HIGIENE DO TRABALHO LUMINOTÉCNICA

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Luminotécnica Prof..Márcio Rubens. Baumer 
Março 2004 
Universidade do Estado de Santa Catarina 
Departamento de Engenharia Elétrica – DEE 
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HIGIENE DO TRABALHO 
LUMINOTÉCNICA 
 
 
 
 
 
ÍNDICE 
 
 
I – A iluminação no trabalho 
 
I.1 – A aplicação norma regulamentadora NR 17 do Ministério do Trabalho 
I.2 – Iluminação de Interiores NBR 5413 da ABNT 
I.3 – Como selecionar a iluminância desejada 
I.4 – O desempenho do trabalhador com relação ao conforto visual 
 
II – Conceitos Básicos de Luminotécnica 
 
 II.1 - Grandezas Luminotécnias 
 II.2 - Características das lâmpadas 
 II.3 - Características das luminárias 
 II.4 – Aplicações 
 
III – Fundamentos do projeto de iluminação interna 
 
III.1 – Fatores de influência na qualidade da iluminação 
III.2 – Projeto luminotécnico 
III.3 – Alguns softwares de cálculo luminotécnico 
III.4 – Medição e avaliação dos níveis de iluminação 
 
IV – Novas tecnologias de iluminação 
 
 IV.1 – Lâmpadas 
 IV.2 – Luminárias 
 
V – Desenvolvimento de projetos luminotécnicos 
 
 V.1 – Exemplos 
 V.2 – Exercícios 
 
ANEXOS 
Anexo 1 – NBR 5413 
Anexo 2 – NBR 5382 
 
 
 
 
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BIBLIOGRAFIA( GERAL) OU DE USO DA DISCIPLINA: 
 
• CREDER, Hélio Instalações Elétricas – 14a Edição - 2000 
• MAMEDE FILHO, João Instalações Elétricas Industriais – 6a Edição – 2001 
• COTRIM, Ademaro – Instalações Elétricas - 4a Edição – 2002 
• NISKIER/ MACINTYRE , Júlio / A.J. – Instalações Elétricas – 3a Edição – 1996 
• SILVA, Mauri Luiz da – Luz Lâmpadas & Iluminação -1ª Edição – 2002 
• ABNT- Norma Técnica NBR 5410/04 
• ABNT – Norma TécnicaNBR 5413/92 
• ABNT – Norma Técnica NBR 5382/84 
• MINISTÉRIO DO TRABALHO- NR 17 
 
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I – ILUMINAÇÃO NO TRABALHO 
 
 
I.1 – A aplicação da NR 17 do Ministério do Trabalho 
 
A NR 17 que trata da Ergonomia visa a adaptação das condições de trabalho às 
características psicofisiológicas dos trabalhadores, de modo a proporcionar um máximo 
de conforto, segurança e desempenho eficiente. 
Quanto às condições ambientais de trabalho a norma cita em seu artigo 17.5.3 : 
 
“Em todos os locais de trabalho deve haver iluminação adequada, natural ou 
artificial, geral ou suplementar, apropriada à natureza da atividade.” 
 
Quanto à iluminação natural, evidentemente a norma está se referindo a luz solar, que a 
princípio, se puder ser utilizada, resolverá os problemas de conforto ambiental nas mais 
diversas atividades de trabalho. 
 
Como a maioria dos casos esta solução fica difícil de ser implementada, nos valemos da 
utilização de iluminação artificial. Esta iluminação adequada, está regulamentada pela 
norma brasileira da ABNT a NBR 5413/92. 
 
I.2 – A iluminação de interiores – NBR 5413/92 da ABNT 
 
Esta norma tem por objetivo: 
 
“Estabelecer os valores de iluminâncias médias mínimas em serviço para iluminação 
artificial, onde se realizem atividades de comércio, indústria, ensino, esporte e 
outras”. 
 
A Iluminância é a grandeza utilizada para a avaliação do conforto visual, que é uma 
razão entre o fluxo luminoso recebido pela superfície e a área considerada. Iluminância 
deve ser medida com o luximetro, segundo a norma NBR 5283/84 
 
Campo de trabalho é a região onde, para qualquer superfície nela situada, exigem-se 
condições de Iluminância apropriadas ao trabalho visual a ser realizado. 
 
