CAPÍTULO 2 – SEMICONDUTORES E DIODOSln-br.com/downloads/luminotecnica_basica.pdf · 2018-11-28 · luminotecnia, fenômenos físicos, grandezas fotométricas, etc... Nosso objetivo

Luminotécnica Básica

Luminotécnica Básica por Alexandre Rautemberg – LD Education – Junho 2018. 2

Introdução

O estudo da luminotécnica se faz cada vez mais necessário na época atual, pois a

tecnologia avança a passos largos e a cada ano que passa temos: lâmpadas menores e

cada vez mais eficientes, formatos diferenciados e modelos que estão obsoletos,

políticas de banimento de alguns modelos de lâmpadas e incentivos às mais

econômicas, luminárias com alto rendimento, novas tecnologias como os LEDs e

OLEDs, enfim, uma grande quantidade de informação e que para o seu perfeito

entendimento, se faz necessário ter conhecimento prévio dos conceitos básicos em

luminotecnia, fenômenos físicos, grandezas fotométricas, etc...

Nosso objetivo com este material é introduzir o leitor neste cenário de forma simples,

fácil, inteligível e servir de base para o avanço nos demais cursos específicos em

iluminação. Este é foco desse nosso trabalho e não temos a intenção de aqui esgotar o

assunto, pelo contrário, é apenas o pontapé inicial.

Mantenha seu e-mail atualizado conosco e toda colaboração é benvinda.

Muita luz a todos.

Alexandre Rautemberg



Capítulo 1 – Luz e Cor

1.1 - História e Evolução

Quando falamos em luz, algo que nos vem à mente de uma forma mais imediata é a

velha e conhecida lâmpada. Neste momento não fazemos juízo do tipo, forma ou

tecnologia. Apenas lembramo-nos de uma fonte artificial de iluminação. Isto é bem

comum, pois nossa relação com a luz artificial vem de longa data.

Uma das mais antigas preocupações do Homem foi conseguir um meio para suprimir a

ausência de luz natural. Assim, desde os primórdios, diversos métodos foram

utilizados. O fogo, inicialmente pela queima de madeira e carvão, e mais tarde pelo

uso de lampiões à óleo ou gás, até à descoberta da eletricidade como meio de

produção de energia luminosa. Esta importante descoberta aconteceu por volta de

1800, quando é inventada a lâmpada a arco voltaico por Humphry Davy. Apesar de

fornecer uma luz muito mais brilhante que os outros métodos, era de difícil instalação

e suscetível a causar incêndios. Quase que em simultâneo, em 21 de outubro de 1879,

Tomas Edison nos EUA produzia um novo tipo de lâmpada. A lâmpada elétrica de

filamento ou lâmpada incandescente. Após ter tentado vários materiais para o

filamento, Tomas Edison descobriu um filamento de carbono, economicamente viável,

que durava mais de 1200 horas em funcionamento. Anos mais tarde Ferenc Hanaman,

na Hungria, registra a patente dos filamentos de tungstênio, que além de uma luz de

qualidade superior, tinha um tempo de vida superior ao do carbono. Rapidamente, as

lâmpadas incandescentes se espalham pelo mundo. Outros tipos de lâmpadas foram

desenvolvidos, de forma que, permitindo manter a mesma qualidade da iluminação,

fossem atingidos elevados fluxos luminosos, tempo de vida útil maiores e somente nos

anos 30, começa a fabricação das lâmpadas de descarga de baixa pressão que eram

mais eficientes, econômicas e que emitiam menos calor.



Lâmpada Incandescente Edison – Info Escola Thomas Edison – Info Escola

A descoberta dos LEDs (Light Emiting Diodes), que hoje estão no topo da tecnologia da

iluminação moderna, data de 1907 (Electrical World Magazine, Vol 49) pelo

pesquisador H.J. Round da observação do um fenômeno da eletroluminescência e

somente em 1962 surgiram os primeiros LEDs de 5mm que foram largamente

utilizados para indicar Ligado / Desligado em equipamentos eletrônicos. No início dos

anos 90, os LEDs começaram a ser utilizados em iluminação e a cada ano vem se

firmando como luz “de verdade”.

A pesquisa por fontes de luz mais eficientes e novas fontes de luz, como o OLED, não

param. Ao longo dos anos, várias empresas e profissionais de diversos países dedicam

seu tempo ao estudo de meios alternativos de produção e utilização eficiente de

energia elétrica. As pesquisas buscam por fontes luminosas de baixo consumo e o

máximo de eficiência, objetivando maior economia de energia. O estudo destas novas

tecnologias e de sua aplicabilidade para a iluminação artificial é extremamente

relevante, pois em todo o mundo, são crescentes as preocupações com aspectos

ecológicos devido à maior demanda por geração de energia e sua escassez.



1.2 – O que é a LUZ?

A luz é uma radiação eletromagnética na faixa de comprimentos de onda que o olho

humano é capaz de perceber. Esta faixa de radiação das ondas eletromagnéticas

detectada pelo nosso olho situa-se entre 380 nm e 780 nm (1nm = 1 nanômetro = 1

milionésimo de milímetro). O espectro eletromagnético visível está limitado, em um

extremo pelas radiações infravermelhas (de maior comprimento de onda) e no outro,

pelas radiações ultravioletas (de menor comprimento de onda).

Espectro Visível – Filipa Pias Blog

Para cada cor, temos uma determinada frequência e comprimento de onda que a

distingue das demais, por exemplo: a luz vermelha que é uma luz de menor freqüência

e consequentemente menor energia. Já o violeta é uma luz de maior frequência e nos

submete a maior energia.

A relação entre comprimento de onda (λ) e freqüência (f) é inversamente

proporcional, onde o comprimento da onda é dado pela divisão da velocidade da onda

(c) = 3×108m/s sobre a frequência da onda.

λ = c/f



Abaixo segue uma tabela que ilustra bem cada faixa de frequência e comprimento de

onda para as faixas de luz visíveis.

Diferentemente das ondas sonoras, que são vibrações mecânicas do ar, as radiações

eletromagnéticas não necessitam da existência de um meio material para a sua

propagação. A luz do Sol, por exemplo, quando chega até nós, passa por regiões onde

não existe matéria.



1.3 – O Olho Humano

O olho é o órgão do corpo que nos permite captar imagens do ambiente. É nele que se

inicia o processo chamado visão, processo esse que, no caso do ser humano, é

responsável por mais de 90% das informações que somos capazes de recolher.

A capacidade de ver depende das ações de várias estruturas dentro e ao redor do

globo ocular. A figura abaixo ilustra muitas das componentes essenciais do sistema

óptico humano.

Anatomia de um olho humano

Quando se olha para um objeto, são refletidos raios de luz desse objeto para a córnea,

lugar onde se inicia o “milagre” da visão.

Os raios de luz são refratados e focados pela córnea, cristalino e vítreo. A função do

cristalino é fazer com que esses raios sejam focados de forma nítida sobre a retina. A

imagem daí resultante apresenta-se invertida na retina. Ao atingi-la, os raios de luz são

convertidos em impulsos eléctricos que, através do nervo óptico, são transmitidos para

o cérebro, onde a imagem é interpretada pelo córtex cerebral.



Focagem de um objeto

Pode estabelecer-se uma analogia entre um olho e uma câmara fotográfica da

seguinte forma: uma máquina fotográfica precisa de uma lente e de um filme para

produzir uma imagem. De igual modo, o globo ocular precisa de uma lente (córnea,

cristalino e vítreo) para refratar, ou focar a luz sobre o filme (retina). Se qualquer um

ou vários destes componentes não estiverem a funcionar corretamente, resulta uma

imagem de má qualidade. Na nossa câmara, a retina representa o filme.

Os meios refringentes

Os meios refringentes são constituídos pela córnea, humor aquoso, cristalino e humor

vítreo. Estes formam o aparelho dióptrico do olho que corresponde a uma lente

convexa, de 23 mm de foco. A principal função deste sistema é fazer convergir sobre a

retina os raios de luz focados.

A córnea e a esclera

A córnea e a esclera consistem em tecidos duros, de proteção, que compõem a capa

exterior do globo ocular. A esclera é a parte branca do olho, tem consistência de couro

suave. A córnea não contém nenhum vaso de sangue, é relativamente desidratada e,

por consequência, é transparente. Situada na frente do olho, na sua parte colorida,

assemelha-se ao vidro de um relógio de pulso e permite que raios de luz entrem no

globo ocular através da pupila. Nesse globo, a esclera ocupa 85% e a córnea

aproximadamente 15%.



A íris

A íris é o tecido que se vê por de trás da córnea e pode ter várias colorações (olhos

azuis, castanhos, etc.). No meio da íris existe uma abertura circular, a pupila. É através

da pupila que os raios de luz atingem a retina. A pupila varia de tamanho consoante a

luminosidade do ambiente ficando muito pequena quando há muita luz.

O cristalino

O cristalino situa-se diretamente atrás da íris, estando ligado ao corpo ciliar através de

fibras. É uma estrutura flexível com o tamanho e a forma de uma aspirina. Tal como a

córnea, o cristalino é transparente, uma vez que não contém nenhum vaso de sangue

e é relativamente desidratado. Os músculos do corpo ciliar efetuam ajustes constantes

na forma do cristalino. Tais ajustes servem para que a imagem se mantenha nítida

sobre a retina, sempre que se mude o foco de perto para longe.

A córnea e o cristalino são nutridos e lubrificados por um fluido transparente e

aguado, produzido continuamente pelo corpo ciliar, chamado humor aquoso. Este

enche a área entre o cristalino e a córnea.

O vítreo

O vítreo é uma estrutura composta por aproximadamente 99% de água e 1% de

colágeno e ácido hialurônico. O seu aspecto de gel e sua consistência são devidos às

moléculas de colágeno de cadeias longas. Este gel não é vascularizado (não contém

vasos sanguíneos), é transparente e representa dois terços do volume e peso do olho.

Ele preenche o espaço entre o cristalino e a retina, espaço esse conhecido por câmara

vítrea. Não tem elasticidade e é importante para manter a forma do olho, sendo

fundamental que se mantenha transparente para que a imagem chegue em boas

condições à retina.



A retina

A retina situa-se na camada mais interna do globo ocular. É uma camada celular

transparente e delicada que varia em espessura desde aproximadamente 0,5 mm na

retina periférica a 0,4 mm na zona posterior ao equador. Na região do pólo posterior

(área da mácula) a retina tem aproximadamente 0,2 mm de espessura ao redor de

uma área de 0,2 mm2.

A retina sensorial consiste em dez estratos contendo três tipos de tecidos: neuronal,

glial e vascular. A componente neuronal consiste das células fotoreceptoras. Aqui

sinais luminosos são convertidos em impulsos nervosos. Estes impulsos são

transmitidos pela camada de fibras nervosas que constituem o nervo óptico, ao longo

das vias ópticas ao córtex visual, situado na parte posterior do cérebro.

