ANÁLISE DO DESEMPENHO DAS LÂMPADAS FLUORESCENTES COMPACTAS

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1 Anais do XIX Congresso Brasileiro de Automática, CBA ANÁLISE DO DESEMPENHO DAS LÂMPADAS FLUORESCENTES COMPACTAS PAULO R. F. DE M. BASTOS Departamento de Engenharia Elétrica da Universidade Federal da Bahia Rua Aristides Novis, 02 Federação, Salvador-BA, CEP s: Abstract Compact fluorescent lamps are widely accepted in the Brazilian market. Their consumption rates are indicated by a national quality stamp, obtained after an evaluation which follows rules designed by the National Bureau of Metrology. These rules define efficiency and safety standards, but don't mention sampling guidelines and set testing conditions, which is essential for compliance analysis. The following work tests the performance of some of these lamps, particularly in terms of electrical characteristics such as nominal power, power factor, luminous efficacy and current harmonic distortion. Two samples, each of them with 10 lamps (20W, 127V) from three different suppliers were tested, totalizing 60 lamps. The experiments also measured the changes of those electrical characteristics according to the voltage variation. In addition to the performance tests conclusions, the article also suggests a few changes to the current regulations of the National Bureau of Metrology concerning its lamp evaluation method. Keywords Compact Fluorescent Lamps, Quality, Compliancy of CFL, CFL Tests. Resumo As lâmpadas fluorescentes compactas têm grande penetração no mercado brasileiro e a avaliação visando obter a Etiqueta Nacional de Conservação de Energia tem regulamentação definida pelo Instituto Nacional de Metrologia. As Normas brasileiras tratam dos requisitos de desempenho e de segurança, entretanto para análise de conformidade não define ainda a amostra e condições requeridas. Este trabalho objetiva analisar o desempenho de tais lâmpadas, especialmente algumas características técnicas como a potência nominal, fator de potência, iluminância e distorção harmônica de corrente. São avaliadas duas amostras de dez unidades de 20 W, 127 V, originárias de três diferentes fabricantes, totalizando 60 lâmpadas testadas. Os ensaios envolveram outras tensões além da nominal, sendo analisadas características elétricas em função da variação de tensão. Além das conclusões quanto ao desempenho são apresentadas propostas para uma futura revisão das normas e da regulamentação técnica. Palavras-chave Lâmpadas Fluorescentes Compactas, Qualidade das LFC, Conformidade de LFC, Testes de LFC. 1 Introdução e metodologia Desde o racionamento de energia, ocorrido no Brasil em 2001, as lâmpadas fluorescentes compactas (LFC) aumentaram muito a penetração no mercado, e naquele ano promulgou-se a Lei que outorga ao Poder Executivo competência para estabelecer índices mínimos de eficiência energética para equipamentos. Entretanto, somente em 2006 foi aprovada a regulamentação, através da Portaria Interministerial No.132 (Interministerial, 2006). As normas brasileiras importantes, NBR e NBR-14539, são do ano 2000 e tiveram seu conteúdo técnico confirmado em 2010, sendo baseadas nas Normas IEC (ABNT, 2000). A avaliação de conformidade técnica dos produtos cabe ao Instituto Nacional de Metrologia, INMETRO, e a obtenção da Etiqueta Nacional de Conservação de Energia acontece após ensaios em laboratórios credenciados. Este trabalho objetiva analisar o desempenho das LFC conforme as normas em vigor, contribuir com sugestões a uma revisão da regulamentação, e estuda a variação de algumas características elétricas em função da tensão. Metodologicamente, foi feita leitura rigorosa das normas e regulamentos