Aula - Luminotécnica

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Instalações Elétricas
Luminotécnica
Instituto Federal de Rondônia – IFRO
Campus Porto Velho Calama
Curso de Engenharia de Controle e Automação
Prof. Me. Vitor Akira Uesugui Costa
E-mail: vitor.costa@ifro.edu.br
ÍNDICE DE REPRODUÇÃO DE CORES - IRC
❑ O IRC (Índice de Reprodução de Cor), consiste na relação entre a cor real de
um objeto ou superfície diante de uma fonte luminosa. O índice varia numa
escala de 0 a 100, utilizada para medir a fidelidade de cor que a iluminação
reproduz nos objetos.
Fonte: LuxFort do Brasil (2019).
ÍNDICE DE REPRODUÇÃO DE CORES - IRC
❑ IRC permite caracterizar os vários tipos de lâmpadas e compará-las por meio da
aparência como as cores de um objeto iluminado são percebidas por um
observador.
❑ Quanto mais próximo este índice for ao IRC 100 (dado à luz solar), mais
fielmente as cores serão percebidas pelo olho humano.
❑ O metal sólido, como o filamento de tungstênio das lâmpadas incandescentes,
quando aquecido até emitir luz, foi utilizado como referência no IRC nível 100.
ÍNDICE DE REPRODUÇÃO DE CORES - IRC
❑ IRC entre 90 e 100 - as cores serão reproduzidas de forma excelente, são
lâmpadas que se deve utilizar em locais onde uma pequena variação na
tonalidade da cor pode ser importante: museus, gráficas, consultórios médicos.
❑ IRC entre 80 e 90 - as cores serão reproduzidas de forma muito boa, são o tipo
de luz que se deve instalar na maior parte das aplicações de interior, nos locais
onde há permanência de pessoas: restaurantes, salas de aula, indústria, etc.
❑ IRC entre 60 e 80 - algumas cores podem ser distorcidas, usa-se em interiores
onde não haja permanência de pessoas, como no caso da indústria pesada ou
logradouros, praças públicas, túneis, etc.
TEMPERATURA DE COR
❑ A temperatura de cor expressa a aparência de cor da luz emitida pela fonte,
indicando se esta luz possui uma tonalidade mais “quente” ou “fria”. Sua
unidade de medida é o Kelvin (K).
❑ As cores quentes correspondem às cores que transmitem sensação de calor, uma
vez que estão associadas ao sol e ao fogo.
❑ As cores frias recebem esse nome uma vez que são as cores que transmitem
sensação de frio, associadas ao gelo e à água.
TEMPERATURA DE COR
Fonte: AmoPintar (2019).
TEMPERATURA DE COR
❑ 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, laranja ou avermelhada.
Fonte: AmoPintar (2019).
TEMPERATURA DE COR
❑ A correlação da escala Kelvin com a temperatura de cor foi feita por meio de
um experimento no qual se aquecia gradualmente um corpo metálico, até que o
mesmo começasse a emitir luz. Conforme a temperatura do metal aumentava, a
luz emitida pelo corpo se alterava.
Fonte: Abalux (2017).
TEMPERATURA DE COR
❑ Ambientes de trabalho e de estudo onde a atividade é alta e é necessário
atenção, o indicado é utilizar luminárias com temperaturas de cores mais frias,
que despertam as pessoas e induzem a produtividade.
❑ Já em ambientes residenciais, onde descansamos, como salas de estar e quartos,
a dica é optar por modelos com luz mais quente, por volta dos 3000 K, que
proporcionam aconchego e conforto visual.
TEMPERATURA DE COR
Tipo de Lâmpada
Temperatura da Cor 
[K]
I.R.C.
Incandescente 2800 100
Incandescente de Halogênio 3200 100
Fluorescente - Luz do Dia 6500 75 - 79
Fluorescente - Luz Branca 4000 75 - 79
Vapor de Mercúrio 5000 47
Vapor de Sódio 3000 35
❑ É importante ressaltar que a temperatura de cor não está diretamente associada
ao IRC, conforme mostra o quadro a seguir:
FLUXO LUMINOSO
❑ O fluxo luminoso (φ) corresponde à potência de radiação total emitida
por uma fonte de luz. Sua unidade de medida é o lúmen (lm).
❑ Também pode ser definido como a potência de radiação emitida por
uma fonte luminosa em todas as direções do espaço.
ILUMINÂNCIA
❑ A iluminância ou iluminamento é a relação entre o fluxo luminoso
incidente numa superfície e a área S dessa superfície, ou seja, indica a
quantidade de luz que incide em um ponto específico como por
exemplo uma mesa de trabalho.