A camada dos fotorreceptores é composta por dois tipos de células, os bastonetes e os

cones, sendo os primeiros mais numerosos, cerca de 120 milhões em cada olho. Estas

células, que se distribuem principalmente pela periferia da retina, permitem-nos ver

em condições de baixa luminosidade, dando-nos uma impressão vaga dos objetos (não

nos permite distingui-los). O outro tipo de células são os cones, que povoam

principalmente a região central da retina conhecida por mácula. Cada olho possui

aproximadamente seis milhões destas células. Estas nos permite ver em condições de

alta luminosidade, sendo responsáveis pela visualização de cores e pela acuidade

visual, ou seja, são estas células que permitem a visão de detalhe dos objetos.



1.4 – Luz e Cor

Sabemos que decompondo a luz branca em um prisma de cristal, obtemos sete cores

(vermelho, alaranjado, amarelo, verde, azul, anil e violeta).

Prisma – Decomposição da luz branca - Infografics

Embora a luz branca seja composta por sete cores, não é necessário combinar todas

estas cores para se obter novamente luz branca. Basta misturar as cores primárias da

luz (vermelho, verde e azul) para obter esse efeito. As cores primárias da luz,

misturadas em determinadas proporções, originam cores secundárias (magenta, ciano

e amarelo). Da mistura de duas ou mais radiações primárias da luz, resulta uma nova

radiação secundária. Este processo chama-se síntese aditiva, pois a radiação obtida

resulta da soma das radiações iniciais.

Síntese Aditiva - Philips



Os objetos coloridos absorvem algumas radiações e refletem outras. A cor que vemos

corresponde à parcela de cor da luz refletida por esse objeto.

Superfície vermelha reflete a parcela vermelha da luz branca – Lighting Now

Nos objetos multicoloridos cada cor reflete a sua parcela que há na luz branca que a

ilumina, assim se uma lâmpada é pobre de vermelhos, veremos os vermelhos do

objeto como marrom, cinza escuro ou até mesmo preto. Este fenômeno foi

amplamente percebido em 2001 na crise de energia elétrica no Brasil, conhecido como

Apagão. A busca enlouquecida por lâmpadas econômicas inundou o mercado de

fluorescentes compactas extremamente azuladas e as pessoas as compravam para

substituir as lâmpadas incandescentes. Conclusão: as pessoas ficavam pálidas, as cores

quentes não tinham expressão e tudo parecia mais “triste”.

Maçã iluminada – Lighting Now



Os filtros de cor utilizados em iluminação absorvem algumas radiações do espectro e

deixam passar as radiações iguais a da sua cor, por exemplo: Filtro azul transmite a

radiação azul e absorve as demais radiações.

Os filtros de cores primárias (Vermelho, Verde e Azul) absorvem todas as radiações

que compõe a luz branca, exceto a sua própria cor. Veja na ilustração abaixo a

caracterização deste efeito.

Filtros de cor – Vidrocor



Os filtros de cores secundárias (Amarelo, Magenta e Ciano) absorvem apenas, uma

única cor primária, precisamente a cor que não é utilizada na obtenção dessa cor

secundária.

Síntese aditiva e absorções – Lighting Now

A cor vermelha é uma cor primária. Um objeto vermelho iluminado por radiação

branca refletirá a radiação vermelha e absorverá as radiações verde e azul.

A luz amarela é obtida a partir da adição das cores verde e vermelha. Um objeto

amarelo iluminado por radiação branca refletirá as cores verde e vermelha (cuja

mistura dá amarelo) e absorverá radiação azul.

A luz magenta é obtida a partir da adição das cores vermelha e azul. Um objeto

magenta iluminado por radiação branca refletirá as cores vermelha e azul (cuja mistura

dá magenta) e absorverá radiação verde.



A luz ciano é obtida a partir da adição das cores azul e verde. Um objeto que ciano

iluminado por radiação branca refletirá as cores verde e azul (cuja mistura dá ciano) e

absorverá radiação vermelha.

A radiação vermelha é complementar do ciano, porque um objeto ciano, absorve

radiação vermelha e um objeto vermelho, absorve a radiação ciano (composta de azul

e verde).

Tabela de cor complementar

Vermelho Ciano

Verde Magenta

Azul Amarelo

Ciano Vermelho

Magenta Verde

Amarelo Azul

Imagine o que acontece se iluminarmos um objeto com sua cor complementar?

Se iluminarmos um uma maçã vermelha com uma luz ciano, a superfície vermelha da

maçã vai absorver a radiação ciano e como não haverá nada a refletir, veremos a

superfície da maçã enegrecida.

O mesmo acontecerá se iluminarmos a maçã com somente com a luz verde ou azul.

Como a superfície vermelha da maçã absorve as radiações verde e azul, teremos a

sensação de estar vendo uma maçã preta.

Pense no acontece se iluminarmos uma superfície amarela com uma luz ciano?



Capítulo 2 – Conceitos Básicos em Iluminação

2.1– Introdução

Um sistema de iluminação deve ser adequado às tarefas a se realizar em determinado

ambiente (interno ou externo), além de contribuir para o bem-estar físico e psicológico

dos indivíduos. Estes sistemas devem ser projetados tendo em vista alguns parâmetros

que definem uma iluminação de qualidade e adequada a cada atividade. Deste modo o

projetista deve avaliar quais as tecnologias que, além de garantirem uma iluminação

adequada, estejam alinhadas com os as metas de eficiência energética, fator

fundamental nos dias de hoje.

2.2– Grandezas e Unidades Luminotécnicas

2.2.1 - Fluxo Luminoso (Φ):

É a potência luminosa total emitida a cada segundo por uma fonte luminosa em todas

as direções, sob a forma de luz. Sua unidade de medida é o lúmen (lm), representado

pelo símbolo Ø. Podemos comparar o fluxo luminoso como um chuveiro “esférico”

que joga água em todas as direções. Os raios de luz são os esguichos de água.

Brondani



2.2.2 - Nível de Iluminação ou Iluminância (E):

É a quantidade de luz ou fluxo luminoso que atinge uma unidade de área de uma

superfície por segundo. Podemos comparar com a quantidade de água que cai em uma

superfície por segundo. A unidade de medida é o lux, representada pelo símbolo E. Um

lux equivale a 1 lúmen por metro quadrado (lm/m2).

Iluminância - OSRAM

A equação que permite sua determinação é: E= Φ /A

Onde

E = Iluminância em lm/m²

Φ = Fluxo luminoso em lm

A = Área projetada em m²

Os valores relativos à iluminância, com diferentes níveis de iluminação definidos por

pesquisas foram tabelados e no Brasil são encontradas na norma NBR ISSO 8995-1 que

segue a tendência das normas internacionais.



2.2.3 - Intensidade Luminosa (I):

É definida como a concentração de luz em uma direção específica, radiada por

segundo. Ela é representada pelo símbolo I e a unidade de medida é a candela (cd).

Brondani

A intensidade luminosa (I) e o fluxo luminoso (Φ) são relacionados a um ângulo sólido.

A equação que permite sua determinação é: Φ = ω. I

Onde

Φ = Fluxo luminoso em lm

I = Intensidade luminosa em cd

ω = Ângulo considerado em graus

A intensidade luminosa (cd), emitida por uma fonte pontual, origina o fluxo luminoso

(lúmen) e a iluminância (lux), que e função da área atingida (m2). Como a intensidade

luminosa e o fluxo luminoso permanecem constantes, quanto maior a distância entre a

fonte e a superfície iluminada, maior a área atingida e, portanto, menor a iluminância.

Este fenômeno e conhecido como a Lei do Inverso do Quadrado da Distância.



Lei do Inverso do Quadrado da Distância. Fonte: IES, 1993.

Lembrando: E= Φ /A

2.2.4 - Curva de Distribuição Luminosa – CDL (cd):

A distribuição de luz realizada por uma fonte pode ser representada por uma

superfície definida pela distribuição espacial dos valores da intensidade luminosa em

cada direção. Uma representação espacial torna-se difícil de ser visualizada. Sendo

assim, adotam-se projeções das superfícies fotométricas sobre um plano. As

interseções das superfícies fotométricas com os planos formam as curvas fotométricas.

Segundo a ABNT, uma curva fotométrica representa a variação da intensidade

luminosa de uma fonte segundo um plano passando pelo centro, em função da

direção. Outra maneira de representar por curvas uma superfície de igual intensidade

luminosa é utilizando os diagramas de isocandelas.



Curvas Fotométricas Horizontais e Verticais: (a) Plano Horizontal; (b) Diagrama Polar Luminoso Horizontal; (c) Plano Vertical; (d)

Diagrama Polar Luminoso Vertical (Moreira, 1976 ).

Curva Fotométrica Vertical de uma Lâmpada de Vapor de Mercúrio de Cor Corrigida de 250W ( Moreira, 1976 ).

Mais um exemplo da curva de distribuição de Intensidades Luminosas no plano

transversal e longitudinal para uma lâmpada fluorescente isolada (A) ou associada a

um refletor (B).

Para a uniformização dos valores das curvas, geralmente são referidas a 1000 lm.

Nesse caso, é necessário multiplicar-se o valor encontrado na CDL pelo Fluxo Luminoso

das lâmpadas em questão e dividir o resultado por 1000 lm.



CDL - Catálogo comercial OSRAM (2010/2011)

2.2.5 - Luminância (L):

E importante notar que os raios luminosos não são visíveis. A sensação de

luminosidade é decorrente da reflexão desses raios por uma superfície. Essa

luminosidade visível é chamada de luminância. Sua unidade é a candela por metro

quadrado (cd/m²).

A luminância dependente do coeficiente de reflexão de cada superfície (ou

refletância). Este coeficiente é encontrado em tabelas luminotécnicas e é uma função

dos materiais e das cores.

Iluminância e Luminância - Catálogo comercial OSRAM (2010/2011)



A equação que permite sua determinação é: L = I / A

Onde

L = Luminância em cd/m²

I = Intensidade Luminosa em cd

A = área projetada em m²

Porém se a superfície for oblíqua ao observador a luminância é dada pela razão entre a

intensidade luminosa emitida na direção de observação e a área da superfície

aparente. Temos então a relação entre as duas superfícies SA = S . cos α.

Gráfico - mspc

A equação que permite sua determinação é: L = I / A . cos α

Onde

L = Luminância em cd/m²

I = Intensidade Luminosa em cd

A = Área projetada em m²

α = Ângulo considerado em graus



2.2.6 - Contraste

Já definido qualitativamente, o contraste, sob o ponto de vista quantitativo se

apresenta como a relação entre a luminância de um objeto e seu entorno.

