Aula_006

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Resumo aula 06
LUMINOTÉCNICA
Um dos benefícios da eletricidade mais importante foi a possibilidade de converter energia elétrica em energia luminosa.
Vamos olhar um pouco no passado para entender a forma como aconteceu essa evolução, inclusive a origem do horário de verão.
A noite era diferente na Idade Média. Os camponeses adormeciam pouco depois do sol. Entre meia noite e duas da madrugada eles despertavam por duas horas. Comiam, meditavam sobre seus sonhos e faziam orações (havia rezas compostas especificamente para esse interlúdio da madrugada). Então deitavam para um segundo round, de umas quatro horas – e se levantavam com o sol.
O historiador Roger Ekirch, da Universidade Estadual da Virginia, pesquisou a noite do ocidente pré-industrial por 16 anos e compilou mais de 500 menções a esse sono em dois estágios, inclusive em Dom Quixote, de Cervantes. Era o jeito normal de dormir.
O sono segmentado foi desaparecendo lentamente na Europa do século 17, quando cidades como Paris e Amsterdã passaram a ter iluminação pública. Ficar acordado até tarde se tornou um hábito charmoso para a elite urbana. Quem chegava em casa na hora em que começava o segundo sono acabava dormindo um sono só.
Para os pobres, porém, a noite em dois capítulos só acabaria de vez com a revolução industrial, no século seguinte. Em cidades como Manchester e Liverpool, policiais ganhavam gorjeta para bater com bastões nas portas de cortiços a acordar os trabalhadores pela manhã. Nascia o despertador. Os ciclos da civilização foram desassociados dos ciclos astronômicos.
Foi nesse contexto, em 1784, que Benjamin Frankilin se deu conta: há muita luz natural no começo da manhã, mas boa parte das pessoas está dormindo e não pode aproveitá-la. No fim do dia, porém, ficamos acordados por várias horas após o pôr do sol, queimando toneladas de velas para manter os cômodos iluminados. Não seria eficaz no ponto de vista econômico, então, fazer o dia do relógio correr para trás em relação ao dia astronômico - transferindo desta forma, a luz da manhã para a noite? Dessa forma seriam economizados em cera de vela.
A ideia ficou no ar. Em 1885, o biólogo neozelandês George Hudson formulou o horário de verão da maneira que conhecemos hoje – mas com um ajuste de duas horas. Ele queria mais tempo no fim da tarde para caçar insetos.
Mas a ideia só sairia do papel na Alemanha, em 1916. O objetivo era desviar toda a energia possível do uso civil para o militar, por conta da primeira guerra mundial, e outros países copiaram na hora. A adoção também foi ampla após a crise do petróleo na década de 70 - boa parte da energia elétrica, afinal, ainda vinha de geradores elétricos.
Alguns países acabaram por abandonarem a medida nas últimas décadas (como a China e a Rússia). Mesmo assim, 1,5 bilhão de pessoas, em 60% das nações, ainda passam por alguma forma de horário de verão. Os únicos que nunca instituíram a mudança são os próximos à linha do equador – onde os dias e noites têm a mesma duração. Até por isso a Região Norte deixou de ter horário de verão em 1988, e a Nordeste (com exceção da Bahia no inicio), em 1991.
Agora, essa é a realidade do país. Segundo uma pesquisa do Ministério de Minas e Energia, 53% dos entrevistados se declararam insatisfeitos com a ideia de adiantar o relógio em uma hora.
Há mais argumentos contrários: dois pesquisadores da Universidade do Estado de Michigan, nos EUA, analisaram os 576 mil acidentes com operários reportados à Mine Safety and Health Administration (órgão que regula as condições de trabalho na mineração) entre 1883 e 2006. E descobriram o seguinte: há 3,6 vezes mais chances que a média de um trabalhador se ferir na segunda-feira após a mudança de horário. No escritório, ninguém se machuca – mas a falta de concentração se traduz em mais redes sociais e menos trabalho. Perder uma hora de sono é dureza.
