Dicionário da Iluminação
A iluminação é mundo fascinante. São muitos conceitos envolvidos que podem causar dúvidas nas pessoas que tem interesse no tema. Para isso, apresentamos abaixo um guia completo com os conceitos e termos fundamentais de iluminação, extraídos do Manual de Iluminação Procel EPP / Ministério de Minas e Energia.
ACOMODAÇÃO VISUAL
É o processo pelo qual o órgão visual muda o seu foco quando observa objetos situados em distâncias diferentes.
AMBIENTE VISUAL
Tudo que esteja dentro do campo visual que não seja a tarefa visual.
CAMPO VISUAL
Cada olho percebe uma imagem que é transmitida ao cérebro, sendo antes captada de modo próprio por cada olho, com suas desigualdades e peculiaridades. Essas imagens, quando superpostas e invertidas dão a sensação de profundidade e tridimensionalidade. Campo visual é a percepção de todos os espaços capazes de transmitir estímulos à retina quando em situação estática, com fixação em um ponto determinado. O campo visual monocular é de 135 graus na vertical (60 graus superior / 75 graus inferior) e 90 graus na horizontal; sendo, portanto, o campo visual binocular de 135 graus na vertical e 180 graus na horizontal.
Pela distribuição diversa de foto-receptores na camada de cones e bastonetes da retina, nem todos os objetos são percebidos no campo visual com mesmo grau de nitidez e cor. Os objetos percebidos com máxima nitidez e cores são os que estão focalizados pela fóvea, região de maior concentração de cones, enquanto os de menor nitidez serão os focalizados pelos de maior concentração de bastonetes. São limites anatômicos do nosso campo visual os ossos da órbita, supercílios, malares e nariz.
INTENSIDADE LUMINOSA (I)
A intensidade luminosa é a parcela do fluxo luminoso de uma fonte luminosa, contida num ângulo sólido, numa dada direção. Sua unidade é a candela (cd). A candela é a intensidade luminosa, em uma dada direção, de uma fonte que emite radiação monocromática de frequência de 540 x 1012 Hz e que tem uma intensidade radiante nesta
direção de (1/683) watt por esterradiano. Radiação monocromática: radiação caracterizada por uma frequência ou comprimento de onda único.
O ângulo sólido:
• O radiano (rad): Ângulo central que subtende um arco de círculo de comprimento igual ao do respectivo raio (Figura 2A);
• O esterradiano (sr): Ângulo sólido que tendo vértice no centro de uma esfera, subtende na superfície uma área igual ao quadrado do raio da esfera (Figura 2B).
Obs.: A área da superfície, no ângulo sólido, pode ter qualquer formato.
CURVA DE DISTRIBUIÇÃO DE INTENSIDADE LUMINOSA
Curva, geralmente polar, que representa a variação da intensidade luminosa de uma fonte, segundo um plano passando pelo centro em função da direção.
São apresentadas, geralmente, superpostas como na figura abaixo:
FLUXO LUMINOSO
Representa uma potência luminosa emitida ou observada, ou ainda, representa a energia emitida ou refletida, por segundo, em todas as direções, sob a forma de luz. Em uma analogia com a hidráulica seria como um chafariz esférico, dotado de inúmeros furos na sua superfície. Os raios luminosos corresponderiam aos esguichos de água dirigidos a todas as direções e decorrentes destes furos.
Unidade: lumen (lm).
DEPRECIAÇÃO DO FLUXO LUMINOSO (LUMEN L) DE UMA LÂMPADA
É o percentual de redução do fluxo luminoso (ou emissão de luz) de uma lâmpada, durante um período de operação. Esta redução é inerente a todas as lâmpadas elétricas.
ILUMINÂNCIA (E)
É o fluxo luminoso incidente numa superfície por unidade de área (m²). É medido por um aparelho chamado luxímetro. Um lux corresponde à iluminância de uma superfície plana de um metro quadrado de área, sobre a qual incide perpendicularmente um fluxo luminoso de um lúmen. O melhor conceito sobre iluminância talvez seja o de uma densidade de luz necessária para a realização de uma determinada tarefa visual. Os valores relativos a iluminância foram tabelados por atividade. No Brasil eles se encontram na NBR 5413 – Iluminância de interiores.