A equação que permite sua determinação é: C=Lo – Lf/ Lf

Onde:

Lo = Luminância do objeto

Lf = Luminância do fundo

2.2.7- Reflexão e Refração

Quando a luz incide sobre uma superfície, ela pode ser Refletida, Refratada,

Transmitida, Absorvida ou Refletir Internamente.

Reflexão e refração são fenômenos muito comuns que estão relacionados à

propagação da luz. Quando a luz está se propagando em um determinado meio e

atinge uma superfície, como um bloco de vidro transparente, por exemplo, parte dessa

luz retorna para o meio no qual estava se propagando. Este fato é chamado de

reflexão da luz. Já a outra parte da luz que passa para o outro meio, é a refração da luz.

Esses dois fenômenos ocorrem de forma simultânea, no entanto, pode acontecer de

um prevalecer sobre o outro, mas isso depende da natureza dos meios que a luz esta

incidindo e das condições de incidência.



Reflexão e refração da Luz – Alunos on-line

A reflexão pode ser definida de duas formas. Quando a superfície de incidência da luz é

totalmente polida, o raio refletido é bem definido. Quando isso acontece dizemos que

ocorreu reflexão especular. Por outro lado, se a superfície de incidência for irregular,

cheia de imperfeições, os raios de luz não são bem refletidos e, dessa forma, ocorre o

que chamamos de reflexão difusa.

De maneira simples podemos dizer que a reflexão é o ato da luz ser refletida para o

meio que estava se propagando. A reflexão luminosa é regida por duas leis que são:

• Primeira Lei – O raio incidente, o raio refletido e a normal pertencem ao mesmo

plano.

• Segunda Lei – O ângulo de reflexão é igual ao ângulo de incidência, r = i.

A refração da luz é responsável por uma série de fenômenos ópticos que acontecem

no cotidiano, como por exemplo, o fato de a profundidade de uma piscina parecer

menor do que realmente é. Esse fenômeno acontece em razão da diferença entre os

meios de propagação.

Podemos definir a refração como sendo o fenômeno que consiste na mudança de

direção de propagação dos feixes de luz quando essa passa de um meio para outro.



No ano de 1620, o matemático e astrônomo holandês Snell Descartes descobriu uma

relação para calcular o ângulo de desvio dos raios solares. Essa relação leva o seu

nome Lei de Snell e pode ser escrita da seguinte forma: n1senθ1 = n2senθ2

Onde:

n1 e n2 são os índices de refração;

θ1 e θ2 são os ângulos de incidência e de refração.

Exemplos de aplicação prática da utilização desses conceitos em iluminação:

- Reflexão – princípio aplicado em refletores (maximizar e direcionar o fluxo luminoso)

- Refração – princípio aplicado em lentes para convergir os raios luminosos

- Absorção / Transmissão – princípio aplicado em filtros

- Reflexão Interna – princípio aplicado em fibras óticas

Exemplos – Lighting Now



2.2.8 - Eficiência Luminosa

É calculada pela divisão entre o fluxo luminoso emitido em lumens e a potência

consumida pela lâmpada em Watts. A unidade de medida é o lúmen por Watt (lm/W).

Quanto maior a eficiência luminosa de uma lâmpada, maior será a quantidade de luz

emitida, consumindo a mesma energia.

Feldman

2.2.9 - Vida Útil:

É definida como o tempo em horas, no qual cerca de 25% do fluxo luminoso das

lâmpadas foi depreciado.

2.2.10 - Vida Média:

É definida como o tempo em horas, do qual 50% das lâmpadas de um grupo

representativo, testadas sob condições controladas de operação, tiveram queima.



2.2.11 - Depreciação do Fluxo Luminoso:

Ao longo da vida útil da lâmpada é comum ocorrer uma diminuição do fluxo luminoso

que sai da luminária, em razão da própria depreciação normal do fluxo da lâmpada e

devido ao acúmulo de poeira sobre as superfícies da lâmpada e do refletor. Este fator

deve ser considerado no cálculo do projeto de iluminação a fim de preservar a

iluminância média (lux) projetada sobre o ambiente ao longo da vida útil da lâmpada.

2.2.12 - Temperatura de Cor (K)

E o termo usado para descrever a aparência da cor de uma fonte de luz, comparado a

cor emitida pelo corpo negro radiador (corpo metálico que teoricamente irradia toda a

energia que recebe). Este corpo negro muda de cor ao mudar de temperatura e uma

relação entre temperatura em Kelvin e cor da luz emitida por ele, expressa a

“temperatura de cor”. O branco do corpo metálico em alto grau de aquecimento,

semelhante ao branco da luz do meio-dia, possui uma temperatura de 6500K. A luz

amarela como de uma lâmpada incandescente está em torno de 2700K. As lampadas

de aparência fria têm temperatura de cor em torno de 5.000K e as de aparência

neutra, em torno de 4.000K.

Color Temperature – Molecular Expressions



É importante destacar que a cor da luz em nada interfere na Eficiência Energética da

lâmpada, não sendo válida a impressão de que quanto mais clara, mais potente é a

lâmpada.

Convém ressaltar que, do ponto de vista psicológico, quando dizemos que um sistema

de iluminação apresenta luz “quente” não significa que a luz apresenta uma maior

temperatura de cor, mas sim que a luz apresenta uma tonalidade mais amarelada. Um

exemplo deste tipo de iluminação é a utilizada em salas de estar, quartos ou locais

onde se deseja tornar um ambiente mais aconchegante. Da mesma forma, quanto

mais alta for a temperatura de cor, mais “fria” será a luz. Um exemplo deste tipo de

iluminação é a utilizada em escritórios, cozinhas ou locais em que se deseja estimular

ou realizar alguma atividade. Esta característica é muito importante de ser observada

na escolha de uma lâmpada, pois dependendo do tipo de ambiente há uma

temperatura de cor mais adequada para esta aplicação.

2.2.13 - Índice de Reprodução de Cor (IRC):

Um objeto ou uma superfície sob diferentes fontes de luz são percebidos de formas

diferentes em relação a sua cor. Essa variação está relacionada com as diferentes

capacidades das lâmpadas de reproduzirem diferentemente as cores dos objetos. O

índice de reprodução de cor, que varia de 0 a 100, possui uma relação direta com a

reprodução de cores obtida com a luz natural. A luz artificial perfeita é aquela que mais

se aproxima das características da luz natural (referência 100).

A capacidade de a uma lâmpada reproduzir bem as cores (IRC) independe de sua

temperatura de cor (K). Este aspecto está ligado à sua distribuição espectral da luz

branca emitida. Existem lâmpadas com diferentes temperaturas de cor e que

apresentam o mesmo IRC. Devemos utilizar lâmpadas com boa reprodução de cores

(IRC acima de 80), pois esta característica é fundamental para o conforto e beleza do

ambiente.



IRC - Philips

A distribuição espectral da lâmpada incandescente é o que chamamos de espectro

contínuo e que mais se assemelha ao espectro da luz natural, tendo 100 de IRC e com

isso uma reprodução de cor perfeita.

A lâmpada CDM tem um IRC maior do que 80, o que é considerado bom, mas note que

sua distribuição espectral não é contínua, o que prejudica a percepção perfeita das

cores.

Na lâmpada de vapor de sódio de baixa pressão, a distribuição espectral é o que

chamamos de monocromático, havendo apenas a cor amarela na sua emissão. Como

os objetos refletem a parcela de luz de sua mesma cor, não vemos as cores de forma

real, a não ser o objeto amarelo.



Capítulo 3 – Fontes de Luz

3.1 – Introdução

A luz natural, desde os primórdios, sempre foi a principal fonte de iluminação. Após a

descoberta da eletricidade e a invenção da lâmpada por Thomas Edison, a iluminação

artificial se tornou cada vez mais indissociável da arquitetura. Sem ela, por exemplo,

não seria possível iluminar grandes edifícios com muitos pavimentos, onde a luz

natural não consegue vencer a profundidade e iluminar ambientes interiores.

A luz artificial também resolve o problema da descontinuidade de “fornecimento” da

luz natural, permitindo a utilização das edificações no período da noite. Percebemos

assim a importância de um projeto sinérgico entra a luz natural e a artificial para o

bem-estar do homem, aumento da eficiência energética e a qualidade dos ambientes

em uma edificação.

O projetista precisa considerar a integração entre os dois tipos de fontes de luz e, para

isso, é fundamental o conhecimento básico tanto da luz natural quanto dos tipos de

equipamentos de iluminação artificial a serem utilizados na arquitetura. Cada

componente desse sistema (lâmpadas, leds, luminárias, reatores, drivers, sistemas de

controle, etc.) tem desempenho e qualidades diferentes, que dependem do tipo de

tecnologia empregada na sua fabricação. A eficiência do sistema de iluminação

artificial adotado no projeto depende do desempenho particular de todos os

elementos envolvidos.



3.2 – Fontes de Luz Artificial

A primeira fonte de luz artificial que temos registro é o fogo. Depois vieram as

lâmpadas incandescentes. Nesta evolução, que não pára, estamos vivendo a revolução

dos LEDs e criamos este tópico (fontes de luz artificial) justamente para separar os

LEDs das lâmpadas. Devemos explicar que, assim como existem lâmpadas de

filamento, existem também lâmpadas de LEDs, ou seja, utilizam a tecnologia de LEDs

para gerar a LUZ, portanto LED é uma fonte de luz e não uma lâmpada.

3.2.1 – Tipos de Lâmpadas

3.2.1.1 – Lâmpadas Incandescentes

- Lâmpada Incandescente Comum

As lâmpadas incandescentes comuns simbolizam uma das mais antigas e familiares

fontes de luz artificial. Sua luz é gerada pelo aquecimento e consequente

enrubescimento de um filamento de tungstênio quando uma corrente elétrica passa

por ele. Este filamento se desgasta com o tempo e se rompe provocando a sua

“queima” e o que diminui seu desgaste prematuro é um gás inerte ou vácuo no

interior do bulbo de vidro. Estas lâmpadas têm temperatura de cor quente, de

aproximadamente 2700K e cor amarelada. O índice de reprodução de cores chega bem

próximo aos 100 e podem ser facilmente dimerizadas. A eficiência energética e

baixíssima, pois apenas 10% da energia consumida se transformada em luz e o

restante em calor.

Por sua excelente reprodução de cores e baixo custo de aquisição, ainda é

amplamente utilizada, principalmente em instalações residenciais, mas já existem

campanhas e processos para sua extinção ou banimento devido a sua péssima

eficiência energética.



Lâmpada Cristal Lâmpada Leitosa Bolinha Lâmpada Refletora

- Lâmpada Halógena

Estas lâmpadas possuem gases halógenos no seu interior que, quando combinados

com o filamento de tungstênio incandescente, promovem algumas vantagens, em

comparação as incandescentes comuns: Luz mais brilhante, uniforme, maior eficiência

energética que (entre 15 e 25 lm/W), vida útil mais longa (2000 a 4000 horas) e

menores dimensões.