Um estudo de 2004 da Universidade de Colorado encontrou um aumento de 6,3% nos acidentes de carro nos seis primeiros dias após a mudança de horário, ao longo de dez anos. Outro estima que as vidas de 171 pedestres e 195 ocupantes de veículos seria poupadas se não houvesse horário de verão. Derrames são 8% mais frequentes dois dias após o reajuste de relógios - entre idosos, 20%, entre pessoas com câncer, 25% (é sempre bom lembrar, porém que correlação não implica causação);
Mas e quanto ao principal – a economia de energia? Nada feito: de acordo com o Operador Nacional do Sistema Elétrico (ONS), desde a popularização do ar-condicionado, o pico de consumo de energia elétrica ocorre entre 14h e 15h, quando o dia está mais quente e há mais gente no escritório – e não entre 17h e 20h, quando a maioria chega em casa. Além disso, quem tem ar-condicionado em casa costuma deixa-lo ligado da meia-noite ás sete da manhã nas noites de verão – justamente o horário em que, na época de Benjamin Franklin, ninguém acendia velas.
“Antes, o chuveiro era o vilão do setor elétrico. Hoje, é o ar-condicionado”, afirmou ao Estado de S, Paulo Nelson Leite, presidente da Associação Brasileira de Distribuidores de Energia Elétrica (Aneel). Ou seja: o horário de verão, do ponto de vista técnico, não faz mais sentido. 
Considerando a época em que a luz artificial começou a ser utilizada com os dias atuais, podemos perceber como a indústria da iluminação evoluiu. Desde a lâmpada criada por Thomas Edison até os produtos disponíveis hoje, houve um avanço espantoso. Embora não tenha sido a primeira lâmpada a usar a eletricidade, ela é considerada a primeira lâmpada disponível para uso residencial. Essa lâmpada produzia uma luz amarelada e fraca como a de uma vela e apresentava um rendimento de 1,41 lumens por watt. .A primeira lâmpada foi a de arco que por produzir muita luz, tinha dificuldade em ser adotada em residências e áreas comerciais. 
De início, o invento enfrentou grandes barreiras à sua utilização, principalmente por ser uma tecnologia que necessitava de novas instalações. A energia elétrica era um luxo pouco disponível na época, sendo o próprio invento, uma ferramenta para tornar a energia elétrica mais difundida, pois era quase unânime a ideia de que o gás e o vapor seriam suficientes para o desenvolvimento do mundo. Ficou marcada uma frase de Thomas Edison, ressaltando a diferença entre a visão futurista e a imediatista, ao ser questionado em relação ao preço de sua lâmpada comparada ao de uma vela: - “No futuro, somente os ricos queimarão velas”.
O avanço de novas tecnologias sempre causa um conflito entre a vantagem tecnológica e o custo de investimento. Por exemplo, no Brasil, o governo num primeiro instante começou com um programa de incentivo ao uso de lâmpadas led em detrimento das lâmpadas incandescentes e terminou por proibir a fabricação destas últimas. O motivo desse programa intensivo para promover a utilização de equipamentos de utilização energeticamente mais eficientes, como é o caso da lâmpada incandescente bastante utilizada no Brasil, tem como objetivo minimizar o consumo de energia.
Então, de forma geral, podemos dizer que como os governos pretendem reduzir ao máximo os investimentos em eletricidade, pois além dos custos financeiros, geram custos ambientais significativos. A ideia é desenvolver novas fontes de luz, equipamentos auxiliares, sensores e luminárias mais econômicas e eficientes. 
O estudo da implementação e utilização da iluminação artificial em ambientes externos e internos é chamado de luminotécnica.
A Iluminação de interiores, fixa parâmetros e conceitos que devem ser levadas em consideração para tornar os ambientes confortáveis no que se refere a utilização de iluminação artificial de forma eficiente. Auxiliam também na escolha do melhor tipo de lâmpada existentes no mercado.
Diversos fatores no ambiente influenciam o desempenho de sistemas de iluminação. Alguns exemplos: tipo do ambiente, tempo de permanência naquele espaço, linguagem arquitetônica, composição de luz artificial com luz natural, perfil do cliente, atividade, custo final, etc. Para garantir a qualidadedos projetos de iluminação, existem grandezas que os parametrizam tecnicamente que implicam em conforto e desempenho.
A luz é uma modalidade da energia radiante verificada pela sensação visual de claridade. A faixa de radiações das ondas eletromagnéticas detectada pelo olho humano e situa entre 380 nm e 780 nm. ( 1 nanometro = 10 -9 m ).
O espectro eletromagnético visível esta limitado, em um dos extremos pelas radiações infravermelhas (de maior comprimento de onda) e no outro, pelas radiações ultravioletas (de menor comprimento de onda).