Unidade: lux (lx).
LUMINÂNCIA (L)
A luminância se refere a uma intensidade luminosa que atinge o observador e que pode ser proveniente de reflexão de uma superfície ou de uma fonte de luz ou, simplesmente, de um feixe de luz no espaço. Em linguagem coloquial, é o brilho de um objeto que pode ser percebido pelo olho humano. Ela é dada como a relação entre a intensidade na direção considerada e a área aparente da superfície real ou imaginária de onde provém o fluxo luminoso.
Sua unidade é candela por metro quadrado [cd/m²]
EFICIÊNCIA DA LUMINÁRIA
É a razão entre os lumens emitidos por uma luminária divididos pelos lumens emitidos pela lâmpada, ou lâmpadas, em uso da luminária.
EFICIÊNCIA LUMINOSA
É a relação entre o fluxo luminoso emitido e a energia elétrica consumida por unidade de tempo (potência) por uma fonte de luz. Quanto maior a eficiência luminosa de uma lâmpada e equipamentos, menor seu consumo de energia.
Unidade: lm/W
ÍNDICE DO RECINTO OU ÍNDICE DO AMBIENTE
O Índice do Recinto é a relação entre as dimensões do local, dada por:
Símbolo: K
EFICIÊNCIA DO RECINTO OU EFICIÊNCIA DO AMBIENTE
O valor da Eficiência do Recinto é dado por tabelas, contidas no catálogo do fabricante onde se relacionam os valores de Coeficiente de Reflexão do teto, paredes e piso, com a Curva de Distribuição Luminosa da luminária utilizada e o Índice do Recinto.
Símbolo: ηR ou ηA
COEFICIENTE OU FATOR DE UTILIZAÇÃO
Nos cálculos de iluminação geral, é a fração do fluxo luminoso inicial da lâmpada que alcança o plano de trabalho. Ele é uma função da distribuição da intensidade da luminária, do coeficiente de reflexão da superfície do lugar e seu formato.
O produto da Eficiência do Recinto (ηR) pela Eficiência da Luminária (ηL) nos dá o Fator de Utilização (U).
U = ηL * η
ÍNDICE DE REPRODUÇÃO DE COR (IRC)
Representa a capacidade de reprodução da cor de um objeto diante de uma fonte de luz. O IRC faz uma correspondência entre a cor real de um objeto e a que ele está apresentando diante da fonte de luz. Convencionalmente, o IRC varia entre 0 e 100% e de acordo com a fonte luminosa do ambiente a que se destina. Quanto mais alto o IRC, melhor é a fidelidade das cores.
Unidade: porcentagem (%).
As diferenças de IRC entre lâmpadas de maneira geral não são significantes, ou seja, visíveis a olho nu, a menos que a diferença seja maior que três a cinco pontos.
TEMPERATURA DE COR (CROMATICIDADE)
Expressa a aparência de cor da luz emitida pela fonte de luz. A sua unidade de medida é o Kelvin (K). Quanto mais alta a temperatura de cor, mais clara é a tonalidade de cor da luz. Quando falamos em luz quente ou fria, não estamos nos referindo ao calor físico da lâmpada, e sim a tonalidade de cor que ela apresenta ao ambiente. Luz com tonalidade de cor mais suave tornase mais aconchegante e relaxante; luz mais clara, mais estimulante. Muito embora isto não possa ser considerado fisicamente, uma temperatura de cor mais alta (K) descreve uma fonte de luz azulada, visualmente “fria”. As temperaturas de cores típicas são apresentadas a seguir.
