CASSIANO SOUZA BELLER
CRISTIAN EMÍLIO P. DE OLIVEIRA
JOSÉ ROBERTO R. LOPES
MÁRCIO RODRIGUES DA SILVA
ALTERNATIVA DE CONSERVAÇÃO DE ENERGIA EM ILUMINAÇÃO PÚBLICA E ÁREAS DE USO
COMUM.
CENTRO FEDERAL DE EDUCAÇÃO TECNOLÓGICA DO PARANÁ - CEFET-PR
CURITIBA - 2001
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CASSIANO SOUZA BELLER
CRISTIAN EMÍLIO P. DE OLIVEIRA
JOSÉ ROBERTO R. LOPES
MÁRCIO RODRIGUES DA SILVA
ALTERNATIVA DE CONSERVAÇÃO DE ENERGIA EM
ILUMINAÇÃO PÚBLICA E ÁREAS DE USO COMUM.
Projeto Final de Graduação apresentado ao
Departamento do Curso de Engenharia Industrial
Elétrica – Ênfase Eletrotécnica do Centro Federal
de Educação Tecnológica do Paraná.
PROF.ª ORIENTADORA MARIA DE FÁTIMA
PROF.º CO-ORIENTADOR ANDERSON H. DE OLIVEIRA
CENTRO FEDERAL DE EDUCAÇÃO TECNOLÓGICA DO PARANÁ - CEFET-PR
CURITIBA – 2001
Página - 3 -
ÍNDICE
1. INTRODUÇÃO
6
2. HISTÓRIA DA ILUMINAÇÃO
10
2.1.
2.2.
2.3.
2.4.
2.5.
10
12
14
18
28
DO FOGO À LÂMPADA DE ARCO VOLTÁICO
GÁS PARA ILUMINAÇÃO REVOLUCIONOU A ILUMINAÇÃO DE RUAS
EDISON E A LÂMPADA ELÉTRICA INCANDESCENTE
HISTÓRIA DA ILUMINAÇÃO NO BRASIL - RIO DE JANEIRO
HISTÓRIA DA ILUMINAÇÃO NO BRASIL - CURITIBA-PR
3. OS OBJETIVOS DA ILUMINAÇÃO PÚBLICA
30
4. LÂMPADAS
32
4.1.
4.2.
4.3.
4.4.
4.5.
4.6.
4.7.
4.8.
4.9.
TIPOS DE LÂMPADAS DISPONÍVEIS.
LÂMPADAS FLUORESCENTES
LÂMPADAS FLUORESCENTE COMPACTA
LÂMPADAS MULTIVAPORES METÁLICOS
LÂMPADAS DE MERCÚRIO
LÂMPADAS DE LUZ MISTA (ML)
LÂMPADAS DE ENXOFRE
LÂMPADA DE VAPOR DE SÓDIO
CONSIDERAÇÕES ADICIONAIS
5. ACIONAMENTOS
5.1.
REATORES
5.2.
REATOR ELETRÔNICO HÍBRIDO PARA LÂMPADAS DE VAPOR DE SÓDIO
ALTA PRESSÃO
5.3.
NOVO REATOR ELETRÔNICO PARA LÂMPADAS HO, COM CONTROLE
LUMINOSIDADE
5.4.
FOTOCÉLULA DUPLA – CONCEITO E ESPECIFICAÇÃO
5.5.
FOTOCÉLULA DUPLA
5.6.
RELÉ FOTOELETRÔNICO MAGNÉTICO
5.7.
RELÉ FOTOELETRÔNICO TEMPORIZADO
5.8.
SISTEMA DE CONTROLE DE ILUMINAÇÃO PÚBLICA VIA TELECOMANDO
5.9.
ECONOMIZADOR DE ENERGIA
5.10.
RELÉ FOTOELETRÔNICO DUPLO
6. LUMINÁRIAS
32
35
39
40
41
43
44
47
49
50
50
DE
51
DE
53
55
57
58
59
60
61
62
64
Página - 4 -
6.1.