A vida útil mais longa é conseguida pelo ciclo regenerativo do halogênio que deposita

novamente sobre o filamento, as partículas de tungstênio que foram desprendidas

pelo aquecimento.

As primeiras gerações das lâmpadas halógenas tiveram sua aplicação mais restrita no

uso em faróis de automóveis e projetores. Hoje pela enorme variedade de lâmpadas

halógenas disponíveis no mercado suas aplicações são inúmeras.

Halógena Palito Halógena Bi-pino AR 70



Par 20 Cápsula Fosca e Cristal Par 38

- Lâmpada Halógena Dicróica

O termo “dicróico” vem do refletor, ou seja, a lâmpada halógena associada ao refletor

dicróico, conhecida vulgarmente como “lâmpada dicróica”. Com as mesmas vantagens

das halógenas normais, as dicróicas possuem um refletor multifacetado que transmite

para trás da lâmpada, cerca de 60% da radiação infravermelha emitida (calor) e

permite um foco de luz direcionado e mais “frio. Esta vantagem a tornou a “menina

dos olhos” das iluminações de destaque (quadros, vitrines, objetos, etc.). Existem

vários tipos de lâmpadas com refletores dicróicos e com característica completamente

diferentes: soquetes, abertura de fachos, temperatura de cor, tensão de alimentação,

etc. Todas podem ser dimerizadas, característica comum a tecnologia incandescente.

Lâmpada Dicróica MR 16



3.2.1.2 – Lâmpadas de Descarga

A luz de uma lâmpada de descarga não e produzida pelo aquecimento de um

filamento, mas pela excitação de um gás (um vapor de metal ou uma mistura de

diversos gases e vapores) dentro de um tubo de descarga.

- Lâmpadas Fluorescentes

As lâmpadas fluorescentes consistem de um bulbo cilíndrico de vidro, tendo em seu

interior vapor de mercúrio ou argônio a baixa pressão e as paredes internas do tubo

são recoberta por fósforo. Espirais de tungstênio, revestidas com uma substância

emissora de elétrons, formam os eletrodos em cada uma das extremidades do tubo.

Quando uma diferença de potencial elétrico é aplicada, os elétrons passam de um

eletrodo para o outro, criando um fluxo de corrente denominado de arco voltaico ou

descarga elétrica. Esses elétrons chocam-se com os átomos de argônio, os quais, por

sua vez, emitem mais elétrons. Os elétrons chocam-se com os átomos do vapor de

mercúrio e os energizam, causando a emissão de radiação ultravioleta (UV). Quando os

raios ultravioletas atingem a camada fosforosa, que reveste a parede do tubo, ocorre a

fluorescência, emitindo radiação eletromagnética na região do visível.

Esquema de funcionamento das lâmpadas. Durão Jr.



As lâmpadas fluorescentes dependem de um equipamento auxiliar para o seu

funcionamento: Os reatores.

Os reatores servem para limitar a corrente e adequar as tensões para o perfeito

funcionamento das lâmpadas. Os tipos de reatores encontrados no mercado são:

eletromagnéticos e eletrônicos.

A correta aplicação dos reatores garante um melhor desempenho para os projetos

elétrico e luminotécnico, contribuindo diretamente para a manutenção do fluxo

luminoso e a vida útil da lâmpada.

Nota: Para dimerizar uma lâmpada fluorescente é preciso que seu reator seja

dimerizável.

Tipos de Lâmpadas Fluorescentes

Existe atualmente uma imensa gama de tipos de lâmpadas fluorescentes, desde

tubulares, até compactas ou de formato circulares, podendo o projetista optar

conforme suas necessidades e preferências. Vale dizer, que sempre ao se pensar em

um projeto de iluminação, é mais que adequado consultar os catálogos atualizados dos

diversos fabricantes de lâmpadas para obter informações sobre os últimos

lançamentos e características como: Temperatura de cor, Potência, Fluxo Luminosa,

Esquema de Ligação, Equipamentos Auxiliares, etc.

Tubulares Circulares Compactas (reator integrado) Compactas (reator externo)



- Lâmpada Vapor de Mercúrio

Tem uma aparência branca azulada. A radiação de energia fica na região visível do

espectro nos comprimentos de onda de amarelo, verde e azul. Quando se aplica

fósforo na camada interna do bulbo consegue-se também o vermelho melhorando a

reprodução de cores. Eficiência de 55 – 60 lm/W e IRC de 40 a 48. É utilizada em

iluminação pública e industrial.

- Lâmpada Vapor Metálico

Similar em construção a lâmpada de mercúrio tendo, porém, um melhoramento

substancial na sua eficiência (70 a 95 lm/W) e reprodução de cor (acima de 90). Além

do reator, esta lâmpada necessita de uma tensão maior do que a fornecida pela rede

para iniciar a descarga. Para isso utilizamos um equipamento auxiliar de partida: O

ignitor. Utilizada na iluminação de estádios e ginásios de esporte, iluminação pública,

estacionamentos, etc.

A nova geração de lâmpadas de vapor metálico tem enorme aplicação para iluminação

interna e externa, inclusive fachadas. Podem apresentar bulbo de vidro comum, de

quartzo e cerâmico, com e sem filtragem de UV. Temperaturas de cor de 3000K e

4.000K com vida útil entre 8 e 10 mil horas.

- Lâmpada Vapor de Sódio

Tem radiação quase monocromática, na faixa do amarelo (570), alta eficiência

luminosa (200 lm/W) e longa vida. Muito utilizadas em vias públicas, estacionamentos

e galpões onde a necessidade de reprodução de cores não é essencial. Aplicações:

Iluminação pública e demais locais que priorizem a alta eficiência do sistema, uma vez

que as lâmpadas de vapor de sódio são as mais eficientes do mercado. Apresentam

qualidade de luz regular (IRC<25).



- Lâmpada Mista

A lâmpada de luz mista consiste em um bulbo preenchido com gás, revestido na

parede interna com um fósforo, contendo um tubo de descarga ligado em série a um

filamento de tungstênio. Não necessita de equipamento auxiliar para seu

funcionamento, sua ligação é feita diretamente à rede e opera em 220 V. Possui IRC 61

a IRC 63 conforme modelo, cor amarela e eficiência de até 22 lm/W.

Aplicações: Iluminação de locais que necessitem de grande quantidade de luz,

praticidade na instalação e baixo custo inicial, não se preocupando com a eficiência do

sistema.

Lâmpadas de Descarga

3.2.1.3 – Lâmpadas de LEDs

As lâmpadas de LEDs estão vindo com a promessa de substituir as lâmpadas

convencionais e em muitos casos já fazem isso muito bem, porém quando falamos de

potência a briga começa a ficar pesada. Uma coisa em que os LEDs são fantásticos é na

sua eficiência (lm/W), mas quando comparamos com lâmpadas de alto fluxo luminoso,

os LEDs até conseguem, mas a pergunta que não quer calar é: Com que custo?

A comparação mais freqüente é a da lâmpada de LEDs com uma dicróica. Talvez seja

porque as lâmpadas mais comuns em LEDs têm este formato e são focais também.

Vamos analisar os dados de 3 lâmpadas da Philips.



Modelo Facho Watts Tensão Cd K Cd/W IRC VU

Dicróica 36F 50w 36º 50W 12Vac 1200 2900 24 100 2000

Dicróica 36F 20w 36º 20W 12Vac 400 2900 20 100 2000

Master Led 24º 4W 12Vac 550 2700 137,5 90 45000

Pela tabela vemos que a lâmpada de LEDs, em intensidade luminosa comparada com

uma dicróica de 20watts é superior, além de consumir 5 vezes menos energia e ter

uma vida útil 22 vezes maior. Neste caso a substituição em retrofit é mais do que

perfeita, mas quando comparamos com o usual, que é a dicróica de 50watts, a

intensidade é mais do que 2 vezes menor.

Dicróica Essential 20W Master Led 4W

Podemos colocar então 2 lâmpadas de LEDs para fazer o serviço, certo? Pode ser uma

ideia, mas nossa relação de investimento inicial sobe.

Podemos ainda substituir a dicróica por outro modelo mais potente, certo? Perfeito,

mas você vai perceber que uma maior potência em LEDs não cabe no mesmo formato

de lâmpada dicróica e talvez você não tenha espaço físico suficiente.

Dicróica Essential 50W MASTER LED Twist 7W



Vale a pena ressaltar que a comparação somente pela intensidade luminosa não é

correta, ou talvez justa, pois outros atributos e características imbatíveis nos LEDs não

podem ser negligenciados:

- Longa Vida Útil;

- Alta Eficiência;

- Ausência de Calor (influência direta no conforto e carga térmica do ar condicionado);

- Ausência e UV;

- Menor Consumo;

- Menor Custo de Manutenção;

- Apelos Sustentáveis.

E quando estamos falando de projeto de iluminação com LEDs devemos tirar partido

de tais características e benefícios funcionais.

As lâmpadas convencionais ficam no teto e por isso precisam de grande potência para

chegar ao plano de trabalho. Com muita potência, se tornam mais quentes e ai

começamos a pensar que é mesmo prudente que elas estejam longe de nós, trazendo-

nos segurança. Com LEDs, estas fontes de luz poderiam se aproximar dos usuários, pois

não oferecem o perigo do calor (se queimar na lâmpada) e estando mais próximas do

plano de trabalho, oferecem melhores níveis de iluminamento resolvendo de imediato

o problema de falta de potência. Talvez a deficiência dos LEDs seja culpa de nossas

limitações quando de frente ao novo. Precisamos mudar estes paradigmas projetuais?

Hoje os LEDs são mais eficientes que as lâmpadas incandescentes e halógenas, porém

menos eficientes que as fluorescentes e de descarga. A tendência e que daqui a 5 ou

10 anos eles sejam mais eficientes do que qualquer outra fonte de luz artificial.



AR 111 Led - Brilia PAR 20 Led - GE Parathom - Osram Master Led A55 - Philips

UltraLed EA 55 - Golden PAR 30 Led - AG T5 Led - Guimar Vela Led - Ourolux

Lamina Ceramics RGB LED - Avant MR16 Led - Ledmax G60 80 – LC Light

JDR Power LED - FLC PAR 30 Led - Germany PAR 20 Led - Lumiled MR 11 Led -LLUM



3.2.2 – LEDs

Os LEDs são reconhecidos como precursores de uma nova era tecnológica na área de

iluminação, graças a diversas vantagens que oferecem em relação às fontes de

iluminação convencionais. Estes dispositivos representam uma ruptura na iluminação

artificial tradicional, introduzindo novos paradigmas e possibilidades de iluminar.

Os diodos emissores de luz - dispositivos conhecidos pela abreviatura em língua inglesa

LEDs (Light Emiting Diodes) - são fontes luminosas para iluminação artificial. LEDs são

semicondutores em estado sólido que convertem energia elétrica diretamente em luz.