vigentes. Foi realizada uma pesquisa bibliográfica identificando-se que pouco tem sido publicado no país, e internacionalmente os estudos têm sido mais na área das harmônicas (NASSIF e ACHARYA, 2008) ou voltados para qualidade de energia (RIGO-MARIANI, 2010). Vi- sando a análise do desempenho foram adquiridas 140 unidades de LFC na tensão nominal de 127 V, potências de 20W e 15W para ensaios. Aqui são apresentados os resultados dos testes de sessenta destas LFC com potência de 20W de três fabricantes distintos. Foram medidas: potência, corrente, fator de potência, distorção harmônica de tensão e de corrente (estas com suas componentes), e iluminância a distâncias e ângulos definidos. A regulamentação vigente relativa à Etiqueta Nacional de Conservação de Energia (ENCE) define amostra de dez LFC. A Norma brasileira referente ao desempenho das LFC, NBR-14539, ainda não define a amostra (ABNT, 2000), porém por analogia com a norma IEC relativa a lâmpadas fluorescentes tubulares, NBR IEC 81/1997, optou-se por ensaiar 20 LFC por fabricante. Assim, os resultados dos testes da amostra total é subdividida em lote um e lote dois para ficar compatível com a quantidade regulamentada para efeito da ENCE. Foram feitos ensaios na tensão nominal de 127 V, e variando a tensão até os limites definidos pelo órgão regulador, abrangendo tensões nominais de outras regiões do país como as de 115 V e 120V. No item 2 faz-se uma síntese dos principais aspectos das normas e regulamentos, e analisa-se o desempenho. Apresentam-se conclusões específicas por lote e são feitas propostas para uma nova regulamentação, como, por exemplo, ser exigida uma maior amostra. No item 3 são verificadas características elétricas sob variação de tensão e finalmente são apresentadas as conclusões no item

2 Foi necessária nova calibração do medidor de grandezas compatível com o uso de alicate para pequenas correntes. Mesmo assim ao colocar o alicate foram usadas cinco voltas do condutor para que as leituras ficassem sempre acima de 5% da escala. Conforme ensaios verifica-se que as LFC de dois dos três fabricantes não estão conforme, e esses não deveriam usar as etiquetas de conservação. Os fabricantes não são identificados nominalmente; já foram enviadas correspondências aos mesmos ou seus serviços de atendimento ao cliente foram acionados. 2 Conformidade das lâmpadas fluorescentes compactas (LFC) 2.1 Aquilo estabelecido nas Normas e Portarias As normas brasileiras NBR e NBR estabelecem os requisitos de segurança e desempenho das LFC, respectivamente (ABNT, 2000). Tais normas estão baseadas nas normas IEC /88 e /88, e tiveram seu conteúdo técnico confirmado em A NBR abrange requisitos de segurança e as condições para demonstrar conformidade das LFC; assim, por exemplo, define que nas lâmpadas devem vir marcados: marca tensão, potência nominal, freqüência nominal, fator de potência (FP), temperatura do invólucro (Tc), faixa de temperatura ambiente para operação e corrente nominal (ABNT, 2010, pp.3-4). Estabelece ainda que se as lâmpadas são marcadas com uma faixa de tensão, a tensão nominal é tomada a média da faixa de tensão marcada, mas em Nota exige que as LFC comercializadas no país sejam medidas em 127 V ou 220 V. A NBR define as condições de ensaio de características elétricas e fotométricas, manutenção de vida útil, fluxo e condições de conformidade. Estabelece, por exemplo, que as condições elétricas e fotométricas iniciais devem ser avaliadas após 100 horas de uso, e que a potência não deve diferir em +15% da nominal. Já o fluxo luminoso inicial medido após 100 horas não deve ser inferior a 90% do fluxo nominal. Entretanto, infelizmente os requisitos para amostragem e conformidade