Condições gerais 
• A Iluminância deve ser medida no campo de trabalho. Quando este não for definido, 
entende-se como tal nível referente a um plano horizontal à 0,75 m do piso. 
• No caso de ser necessário elevar a iluminancia em determinado campo de 
trabalho, pdse-se usar iluminação suplementar. A Iluminância restante do 
ambiente não deve ser inferior a 1/10 da adotada. 
• Recomenda-se que a Iluminância em qualquer ponto do campo de trabalho não 
seja inferior a 70% da Iluminância média determinada de acordo com a NBR 
5382 
 
 
 
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Tabela 1 – Iluminâncias por classe de tarefas visuais –NBR 5413/92 
 
Classe Iluminância (lux) Tipo de atividade 
 
20 – 30 – 50 Áreas públicas com arredores escuros 
50 – 75 – 100 Orientação simples para permanência curta 
100 – 150 – 200 Recintos não usados para trabalhos contínuo; depósitos
A 
 
Iluminação geral para áreas 
usadas interruptamente ou 
com tarefas visuais simples 
 
200 – 300 - 500 
Tarefas com requisitos 
visuais limitados, trabalho 
bruto de maquinaria, 
auditórios 
500 – 750 – 1000 
Tarefas com requisitos 
visuais normais, trabalho 
médio de maquinaria, 
escritórios 
B 
 
Iluminação geral para área de 
trabalho 
1000 – 1500 – 2000 
Tarefas com requisitos 
especiais, gravação manual, 
inspeção, indústria de roupas 
2000 – 3000 – 5000 
Tarefa visuais exatas e 
prolongadas, eletrônicas de 
tamanho pequeno 
5000 – 7500 – 10000 
Tarefas visuais muito exatas, 
montagem de 
microeletrônica 
C 
 
Iluminação adicional para 
tarefas visuais difíceis 
10000 – 15000 – 20000 Tarefas visuais muito especiais, cirurgia 
Nota: As classes, bem como os tipos de atividades não são rígidas quanto às iluminâncias limites 
recomendas, ficando a critério do projetista avançar ou não nos valores das classes/tipos de atividade 
adjacentes, dependendo das características do local/tarefa 
 
 
 
 
Tabela 2 – Fatores determinantes da iluminância adequada – NBR 5413/92 
 
 
Peso Características da 
tarefa e do observador -1 0 +1 
Idade 
 
Inferior a 40 anos 40 a 55 anos Superior a 55 anos
Velocidade e precisão 
 
Sem importância Importante Crítica 
Refletância do fundo da 
tarefa 
Superior a 70% 30 a 70% Inferior a 30% 
 
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I.3 – Como selecionar a iluminância desejada 
 
Para determinarmos a iluminância desejada deveremos nos valer das tabelas 1 e 2 e 
adotar o procedimento abaixo: 
 
Fazer uso da tabela 1 de acordo com a atividade levando em conta três fatores da tabela 
2, que são: 
• Idade 
• Velocidade e precisão 
• Refletância do fundo da tarefa 
Procedimento: 
 
a) Analisar cada característica acima, determinada pesos conforme tabela 2 
 
b) Somar os três valores encontrados, algebricamente, considerando o sinal 
 
c) Usar : 
A iluminância inferior do grupo, quando o valor total for igual a –2 ou –3, 
A iluminância superior quando a soma for +2 ou +3, e 
A iluminância média nos outros casos 
 
I.4 – O desempenho do trabalhador com relação ao conforto visual 
 
Pesquisas realizadas comprovaram que: 
 
• Existe uma relação direta entre a iluminação e a produtividade 
• Devemos individualizar o sistema de iluminação 
• Quando maior a idade mais luz ele precisa para executar as tarefas 
 
 
Estudo de um caso: 
 
Caso realizado em dois escritórios similares, com as mesmas características de 
trabalho. No primeiro o sistema de iluminação foi reduzido à metade, enquanto o 
segundo permaneceu com os níveis normais. Após um determinado período o primeiro 
escritório voltou a ser iluminado como o segundo. 
Constatou-se que com a redução da luminosidade pela metade, a produtividade 
baixou significativamente e, apósum período de adaptação, aumentou gradativamente, 
estabilizando-se em níveis inferiores ao do segundo escritório. Quando a iluminação 
voltou ao nível inicial, notou-se um aumento da produtividade acima do verificado no 
segundo escritório, permanecendo alto por um período de adaptação e então, voltando 
ao mesmo nível do segundo escritório 
A figuras 1 retrata o desempenho em função das pessoas provocado pelo 
processo em análise. 
Este tipo de pesquisa e outras observações feitas por especialistas da área, 
resultaram em conclusões quanto a definição do ambiente ideal de trabalho, dentre elas 
podemos destacar: 
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9 Proporcionar conforto visual 
9 Ser eficiente para a tarefa 
9 Reproduzir bem as cores 
9 Ter a aparência da cor correta 
9 Evitar ofuscamentos diretos 
9 Evitar ofuscamento indireto/refletido 
9 Ser flexível 
9 Não produzir ruído 
9 Ser individualizada 
9 
 
