iluminação, e serão a cada dia mais comuns, com vantagem de consumo de energia e segurança, facilidade para os estilistas pelas pequenas dimensões e durabilidade elevada.

hi and low led

Farol de LED em forma básica

 

Marcações no corpo das lâmpadas

Muito importante e útil é conhecer as inscrições encontradas nas lâmpadas. Isso é fundamental para se saber o que temos no nosso veículo e entender o que pode ser usado para substituir sem prejuízo no desempenho do elemento de iluminação. Normalmente estão estampados ou gravados o nome do fabricante, a tensão nominal de acordo com a norma européeia ECE 37, onde podemos ter 6 ou 6 V, 12 ou 12 V, 24 ou 24 V. O modelo da lâmpada, que pode ser H1, H4, H7, P21 W, além de outros,  representam a descrição internacional da categoria da ECE nas lâmpadas standard, por exemplo, 55 W.  Também existe a indicação de qual país a lâmpada foi homologada, estando dentro das leis internacionais de construção e segurança. E1, por exemplo, significa que é aprovada para todos os mercadis europeus e “1” representa a Alemanha, país onde a lâmpada foi homologada.  Além disso, a sigla “DOT” significa que também  está aprovado para o uso no mercado americano, e a  letra “U“ significa de lâmpadas com  UV-reduzido, de acordo com ECE, para os casos de faróis com lentes de plástico, por exemplo.

Alguns modelos de lâmpadas não possuem espaço o suficiente para todas as marcações. Neste caso são impressos somente as informações obrigatórias: fabricante, potência, marca de teste e marca de homologação.

 

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Inscrições para entender e não cometer erros nas trocas

 

Dicas práticas

A vida útil e eficiência luminosa, entre outras características, estão diretamente relacionadas a tensão de alimentação. Por este motivo, alguns veículos utilizam resistores para evitar que a tensão de alimentação não ultrapasse 13,2 V, já que na grande maioria dos sistemas de 12V, o alternador gera até 13,5 V ou próximo disso, e tensões dessa ordem poderiam danificar a lâmpada.

Por outro lado, a baixa tensão (devido a um alternador defeituoso, por exemplo) significa exatamente o contrário. A luz tende a ficar avermelhada e a eficiência luminosa é bem pior, sendo um defeito que deve ser corrigido o mais rápido possível, pois a bateria poderá ficar sem carga suficiente para a partida.

Os faróis de xenônio requerem uma alta tensão para seu funcionamento. Por este motivo, todos os cabos elétricos do sistema devem ser desligados antes de fazer qualquer manutenção neste tipo de farol.

Ao substituir a lâmpada, evite tocar no vidro, pois a oleosidade dos nossos dedos, além da sujeira, pode impregnar no vidro causando manchas opacas (devido à alta temperatura) que irão atrapalhar o direcionamento da luz.

As lâmpadas de xenônio possuem gases que podem causar mal ao ser humano. Por isso, caso tenha que manusear um farol quebrado, procure fazer em ambiente arejado. As lâmpadas do tipo D3 e D4 não contém mercúrio, por este motivo não causam mal ao meio ambiente. As lâmpadas halógenas não possuem gases tóxicos e por isso podem ser descartadas em lixo comum.

A HELLA sempre recomenda a troca do par de lâmpadas, para desempenho ótimo no veículo, sem desequilíbrios.

Fotos: Hella, exceto onde indicado

JJ

Sobre o Autor

Juvenal Jorge
Editor Associado

Juvenal Jorge, ou JJ, como é chamado, é integrante do AE desde sua criação em 2008 e em 2016 passou a ser Editor Associado. É engenheiro automobilístico formado pela FEI, com mestrado em engenharia automobilística pela USP e pós-graduação em administração de negócios pela ESAN. Atuou como engenheiro e coordenador de projetos em várias empresas multinacionais. No AE é muito conhecido pelas matérias sobre aviões, que também são sua paixão, além de testes de veículos e edição de notícias diárias.