FATOR DE FLUXO LUMINOSO OU FATOR DO REATOR
É um fator que determina qual será o fluxo luminoso emitido pela lâmpada e varia dependendo do tipo do reator. Se o fator de reator for de 90% significa que uma lâmpada operando com esse reator irá emitir 90% do seu fluxo luminoso. Quanto maior o fator de reator maior o fluxo
luminoso gerado pela lâmpada. A maioria das lâmpadas de descarga opera em conjunto com reatores. Neste caso, observamos que o fluxo luminoso total obtido neste caso depende do desempenho deste reator. Este desempenho é chamado de fator de fluxo luminoso (Ballast Factor) e pode ser obtido de acordo com a equação:
BF = fluxo luminoso obtido / fluxo luminoso nominal
Símbolo: BF
Unidade: %
ESPECTRO VISÍVEL
É a porção do espectro eletromagnético cuja radiação pode ser captada pela visão humana. Identifica-se esta radiação como sendo a luz visível, ou simplesmente luz, uma sucessão contínua de irradiação magnética e elétrica que pode ser caracterizada pela frequência ou comprimento da onda. A luz visível abrange uma parte pequena do espectro eletromagnético na região de cerca de 380 nanômetros (violeta) até 770 nanômetros (vermelho) de comprimento da onda. Para cada frequência da luz visível é associada uma cor.
IRRADIAÇÃO INFRAVERMELHA
Energia eletromagnética irradiada na faixa do comprimento de onda de cerca de 770 a 1106 nanômetros. A energia nessa faixa não pode ser vista pelo olho humano, porém pode ser sentida como calor pela pele.
IRRADIAÇÃO ULTRAVIOLETA (UV)
Energia irradiante na faixa de cerca de 100-380 nanômetros (nm). Para aplicações práticas, a banda UV é dividida como: Produzindo Ozônio: 180 – 220 nm; Bactericida (germicida): 220 – 300 nm; Eritema (avermelhamento da pele): 280 – 320 nm; Luz “negra”: 320 – 400 nm. A Comissão Internacional da Iluminação (CIE) define as bandas UV como UV-A (315-400 nm); UV-B (280-315 nm) e UV-C (100-280nm).
OFUSCAMENTO
O ofuscamento é o prejuízo na função visual causado pela presença de uma fonte de luz localizada no campo visual, pode ser um ofuscamento direto (visualização direta da lâmpada) ou um ofuscamento indireto (refletido através de superfícies refletoras ou brilhantes).
FATOR DE DEPRECIAÇÃO
Todo o sistema de iluminação, após sua instalação, tem uma depreciação no nível de iluminância ao longo do tempo. Esta é decorrente da redução do fluxo luminoso da lâmpada com o tempo e do acúmulo de poeira sobre lâmpadas e luminárias. Para compensar parte desta depreciação, estabelece-se um fator de depreciação que é utilizado no cálculo das quantidades de luminárias.
VIDA DE UMA LÂMPADA
O conceito de vida de uma lâmpada é dado em horas e é definido por critérios preestabelecidos por normas técnicas, considerando sempre um grande lote testado sob condições controladas e de acordo com as normas pertinentes.
VIDA MÉDIA
É a média aritmética do tempo de duração de cada lâmpada ensaiada
VIDA MEDIANA
É o número de horas resultantes, onde 50% das lâmpadas ensaiadas ainda permanecem acesas.
VIDA ÚTIL
É o número de horas decorrido quando se atinge 70% da quantidade de luz inicial devido à depreciação do fluxo luminoso de cada lâmpada, somado ao efeito das respectivas queimas ocorridas no período, ou seja, 30% de redução na quantidade de luz inicial.
REFLEXÃO
O fenômeno da reflexão ocorre quando os raios que incidem sobre uma superfície voltam para o meio no qual ocorreu a incidência (figuras 13 e 14).
Quando você está diante de um espelho, enxerga a sua imagem por reflexão; tudo que você enxerga (uma mesa, uma pessoa, uma paisagem e outros), enxerga por reflexão.
REFLEXÃO ESPECULAR
Estando diante de um espelho, pode-se observar que, se não ficar em uma determinada posição, não vai conseguir enxergar a sua imagem. Isso acontece porque os raios são refletidos em uma única direção, ou seja, eles são paralelos entre si (figura 13). Esse tipo de reflexão ocorre em superfícies polidas, tais como: espelhos, metais, a água parada de um lago; e, é denominada reflexão especular (figura 14).
