Apesar de amplamente conhecidas como lâmpadas de Xénon, o seu nome oficial é lâmpadas de descarga de alta intensidade (ou do inglês HID – High Intensity Discharge). Habitualmente são definidas como mais eficientes tanto em consumo de energia como em capacidade de iluminação.

Mas afinal como funciona a lâmpada de descarga? E qual a diferença para uma lâmpada tradicional?
Enquanto numa lâmpada tradicional um filamento de tungsténio emite luz quando percorrido por uma corrente elétrica, os sistemas com lâmpadas de descarga funcionam de forma semelhante às luzes fluorescentes que se utilizam nas habitações.
Existe uma cápsula fechada que contém o gás no seu interior, dois elétrodos, um em cada extremo que serão atravessados por uma corrente elétrica. Nas aplicações em automóveis, uma solução comum é a capsula em quartzo transparente, elétrodos em tungsténio e uma mistura de gases inertes, entre eles o Xénon, que são estimulados com a passagem da corrente de alta tensão entre os dois elétrodos.

O processo de iluminação destas lâmpadas acontece em três fases. A primeira fase é de ignição em que um pulso de alta tensão, de aproximadamente 20 kV e com capacidade de ionizar o gás de Xénon, cria um arco elétrico entre os dois elétrodos. Durante a fase de aquecimento a tensão é reduzida e o aumento de temperatura provoca a diminuição da resistência entre os dois elétrodos. Por último, o balastro comuta para o seu modo de funcionamento contínuo, com uma tensão substancialmente mais baixa, aproximadamente 85 V de corrente alternada, de modo a que o arco Existem diversas vantagens na utilização de um sistema com lâmpada de descarga, quando comparado com o sistema com lâmpada de halogénio. Relativamente ao rendimento luminoso, é bastante mais eficiente, apresenta um feixe de luz com maior alcance e maior largura na zona de dispersão, conseguindo uma melhor iluminação da berma.
Outra vantagem é o tempo de vida da lâmpada que se afigura bastante mais longo, com uma duração de aproximadamente 1500 a 2000 horas de funcionamento, em condições normais, quando comparados com a lâmpada de halogénio.
Uma última vantagem relaciona-se com o rendimento energético da lâmpada de descarga. Apesar de ser necessário um maior consumo de corrente durante o arranque e até atingir a sua correta temperatura de funcionamento, após este ponto o seu consumo é efetivamente mais baixo. Isto deve-se ao facto de existir um maior rendimento luminoso da lâmpada de descarga que permite que a sua potência seja de cerca de 35 W, enquanto nas lâmpadas de halogénio cerca de 55 W.

Mas, nem tudo são vantagens. Uma das desvantagens mais referidas é relacionada com a maior intensidade e maior espalhamento da luz produzida pela lâmpada de descarga, o que facilmente provoca o encandeamento dos restantes veículos que circulam na via, sempre que a regulação dos faróis não está correta. Outro motivo para o encandeamento está relacionado com a instalação de kit’s com lâmpadas de descarga sem que a ótica seja adaptada para o efeito, provocando um espalhamento da luz inadequado para o tipo de tecnologia.

Há, claro, mais motivos a desincentivar os fabricantes em generalizarem esta tecnologia de iluminação, sendo o seu elevado custo um deles.

Não diretamente relacionado com o funcionamento da lâmpada de descarga, mas sim por motivo do aumento da segurança rodoviária, e de forma a minimizar o encandeamento dos restantes utilizadores da via, para sistemas com mais de 2000 lumens de fluxo luminoso, é necessário que o veículo esteja equipado com sistema de lavagem de faróis e nivelamento automático de luzes.

O sistema de lavagem de faróis é integrado no sistema de lava-vidros, sendo acionado em simultâneo com este, desde que as luzes de cruzamento estejam ligadas. Utiliza o mesmo líquido e reservatório, existindo no para-choques ou na própria ótica, um aspersor direcionado para a zona do projetor da ótica. O objetivo é manter as óticas, e em particular a zona de projeção de luz, com condições de limpeza adequadas para que a projeção e reflexão de luz não seja afetada de nenhuma forma.