Figura 1 –Índice de produtividade em escritório e em função do nível de iluminação 
 
 
 
Figura 2 – Conforto visual em relação a iluminância e a temperatura de cor 
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II –CONCEITOS BÁSICOS DE LUMINOTÉCNICA 
 
 
 
II.1 – Grandezas Luminotécnicas 
 
Luz: Radiação eletromagnética que acarreta uma sensação de claridade ou seja uma 
sensação visual. Veja o espectro eletromagnético mostrado na figura 3. 
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 a pouca luz, enquanto as radiações de maior comprimento de onda ( laranja e 
vermelho ) se comportam ao contrário. 
 
 
Figura 3 – Espectro Eletromagnético 
 
Fluxo Luminoso: É a radiação total da fonte luminosa, entre os limites de comprimento 
de onda (380 a 780 nm), conforme mostra a figura 4. 
Símbolo: ϕ 
Unidade: Lumen (lm) 
 
 
Figura 4 
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Intensidade Luminosa: É o fluxo luminoso irradiado na direção de um determinado 
ponto. Esta direção é representada por vetores, cujo comprimento indica a intensidade 
luminosa. Vide figura 5. 
Símbolo: I 
Unidade: Candela (cd) 
 
 
Figura 5 
 
 
Iluminância: É a relação da razão entre o fluxo luminoso incidente por unidade de área. 
Como o fluxo luminoso não é distribuído uniformemente, a iluminância não será a 
mesma em todos os pontos da área. Para isto se considera a iluminância média (Em). 
Vide figura 6. 
Símbolo: E 
Unidade: lux (lx) 
 
E = ϕ / 
 
Figura 6 
 
 
 
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Curva de Distribuição Luminosa: É a representação da intensidade luminosa em todos 
os ângulos em que é direcionada num plano. Visando a uniformização destas curvas, 
geralmente são referidas ao valor de 1000 lm. Para efeito de cálculos é necessário 
multiplicar-se o valor encontrado na CDL pelo fluxo luminoso da lâmpada e dividir por 
1000 lm. A figura 7 apresenta uma CDL típica de um conjunto lâmpada e luminária. 
Símbolo: CDL 
Unidade: candela (cd/1000 lm) 
 
 
Figura 7 – Curva de Distribuição Luminosa 
 
Luminância: É a intensidade luminosa que emana de uma superfície, pela sua 
superfície aparente. A luminância depende tanto do nível iluminação ou iluminância, 
quanto das características de reflexão das superfícies. Vide figura 8 
Símbolo: L 
Unidade: candela/ m2 (cd/m2) 
 
αcos.A
I
L = 
onde: 
L = Luminância em cd/ m2 
I = Intensidade luminosa em cd 
A = área projetada em m2 
α = ângulo considerado em graus 
 
Figura 8 – Conceito de Luminância 
 
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Como é difícil medir-se a intensidade luminosa que provem de um corpo não radiante 
(através de reflexão) pode-se recorrer a seguinte fórmula: 
π
ρ EL .= 
onde: 
ρ = Refletância ou coeficiente de reflexão 
E = Iluminância sobre essa superfície em Lux 
 
Cabe lembrar que o coeficiente de reflexão é a relação entre o Fluxo luminoso refletido 
e o incidente em uma superfície. Esse coeficiente e dado geralmente em tabelas, 
conforme mostra a tabela 3. 
 