ainda estão em estudo (ABNT, 2000, p.4). Para verificação de conformidade considera-se a Portaria 289 (INMETRO, 2006) e por não haver definição da amostra em Norma foi tomada como 20 LFC fazendo uma analogia com as quantidades definidas na NBR IEC 81/1997 relativa a lâmpadas fluorescentes tubulares; então, por exemplo, no ensaio de característica com o mínimo de 20 unidades segundo a IEC 81 caso o índice de defeitos do fabricante seja 5%, o que é desejável, se aceitaria até três LFC não conforme. Quanto a regulamentação para obtenção da Etiqueta Nacional de Conservação de Energia (ENCE), esta foi definida inicialmente em 2004 (INMETRO, 2004), mas ganhou força legal através Portaria Interministerial No. 132 (Interministerial, 2006) e Portaria No. 289 do Instituto Nacional de Metrologia, Normalização e Qualidade Industrial (INMETRO, 2006). Este último regulamento define que a amostra para o ensaio deve ser composta de 12 lâmpadas, das quais dez são para os ensaios de características elétricas, fotométricas e vida, enquanto as outras duas servem de contra prova e verificação das características durante a fase de acompanhamento da produção. Tal regulamento define 13 ensaios, sendo estes os mais importantes: eficácia luminosa (Lúmens/Watt, na Portaria eficiência ), temperatura de cor, fator de potência, inspeção visual e durabilidade da identificação das lâmpadas, fluxo luminoso e sua depreciação a horas, distorção harmônica total, equivalência de fluxo luminoso médio para comparação com lâmpada incandescente, e características elétricas, como a potência declarada (W), indicada na embalagem. Para unidades entre 15 W e 25 W inclusive, a eficácia mínima medida com 100 horas de funcionamento é 55 lm/w. Os índices mínimos de eficiência a horas de uso devem corresponder a 80% dos valores definidos para 100 horas. Nos ensaios a potência média medida deverá ser alterada pelo fabricante caso esta média ultrapasse de 5% para mais ou 10% para menos da potência declarada. Para obtenção da ENCE, poderá haver o máximo de duas (2) lâmpadas com variação da potência superior a 5% da potência média medida para mais (limitada a 10%), e até duas LFC com variação da potência superior a 10% da potência média medida para menos, limitada a 15%. Considerando que os laboratórios da Escola Politécnica não dispõem de equipamentos para medir o fluxo luminoso, e que os ensaios de vida útil demoram muito, os testes envolveram medição da potência (Watt), corrente (A), fator de potência, distorção harmônica total de corrente (DHTi, %) e suas componentes, e iluminância a distâncias e ângulos definidos. A iluminância foi medida apenas para comparar unidades de distintos fabricantes. A Figura 1 ilustra a bancada de testes montada no Laboratório de Eficiência Energética da Escola. Na sala de ensaios foram forrados os basculantes para não haver influência das luzes externas. Figura 1- Bancada no Laboratório de Eficiência. Foram usados os seguintes equipamentos: - Medidor de grandezas elétricas EMBRASUL, RE6000, medições até a 51ª harmônica e com alicates de corrente de 10 A. Precisão para freqüência, tensão e corrente nas faixas usadas é de 0,2%. Precisão do sensor de corrente 1,5% da leitura; 2497