O nivelamento automático da altura das luzes é conseguido através de um sensor de nível na suspensão traseira, ou dois sensores de nível, um na suspensão traseira e outro na suspensão dianteira. Através do sinal gerado pelos sensores de nível, a unidade eletrónica de comando atua o motor regulador de altura das luzes. Este motor é instalado no interior da ótica, acoplado a uma estrutura móvel que irá provocar a variação, de posição em altura, da luz.

A regulação da altura pode ser realizada de forma independente em cada uma das óticas, sempre de acordo com as condições medidas pelos sensores de nível.

Em particular durante acelerações, travagens e circulação com carga são efetuadas correções ao posicionamento e alcance da luz para que a zona a iluminar esteja perfeitamente adaptada às condições de circulação.

A utilização destas lâmpadas como luzes de estrada separadas apresenta uma limitação relacionada com o tempo que estas demoram a atingir a sua luminosidade máxima. É portanto comum existirem lâmpadas de descarga para os faróis de cruzamento e lâmpadas tradicionais para os faróis de estrada. Apesar disso, em alguns modelos surgem soluções onde a mesma lâmpada de descarga é utilizada tanto para as luzes de cruzamento como para as luzes de estrada, habitualmente com a designação bi-xénon.

Nestes casos a posição da lâmpada é modificada, por intermédio de um motor elétrico, e é utilizado um obturador mecânico no interior da ótica para adequar a reflecção de luz à posição da lâmpada. Evita-se assim o problema do tempo de arranque da lâmpada, permitindo a sua utilização também em luzes de estrada.

Apesar da capacidade do sistema se adaptar a diferentes condições, quando um veículo descreve uma curva a profundidade de estrada iluminada reduz-se, por não haver um reposicionamento do feixe de luz face à curvatura da estrada. De forma a minimizar este efeito, o sistema pode ser complementado com um sistema de luz direcional.

Trata-se de um sistema de faróis inteligente que otimiza a iluminação da estrada em curva, graças a um controlo direcional do feixe luminoso dos faróis. Quando o veículo descreve uma curva, os faróis adaptam a sua orientação à trajetória do veículo permitindo que o feixe luminoso ilumine a estrada de forma mais abrangente.

Para a implementação do sistema direcional é necessária a utilização de informação proveniente de outros sistemas do veículo, como por exemplo o sensor de posição da direção, bem como no interior da ótica tem que existir um módulo orientável, atuado por intermédio de um servomotor elétrico.

Apesar da configuração interna da ótica ser bastante semelhante ao sistema não direcional, quer seja bi-xénon ou não, o módulo elíptico onde está instalada a lâmpada de descarga de gás está fixo a uma armação rotativa. A parte inferior da armação rotativa é acoplada a uma carcaça onde se localiza o servomotor de viragem e o sensor de posição. Este conjunto é denominado módulo orientável.

O servomotor, através de um parafuso sem-fim, aciona a engrenagem redutora que está engrenada no pinhão e move todo o conjunto do módulo orientável na lateral.

De forma a cumprir a função controlo de altura e alcance de luzes, permitindo a implementação de bi-Xenon direcional, o módulo orientável está acoplado à estrutura móvel onde se integra o conjunto de regulação de alcance.

Apesar de todas as vantagens inerentes à utilização de sistemas de iluminação com lâmpadas de descarga, da sua implementação em veículos de produção no início da década de 90 e amplamente utilizada hoje em dia, os fabricantes nunca optaram por oferecer esta solução como equipamento de série em toda a sua gama.

Com o passar do tempo foram surgindo outras inovações no campo da iluminação como o LED e mais recentemente o Laser, mantendo-se o halogéneo predominante nas ofertas de série dos fabricantes.

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