A obtenção da luz através de LEDs ocorre quando os mesmos são diretamente

polarizados, permitindo a passagem de uma corrente elétrica. Os elétrons se movem

através da junção PN do semicondutor e se recombinam com as lacunas (cargas

positivas). Quando as duas cargas são recombinadas, a luz é emitida.

Esquema de emissão de luz de um LED.



Abaixo elencamos vários benefícios que a tecnologia de LEDs podem nos proporcionar:

- Vida útil: atualmente os LEDs de boa qualidade têm especificação de 20.000h a

50.000h com uma perda do fluxo luminoso de 30%, mesmo conceito empregado pelos

fabricantes de lâmpadas tradicionais para definir a sua vida útil.

- Alta eficiência: hoje os fabricantes de LEDs divulgam eficiências entre 25 a 65 lm/W e

já temos divulgação de LEDs em teste com 90 lm/W.

- Baixo consumo de energia: é inerente à tecnologia, pois os LEDs atuais consomem

pouco, quando comparados às lâmpadas de mercado. Em instalações comerciais o

projeto deve considerar a economia proporcionada pela menor emissão de calor ao

ambiente o que resultará em menores gastos com refrigeração.

- Ausência de radiações de infravermelho: radiações acima de 780nm são

basicamente calor. Não há componentes de comprimento de onda da faixa do

infravermelho nos LEDs, portanto a luz emitida por eles é "fria", não alterando as cores

dos pigmentos dos objetos iluminados.

- Ausência de radiações ultravioletas: radiações entre 250nm a 380nm são

extremamente danosas. O LED branco é fabricado a partir de um chip com emissão

azul recoberto com um fósforo amarelo. O comprimento de onda do LED azul é

tipicamente de 472nm, portanto não há componentes na faixa de UV.

- Alto índice de reprodução de cor: para os LEDs brancos com temperatura de cor de

3000K, o índice está entre 85 a 90. Já nos LEDs brancos com temperatura de cor em

torno de 5000K o índice é 70%. Infelizmente o fluxo luminoso nos LEDs de 3000K é

menor que nos de 5000K devido a maior perda introduzida pela camada de fósforo

amarelo.



- Disponibilidade de temperaturas de cor de 2.700K a 8000K: isto é excelente, pois

compatibiliza os LEDs com as temperaturas de coe usuais na indústria iluminação.

- Cores saturadas: o LED emite luz diretamente do material que o compõe em um

comprimento de onde específico e monocromático, portando tem maior saturação.

- Dimerização: é possível, desde que a fonte de alimentação (driver) permita a

dimerização, como nos reatores dimerizaveis de lâmpadas fluorescente.

- Custos de manutenção reduzidos: sua vida útil é elevada, permitindo menores custos

de reposição, mão de obra, paradas não programadas no serviço, etc.

- Controle de cores: com LEDs em RGB, dimerizando cada um dos canais, obtem-se,

por síntese aditiva, uma infinidade de novas cores.

- Diversidade de ângulos de abertura de facho: permite aos especificadores escolher

os efeitos desejados através do uso de lentes secundárias.

- Pequenas dimensões: permite o design de luminárias menores que as tradicionais e

introduz novos conceitos.

- Aspectos ecológicos: não se utilizam mercúrio, chumbo e outros materiais

considerados como potencialmente danosos ao meio ambiente. Infelizmente o

processo de fabricação de LEDs ainda utiliza grandes quantidades de energia para a

produção dos semicondutores, fato que é parcialmente compensado pela alta

quantidade de chips produzida em relação à energia aplicada ao processo. Outro fator

determinante é seu tamanho, reduzindo o impacto do descarte do produto na

natureza.



- São componentes bastante robustos: possibilita seu uso em ambientes em que

outras fontes de luz necessitariam de proteção extra, como automóvel e aplicações

outdoor.

- Baixa tensão de operação: não chega a ser uma vantagem explícita pois na

arquitetura se utiliza um acessório de conversão (fontes de alimentação ou

transformadores) da corrente elétrica alternada da rede comercial, mas traz segurança

quando os equipamentos são pensados para receber 12 Vca, como por exemplo em

aplicações subaquáticas.

- Acionamento instantâneo: não há a partida lenta de alguns produtos da iluminação

tradicional que necessitam de alguns minutos para operar a 100%, como por exemplo,

as lâmpadas de descarga (sódio e multi-vapores metálicos).

Os LEDs são apontados frequentemente como o futuro da iluminação e neste ponto há

um equívoco, pois já são uma realidade do mercado. Graças às suas características e

benefícios, os LEDs não são apenas mais uma opção de fontes de luz. Eles trazem

consigo novos conceitos, novas possibilidades de iluminar e uma mudança de

paradigma, quando comparados às fontes de luz tradicionais.



3.3 – Descarte

As preocupações com a sustentabilidade da na iluminação devem ir além da eficiência

energética. Como vimos anteriormente, as lâmpadas de descarga utilizam metais que

podem causar sérios danos ao homem e ao meio ambiente. Enquanto inteiras, mesmo

que “queimadas” tais lâmpadas não oferecem riscos, mas quando quebradas podem

gerar contaminação. Como acontece com as baterias e pilhas é necessária a separação

e destinação adequadas das lâmpadas para evitar danos ambientais. O

armazenamento, manejo, ruptura e reciclagem deverem ser extremamente

controlados.

As lâmpadas de LEDs estão sendo classificadas como descarte de eletrônicos, pois são

basicamente componentes eletrônicos em sua composição.

As compactas com reator incorporado também tem muita eletrônica, além do tubo

fluorescente.

Veja um vídeo que explica o processo de reciclagem de lâmpadas fluorescente pela

empresa Apliquim Tecnologia Ambiental.

http://www.youtube.com/watch?v=OPbM4k5Tvn4&feature=player_embedded

Links de Empresas de reciclagem de Lâmpadas:

http://www.apliquim.com.br

http://www.megareciclagem.com.br

http://www.hgmg.com.br

http://wpaambiental.com.br

http://www.youtube.com/watch?v=OPbM4k5Tvn4&feature=player_embedded

http://www.apliquim.com.br/

http://www.megareciclagem.com.br/

http://www.hgmg.com.br/

http://wpaambiental.com.br/



Capítulo 4 – Luminárias

As luminárias têm um papel extremamente importante em um sistema de iluminação,

pois elas contribuem diretamente para uma distribuição eficiente da luz no ambiente e

o conforto visual das pessoas.

Os requisitos básicos de uma boa luminária são:

- Proporcionar suporte e conexão elétrica das lâmpadas;

- Controlar e distribuir a luz;

- Ter um bom rendimento;

- Manter a temperatura de operação da lâmpada dentro dos limites estabelecidos;

- Facilitar a instalação e a conservação;

-Ser esteticamente agradável;

- Evitar o desconforto luminoso (ofuscamento)

-Proteger as lâmpadas e equipamentos auxiliares (Índice de Proteção – IP).

Uma luminária eficiente otimiza o desempenho das lâmpadas. Ao avaliar uma

luminária, a sua eficiência e suas características de emissão são de considerável

importância.

O rendimento é a divisão entre o fluxo luminoso irradiado pela luminária e o fluxo

luminoso total da lâmpada. Caso a luminária não disponha de um refletor adequado

para a lâmpada ou o refletor não seja de boa qualidade de reflexão, grande parte do

fluxo luminoso da lâmpada não será refletida no ambiente e, consequentemente,

haverá desperdício da luz e baixo rendimento luminoso. Uma luminária de alto

rendimento luminoso possui refletor perfeitamente dimensionado para a lâmpada e

excelente reflexão, o que proporciona um alto aproveitamento da luz e,

consequentemente, permite reduzir o número de luminárias e lâmpadas em um

projeto de iluminação de ambiente.



Quando se avalia a distribuição da luz a partir da luminária, deve-se considerar como

ela controla o brilho, assim como a proporção dos lumens da lâmpada que chegam ao

plano de trabalho.

A luminária pode modificar, controlar, distribuir e filtrar o fluxo luminoso emitido pelas

lâmpadas, desviá-lo para certas direções (refletores) ou reduzir a quantidade de luz em

certas direções para diminuir o ofuscamento (difusores).

Exemplo de refletores e distribuição da luz – Imagem Internet

A fotometria é um fator importantíssimo em uma luminária, pois sem ela fica

praticamente impossível inseri-la tecnicamente em um projeto. Sem este dado o

trabalho projetual é feito de forma empírica e os resultados podem não ser

satisfatórios.

Uma luminária que não tem sua curva fotométrica não pode ser considerada uma

luminária técnica. Quando tratamos de luminárias decorativas, não podemos exigir

que esse tipo de produto apresente desempenho ou performance adequados ou

aferidos.



A tabela a seguir apresenta a classificação proposta pela CIE (Commission

Internacionale d'Eclairage) de luminárias para a iluminação geral, de acordo com o

direcionamento do fluxo luminoso total para cima ou para baixo de um plano

horizontal de referência.

Classificação da

Luminária

Fluxo luminoso em relação ao plano horizontal (%)

Para o teto Para o plano de trabalho

Direta 0-10 90-100

Semi-direta 10-40 60-90

Indireta 90-100 0-10

Semi-indireta 60-90 10-40

Difusa 40-60 60-40

Exemplo gráfico da classificação das luminárias - Osram



Tabela de Grau de Proteção (IP)

Trata-se do grau de proteção (IP), apresentado na norma NBR IEC 60529 - “Graus de

proteção para invólucros de equipamentos elétricos (códigos IP)”.

Tab. I - Graus de proteção contra a penetração de objetos sólidos

estranhos indicados pelo primeiro numeral característico

Numeral Descrição sucinta do grau de proteção

0 Não protegido

1 Protegido contra objetos sólidos de Ø 50 mm e maior

2 Protegido contra objetos sólidos de Ø 12 mm e maior

3 Protegido contra objetos sólidos de Ø 2,5 mm e maior

4 Protegido contra objetos sólidos de Ø 1,0 mm e maior

5 Protegido contra poeira

6 Totalmente protegido contra poeira

Tab. II - Graus de proteção contra a penetração de água

indicados pelo segundo numeral característico

Numeral Descrição sucinta do grau de proteção

0 Não protegido

1 Protegido contra gotas d'água caindo verticalmente

2 Protegido contra de gotas d'água caindo verticalmente com invólucro inclinado até 15°

3 Protegido contra aspersão d'água

4 Protegido contra projeção d'água

5 Protegido contra jatos d'água

6 Protegido contra jatos potentes d'água

7 Protegido contra efeitos de imersão temporária em água

8 Protegido contra efeitos de imersão contínua em água

Fonte: Revista Eletricidade Moderna (EM), julho, 2005

IP65

Indica que a luminária é hermética contra poeira (6) e resistente a jatos de água (5).