3 - Luxímetros de fabricação Minipa, Modelo MLM-1010, na faixa de 2000 Lux (resolução 1 Lux), precisão de +4%; - Amperímetro de bancada, AC, 60 Hz, escalas de 1 A e 5 A, ferromóvel, tensão de ensaio de 2kV, classe de precisão 0,5%, fabricante Engro, série 71. Os subitens seguintes abordam os resultados dos ensaios e as conclusões quanto a conformidade. 2.2 Resultados dos ensaios das LFC 20 W de três diferentes fabricantes Os fabricantes são denominados de TT, XX e YY, e de cada um foram ensaiadas 20 LFC de 20 W, 127 V, sendo tratados como lote um e lote dois para estar compatível com a amostra de dez unidades estabelecida pelo INMETRO. Embora para os índices mínimos de fluxo luminoso a Portaria No. 289 (INMETRO, 2006) somente se refira às tensões de 127V e 220V, alguns fabricantes indicam faixa de tensão em suas embalagens. Os ensaios foram feitos em várias tensões que incluem a média da faixa e os limites de variação de tensão definidas pelo órgão regulador (Resolução 505, ANEEL, 2001) e, portanto abrangem as nominais de 115 V e 120 V que vigoram em algumas regiões do país. Os testes foram realizados com tensões desde 109 a 140 volts, servindo para estudar algumas características elétricas em função da variação de tensão. Neste subitem estão os resultados dos ensaios em 127 V. Com respeito à distorção harmônica total de tensão os ensaios foram realizados sempre com valores inferiores a 3,0%, em geral da ordem de 2,5% Ensaios das LFC 20 W do fabricante TT Na embalagem do produto do fabricante TT consta: potência 20W, 127V (90~130V), fluxo lumens, eficácia 65 lumens/w, vida útil de 8 mil horas, corrente de 258mA, fator de potência 0,55, índice de reprodução de cor (IRC) 80, luz branca 6500K, temperatura de operação na faixa de 5 a 45 o C, corrente de 258 ma e temperatura máxima do invólucro de 85 o C. A Tabela 1 mostra os resultados das medições, valores médios e desvio padrão (σ) para os dois lotes de dez unidades, sob tensão nominal de 127V. As componentes harmônicas indicadas são de corrente. Tabela 1 Medições das LFC 127V, 20W, fabricante TT. Lote Um Lote Dois Média σ Média σ Potência (W) 19,7 0,3 19,5 0,6 Fator de potência 0,64 <0,01 0,63 <0,01 Corrente (ma) DHT Corrente 83,4 1,0 86,3 2,0 (%) 3ª Harmônica (%) 68 0,8 70 1,8 5ª Harmônica (%) 27 1,2 30 3,2 7ª Harmônica (%) 10 1,1 9 1,0 9ª Harmônica (%) 18 0,7 17 1,5 Luxímetro1 (Lux) Luxímetro2 (Lux) O Luxímetro_1 está em posição frontal e a 28 centímetros da lâmpada ensaiada; o Luxímetro_2, num ângulo de 11 graus no sentido anti-horário a partir do eixo vertical, e a 52 centímetros da LFC. Segundo as Normas ABNT, todas as características de identificação requeridas na Base estão atendidas (NBR-14538, item5), porém dentre as informações complementares a conter na embalagem não é indicado o tempo para atingir 80% do fluxo luminoso normal, o que é uma não conformidade. Conforme ensaios, os maiores valores de potência absorvida da rede foram 20,3 (uma FLC do lote dois) e 20,1W (duas do lote um); os menores foram 18,1W e 18,6W, ambas no lote dois. O maior fator de potência registrado foi 0,639 (três LFC do lote um), e o mínimo de 0,627, uma unidade do lote dois. Para distorção harmônica total de corrente (DHTi) os valores medidos, máximo e mínimo, foram respectivamente 89,4% (uma do lote dois) e 80,9% (uma do lote um). Sob o critério de fator de potência e variação individual das potências os dois lotes testados estão em conformidade com o que estabelece a Portaria do INMETRO para concessão da ENCE. No total de 20 LFC da amostra, a corrente média medida (242mA) está 6,2% abaixo daquela declarada pelo fabricante. Para a DHT de corrente não há padrões requeridos. Como não se mediu o fluxo luminoso não foi avaliada a eficiência, entretanto as médias das iluminâncias medidas nos luxímetros apresentam valores intermediários comparativamente com unidades dos outros fabricantes. O fabricante TT marca na base da lâmpada e na embalagem a faixa de tensão de 90V a 130V; o ensaio na tensão média, 110V, resulta em potência média de 15,8W portanto já 21% abaixo da potência declarada, resultando não ser tal LFC adequada para esta tensão. Já para 120V a média foi 18,1W, próximo