CONCEITOS BÁSICOS DE INGENIERIA LUMINOSA

INTRODUÇÃO

Apresentaremos inicialmente as principais grandezas físicas utilizadas em luminotécnica. O tema da calorimetria, embora complexo, é abordado brevemente apenas para permitir a introdução dos conceitos de Temperatura de Cor e Índice de Reprodução de Cor.

Em seguida são apresentados detalhadamente os principais tipos de lâmpadas disponíveis atualmente: lâmpadas incandescentes (convencionais e halógenas) e lâmpadas de descarga (de baixa e de alta pressão). Um objetivo adicional desta seção é mostrar a complexidade relacionada à comparação entre as diferentes lâmpadas, a qual envolve diversas grandezas tais como eficácia luminosa, reprodução de cores, custo de investimento e custo operacional das lâmpadas.

Finalmente apresentam-se os principais aspectos relacionados ao projeto de iluminação, no qual são estabelecidos o tipo e o número de lâmpadas e luminárias necessárias para obter uma iluminação adequada em função da aplicação. São discutidos os principais métodos utilizados em projetos de iluminação: o Método dos Lumens e o Método Ponto a Ponto.

APRESENTAÇÃO

Apresentaremos inicialmente as principais grandezas físicas utilizadas em luminotécnica. O tema da calorimetria, embora complexo, é abordado brevemente apenas para permitir a introdução dos conceitos de Temperatura de Cor e Índice de Reprodução de Cor.

Em seguida são apresentados em detalhes os principais tipos de lâmpadas disponíveis atualmente: lâmpadas incandescentes (convencionais e halógenas) e lâmpadas de descarga (de baixa e de alta pressão). Um objetivo adicional desta seção é mostrar a complexidade relacionada à comparação entre as diferentes lâmpadas, a qual envolve diversas grandezas, tais como eficácia luminosa, reprodução de cores, custo de investimento e custo operacional das lâmpadas.

Finalmente apresentam-se os principais aspectos relacionados ao projeto de iluminação, no qual são estabelecidos o tipo e o número de lâmpadas e luminárias necessárias para obter uma iluminação adequada em função da aplicação. São discutidos os principais métodos utilizados em projetos de iluminação: o Método dos Lumens e o Método Ponto a Ponto.

1. CONCEITOS BÁSICOS DE LUMINOTÉCNICA

Uma fonte de radiação emite ondas eletromagnéticas. Elas possuem diferentes comprimentos e o olho humano é sensível a somente alguns (entre 380 nm a 780 nm). Luz é, portanto, a radiação eletromagnética capaz de produzir uma sensação visual. A sensibilidade visual para a luz varia não só de acordo com o comprimento de onda da radiação, mas também com a luminosidade.

A curva de sensibilidade do olho humano demonstra que radiações de menor comprimento de onda (violeta e azul) geram maior intensidade de sensação luminosa quando há pouca luz (ex. crepúsculo, noite, etc.), enquanto as radiações de maior comprimento de onda (laranja e vermelho) se comportam ao contrário.

Figura 1. Sensibilidade visual do olho humano

Fonte: SILVA, Mauri Luiz da. Luz Lâmpadas & Iluminação. 3. ed. Ciência Moderna.

Figura 2. Curva de sensibilidade do olho humano a radiações monocromáticas

Fonte: OSRAM. Manual Luminotécnico Prático. 2000

As radiações infravermelhas são radiações invisíveis ao olho humano e seu comprimento de onda se situa entre 760 nm a 10.000 nm. Caracterizam-se por se forte efeito calorífico e são radiações produzidas normalmente através de resistores aquecidos ou por lâmpadas incandescentes especiais cujo filamento trabalha em temperatura mais reduzida (lâmpadas infravermelhas). As radiações infravermelhas são usadas na Medicina no tratamento de luxações, ativamento da circulação na indústria na secagem de tintas enrolamentos de motores e transformadores, na secagem de grãos, como trigo e café, etc.

Já as radiações ultravioletas caracterizam-se por sua elevada ação química e pela excitação da fluorescência de diversas substâncias.

Normalmente dividem-se em três grupos:

 UV-A: Ultravioleta próximo ou luz negra (315 a 400 nm)

 UV-B: Ultravioleta intermediário ( 280 a 315 nm)

 UV-C: Ultravioleta remoto ou germicida (100 a 280 nm).

O UV-A compreende as radiações ultravioletas da luz solar, podendo ser gerado artificialmente através de uma descarga elétrica no vapor de mercúrio em alta pressão. Essas radiações não afetam perniciosamente a visão humana, não possuem atividades pigmentárias e eritemáticas sobre a pele humana, atravessando praticamente todos os tipos de vidros comuns. Possuem grande atividade sobre material fotográfico, de reprodução e heliográfico, (l a 38 nm).

O UV-B tem elevada atividade pigmentária e eritemática. Produz a vitamina D, que possui ação anti-raquítica. Esses raios são utilizados unicamente para fins terapêuticos. São também gerados artificialmente por uma descarga elétrica no vapor de mercúrio em alta pressão. O UV-C afeta a visão humana, produzindo irritação dos olhos. Essas radiações são absorvidas quase integralmente pelo vidro comum, que funciona como filtro, motivo pelo qual as lâmpadas germicidas possuem bulbos de quartzo.

1.1 Grandezas e Conceitos

Luminotécnica é o estudo minucioso das técnicas das fontes de iluminação artificial, através da energia elétrica. Portanto, toda vez que se pensa em fazer um estudo das lâmpadas de um determinado ambiente, está se pensando em fazer um estudo de luminotécnica, que se distinguem as seguintes grandezas:

Intensidade Luminosa

Símbolo: I

Unidade: candela (cd)

Se a fonte luminosa irradiasse a luz uniformemente em todas as direções, o Fluxo Luminoso se distribui na forma de uma esfera. Tal fato, porém, é quase impossível