Capítulo 5 – Controles de Iluminação


Desde a descoberta do fogo, o que o tornou verdadeiramente uma fonte de luz

artificial foi mantê-lo sobre controle. Acender, diminuir e aumentar sua intensidade e

apagá-lo passou a ser uma necessidade primordial. Comprando, acender e apagar são

funções de nossos interruptores simples e diminuir ou aumentar a intensidade, é o que

chamamos de dimerização.

Controlar a iluminação vai além desta simples intervenção no fornecimento de energia

para as lâmpadas. Controlar proporciona conforto, bem estar, segurança, promove a

qualidade da luz, equaliza sua quantidade e reduz o consumo de energia.

A tecnologia é uma forte aliada nesta tarefa e com sistemas de controles inteligentes,

podemos programar ciclos de atividade mantendo acessas ou apagando a iluminação

durante períodos pré-determinados, sentir a presença do indivíduo e controlar a

iluminação, equalizar automaticamente a luz artificial em detrimento a luz natural que

“invade” o ambiente, mantendo níveis de iluminamento adequados às tarefas

programadas, enfim, sem controle é impossível pensar em iluminação.



5.2 – Interruptores

O interruptor é o equipamento mais simples e conhecido dos controles de iluminação.

O acionamento, a rigor é manual e local, promovendo o ligar e desligar os circuitos.

Seu princípio de funcionamento consiste em interromper o fornecimento de energia às

lâmpadas “cortando” a fase de alimentação.

Diagrama de instalação Interruptor Simples – Lighting Now

Os interruptores podem ser Simples, Duplos, Triplos e por último os modulares que

você pode configurar a quantidade de acionamentos que precisar.

Os interruptores paralelos, mais conhecidos como “tri way”, são muito utilizados em

escadas, salas e corredores, onde existe a necessidade de comandar o mesmo ponto

de luz por dois interruptores distintos.

Exemplo do uso de um Interruptor Paralelo – Elétrica.info



A seguir, apresentamos o diagrama elétrico da instalação de um interruptor paralelo.

Diagrama de instalação Interruptor Paralelo – Lighting Now

Quando existir a necessidade de comandar o mesmo ponto de luz por três

interruptores distintos, utilizamos um interruptor intermediário, sistema conhecido

como “four way”.

Interruptor Paralelo com 1 intermediário – Pial Legrand

O interruptor intermediário funciona como um “X” comutando 4 pontos da seguinte

forma:

Comutação do Interruptor Intermediário – Lighting Now



A seguir, apresentamos o diagrama elétrico da instalação de um interruptor

intermediário.

Diagrama de instalação Interruptor Paralelo + Intermediário – Lighting Now

Em ainda existindo a necessidade de comandar o mesmo ponto de luz por mais de três interruptores distintos, utilizamos interruptores intermediários ao longo do circuito.

Interruptores Intermediários – Pial Legrand



5.3 – Minuterias

A minuteria é um dispositivo elétrico que, quando acionado, permite manter acesas as

lâmpadas de um ambiente, por um período definido de tempo.

Esse sistema pode ser instalado de forma coletiva, quando o seu

acionamento, através de um pulsador, liga as luzes da escada de

todos os andares, por exemplo, ou de forma individual, onde seu

acionamento apenas acende somente o andar específico. Este

segundo modelo do ponto de vista da economia de energia é mais

racional, porém tem um custo inicial maior, pois precisamos de uma

minuteria a cada pavimento.

As minuterias ainda têm uma grande utilização, mas foram amplamente aplicadas na

década de 80 quando surgiram como um forte diferencial no consumo de energia dos

edifícios residenciais.

5.4 – Sensores de Presença

O termo sensor de presença é um tanto quanto mal empregado no

mercado, pois o que se convenciona a chamar de “Sensor de

Presença” nada mais é que um sensor de movimento. Se um

indivíduo adentra a um ambiente com este tipo de sensor, a

iluminação se acende e permanece acesa por um determinado

tempo mínimo ou enquanto o sensor continue percebendo

movimentação. Experimente ficar parado neste ambiente. Embora

você esteja “presente”, a iluminação vai se apagar e só acenderá

novamente se você se mexer.



Basicamente existem dois tipos sensores no mercado e utilizam Infravermelho ou

ultrassom para detectar os movimentos.

Os sensores vieram substituindo em grande escala as minuterias, pois são

infinitamente mais baratos quando pensamos em controlar de forma individual cada

lance de escada, hall ou corredores e não necessitam de serem acionados para colocá-

los em funcionamento.

Existem sensores verdadeiramente de presença que trabalham com sistemas térmicos,

identificando a presença de um indivíduo pela sua temperatura corpórea, ativando e

mantendo aceso a ambiente enquanto houver presença “térmica” no espaço. Estes

sensores são bem mais caros devido à tecnologia que utilizam.

5.5 – Células Fotoelétricas

Este tipo de equipamento é muito utilizado em áreas externas para o

acendimento da iluminação de uso comum em condomínios e em

iluminação pública, sendo ativado pela de luz natural. Ao final do

entardecer, pela falta de luz natural percebida por este sensor, o

mesmo aciona a iluminação artificial para que o espaço em questão

fique iluminado no período noturno e quando o dia amanhece, com

a percepção da luz natural, desliga a iluminação. Normalmente estes

equipamentos têm ajuste de intensidade para calibrar a quantidade

de luz natural necessária para o seu arme e desarme. As fotocélulas

são bem conhecidas, de fácil instalação e baixo custo.



5.6 – Dimmers

Dimmers são equipamentos que permitem variar a intensidade do

fluxo luminoso de uma lâmpada ou conjunto de lâmpadas, de acordo

com sua potência. Com o dimmer, podemos excursionar de 0 a 100%

a intensidade da iluminação, ajustando-a para cada finalidade e com

isso reduzindo o consumo de energia e aumentando a vida útil das

lâmpadas.

Nota 1: As lâmpadas incandescente ligadas diretamente à rede podem ser facilmente

dimerizadas, mas cuidado com lâmpadas que utilizam equipamentos auxiliares como:

reatores, transformadores ou drivers. Para dimerizar estes tipos de lâmpadas, os seus

respectivos equipamentos auxiliares precisam der dimerizáveis.

Nota 2: A rigor, lâmpadas fluorescente compactas não podem ser dimerizadas, pois o

reator que está incorporado na sua base não é dimerizável.

Nota 3: Dicróicas em 12 Vac utilizam transformadores eletromagnéticos ou eletrônicos

para baixar a tensão da rede de 127 – 220Vac para os 12 volts necessários ao seu

funcionamento. Para dimerizar este tipo de lâmpada utilize o transformador

eletromagnético comum ou o transformador eletrônico dimerizável.

5.7 – Controles Remotos

Os controles remotos para iluminação funcionam com os outros

controles que utilizamos nas TVs, DVDs, etc. Podemos acionar a

iluminação sentados no sofá ou deitados na cama. Alguns modelos

de mercado permitem a dimerização.



Capítulo 6 – Automação na Iluminação


O que víamos nos desenhos animados dos “Jetsons” está cada vez mais presente em

nosso dia-a-dia e por vezes já são tecnologias banais. A evolução tecnológica anda à

passos largos e é interessante ver crianças que já “nascem” sabendo a operar um

computador, ficarem intrigadas à frente de uma fita K7, máquina de escrever ou disco

de vinil. Saudosismos à parte, a tecnologia sempre vem com objetivos otimizar,

baratear, facilitar, etc... e a palavra de ordem nos dia de hoje é integrar.

Como vimos no capítulo anterior, é impossível dissociar a iluminação dos seus

controles por mais simples que o sejam. Imagine então controlar a iluminação de

forma mais inteligente, onde podemos criar cenários para tarefas distintas ao toque de

um botão ou ajustar a luminosidade do ambiente avaliando, dinamicamente, a luz

natural que adentra ao espaço? A automação pode trazer estes anseios ao plano da

realidade.

Quando falamos em automação, neste caso mais especificamente automação

residencial, estamos falando em controlar não somente a iluminação, mas também

uma dezena de equipamentos de nosso cotidiano, porém de forma integrada. Além da

luz, podemos controlar: Cortinas, Ar Condicionado, Aquecimento de Água, Áudio,

Vídeo, Sistemas de Segurança, Abertura de Portas e Portões, Irrigação do Jardim,

Piscina, enfim, quase tudo hoje em dia pode ser inserido na automação.



6.2 – Histórico

O conceito de automação residencial começou pela automação industrial bem

difundida há mais tempo e por seu histórico de sucesso na robótica (montagem de

automóveis, equipamentos eletrônicos, etc.) e gerenciamento de processos, pessoas e

outros mais. As automatizações, com computadores e sistemas industriais, visam ter o

mínimo de intervenção humana, principalmente em processo repetitivos e de risco,

além de garantir um significativo aumento da produtividade, com a otimização de tais

tarefas. Os sistemas de automação industrial são complexos, robustos, com um design

“pobre” e custos elevados. Para sua aplicação em residências não seria necessária

tanta complexidade ou dispositivos que controlassem processos tão pesados quanto

na indústria, além disso, deveriam sem acessíveis e bonitinhos.

Hoje temos sistemas de automação residencial, que não podemos descartar a robustez

e complexidade, pois controlam e executam tarefas de extrema importância, como

controle de acesso biométrico, simulação de presença, monitoria de ambientes, gestão

do consumo de energia e água além de sistemas de segurança e tudo isso com acesso

remoto pela internet.

6.3 – Automação Residencial Casa automática, casa inteligente, domótica, entre outros, são termos utilizados para

definir a Automação Residencial, cujo grande objetivo é trazer conforto, praticidade e

bem estar. Se um sistema de automação não oferecer estas premissas ao usuário, em

um curto espaço de tempo, o mesmo irá ser “abandonado”, pois se é para dificultar,

não precisamos dele. Os componentes de uma automação devem unificar os controles

e processos tornando tudo mais simples.



Outro fator muito importante que é esperado com a adoção da automação é a

economia. Economia está em: energia elétrica e tempo em tarefas que o usuário não

mais fará, pois elas se tornaram automáticas.

Não entraremos no mérito sobre cada tipo de sistema, estrutura, topologia ou

infraestrutura necessária, pios cada fabricante ou marca vai por um partido

tecnológico diferente. Uns são centralizados, outros módulos independentes, com ou

sem fios, expansíveis ou não, enfim, uma gama enorme e preços para todos os bolsos,

mas em regra geral, a automação residencial tem como função ajudar nas tarefas

diárias que tomam muito tempo ou evitar preocupações do tipo: Deixei ou não o ar

condicionado ligado?