ao limite aceitável conforme Portaria INMETRO (até 10% inferior ao valor declarado). Na avaliação global de desempenho similar a IEC 81/97 seriam aceitas até três LFC dentre as vinte com potência excedendo a 5%+0,5W da declarada, ou abaixo desta tolerância. Assim, nos ensaios poderia haver até três LFC com potência superior a 21,5W, ou inferior a 18,5W. Para as LFC do fabricante TT só uma registrou potência inferior a 18,5W e nenhuma acima de 21,5W, o que significa que para a tensão 127V a amostra de 20 unidades atende aos requisitos da IEC 81. Porém, na tensão de 120V há 16 unidades com potência abaixo do limite caracterizando que este fabricante não deve manter na embalagem a faixa de V para este produto Ensaios das LFC 20 W do fabricante XX O fabricante XX assim especifica suas LFC: 20W, tensão V, fluxo lumens, eficácia de 58 lúmes/w, corrente nominal de 275mA, vida útil de 8 mil horas, fator de potência acima de 0,5 e temperatura de operação desde 5 a 40 o C. Na inspeção foi verificado que não é marcada na lâmpada a temperatura máxima do invólucro e que na embala- 2498

4 gem não consta o tempo para atingir 80% do fluxo luminoso, conforme requerido pelas normas brasileiras, além de informação importante como o IRC. Após os ensaios dos dois lotes de 10 unidades de LFC os resultados são vistos na Tabela 2. Tabela 2 Medições das LFC 127V, 20W, fabricante XX. Lote Um Lote Dois Média σ Média σ Potência (W) 22,0 0,7 21,7 0,4 Fator de potência 0,59 0,01 0,59 <0,01 Corrente (ma) DHT Corrente 117,6 6,0 118,6 2,5 (%) 3ª Harmônica (%) 84 1,7 83 0,8 5ª Harmônica (%) 61 3,1 60 1,8 7ª Harmônica (%) 36 3,2 36 2,4 9ª Harmônica (%) 17 2,2 19 1,8 Luxímetro1 (Lux) Luxímetro2 (Lux) A potência medida variou desde 20,6W (uma do lote um) até 22,9W (uma LFC também do lote um). O fator potência mínimo registrado foi 0,577 e o máximo 0,610, ambos em unidades do lote um. Quanto à DHT de corrente os valores máximo e mínimo medidos foram respectivamente 125,1% e 105,5%, ambos no lote um. Segundo aquilo estabelecido na Portaria 289 (INMETRO, 2006) referente ao de fator de potência e variação individual das potências os dois lotes ensaiados estão conforme para a Etiqueta de Conservação, mas a potência média medida foi 10,0% superior à declarada para o primeiro lote, e 8,5% maior no segundo lote; logo, segundo os requisitos da referida Portaria deverá o fabricante alterar a potência ou a tensão declarada. Concluindo, o fabricante XX não deveria fazer uso da ENCE. As iluminâncias médias registradas pelos dois luxímetros são maiores que aqueles relativos aos testes das LFC de mesma potência do fabricante TT; no geral, 6,7% acima para os valores medidos no Luximetro_1 e 9,9% para as medições do segundo. Tomadas as vinte LFC a corrente média medida (320mA) também é maior que o valor declarado. Considerando que o fabricante XX coloca na base da LFC a faixa de tensão V, foram realizados ensaios sob o valor médio da faixa, obtendo-se 20,8W e 20,6W como a potência média das medições de cada um dos lotes. Testando-se a amostra na tensão de 110V a média das potência medidas foi 19,3W, o que mostra que este fabricante está comercializando no país LFC projetadas para 110V e 120V, mas inadequadas para a nominal de 127V. Na avaliação em 127V, mas de modo análogo à IEC 81/97 seriam aceitas até três LFC com potência superior a 21,5W, ou inferior a 18,5W; porém, há 14 unidades fora destes limites levando a não conformidade da amostra Ensaios das LFC 20 W do fabricante YY Aparece na embalagem do produto do fabricante YY: potência 20W, V, fluxo lm, eficácia 55 lm/w, vida útil 3 mil horas, fator de potência >0,5, IRC 85, 6500K, temperatura de operação na faixa de 5 a 45 o C, corrente