❑ É representada pela letra “E” e sua unidade de medida é o lux
(lúmen/m²).
EFICIÊNCIA LUMINOSA
❑ A eficiência luminosa (η) é a relação entre o fluxo luminoso emitido
por uma lâmpada (em lúmen) e a sua potência elétrica (watt). Sua
unidade de medida é lúmens/watt.
❑ As lâmpadas comerciais apresentam eficiências luminosas diversas,
principalmente em função da tecnologia de produção da luz.
ESPECIFICAÇÕES TÉCNICAS
Fonte: Boreal LED (2020).
LÂMPADA INCANDESCENTE
❑ A fonte de luz da lâmpada incandescente é um filamento metálico, geralmente
de tungstênio, pelo qual através da circulação de corrente elétrica obtém-se a
incandescência.
❑ São lâmpadas consideradas de baixo rendimento, pois a maior parte da energia
é convertida em calor.
LÂMPADA HALÓGENA
❑ São lâmpadas incandescentes, nas quais, visando a melhoria da eficiência
luminosa adiciona-se um gás halógeno (iodo ou bromo).
❑ A adição desse gás evita que haja um enegrecimento do bulbo causado pela
evaporação do tungstênio do filamento.
LÂMPADA HALÓGENA
❑ Ciclo do Iodo ou Bromo
1 2
3 4
LÂMPADA HALÓGENA
❑ Alguns cuidados devem ser tomados ao ser instalar uma lâmpada
halógena:
▪ Não tocar no bulbo de quartzo com as mãos, para não sujar ou engordurar.
▪ Observar a posição correta de instalação, conforme orientação do fabricante.
▪ Instalar em locais ou luminárias que suportem altas temperaturas de operação.
LÂMPADA FLUORESCENTE
❑ As lâmpadas fluorescentes possuem em seu interior vapor de mercúrio ou (ou
argônio) em baixa pressão.
❑ Quando esse gás é excitado através de uma corrente elétrica, emite radiação
ultravioleta (invisível). Para converter essa radiação ultravioleta em luz visível,
o bulbo é recoberto por um pó que contém cristais de fósforo.
Fonte: Cruz e Aniceto (2019).
LÂMPADA FLUORESCENTE
❑ A sua economia de energia chega a ser de 80% em relação à lâmpada
incandescente, tendo um grau de eficiência muito elevado e vida longa,
aproximadamente 8.000 horas, um ótimo índice de reprodução de cores, em
torno de 80.
LÂMPADAS DE DESCARGA
❑ Lâmpada vapor de sódio: composta por um tubo de descarga de óxido de
alumínio sintetizado e mistura de sódio e mercúrio. Necessita de reator e possui
uma reprodução de cores sofrível (IRC ≈ 23).
❑ Lâmpada vapor de mercúrio: compostas por um tubo de quartzo, tendo em
cada extremidade um eletrodo de tungstênio, no qual se dá a descarga e a
emissão de luz, necessitam de reator para operar, tendo boa eficiência energética
e reprodução de cores ruim (IRC ≈ 40).
❑ Lâmpada mista: consiste em um tubo de descarga preenchido com vapor de
mercúrio em série com um filamento de tungstênio, emitindo luz através do
filamento incandescente e do tubo de descarga. Não necessita de reator, mas
obrigatoriamente deve ser ligada em 220V e possui baixa reprodução de cores
(IRC ≈ 60).
LÂMPADAS DE DESCARGA
LÂMPADA LED
❑ A lâmpada a LED tem como elemento básico o dispositivo eletrônico
denominado LED (Light Emitting Diode) ou diodo emissor de luz.
❑ A tecnologia dos semicondutores desenvolveu um tipo de LED de baixa
potência e alto brilho, com uma vida média muito maior que os demais tipos
de lâmpadas, superior a 50.000 horas.
❑ Hoje são produzidos LED de potência com um número maior de elementos de
emissão de luz, proporcionando maior eficiência, elevado IRC e temperatura de
cor entre 2.760 e 10.000 K.
LÂMPADA LED
❑ Apesar de serem geralmente mais caras, devido a sua alta eficiência energética,
as lâmpadas LED estão substituindo com cada vez mais frequência os demais
tipos de lâmpadas, seja para iluminação de interiores ou iluminação de alta
potência (vias públicas, estacionamentos, estádios, etc.)
