Em época de verão os semáforos localizados nas principais vias das cidades brasileiras costumam apresentar com maior frequência problemas que, além de causar transtornos aos motoristas, podem ocasionar graves acidentes de trânsito.
Com a incidência frontal dos raios solares nos semáforos convencionais, os refletores posicionados atrás do conjunto óptico fazem com que os raios sejam refletidos na direção do motorista. Isso, em conjunto com as lentes coloridas, cria a sensação de falso aceso das cores sinalizadas – o chamado “efeito fantasma”. E em dias de fortes chuvas ou quando há queda de energia, os equipamentos costumam entrar em pane, podendo permanecer desligados por horas.
Um novo modelo de semáforo, que começou a ser testado na cidade de São Carlos (SP) em janeiro, poderá solucionar esses problemas, além de possibilitar economia de energia e reduzir impactos provocados pelo descarte de lâmpadas incandescentes no meio ambiente.
Desenvolvido pela empresa DirectLight, formada a partir de um grupo de pesquisa da Universidade de São Paulo (USP), campus de São Carlos, o equipamento utiliza um conjunto de diodos emissores de luz (LEDs) de alta potência e grande eficiência óptica, que pode resultar em uma economia de energia de até 90%.
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“Um semáforo convencional utiliza lâmpadas incandescentes de 100W, que consomem 400W em apenas um cruzamento de quatro vias, enquanto os LEDs do sinalizador de trânsito que projetamos consomem apenas 40W”, disse o coordenador do projeto, Luís Fernando Bettio Galli.
De acordo com Galli, outra vantagem dos LEDs em relação às lâmpadas incandescentes é a vida útil. Os LEDs podem permanecer mais de 50 mil horas acesos, apresentando 75% da eficiência inicial, ao passo que as lâmpadas incandescentes duram apenas 4 mil horas. “O LED é um emissor que não apaga repentinamente. Ele vai degradando com o tempo e, depois de seis anos ligado, só perderá 25% da eficiência óptica inicial”, afirmou.
Uma das principais diferenças do semáforo brasileiro à base de LED para outros sinalizadores de trânsito baseados na mesma tecnologia em outros países está no sistema óptico. Os semáforos antigos utilizam uma centena de LEDs de 5 milímetros, que foram desenvolvidos na década de 1960. Já o novo modelo utiliza apenas sete diodos emissores de luz, mais modernos, confiáveis e de potência mais alta, que consomem menos energia.
Para isso, os pesquisadores envolvidos no projeto desenvolveram nos últimos dois anos um conjunto composto por três tipos de lentes. Ao dispor os LEDs próximos ao conjunto de lentes, os pesquisadores conseguiram obter um melhor aproveitamento e distribuição da luz emitida pelos diodos e direcioná-la de forma correta. Com isso, reduziram a quantidade de LEDs, dispensando a necessidade de refletores e eliminando o “efeito fantasma” produzido pelos semáforos convencionais.
“Não adianta simplesmente colocar os LEDs virados para frente, porque eles têm uma abertura de emissão de 120 graus. Desenvolvemos o conjunto de lentes para aproveitar ao máximo a luz emitida por eles e direcioná-la só para a parte que interessa, que é o trânsito”, explicou Galli.
O projeto foi desenvolvido pela empresa em parceria com o Centro de Pesquisa em Óptica e Fotônica do Instituto de Física da USP de São Carlos e contou com financiamento da Fapesp por meio do Programa Fapesp Pesquisa Inovativa em Pequenas Empresas (PIPE), no projeto Sinalizador de trânsito à base de LED com operação emergencial.
Avaliação instantânea
Outra inovação apresentada pelo equipamento está no sistema eletrônico embarcado, o qual permite que seja alimentado tanto pela rede elétrica convencional como por energia solar ou por um banco de baterias em situações de emergência, como um blecaute. Um sistema de gerenciamento inteligente instalado no semáforo faz a cada milissegundos uma avaliação e decide qual a melhor forma de alimentação para o equipamento em um determinado momento.
“A prioridade do equipamento é trabalhar com energia solar, por meio de placas fotovoltaicas, que é sua principal forma de alimentação. Mas, se mudar o tempo, ele utilizará energia elétrica. E, caso não tenha sol e falte energia elétrica, ele passará a utilizar um banco de baterias com duração de pelo menos 40 minutos, que é tempo suficiente para que os guardas de trânsito cheguem ao local e controlem a situação”, explicou Galli.
Segundo ele, já existem semáforos a energia solar e blecaute em outros países, porém nenhum ainda conseguiu integrar as três formas de alimentação utilizadas pelo equipamento brasileiro.
Os semáforos testados em três locais em São Carlos, por meio de um convênio firmado entre a DirectLight e a Secretaria de Transporte e Trânsito do município paulista, operam inicialmente apenas com energia elétrica. Antes mesmo de obter a certificação e começar a ser comercializados já estão despertando o interesse de prefeituras de outros municípios.
“Pelos testes e simulações que fizemos em parceria com a USP por meio de um software específico de simulações, o equipamento está se comportando muito próximo do que esperávamos. Os resultados dos testes em campo também estão sendo muito positivos”, afirmou Galli.