de 264 ma, freqüência 50/60Hz, TDH <150%, temperatura máxima do invólucro de 60 o C, e o tempo para atingir 80% do fluxo luminoso normal que é de 40s. Na inspeção visual aquilo que está na base da LFC atende ao exigido na NBR. Quanto aos ensaios dos dois lotes os resultados das medições, valores médios e desvio padrão (σ), são mostrados na Tabela 3. Tabela 3 Medições das LFC 127V, 20W, fabricante YY. Lote Um Lote Dois Média σ Média σ Potência (W) 20,8 0,8 20,5 0,7 Fator de potência 0,62 0,02 0,63 0,02 Corrente (ma) DHT Corrente 110,0 8,9 106,1 6,8 (%) 3ª Harmônica (%) 82 2,5 81 2,3 5ª Harmônica (%) 56 6,0 54 5,4 7ª Harmônica (%) 29 7,0 27 6,4 9ª Harmônica (%) 13 3,4 13 3,0 Luxímetro1 (Lux) Luxímetro2 (Lux) A LFC que registrou menor consumo, 19,2W é do lote dois e com maior consumo (21,9W) pertence ao lote um. O fator de potência máximo medido foi 0,652 e o mínimo foi 0,594, ambos em unidades do lote um. Para DHT de corrente os valores máximo e mínimo medidos foram 123,5% (uma LFC do lote um) e 97,3% (uma unidade do lote dois). Sob o critério de fator de potência e variação individual das potências os dois lotes testados estão em conformidade com o que estabelece a Portaria do INMETRO para obtenção da Etiqueta de Conservação, embora tenham sido encontradas duas LFC com potência entre 5% e 10% acima do valor médio do lote um. No total de 20 LFC da amostra, a corrente média medida (258mA) está bem próximo ao valor declarado de 264mA. A DHT de corrente deste e do fabricante XX apresentam valores bem acima daqueles do fabricante TT. As iluminâncias médias medidas em ambos os luxímetros são as menores dentre os três fabricantes; a média geral de 962 Lux do Luximetro_1 é 4,4% menor que aquela da amostra TT e 9,9% inferior às obtidas pelas LFC do fabricante XX. Tais lâmpadas são para uma faixa de tensão e no limite inferior da faixa (120V) a potência média de toda a amostra (20 FLC) foi de 19,5W, portanto dentro do desvio permitido. Na avaliação de desempenho de forma similar à proposta na IEC 81/97, em 127V há 3 LFC que solicitam potência maior que 21,5W estando no limite de tolerância admitido; nenhuma consumiu potência abaixo de 18,5W, logo, a amostra é conforme. 2.3 Conclusões relativas a conformidade O fabricante XX está usando a ENCE de modo irregular, especialmente no que concerne a potência média consumida. O fabricante TT não respeita a Norma Brasileira em relação às informações na embalagem. As unidades do fabricante YY são as únicas conforme, embora sejam as de menor vida útil. Segundo a Portaria 289 as NBR e NBR devem ser obedecidas, mas já na inspeção das 2499

5 características marcadas na base ou dentre as informações da embalagem das LFC, por ocasião das compras viu-se que unidades de vários fabricantes não se apresentam conforme: em geral não se marca na base a temperatura máxima do invólucro e na embalagem não consta o tempo para atingir 80% do fluxo luminoso. Outra informação importante, o índice de reprodução de cor não é indicado por alguns dos fabricantes. Dentre os fabricantes aqui analisados só as LFC de YY estão conforme. A não conformidade com respeito à potência declarada relativa ao fabricante XX significa que este deve declarar outro valor de potência ou tensão para as suas LFC. Isto porque a Portaria 289 estabelece já para o ensaio de concessão que a potência declarada, em watts, deverá ser alterada quando o valor de potência média medida ultrapassar de 5% para mais e 10% para menos da potência declarada. É uma pena que a NBR ainda esteja sem definir os requisitos de amostra e conformidade para avaliação do desempenho. Já as exigências da Portaria 289 poderiam ser mais rigorosas. Por exemplo, a amostra de apenas