TIPOS DE LUMINÁRIAS
6.1.1.
LUMINÁRIA MG RODIO
6.1.2. LUMINÁRIA SPH
6.1.3.
LUMINÁRIA SPO
6.1.4.
LUMINÁRIA F2000
6.1.5.
LUMINÁRIA OVNILIGHT
65
65
65
66
66
67
7. RECOMENDAÇÕES PARA ILUMINAÇÃO PÚBLICA
67
8. CRITÉRIO DE QUALIDADE E CLASSES DE ILUMINAÇÃO
67
8.1. CRITÉRIO DE QUALIDADE PARA ILUMINAÇÃO DE VIAS.
67
8.2.
ESCOLHA DE CLASSE DE ILUMINAÇÃO
68
8.3.
VARIAÇÃO TEMPORAL DA CLASSE DE ILUMINAÇÃO DE ACORDO COM A
DENSIDADE DO TRÂNSITO.
68
8.4.
EXIGÊNCIAS PARA TRÂNSITO MOTORIZADO.
CONCEITO DA
LUMINÂNCIA
69
8.5.
RECOMENDAÇÕES PARA ORIENTAÇÃO VISUAL DIRETA
69
69
8.6.
ILUMINAÇÃO DE ÁREAS DE CONFLITO
9. ILUMINAÇÃO DE VIAS PARA PEDESTRES
70
9.1.
9.2.
9.3.
9.4.
9.5.
9.6.
ACIDENTES NAS VIAS EM ÁREAS RESIDENCIAIS
CRITÉRIO DE QUALIDADE
ILUMINAÇÃO DE SUPERFÍCIES HORIZONTAIS
CONTROLE DO OFUSCAMENTO
ESCOLHA DA FONTE DE LUZ
NÍVEIS DE ILUMINAÇÃO PARA TRÂNSITO DE PEDESTRES
70
71
71
71
72
72
10. EFICIENTIZAÇÃO DE SISTEMAS DE ILUMINAÇÃO PÚBLICA
73
75
10.1
MELHORANDO O DESEMPENHO FOTOMÉTRICO
10.2.
SUBSTITUINDO LÂMPADAS DE MERCÚRIO DE 125W POR LÂMPADA DE
SÓDIO DE 70W
76
10.3.
REDUZINDO CUSTOS NA ILUMINAÇÃO PÚBLICA COM O USO DE EMENDAS
TERMOCONTRÁTEIS
79
80
10.4.
SISTEMA DE EMENDAS TERMOCONTRÁTEIS RETAS
10.5.
CONSIDERAÇÕES FINAIS
82
10.6.
POLUIÇÃO LUMINOSA X CUSTO
82
10.7.
REDUZINDO CUSTOS DE ILUMINAÇÃO DE ÁREAS DE USO COMUM
87
10.8.
COMPARAÇÃO DE CUSTO ENTRE INSTALAÇÕES DE ILUMINAÇÃO
88
11. ANÁLISE DE CUSTOS DE VIDA ÚTIL EM SISTEMAS DE ILUMINAÇÃO PÚBLICA 93
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11.1.
ECONOMIA DE ENERGIA COM NOVOS MATERIAIS E PROJETOS
LUMINÁRIAS
11.2.
USO DAS LÂMPADAS T5
11.3.
FLUXO LUMINOSO, TEMPERATURA AMBIENTE E LUMINÂNCIA
11.4.
NOVOS MATERIAIS REFLETORES
11.5.
LUMINÁRIA T5 VERSUS T8
11.6.
LUMINÁRIAS ABERTAS (CALHAS SIMPLES)
DE
99
101
102
104
110
111
12. PROTÓTIPO
112
12.1. OBJETIVO
119
119
12.2.
CARACTERÍSTICAS E DESEMPENHO DESEJADO
12.3.
DESENVOLVIMENTO
120
12.4.