Home Automation Diagram – Adobe Cinema



6.4 – Automação na Iluminação

Os controles automatizados de iluminação proporcionam ao usuário ligar ou desligar

as luzes de toda a residência a partir de um ponto na parede, por exemplo, ou definir

diferentes configurações de acendimento (cenários) além de regular a intensidade de

luz para determinado ambiente. Automatizar a iluminação pode trazer alguns

benefícios, como:

Economia: A economia de energia elétrica é uma preocupação necessária e como já

vimos a dimerização de lâmpadas garante este objetivo, além de alongar a vida útil da

mesma. Outra forma de economia é a monitoria de ambientes, garantindo que não há

luzes acesas em locais sem atividade ou poder sair de casa coma certeza que todas as

luzes foram desligadas.

Segurança: Como sempre a segurança é fundamental e podemos tirar partido da

automação, programando acendimento de áreas externas com a aproximação dos

carros cadastrados e somente permitindo a abertura do portão de garagem se o

controle remoto for habilitado depois do reconhecimento ótico da placa do carro, por

exemplo. Ainda podemos programar o acendimento de iluminação de ambientes da

residência, bem como alguns aparelhos (som e tv) simulando a presença e afastando

intrusos. Alarmes podem estar conectados, fazendo chamadas telefônicas para os

moradores ou até mesmo para a central de segurança ou policia.

Conforto: Pode se criar cenas de iluminação para diversas ocasiões, como: festa,

romance, jantar, ver tv, etc...ajustando as luzes de acordo com cada uma delas ao

toque de um botão (ou IPAD). Imagine um ambiente com 10 circuitos e com 6

configurações diferentes para cada atividades. Como ajustar todos estes pontos de

iluminação de forma manual? Difícil e trabalhoso.



Praticidade: Além dos cenários de iluminação serem chamados de forma prática,

imagine poder desligar do seu quarto, a iluminação que você deixou acesa na sala? E

se pudesse fazer isso do seu escritório? Alguns sistemas de automação também

podem lhe avisar sobre lâmpadas queimadas e suas devidas posições.

Valorização e Beleza: Com o controle luminotécnico pode se implantar diversos tipos

de lâmpadas, proporcionando variadas efeitos, cores, destaque de objetos, acento de

detalhes arquitetônicos, etc...proporcionando uma grande diversidade de percepções

em um mesmo ambiente, por vezes mais intimista, outras mais festivos, enfim, a

iluminação valorizando e diferenciando os seus projetos.



Capítulo 7 – Métodos Básicos de Cálculo Luminotécnico

7.1 – Método Ponto a Ponto

É o método básico para o dimensionamento de iluminação. Baseia-se nos conceitos e

leis básicas da luminotécnica. Parte-se da curva de distribuição de intensidade

luminosa de uma fonte para determinar-se o iluminamento em diversos pontos do

ambiente estudado. É um método mais empregado para a iluminação de exteriores ou

para ajustes após o emprego de outros métodos. Considere uma fonte luminosa

puntiforme iluminando um ambiente qualquer. Esta fonte irradia seu fluxo luminoso

para várias direções. Como visto, pode-se determinar a intensidade luminosa dessa

fonte em uma única direção. A Figura 6.1 retrata uma fonte puntiforme instalada em

um ambiente no qual se encontra um objeto iluminado no ponto P.

Figura 6.1

A iluminância no ponto P obtida a partir da fonte luminosa mostrada na Figura 6.1

pode ser calculada por:



Onde:

Ep = iluminância no ponto “P” derivada do fluxo luminoso da fonte luminosa [Lux]

I(θ) = intensidade luminosa da fonte na direção do ângulo θ

D = distância entre a fonte luminosa e o ponto P em consideração [m]

Pode-se obter as iluminâncias horizontal (Eh) e vertical (Ev) nesse ponto P, utilizando-

se as relações fundamentais da luminotécnica e empregando a trigonometria em um

triângulo retângulo. Assim, obtém-se:

Exemplo:

Consultando-se a luminária, cuja CDL está representada abaixo, e supondo-se que esta

luminária esteja equipada com 2 lâmpadas fluorescentes LUMILUX® T5 HE Osram

35W/840, qual será a Iluminância incidida num ponto a 30º de inclinação do eixo

longitudinal da luminária, que se encontra a uma altura de 2m do plano do ponto?

Osram



Solução

A lâmpada tem 3300 lúmens de fluxo e a luminária contém 2 lâmpadas.

Da CDL, lê-se que: I30° = 340 cd e como este valor refere-se a 1000 lm, tem-se que:

I30º = 340cd/1000lm x (2 x 3300lm) = 2244 cd

Seguindo a fórmula, temos:

E = I30º x cos30º / h²

E=2244 x 0,65 / 4

E = 365lux

Osram



7.2 – Método dos Lúmens

Este método foi desenvolvido para o cálculo de iluminação de ambientes internos, em

função das dificuldades do método do ponto a ponto. Ele considera as características

próprias de cada luminária e lâmpada elétrica e, também, as cores das paredes e do

teto (índices de reflexão). O método emprega tabelas e gráficos obtidos a partir da

aplicação do método do ponto a ponto para diferentes situações.

Basicamente, busca-se determinar o número de luminárias necessárias para se

produzir uma determinada iluminância em uma área, baseando-se no fluxo médio.

A sequência de cálculo é a seguinte:

• determinação do nível de iluminância;

• escolha da luminária e lâmpadas;

• determinação do índice do local;

• determinação do coeficiente de utilização da luminária;

• determinação do coeficiente de manutenção;

• cálculo do fluxo luminoso total (lumens);

• cálculo do número de luminárias;

• ajuste final do número e espaçamento das luminárias.

- Determinação do nível de iluminância.

O nível de iluminância deve ser escolhido de acordo com as recomendações da NBR

ISSO CIE 8995-1 da ABNT que trata dos níveis de iluminância para diferentes tarefas

visuais e atividades em ambientes de trabalho.



- Escolha da luminária

A luminária pode ser escolhida em função de diversos fatores:

• distribuição adequada de luz;

• rendimento máximo;

• estética e aparência geral;

• facilidade de manutenção, incluindo a limpeza;

• fatores econômicos

Esta escolha depende basicamente do projetista e do usuário. A tendência atual é

buscar luminárias que proporcionem melhor eficiência de luminosidade, reduzindo as

necessidades de consumo de energia.

- Determinação do índice do local (K)

Este índice é calculado relacionando as dimensões do local que vai ser iluminado. Pode

ser calculado pela seguinte expressão:

K = C x L / h x (C + L)

Onde:

C = comprimento do recinto

L = largura do recinto

h = distância da luminária ao plano de trabalho



- Determinação do coeficiente de utilização (u) da luminária

Parte do fluxo emitido pelas lâmpadas é perdido nas próprias luminárias. Assim sendo,

apenas uma parte do fluxo atinge o plano de trabalho. O coeficiente de utilização (u)

de uma luminária é, pois, a relação entre o fluxo luminoso útil recebido pelo plano de

trabalho e o fluxo total emitido pela luminária:

u = Φ útil / Φ total

Este índice pode ser obtido através do uso de tabelas desenvolvidas pelos fabricantes

para cada tipo de luminária a partir do índice do local (K) e dos coeficientes de reflexão

do teto e paredes. As Tabelas 2 e 3 mostram exemplos dessas tabelas para luminárias

de lâmpadas incandescente e fluorescente. A Tabela 4 apresenta os valores de reflexão

normalmente adotados para as cores de paredes e tetos.

Tabela 2 - Fator de utilização (u) – luminárias de lâmpadas incandescentes



Tabela 3 - Fator de utilização (u) – luminárias de lâmpadas fluorescentes

Tabela 4 - Índices de reflexão

Nas Tabelas 2 e 3, as primeiras colunas apresentam valores do índice do local (K).

Na primeira linha dessas tabelas, tem-se o índice de reflexão do teto (em

porcentagem).

Na segunda e terceiras linhas têm-se o índice de reflexão (em porcentagem) da parede

e do plano de trabalho respectivamente. A interseção desses índices proporciona a

obtenção do índice de utilização (u).



- Coeficiente de manutenção (d)

Com o passar do tempo as luminárias vão se empoeirando, resultando em diminuição

do fluxo emitido. Isto pode ser parcialmente reduzido através de uma manutenção

eficiente, porém mesmo assim o rendimento da instalação diminuirá. Assim, é

necessário considerar essa perda na determinação do número das luminárias. Isso é

efetuado através da determinação do coeficiente de manutenção (d). Este coeficiente

deve ser calculado para cada ambiente e leva em consideração, além do período de

manutenção das luminárias, as condições gerais de limpeza do local em estudo.

Para determinação do índice (d) lança-se mão de curvas como a mostrada na abaixo:

Figura 4 – Manutenção das luminárias



- Cálculo do fluxo luminoso total

A partir da determinação dos diversos índices, pode-se calcular o fluxo luminoso total a

ser produzido pelas lâmpadas através da seguinte relação:

Φ total = E x S / u x d

Onde:

Φ total = fluxo luminoso total produzido pelas lâmpadas

E = iluminância determinada pela norma

S = área do recinto [m2]

u = coeficiente de utilização

d = coeficiente de manutenção

- Cálculo do número de luminárias

Conhecendo-se o fluxo luminoso total, calcula-se o número n de luminárias necessárias

para o local em estudo, através da seguinte relação:

n = Φ total / Φ luminária

Onde:

Φ luminária = o fluxo luminoso emitido por uma luminária. Este fluxo dependerá do

tipo e do número de lâmpadas instaladas por luminária.

O número de luminárias encontrado dificilmente será inteiro, devendo-se, portanto,

adotar o número inteiro mais próximo. Este número também dificilmente

proporcionará uma distribuição estética e simétrica das luminárias no ambiente.

Assim, deve-se ajustar o número de luminárias de maneira conveniente para o recinto

em estudo.



- Espaçamento das luminárias

Deve-se buscar um espaçamento adequado entre as luminárias. Normalmente o

fabricante fornece fatores que determinam os espaçamentos máximos que devem ser

adotados entre as luminárias.