dez LFC é muito pequena para um produto que tem fabricação superior a centenas de milhares de unidades por ano, podendo tal amostra ser ampliada para um mínimo de 40 ou 80 tratandose estatisticamente o índice defeito ou não conformidade esperado pelo fabricante (cerca de 5% é aceitável) e o número permissível de unidades não conforme encontrado. Seria ter algo similar ao estabelecido na IEC-81/97 aqui usada comparativamente. O fator de potência está com um valor limite (0,5) muito inferior ao das LFC existentes no mercado; deste modo poderia ser maior como 0,60 no curto prazo e 0,70 em cinco anos, seguindo os melhores valores praticados. Afinal as distribuidoras estão atentas para cobrar excesso de energia reativa. Para a distorção harmônica total de corrente cabe o mesmo raciocínio de seguir as melhores práticas. As medições de iluminância das LFC de ambos os fabricantes divergem muito segundo ângulo, variando ainda com o número de filamentos das mesmas, e isto indica a necessidade de uso destas lâmpadas com luminária refletora para obter uma distribuição de luminosidade mais uniforme. 3 Características das LFC sob variação da tensão Embora a amostra de vinte LFC ainda seja estatisticamente pequena optou-se por analisar o comportamento de algumas das características elétricas sob variação de tensão. Como já foi colocado todos os ensaios e registros das grandezas ocorreram após o funcionamento das LFC por cem horas em torno da tensão nominal de 127V. Aqui são mostrados e analisados os dados referentes à potência consumida, ao fator de potência, às distorções harmônicas de corrente (DHTi). Os dados a seguir são relativos a valores médios da amostra total de 20 LFC de 127V, 20W, dos três diferentes fabricantes TT, XX e YY. O gráfico da Figura 2 ilustra a variação da potência média consumida sob variação de tensão. Verifica-se que a potência consumida cresce com a tensão de modo praticamente linear, especialmente para as LFC dos fabricantes TT e YY. 25,0 23,0 21,0 19,0 17,0 15,0 Figura 2. Potência média consumida (W) em função da tensão (V) A Figura 3 mostra o comportamento do fator de potência que decai um pouco com o aumento da tensão para as LFC dos fabricantes XX e YY, a uma taxa de 0,02 a cada 15 volts. O fator de potência das unidades do fabricante TT permanece praticamente constante com a variação da tensão. 0,66 0,64 0,62 0,60 0,58 0, Figura 3. Fator de potência versus tensão em Volts. A Figura 4 traz a variação da distorção harmônica total de corrente (%) em função da tensão Figura 4. DHT de corrente (%) em função da tensão (V). Vê-se que a aproximação linear representa bem tais curvas, e que a reta relativa à variação da DHTi com a tensão das LFC do fabricante TT pode ser dada pela equação DHT i TT = 30,95 + 0,687 V (1) Ainda com respeito à distorção harmônica de corrente, o gráfico da Figura 5 ilustra a DHTi e as componentes harmônicas terceira, quinta e sétima de modo a permitir uma comparação na tensão nominal de 127V. Assim, por exemplo, as LFC do fabricante XX apresentam uma DHTi de 118,1% em 127, daí serem representadas por XX_118,1, e as suas componentes harmônicas valem cerca de 83,6% a terceira, 60,4% a quinta e 35,9% a sétima harmônica. Verifica-se que as LFC do fabricante TT têm o menor valor de DHTi e de terceira harmônica. TT XX YY TT XX YY TT XX YY 2500