Instalações Elétricas
Método dos Lumens
Instituto Federal de Rondônia – IFRO
Campus Porto VelhoCalama
Curso de Engenharia de Controle e Automação
Prof. Me. Vitor Akira Uesugui Costa
E-mail: vitor.costa@ifro.edu.br
MÉTODO DOS LUMENS
❑ Consiste em determinar a quantidade de fluxo luminoso (lumens) necessário
para determinado recinto baseado no tipo de atividade desenvolvida, cores das
paredes e teto e do tipo de lâmpada/luminária escolhidos.
MÉTODO DOS LUMENS
❑ PASSO 1 – Coleta dos seguintes dados:
▪ Dimensões do ambiente em metros (comprimento, largura e pé direito);
▪ Altura do plano de trabalho em metros;
▪ Altura de suspensão das luminárias em metros;
▪ Refletâncias: teto, parede e piso;
▪ Especificações da luminária/lâmpada a ser utilizada;
▪ Tipo de atividade desempenhada no ambiente;
▪ Iluminância necessária para o ambiente de acordo com a NBR ISO/CIE: 8995-1
MÉTODO DOS LUMENS
❑ PASSO 2 – Cálculo do índice do recinto (K):
▪ O Índice do Recinto (K) é uma relação definida entre as dimensões (em metros) do local.
É definido pela fórmula:
𝐾 =
𝐶 . 𝐿
ℎ . (𝐶 + 𝐿)
𝐶 – Comprimento do ambiente em m;
𝐿 – Largura do ambiente em m;
ℎ – Altura de montagem (distância da luminária ao
plano de trabalho). *h = pd – hl – ht.
MÉTODO DOS LUMENS
❑ PASSO 3 – Determinar o Fator de Utilização (U) da luminária:
▪ O Fator de Utilização (U) é dado em tabelas fornecidas pelos fabricantes de luminárias e
indica o desempenho da luminária no ambiente considerado no cálculo. Para escolher o
fator de utilização mais adequado, faz-se necessário conhecer as refletâncias do teto,
parede e piso; além do índice do local (K).
Cor Refletância (%)
Branco 70
Claro 50
Médio/Escuro 30
Preto 0
Branco 50
Claro 30
Médio/Escuro 10
Preto 0
Branco/Claro 30
Médio/Escuro 10
Preto 0
Piso
Teto
Paredes
MÉTODO DOS LUMENS
❑ PASSO 4 – Determinar o Fator de Depreciação (FD):
• Todo o sistema de iluminação tem, após sua instalação, uma depreciação no nível de
iluminância ao longo do tempo. Esta é decorrente da redução natural do fluxo luminoso
da lâmpada e do acúmulo de poeira sobre lâmpadas e luminárias. Para compensar parte
desta depreciação, estabelece-se um fator a ser aplicado ao cálculo do números de
luminárias. Este fator evita que o nível de iluminância atinja valores abaixo do mínimo
recomendado.
2500h 5000h 7500h
Limpo 0,95 0,91 0,88
Normal 0,91 0,85 0,80
Sujo 0,80 0,66 0,57
Periodicidade da manutenção
Ambiente
MÉTODO DOS LUMENS
❑ PASSO 5 – Determinar o nível de Iluminância (E) recomendado:
▪ Quanto mais elevada a exigência visual da atividade, maior deverá ser o valor
da iluminância sobre o plano de trabalho. Deve-se consultar a norma NBR
ISO/CIE: 8995-1 para definir o valor de Iluminância Mínima (Em)
recomendado.
NBRISO_CIE8995-1.pdf
MÉTODO DOS LUMENS
❑ PASSO 5 – Determinar o nível de Iluminância (E) recomendado:
MÉTODO DOS LUMENS
❑ PASSO 6 – Calcular o número de luminárias:
𝑁 =
𝐸𝑚 . 𝐶 . 𝐿
𝑛 . 𝜑 . 𝑈 . 𝐹𝑑
Onde:
▪ 𝑁 – Número de luminárias;
▪ 𝐸𝑚 - Iluminância mínima em lux de acordo com a NBR ISO/CIE: 8995-1
▪ 𝐶 – Comprimento do ambiente em metros;
▪ 𝐿 – Largura do ambiente em metros;
▪ 𝑛 – Número de lâmpadas por luminária;
▪ 𝜑 – Fluxo luminoso por lâmpada em lumens;
▪ 𝑈 – Fator de utilização;
▪ 𝐹𝑑 – Fator de depreciação.
MÉTODO DOS LUMENS
❑ PASSO 7 – Realizar distribuição das luminárias (cálculo de espaçamento):
▪ A distribuição das luminárias/pontos de luz deve ser realizada de modo que a distância
entre cada ponto de luz extremo e a parede seja a metade da distância entre os pontos de
luz.