Exemplo de aplicação do método dos Lumens

Elaborar o projeto de iluminação de um escritório de 25 m de comprimento, 10 m de

largura e 4 m de altura. O teto e as paredes são brancas. O plano de trabalho está a 0,8

m do piso. Considere manutenção anual das luminárias, ambiente de limpeza médio e

nível de iluminância baixo. Utilize luminárias com duas lâmpadas fluorescentes de

32W.

a) Determinação do nível de iluminamento

Através dos dados da norma 8995-1, temos o nível de iluminância de 500 lux.

b) Determinação do índice do local (K)

h = 4 – 0,8 = 3,2m (distância das luminárias ao plano de trabalho)

C= 25m

L = 10m

K = C x L / h x (C + L)

K = 25 x 10 / 3,2 x (25 + 10) = 2,23

c) Determinação do coeficiente de utilização (u) da lâmpada

Como serão utilizadas lâmpadas fluorescentes, utilizaremos os dados da Tabela 3. Para

uso da Tabela 3, é necessário obter o nível de reflexão das paredes e do teto, além do

valor de K. Dos dados do problema e utilizando a Tabela 4, obtém-se:

teto branco – nível de reflexão: 70%

paredes brancas (claras) – nível de reflexão: 50%

K = 2,0 (arredondamento para baixo)

Levando esses dados na Tabela 3 obtém-se: u = 0,71



d) Determinação do coeficiente de manutenção (d)

Para se obter o coeficiente de manutenção (d), utiliza-se as curvas da Figura 4 –

Manutenção das luminárias. Pelo problema, o ambiente apresenta nível de limpeza

médio e as luminárias são limpas a cada um ano, então obtém-se: d = 0,77.

e) Determinação do fluxo luminoso total (φ total)

E = 500lux

S = 25 x 10 = 250

u = 0,71

d = 0,77

Φ total = E x S / u x d

Φ total = 500 x 250 / 0,71 x 0,77 = 228.645 lm

f) Determinação do número de luminárias

Foi solicitado que se utilizem luminárias de duas lâmpadas fluorescentes de 32W. A

lâmpada fluorescente de 32 W produz um fluxo luminoso de 2800 lúmens. Assim, uma

luminária com duas lâmpadas terá um fluxo de 2 x 2800 = 5600 lm. Portanto, pode-se

calcular o número de luminárias (n):

n = Φ total / Φ luminária

n = 228645 / 5600 = 41 luminárias

g) Ajuste do espaçamento de luminárias

Nessa etapa procura-se ajustar as luminárias as dimensões do local, levando-se em

conta as diversas possibilidades existentes. Busca-se uma melhor possibilidade de

manutenção e operação do sistema, bem como uma melhor estética.



Capítulo 8 – Software para Iluminação

Além dos métodos básicos que vimos para cálculo luminotécnico, assim como

utilizamos programas CAD para arquitetura (aposentado as pranchetas?), temos à

disposição softwares que fazem a tarefa do cálculo luminotécnico de forma

automatizada e rápida, gerando planilhas, testando possibilidades e até imagens

renderizadas dos ambientes iluminados.

Logicamente o software não substitui o profissional de projeto nem torna um amador

em um especificador de uma hora para outra. É apenas uma ferramenta assim como

várias outras que usamos no nosso dia-a-dia da vida moderna.

Não vamos entrar no mérito de cada um dos programas, pois existem mais de 100

aplicativos e cada um com seus diferenciais, pontos fortes, fracos e esta “relação”

usuário x máquina é uma decisão pessoal. Apenas vamos listar os principais e seus

devidos links.

- Dialux - http://www.dial.de/DIAL/en/dialux/dialux-4/download.html

- Agi32 - www.agi32.com

- Relux - http://www.relux.biz/

- Lightscape - http://www.micrograf.pt/mm/lightscape/

- Lumisoft - http://www.lumicenteriluminacao.com.br/pt/tecnologia/lumisoft.html

- LabLux - http://www.iar.unicamp.br/lab/luz/ld/lablux/lablux.swf

http://www.dial.de/DIAL/en/dialux/dialux-4/download.html

http://www.agi32.com/

http://www.relux.biz/

http://www.micrograf.pt/mm/lightscape/

http://www.lumicenteriluminacao.com.br/pt/tecnologia/lumisoft.html

http://www.iar.unicamp.br/lab/luz/ld/lablux/lablux.swf



Capítulo 9 – Retrofit

9.1 – Dicas para o Retrofit

Quando buscamos tornar uma instalação mais eficiente, precisamos levar em conta

todos os fatores que implicam em custos (diretos e indiretos) e neste caso não

podemos considerar apenas a lâmpada. A rigor devemos levar em consideração:

- Lâmpadas

- Equipamentos Auxiliares

- Luminárias

- Custo de Manutenção

- Custo da Energia

Lâmpadas Incandescentes Comuns

Procure sempre que possível substituí-las por fluorescentes compactas ou LEDs.

Atenção para o uso do espaço. Se você precisa perceber nitidamente as cores, faça sua

opção por lâmpadas de maior IRC possível. Caso o uso não seja contínuo (uma

dispensa, por exemplo) não se preocupe tanto, pois o consumo e vida útil neste caso

são mínimos, mas como a relação de custo de aquisição de uma compacta já diminuiu

bastante, quando queimar substitua. Outro ponto importante é a temperatura de cor

da compacta ou LEDs em substituição às incandescentes. Para manter a mesma

“aparência”, procure por temperaturas próximas aos 2700K.

Lâmpadas Incandescentes

O alto fluxo das incandescentes (bi-pino, dicróica, PAR halógeas, etc) é difícil de vencer

com LEDs e compactas, fogem das características físicas e luminotécnicas (luz difusa).

Quando possível utilize LEDs, talvez em maior número ou mais baixos (próximo ao

objeto ou plano de trabalho) para compensar o fluxo luminoso. Outra boa opção



visando a economia e trabalhar com dimerização. Para as lâmpadas dicróicas em

12Vac, procure utilizar transformadores eletrônicos que são mais eficientes.

Fluorescentes Tubulares

As fluorescentes já são bem eficientes e neste caso a luminária faz bastante diferença,

de qualquer forma, estas lâmpadas vêm evoluindo bastante. Veja na tabela abaixo a

comparação entre modelos com características próximas, porém de gerações

diferentes e ambas comercializadas.

Tipo Ø mm Potência T. Cor IRC Fluxo l/W Vida Útil

T10 33,5 40W 5000K 70 2600 65 l/W 7500h

T5 17 50W 4000K 85 4400 102 l/W 24000h

A lâmpada T5, mesmo que proporcionalmente em relação a sua potência, tem mais

fluxo, é quase 2 vezes mais eficiente e tem muito mais vida útil o que implica

diretamente no custo de manutenção. No mesmo período de vida da T5, seriam

trocadas 4 lâmpadas T10.

As lâmpadas de nova geração, que são bem mais finas, permitem um melhor

rendimento da luminária.

Guia Iluminação Philips

Dê preferência aos reatores eletrônicos.



Fluorescentes Compactas

Lâmpada de grande eficiência e muita oferta no mercado. Dezenas de modelos,

marcas, potências, formatos, etc... Procure por informações técnicas na embalagem e

em sendo omissas, recorra aos catálogos dos fabricantes.

Existem modelos onde o reator é destacado da lâmpada, assim é possível a troca

somente da parte que está com defeito (reator ou tubo fluorescente). Nos modelos

onde o reator é parte integrante da lâmpada, se por ventura o tubo “queimar” e o

reator ainda estiver bom, ambos vão ser descartados. A tendência de custo em relação

ao volume fabricado deste tipo de lâmpada (reator incorporado) é baixar mais ainda e

assim o custo dissociado (reator ou tubo) fica quase que irrelevante, mas quando

falamos em sustentabilidade, estamos gerando mais lixo sem a necessidade, pois uma

das partes ainda pode estar perfeita.

Compacta com reator Compacta sem reator

Lâmpadas de LEDs

A oferta é grande, portanto fique de olho na qualidade e na promessa. Verifique se o

fabricante informa o fluxo luminoso, IRC e temperatura de cor. Recorra aos catálogos

para ter certeza do que está especificando. Uma lâmpada de LEDs se informações

luminotécnicas é somente uma lâmpada decorativa, sem o compromisso de iluminar.



Se você procura por um resultado satisfatório, com fluxo que lhe traga algum

benefício, descarte lâmpadas com LEDs de 5mm. Esta tecnologia já está bastante

ultrapassada quando falamos em iluminação.

Não existe mágica. Para maiores fluxos em LEDs, precisamos de área de dissipação de

calor e neste sentido os projetos tendem a ser mais elaborados, portanto mais

custosos. Desconfie do muito barato. Uma lâmpada de LEDs precisa durar pelo menos

25.000 horas. Selecione fabricantes confiáveis e exija garantias, pois você está

investindo em um equipamento de longa vida.

Equipamentos auxiliares

Nos catálogos dos fabricantes você encontra as informações sobre as características

destes equipamentos. Busque sempre o de menor consumo e que gerem menos

ruídos na rede de alimentação. Equipamentos eletrônicos costumam ser os mais

eficientes e menos prejudiciais à rede.

Luminárias

As luminárias devem ter bom rendimento e para isso precisam da lâmpada correta.

Siga as instruções do fabricante e instale o tipo, potência e formato que foram

homologados para ela. Lembre do infográfico que mostra os tamanhos dos diâmetros

das fluorescentes tubulares e seu impacto no refletor, consequentemente no

rendimento da luminária.

A manutenção da uma luminária não deve ocorrer apenas na sua falha. Mantenha-a

sempre limpa. Poeira minimiza a refletância. Limpe também a as lâmpadas.

Vidros foscos ou leitosos difundem a luz, porém reduzem o fluxo luminoso. Quando

possível, prefira as luminárias com vidro cristal.

Aletas antiofuscamento são muito bem vindas e reduzem muito pouco a iluminação.



Nas luminárias de piso (ou solo), prefira as que o vidro seja no mesmo nível do bordo,

evitando o acumulo de água e poeira.

Refletores em área externa devem permitir o esgotamento da água de sua superfície.

Evite vidro jatedo em áreas de gordura (cozinha) ou poeira excessiva, ou então,

certifique-se que o lado áspero (jateado) fique para o interior da luminária.

Manutenção

A manutenção da iluminação é tão importante como a manutenção de um carro e

deve ser feita periodicamente. Para garantir a qualidade de suas instalações, quando

possível, exija que sua equipe mantenha um relatório que informe o tipo de lâmpada

que está instalada em cada luminária, com suas características (potência, temperatura

de cor, IRC, formato, marca, etc). Se possível, manter algumas luminárias completas

em estoque, assim, troca-se a luminária e processa-se a manutenção total do

equipamento na bancada da oficina. A falta de documentação e/ou atenção à estas

características deixam o ambiente esteticamente mal apresentado. Passe a observar os

tetos em shoppings. Infelizmente é frequente um vão com várias luminárias iguais,

terem lâmpadas de temperatura de cor diferentes, deixando todo “colorido” o belo

teto que foi perfeitamente projetado por nós.



Agradecimentos

Agradecemos a todas as empresas, instituições de ensino, instituições de classe,

profissionais e amigos que nos ajudaram a tornar possível este trabalho, levando

informação e cultura aos leitores que de alguma forma estão ligados ao mercado de

iluminação.

Esperamos que este documento tenha colaborado e sirva como fonte de consulta na

vida profissional de cada um de vocês que muito nos prestigiaram.

Estaremos sempre à disposição para dirimir quaisquer dúvidas sobre este conteúdo.

Alexandre Rautemberg – LD Education

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CAPÍTULO 2 – SEMICONDUTORES E DIODOSln-br.com/downloads/luminotecnica_basica.pdf · 2018-11-28 · luminotecnia, fenômenos físicos, grandezas fotométricas, etc... Nosso objetivo