REFLEXÃO DIFUSA
Quando alguém está enxergando uma mesa, pode ficar em qualquer posição ao redor da mesa, que a continua enxergando. Isso acontece porque os raios estão sendo refletidos em todas as direções. Esse tipo de reflexão ocorre em superfícies irregulares microscopicamente e é denominada reflexão difusa (figura 15).
TRANSMISSÃO
Transmissão é a passagem de raios de luz através de um meio, sem qualquer modificação na frequência dos componentes monocromáticos da radiação. Este fenômeno é uma característica de certos tipos de vidro, cristal, água e outros líquidos. Enquanto passa através do material, um pouco de luz se perde pela absorção. A razão do fluxo transmitido pelo fluxo incidente é chamada de transmitância ou fator de transmissão do material.
REFRAÇÃO
Saindo de um meio e entrando em outro, um raio de luz poderá ter modificada a sua direção. Esta modificação na direção é causada por uma modificação na velocidade da luz. A velocidade diminui se o novo meio é mais denso do que o primeiro, e aumenta, quando este meio é menos denso. Esta modificação na velocidade sempre é acompanhada por um desvio da luz e é conhecida como refração.
FATOR DE ABSORÇÃO
É a relação entre o fluxo luminoso absorvido por uma superfície e o fluxo luminoso que incide sobre a mesma.
Fonte: Manual de Iluminação Procel EPP / Ministério de Minas e Energia
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Há risco de câncer através da luz das lâmpadas?
Frequentemente temos que recorrer à engenharia e a física para as questões técnicas de nossos projetos, à psicologia para as questões de percepção visual, à arquitetura para a relação com o ambiente construído e às normas técnicas para atender aos parâmetros quantitativos e qualitativos estabelecidos.
A era do “iluminação voltada ao usuário” ou “Human-centric-lighting”, nos faz recorrer à biologia para projetos ambientes mais saudáveis. Para isto, torna-se necessário o entendimento de alguns aspectos da saúde controlados pela iluminação que projetamos.
Recentes publicações científicas comprovam que, à noite, a incidência de luz na retina inibe, atrasa ou diminui a síntese noturna do hormônio melatonina, refletindo direta ou indiretamente na secreção e inibição de outros hormônios e neurotransmissores que desempenham funções vitais em nosso organismo.
Confira a na íntegra um excelente artigo publicado na revista Lume Arquitetura, de autoria de Rui Soares.
Artigo extraído na íntegra da revista Lume Arquitetura, de autoria de Rui Soares.
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Viabilizando novas tecnologias na iluminação pública
O desafio é comum às cidades brasileiras – como implementar novas tecnologias e garantir a boa visibilidade as vias públicas com um projeto saudável, que caiba no orçamento apertado? O dilema vivido por diversas cidades em nosso país parece ter chegado ao fim, com tecnologias mais eficientes, produtos com garantia e linhas de crédito disponíveis.
O progresso traz benefícios não só para o mercado, mas principalmente para o dia-a-dia das pessoas. A utilização de iluminação pública em LED, por exemplo, proporciona uma qualidade de iluminação muito superior às tecnologias anteriores, além de contribuir para a diminuição dos gastos com energia. Outro fator importante a ser destacado é a possibilidade de proporcionar maior movimento ao comércio local, uma vez que a qualidade de luz entregue atrai os consumidores para os estabelecimentos e aumenta a sensação de segurança. Por isso, a iluminação deve ser uma prioridade na agenda dos governantes.
Abaixo ilustramos alguns benefícios que uma boa iluminação traz para as cidades, mas que tem alguns desafios a serem vencidos
A importância da iluminação com tecnologia para as cidades
O primeiro ponto que deve ser destacado é a melhoria da qualidade da luz. Com uma luz mais eficiente como o LED, os munícipes poderão desfrutar de imagens e cores mais fiéis a noite, aumento a percepção de bem-estar e segurança. Um bom exemplo são os monumentos públicos. Através do LED, é possível uma reprodução de cores mais fiel aos olhos humanos a luz do dia, atraindo mais pessoas inclusive no período noturno. Parques e demais lugares públicos também se tornaram mais atrativos e seguros, pois serão bem iluminados e contarão com uma população mais ativa.