MÉTODO DOS LUMENS
❑ PASSO 8 – Calcular a Iluminância Média obtida (se necessário):
▪ Dependendo da distribuição definida no item anterior, a quantidade de luminárias pode
ser alterada, sendo necessário calcular o nível de iluminância médio obtido.
𝐸𝑚𝑒𝑑 =
𝑁 . 𝑛 . 𝜑. 𝑈. 𝐹𝑑
𝐶. 𝐿
MÉTODO DOS LUMENS
❑ EXEMPLO
Aplicando o Método dos Lumens, determine o número de luminárias e realize a distribuição das mesmas
(cálculo de espaçamento) para um ambiente de sala dos professores de uma escola considerando os
seguintes parâmetros:
▪ Dimensões: Comprimento = 7m / Largura = 6,5m;
▪ Distância da luminária até o plano de trabalho: 3,1m;
▪ Teto: refletância 70%;
▪ Parede: refletância 50%;
▪ Piso: refletância 10%;
▪ Ambiente: LIMPO com manutenções periódicas a cada 1500h de uso.
▪ Luminárias Philips TMS 426 com 02 lâmpadas de 40W e fluxo luminoso de 2300 lumens em cada
lâmpada.
MÉTODO DOS LUMENS
❑ Cálculo do índice do recinto (K):
𝐾 =
𝐶 . 𝐿
ℎ . (𝐶 + 𝐿)
𝐾 =
7 . 6,5
3,1 (7 + 6,5)
=
45,5
41,85
𝐾 = 1,08 ≈ 1
Obs: recomenda-se o arredondamento do índice K para baixo.
MÉTODO DOS LUMENS
❑ Determinar o Fator de Utilização (U) da luminária:
MÉTODO DOS LUMENS
❑ Determinar o Fator de Depreciação (Fd):
2500h 5000h 7500h
Limpo 0,95 0,91 0,88
Normal 0,91 0,85 0,80
Sujo 0,80 0,66 0,57
Periodicidade da manutenção
Ambiente
MÉTODO DOS LUMENS
❑ Determinar o nível de Iluminância (E) recomendado:
MÉTODO DOS LUMENS
❑ Calcular o número de luminárias:
𝑁 =
𝐸𝑚 . 𝐶 . 𝐿
𝑛 . 𝜑 . 𝑈 . 𝐹𝑑
𝑁 =
300 . 7 . 6,5
2 . 2300 . 0,5 . 0,95
=
13650
2185
= 6,24
∴
𝑁 = 8 𝑜𝑢 9 𝑙𝑢𝑚𝑖𝑛á𝑟𝑖𝑎𝑠
Obs: recomenda-se o arredondamento sempre para cima, e para um valor compatível com 
uma boa distribuição das luminárias
MÉTODO DOS LUMENS
❑ Realizar distribuição das luminárias (cálculo de espaçamento):
Espaçamentos na direção 1:
𝑎
2
+ 𝑎 + 𝑎 + 𝑎 +
𝑎
2
= 7
4𝑎 = 7
𝑎 =
7
4
= 1,75𝑚
𝑎
2
= 0,87𝑚
Espaçamentos na direção 2:
𝑏
2
+ 𝑏 +
𝑏
2
= 6,5
2𝑏 = 6,5
𝑏 = 3,25𝑚
𝑏
2
= 1,62𝑚
MÉTODO DOS LUMENS
❑ Calcular a Iluminância Média obtida:
𝐸𝑚𝑒𝑑 =
𝑁 . 𝑛 . 𝜑. 𝑈. 𝐹𝑑
𝐶. 𝐿
𝐸𝑚𝑒𝑑 =
8 . 2 . 2300. 0,5 . 0,95
7. 6,5
=
17480
45,5
𝐸𝑚𝑒𝑑 = 384,17 𝑙𝑢𝑥
❑ ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR ISO/CIE 8995-1:
Iluminação de ambientes de trabalho – Parte 1: Interior. Rio de Janeiro, p. 46, 2013.
❑ CRUZ, Eduardo Cesar Alves; ANICETO, Larry Aparecido. Instalações elétricas:
fundamentos, práticas e projetos em instalações residenciais e comerciais. Saraiva
Educação SA, 2019.
❑ KAWASAKI, Juliana Iwashita. Métodos de cálculo luminotécnico. Revista: O Setor
Elétrico, ed. 74, p. 36-42, 2012.
Referências