Tabela 3 
 
COEFICIENTES DE REFLEXÃO DE 
ALGUNS MATERIAIS E CORES 
Materiais 
Rocha 60% 
Tijolos 5 a 25% 
Cimento 15 a 40% 
Madeira Cara 40% 
Esmalte branco 65 a 75% 
Vidro transparente 6 a 8% 
Madeira aglomerada 50 a 60% 
Azulejos brancos 65 a 75% 
Madeira escura 15 a 20% 
Gesso 80% 
Cores 
Branco 70 a 80% 
Creme claro 70 a 80% 
Amarelo claro 55 a 65% 
Rosa 45 a 50% 
Verde claro 45 a 50% 
Azul celeste 40 a 45% 
Cinza claro 40 a 45% 
Bege 25 a 35% 
Verde escuro 10 a 15% 
Vermelho 20 a 25% 
Preto 5 a 10% 
Laranja 20 a 25% 
 
II.2 – Características das lâmpadas 
 
 
a) Eficiência energética: É a relação entre o fluxo luminoso em lumens fornecido pela 
lâmpada e o seu consumo em Watts. Lumens/Watts (lm/W) 
 
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Figura 9 
 
b) Temperatura de cor (Kelvin): É difícil avaliar a sensação de tonalidades de cor de 
diversas lâmpadas. Para estipular um parâmetro foi definido o critério de 
temperatura de cor (Kelvin) para classificar a luz. O conceito baseia-se em comparar 
com um corpo metálico em aquecimento( Radiador de Plank), que passa desde a cor 
avermelhada e, colocando-se mais fogo, mais calor, a barra começara a ficar num 
vermelho mais claro, até que depois de passar por cores como laranja, amarelo, com 
o fogo e calor aumentando, ela chegará a ponto de fusão e então terá uma cor branca 
azulada. Entende-se então que quanto mais calor em graus Celsius a barra receber, 
mais branca ficará, em graus Kelvin, teremos então a temperatura de cor.Deduzindo-
se com lógica que quanto mais alta for a temperatura de de cor mais branca será a 
luz, conforme mostra a figura 10. 
 
 
Figura 10 
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c) Índice de reprodução de cores:- IRC - As variações de cor dos objetos iluminados 
sob fontes de luz diferentes podem ser identificadas através do conceito de 
reprodução de cores. Sua escala é de 0 a 100%, também comparada com o metal 
sólido em aquecimento até irradiar luz. Este parâmetro é dado pelo IRC ou – Índice 
de reprodução de cores. O IRC serve para medir o quanto de luz artificial consegue 
imitar a luz natural. O IRC de 100% seria como um dia claro de sol no verão por 
volta do meio dia.Desta forma, quanto mais próximo de 100% for o IRC de uma 
fonte de luz artificial, mais próxima da luz natural estará, ou seja reproduzirá mais 
fielmente as cores e, quanto menor for este índice pior será a reprodução de cores. 
 
 
Figura 11 
 
II.2.1 - Tipos de Lâmpadas 
 
As lâmpadas são divididas em dois grandes grupos: As lâmpadas incandescentese as 
lâmpadas de descarga 
 
1 – Lâmpadas incandescentes 
• Incandescentes 
• Halógenas 
Princípio de funcionamento: baseia-se na emissão de luz através do aquecimento de um 
filamento de tungstênio, que irradia sob forma de luz parte da radiação térmica gerada. 
Veja detalhes na figura 12 e 13. 
 
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Figura 12 – Lâmpada incandescente 
 
 
Figura 13 – Lâmpada halógena 
 
2 – Lâmpadas de descarga 
• Fluorescentes, figura 14 
• Mistas, figura 15 
• Vapor de mercúrio, figura 16 
• Vapor de Sódio, figura 17 
• Vapores Metálicos, figura 18 
Princípio de funcionamento: baseia-se na excitação de gases ou vapores metálicos, no 
interior de um bulbo, sob pressão e tensão elétrica aplicada em eletrodos. A radiação 
emitida se estende da faixa do ultra-violeta até o infra-vermelho, passando pelo espectro 
luminoso, depende, entre outros fatores, da pressão interna no bulbo da lâmpada, da 
natureza do gás ou de partículas de vapores metálicos. 
 
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Figura 14 
 
 
Figura 15 
 
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Figura 16 
 
Figura 17 
 
Figura 18 
 
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Abaixo na tabela 4, estão apresentadas as principais características das lâmpadas. 
 