Outros benefícios também devem ser levados em conta na hora de avaliar um projeto de iluminação pública mais eficiente:
- Menor poluição luminosa;
- Melhorias na reprodução de cor nos pontos iluminados por meio da tecnologia LED;
- Pontos da cidade mais bem iluminados, aperfeiçoando o uso do espaço público (praças, avenidas etc.);
- Menos impactos ao meio ambiente;
- Economia de energia e de recursos financeiros;
- Atendimentos aos requisitos da Norma NBR 5101/2012;
- Diminuição dos gastos com manutenção;
Benefícios para a Iluminação Pública
Através do telegerenciamento, é possível formatar o conceito de redes inteligentes (smart grids), que permitem o gerenciamento da iluminação pública de forma bastante eficaz. Para essa nova tendência ser efetivada, os postes devem estar em posições estratégicas e ficar a uma distância de 30 metros de um para o outro. Este sistema possibilita uma infinidade de serviços adicionais para a população:
- Videomonitoramento: Este sistema possibilita o sucesso do videomonitoramento, responsável por acompanhar a movimentação de pessoas e veículos em diversos locais.
- Gestão de semáforos: Com os postes posicionados corretamente, é viável usar recursos que otimizem o tempo dos semáforos, possibilitando a redução dos engarrafamentos e do tempo gasto com a locomoção.
- Acendimento automático e centralizado: Hoje, os pontos de iluminação pública são acionados por meio de um sensor na luminária, o reler fotoelétrico. Isso é um dos fatores que engloba a telegestão, que permite controlar e racionar remotamente a lâmpada de um centro de controle operacional (CCO). Essa comunicação é feita pela internet com a transferência de dados.
- Acesso à internet: Caso uma prefeitura tenha essa tecnologia instalada em uma luminária com acesso à web, é possível aproveitar o ponto para fazer um Wi-Fi e distribuí-lo para a cidade.
- Câmera de segurança: Também pode ser instalado no poste uma câmera de segurança para transmitir os dados do ponto que fica em cima da lâmpada.
Viabilizando um projeto de Iluminação LED
A maioria das prefeituras não têm recursos suficientes para modernizar a rede de iluminação pública. Por isso, o gestor público pode optar por uma Parceria Público-Privada (PPP) ou contratos de Reordenação da Iluminação Pública através da Lei 8666/1993, onde é possível optar por contratos menores ou maiores, dependendo do caso e da situação do parque luminotécnico da cidade, bem como dos contratos atuais do município.
A administração pública ao adotar uma parceria pode ser mais ágil, eficiente e econômica, tendo mais condições de contemplar os anseios da população. Hoje, é um grande erro aumentar impostos para investir mais, pois inibe o consumo e afeta negativamente a criação de empregos.
Para as PPPs terem um bom resultado, é importante as prefeituras contarem com consultorias para que aspectos técnicos, jurídicos e econômicos sejam bem estabelecidos. Dessa forma, são maiores as possibilidades de as metas serem alcançadas.
Porém, há desafios… e contas a serem feitas
Comparando-se os investimentos com as tradicionais iluminação baseada em vapor de sódio e mercúrio, o LED pode parecer muito mais caro, de início. Porém, diversos fatores devem ser levados em conta na hora de avaliar o custo da nova tecnologia.
- Manutenção – As luminárias a vapor falham bastante e tem uma vida útil mais curta. Deve-se levar em conta o valor da compra de novas lâmpadas de reposição, como também os custos da equipe de manutenção. As luminárias LED, além de terem vida muito mais longa, também podem contar com o sistema de telegestão, onde pode ter acesso remoto através de sistema de computador, a quais lâmpadas encontram-se com avaria, enviando a equipe de manutenção apenas quando necessitar, e reduzindo assim a hora da equipe.