6 TT_86,8 XX_118,1 YY_108,0 Figura 5. Comparativo do DHT de corrente e harmônicas. 4 Conclusões Conclui-se que os fabricantes TT e XX cujas LFC de 20W, 127V, foram ensaiadas estão usando indevidamente a Etiqueta Nacional de Conservação de Energia. Um exame segundo a Portaria 289 (INMETRO, 2006) e as Normas NBR e NBR mostram que não atendem critérios de características a marcar na base, omitem informações nas embalagens, e as LFC de XX apresentam não conformidade com respeito à potência declarada. As LFC de YY apresentaram-se conforme. Pelo visto numa primeira inspeção da base e da embalagem por ocasião das compras, as LFC comercializadas no país não estão atendendo às Normas Brasileiras. É preciso com urgência que a ABNT defina a amostra e as condições para análise das características de desempenho. Como sugestão, a amostra deve ser significativa estatisticamente e não 12 unidades como requer a Portaria do INMETRO, bem como as LFC devem ser adquiridas no mercado e comparadas com lote fornecido pelo fabricante. Tais amostras poderiam ter ao menos 40 ou 80 LFC, e com respeito ao desvio entre a potência media medida e a declarada as faixas de tolerância menores que os hoje exigidos na Portaria 289. Aqui não são propostos valores concretos, pois isto deve ser definido em um fórum mais amplo e dentro de requisitos estatísticos mensuráveis como erro e intervalo de confiança. Verificou-se que embora a potência das LFC não varie como as incandescentes com o quadrado da tensão, o crescimento é linear, apresentando característica de carga com corrente constante. O fator de potência decai e a DHT de corrente cresce em função da tensão, ambos de forma praticamente linear. Em termos de requisitos, os valores observados para o fator de potência estão bem superiores ao limite das Normas, entretanto tais valores limites já poderiam ser revistos buscando-se no médio prazo um índice mais alto, acompanhando a tendência das melhores práticas. O mesmo pode-se objetivar para a distorção harmônica total de corrente e suas componentes. Como trabalhos futuros será analisado em breve o desempenho de LFC de 15W, inclusive com amostras mais significativas, e possivelmente serão realizados estudos similares envolvendo outros equipamentos eletrodomésticos. 3a 5a 7a Agradecimentos Aos alunos Rafael Marques, Mariana S. Barreto, Manoel Santos Barreto Junior e Gilvan Farias da Silva que colaboraram na realização dos ensaios. Os dois primeiros voluntariamente, e os outros como bolsistas do Programa Permanecer/UFBA. Referências Bibliográficas Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT, 2000): Norma NBR Lâmpadas fluorescentes com reator integrado à base para iluminação geral - Requisitos de segurança, 2000; Norma NBR Lâmpadas fluorescentes com reator integrado à base para iluminação geral - Requisitos de desempenho, 2000; Norma NBR IEC81 Lâmpadas fluorescentes tubulares para iluminação geral, Instituto Nacional de Metrologia, Normalização e Qualidade Industrial INMETRO, do Ministério do Desenvolvimento, Indústria e Comércio Exterior: Regulamento Específico para Uso da Etiqueta Nacional de Conservação de Energia (ENCE), Lâmpadas Fluorescentes Compactas, ou Similares, Revisão 00, de ; Portaria n.º 289, de 16 de novembro de 2006, ou Regulamento de Avaliação da Conformidade de Lâmpadas Fluorescentes Compactas com Reator Integrado, Revisão 01, de ; Portaria n.º 489, de 08 de dezembro de Interministerial, Ministério de Minas e Energia, Ministério da Ciência e Tecnologia, Ministério do Desenvolvimento, Indústria e Comércio Exterior. Portaria Interministerial No 132, de Nassif, Alexandre B., Acharya, J. (2008). An Investigation on the Harmonic Attenuation Effect of Modern Compact Fluorescent Lamps. 13th International Conference on Harmonics and Quality of Power -ICHQP 2008, pp 1-6. Rigo-Mariani, R., Rayudu, R. K., Member, IEEE, Mike S. Witherden, M. S., and Edmund M-K. Lai, E. M-K. (2010). Power Quality Indices of Compact Fluorescent Lamps for Residential Use A New Zealand Study. Anais da IEEE TENCON, November, Fukuoka, Japan. 2501