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 produzir muito calor 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 e lacas, na secagem de enrolamentos de motores e transformadores, na secagem de grãos, como trigo e café, etc.
RADIAÇÕS ULTRAVIOLETAS
Caracterizam-se por sua elevada ação química e pela excitação da fluorescência de diversas substâncias. Normalmente dividem-se em 3 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. Essas radiações não afetam perniciosamente a visão humana, não possuem atividades pigmentárias e eritemáticas sobre a pele humana, e atravessam praticamente todos os tipos de vidros comuns.
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.
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.
O ESPECTRO VISÍVEL
Examinando a radiação visível, verifica-se que, além da impressão luminosa, obtém-se também a impressão de cor. Essa sensação de cor está intimamente ligada aos comprimentos de ondas das radiações. Verifica-se que os diferentes comprimentos de onda (as diferentes cores) produzem diversas sensações de luminosidade, isto é, o olho humano não é igualmente sensível a todas as cores do espectro visível.
 
GRANDEZAS FUNDAMENTAIS
FLUXO LUMINOSO ( Φ ): Potência de radiação emitida por uma fonte luminosa em todas as direções do espaço. Unidade é o lúmen (lm).
Exemplos:
As lâmpadas conforme seu tipo e potência apresentam fluxos luminosos diversos:
 
Lâmpadas (fonte) Fluxo Luminoso (lúmen)
LED (1 W) 35
Lâmpada incandescente (45W) 415
Lâmpada incandescente (100W) 1.000
Lâmpada fluorescente (40W) 1.700 a 3250
EFICIÊNCIA LUMINOSA: é a relação entre o fluxo luminoso emitido por uma lâmpada e a potência elétrica desta lâmpada. Unidade (lm/W)
Lâmpadas (fonte) Eficiência Luminosa (lm/W)
Lâmpada incandescente (100W) 10
Lâmpada fluorescente (40W) 42,5 a 81,5
INTENSIDADE LUMINOSA: ( I ): é a potência da radiação luminosa numa dada direção. A intensidade luminosa é a grandeza de base do sistema internacional para iluminação. Unidade: candela (cd).
ILUMINÂNCIA: (E): É o fluxo luminoso que incide em uma área, ou seja, a quantidade de luz que chega a um ponto. Unidade: (Lux).
É o iluminamento de uma superfície de 1 m2 recebendo de uma fonte puntiforme a 1m de distância, na direção normal, um fluxo luminoso de 1 lúmen, uniformemente distribuído.
Exemplos Iluminância (Lux)
Dia ensolarado de verão em local aberto 100.000
Dia encoberto de verão 20.000
Dia escuro de inverno 3.000
Boa iluminação de rua 20 a 40
Noite de lua cheia 0,25
LUMINÂNCIA: É a diferença entre zonas claras e escuras que permite que se aprecie uma escultura. As partes sombreadas são aquelas que apresentam a menor luminância em oposição às outras mais iluminadas. A Luminância liga-se a contrastes. É a medida da sensação de claridade provocada por uma superfície iluminada
TEMPERATURA DE COR
Uma peça submetida a diferentes temperaturas adquire várias colorações. Pela lei de Planck, à medida que sua temperatura aumenta, a coloração se aproxima do azul, considerada luz fria. Para uma temperatura menor, a sua coloração se aproxima do vermelho, considerada luz quente.
. 800 K -> vermelha
. 3.000 K -> amarela
. 5.000 K -> branca azulada
A figura permite observar que quanto maior for a temperatura, maior será a energia produzida, sendo que a cor da luz está diretamente relacionada com a temperatura de trabalho. Quanto maior a temperatura mais fria é a iluminação.
As cores quentes vão até 3.000K, as cores neutras situam-se entre 3.000 e 4.000K e as cores frias acima deste último valor As cores quentes são empregadas quando se deseja uma atmosfera íntima, sociável, pessoal e exclusiva (residências, bares, restaurantes, mostruários de mercadorias); as cores frias são usadas quando a atmosfera deva ser formal, precisa, limpa (escritórios, recintos de fábricas). Seguindo esta mesma linha de raciocínio, conclui-se que uma iluminação usando cores quentes realça os vermelhos e seus derivados; ao passo que as cores frias, os azuis e seus derivados próximos. As cores neutras ficam entre as duas e são, em geral, empregadas em ambientes comerciais.