- Custo de implementação – De início, o custo das luminárias LED são muito superiores que as demais. Porém, este custo vem caindo consideravelmente durante os últimos anos, uma vez que a tecnologias está ficando cada vez mais popular. Entretanto, através da CIP cobrada na conta de energia, é possível que os municípios possam custear estes gastos através de contratos de PPP ou Reordenação. Outra forma de custeio são as diversas linhas de crédito que os bancos estão abrindo para este tipo de investimento.
- Receitas acessórias – Com a mudança de tecnologia para a telegestão, os postes acabam por oferecer diversos pontos de tecnologia, onde podem ser agregados diversos outros serviços, gerando receitas extras para o municípios através de novos contratos de licitação para outras empresas interessadas em serviços adicionais. Abaixo listamos alguns exemplos.
Com planejamento e focos em resultados, os gestores podem adotar as medidas ideais para implementar novas tecnologias para iluminação pública. Inegavelmente, uma cidade bem iluminada proporciona mais qualidade de vida para os cidadãos.
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Vantagens do LED na Iluminação Pública
Há alguns anos as pessoas vem notando a troca de luminárias tradicionais por uma tecnologia mais eficiente: o LED. Diversas prefeituras pelo Brasil afora já estão realizando a troca para oferecer melhores condições à população. Mas afinal as lâmpadas de LED na iluminação pública são melhores?
Antes de mais nada, é importante salientar que o investimento em LED é consideravelmente maior que a iluminação tradicional. Porém, quando avaliamos o retorno de investimento chegamos a conclusão que a economia gerada pela nova tecnologia é muito maior, sem contar os benefícios para o meio-ambiente.
Para exemplificar, confira abaixo 5 vantagens da iluminação pública feita por lâmpadas de LED!
Manutenção facilitada
Na prática, a manutenção das lâmpadas de LED é mais fácil, o que torna a instalação e o dia a dia algo muito mais simples do que com as lâmpadas antigas, de materiais pesados. Além do mais, quando integra-se a telegestão, é possível identificar em tempo real lâmpadas com defeito por meio de um sistema centralizado, diminuindo assim custos com rondas periódicas da equipe de manutenção, reservando estes custos apenas para emergências.
Economia de energia que só traz benefícios para a cidade
Tanto a manutenção quanto a segurança já seriam itens bons o suficiente para a troca das lâmpadas tradicionais pelas lâmpadas de LED, mas o outro item que manda é o custo e, apesar de ser consideravelmente maior, a economia é igualmente impactante, o que resulta em economia de energia e gastos a longo prazo. Quando se compara os gastos de energia entre LED e tecnologias mais antigas, podemos chegar a uma economia de até 70%.
Sem radiação de metais pesados
As lâmpadas anteriores utilizam vapor de sódio e mercúrio, enquanto que a iluminação de LED não contém materiais pesados no seu funcionamento, contribuindo para um meio-ambiente mais limpo.
Com isso, a economia de energia e toda a preocupação com o meio ambiente se tornam reais ao apresentarem uma forma renovável de eletricidade. Não só a iluminação pública se torna mais segura e atraente, como as cidades agradecem por poupar o meio ambiente.
Utilidade pública
Com os diferentes tipos de lâmpadas ultrapassadas sendo deixados para trás, chegou a hora de você ter em mente que a iluminação de LED é uma utilidade pública. Ela transforma toda a importância da luz em algo muito mais atraente e sustentável.
As lâmpadas de LED na iluminação pública são revolucionárias e trazem diversos benefícios. Muitas prefeituras já contam com iluminação LED em toda a cidade. E claro, ao perceber os benefícios do LED pela cidade, a atitude ainda encoraja os cidadãos a realizarem a troca em seus estabelecimentos e casas.
O planeta agradece
As tradicionais lâmpadas de vapor de sódio, mercúrio ou vapor metálico causam danos ao meio ambiente por possuírem, como o próprio nome diz, metais pesados. Isso em larga escala é extremamente prejudicial tanto no dia a dia, com os efeitos químicos ocorrendo, quanto no descarte errado, prejudicando o oxigênio.
Dessa forma, com as lâmpadas de LED, os tipos de componentes elétricos se transformam em benéficos tanto para o dia a dia quanto após a durabilidade chegar ao fim.
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