Tabela 4 
 
Tipo de lâmpada Rendimeno 
lm/W 
Vida 
útil 
horas 
IRC 
Índice de 
reprodução de cores 
(%) 
Temperatura 
de cor 
Kelvin 
Incandescente 10 a 15 1000 100 2700 
Halógena Dicróica 15 a 25 3500 100 3000 
Fluorescente comum 55 a 90 12000 70 a 95 4100 a 6000 
Fluorescente 
compacta 
50 a 80 7500 85 2700 a 4100 
Mercúrio 45 a 55 24000 40 3500 a 4100 
Vapor de Sódio 80 a 140 24000 20 2000 
Mista 20 a 35 8000 60 3600 
Vapores Metálicos 65 a 90 9000 85 a 93 4000 a 6000 
 
 
 
3 – As novas tecnologias do século XXI 
 
TECNOLOGIA DO LED 
 
 
Figura 19 
 
 
 
 
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TECNOLOGIA DE INDUÇÃO ELTROMAGNÉTICA 
 
 
Figura 20 
 
 
 
TECNOLOGIA DA ELETRONICA DIGITAL 
 
 
Figura 21 
 
 
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II.3 – Características das Luminárias 
 
Deve-se avaliar o desempenho da eficiência do conjunto lâmpada mais luminária. Na 
figura 22, 23 e 24, apresentamos as variáveis de desempenho do conjunto. 
Como a lâmpada é instalada dentro da luminária, o fluxo luminoso total aproveitável é 
menor que o irradiado pela lâmpada, devido a reflexão, absorção e transmissão da luz 
pelo materiais componentes da luminárias. 
Face a isto precisamos avaliar o fluxo luminoso útil emitido pelo conjunto (luminária e 
lâmpada). Esta avaliação é feita através da Eficiência da Luminária. Este valor é 
indicado pelos próprios fabricantes de luminárias. Vide figura 25 
 
 
Figura 22 
 
 
Figura 23 
 
 
Figura 24 
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Figura 25 
 
 
 
Não havendo disponibilidade destas informações, pode-se usar valores aproximados 
conforme tabela 5. 
 
Tabela 5 
 
Tipos de Luminária Eficiência 
Luminárias abertas com lâmpadas nuas 0.9 
Luminárias com refletor ou embutidas abertas 0.7 
Luminárias com refletor e lamelas de alta 
eficiência 
0.6 
Luminárias tipo “palfon” com acrílico anti-
ofucante 
0.6 
Luminárias de embutir com acrílico anti-
ofuscante 
0.5 
 
Para avaliar melhor a eficiência da luminária os fabricantes fornecem a Curva de 
Distribuição Luminosa – CDL. Esta CDL é apresentada através de uma curva polar, 
onde representamos a distribuição da luz direta em diversos ângulos, nos planos 
transversal e longitudinal. Seus valores são expressos em candelas por 1000 lumens do 
fluxo luminoso da lâmpada. Vide detalhes na figura 7. 
 
Curva de Distribuição Luminosa: Curva, geralmente em coordenadas polares, que 
representa a Intensidade Luminosa em um plano que 
passa através da fonte (lâmpada ou luminária), em 
função do ângulo medido a partir de uma direção 
determinada” 
 
 
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Sistema de reflexão das luminárias. 
 
O sistema ótico da luminária é a parte crucial do controle da luz. Um dos princípios 
básicos é o da reflexão que afirma que uma superfície lisa e brilhante refletirá a luz no 
ângulo em que atingiu esta superfície. Isto é o ângulo de incidência é igual ao ânulo de 
reflexão. 
Para termos um melhor desempenho do conjunto, os fabricantes de luminárias 
apresentam como solução: 
 
ƒ material refletor e 
ƒ sua geometria. 
 
Dos materiais refletores largamente utilizados hoje se sobressai o alumínio anodizado e 
polido. 
 
 
III – FUNDAMENTOS DO PROJETO DE LUMINAÇÃO INTERNA 
 
Os recintos onde se desenvolvem tarefas relativas ao trabalho devem ser 
suficientemente iluminados para se obter o melhor rendimento possível nas tarefas a 
executar. 
O desenvolvimento do projeto luminotécnico consiste basicamente em: 
 
• Escolha da lâmpada e da luminária mais adequada 
• Cálculo da quantidade de luminárias 
• Disposição das luminárias no recinto 
• Cálculo da viabilidade econômica 
 
 
III.1 – Fatores de influência na qualidade da iluminação 
 
Os fatores que influenciam a qualidade da iluminação podem ser definidos como: 
 
9 Nível de iluminação adequada 
9 Limitação no ofuscamento 
9 Proporção harmoniosa entre luminâncias 
9 Efeito de luz e sombra 
9 Reprodução de cores 
9 Tonalidade de cor e luz 
 
III.2 – O projeto luminotécnico 
 
• Método das eficiências ou lumens 
• Método das cavidade zonais 
• Método ponto a ponto 
 
O primeiro método possui uma resolução simplificada, já o segundo mostra-se mais 
trabalhoso e o método do ponto a ponto o de melhor resolução.