PROJETO DO RELÉ FOTOELETRÔNICO
120
12.4.1.
FONTE DE ALIMENTAÇÃO
121
12.4.2.
DETECÇÃO DA PASSAGEM POR ZERO
122
12.4.3.
FOTOSENSOR
125
12.4.4.
GERADOR DE PULSOS
126
12.4.5.
COMANDO DA CHAVE ESTÁTICA
127
128
12.4.6.
CHAVE ESTÁTICA
12.4.7.
PERDAS NA CHAVE ESTÁTICA
129
12.5.
LAYOUT DO RELÊ PARA CONFECÇÃO DA PLACA DE CIRCUITO IMPRESSO
131
12.6.
AJUSTES NO RELÊ
132
12.6.1.
AJUSTE DE SENSIBILIDADE
132
12.6.2.
AJUSTE DE HISTERESE
132
133
12.6.3.
AJUSTE DE ATRASO PARA TRANSIÇÃO LIGADO/DESLIGADO
12.6.4.
AJUSTE DE TEMPO DE RESET DO RELÊ FOTOELETRÔNICO
133
APÊNDICE A
134
I)
PLANO DIRETOR DE CONSERVAÇÃO DE ENERGIA NA ILUMINAÇÃO PÚBLICA –
CIDADE DE CURITIBA
134
II)
OBJETIVO
135
III)
MANUTENÇÃO
135
IV)
REATORES
135
V)
FOTOCÉLULAS
136
VI)
LUMINÁRIAS
137
VII)
ECONOMIZADORES
137
VIII) FOTOCÉLULAS
138
IX)
OPERACIONALIZAÇÃO
138
X)
CONSIDERAÇÕES FINAIS
139
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1. INTRODUÇÃO
“Conceito de Iluminação Pública”
Fernandes filho, G.E.F. “Iluminação Pública no Brasil: quem deve pagar a conta?” São
Paulo, Brasil: Eletricidade Moderna, Editora Aranda. Janeiro de 2000.
“Energia”
Rodrigues, M. “ENERGIA em tempos de crise” São Paulo, Brasil: Instalações Elétricas,
Editora Sertec. Abril de 2001.
O medo da escuridão é um sentimento humano muito primitivo. Desde os primórdios
o homem utilizava-se de meios próprios para iluminar o seu caminho, tendo na tocha
individual o elemento preferido. Uma concepção de iluminação semelhante aos faróis dos
automóveis de hoje.
Pode-se afirmar que a iluminação pública, tal como a conhecemos hoje, isto é; voltada
para a iluminação fixa de vias públicas, teve sua origem na Comuna de Paris, em 1558. O
propósito de implantação de tochas à frente das casas era o de garantir algum nível de
segurança ao trânsito de pessoas, especialmente contra o crime, e evitar acidentes pessoais.
Ao longo da civilização, a iluminação dos locais de trânsito de pessoas e de veículos
sempre teve por objetivo oferecer algum nível de segurança. Essa é a essência da iluminação
pública. A iluminação ornamental e decorativa sempre foi aplicada nas festividades e na
ostentação de poder e riqueza, divergindo, portanto dos propósitos de segurança.
A relação entre iluminação pública e segurança é matéria de extraordinária
complexidade. A iluminação pública por si só não impede o crime e não evita o acidente.
Porém, estudos realizados nos últimos cinqüenta anos mostram que iluminação pública tem os
seguintes efeitos sobre a segurança pública noturna:
• Reduz o medo das pessoas contra o crime;
• Altera e desloca alguns tipos de crime;
• Nos acidentes de trânsito:
• Reduz em 65% o número de vítimas fatais;
• Reduz em 30% o número de feridos;
• Reduz em 15% os prejuízos materiais.
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Pelo exposto, é bastante razoável caracterizar a iluminação pública como um serviço
que visa oferecer algum nível de segurança ao trânsito de pessoas e de veículos pelas vias
públicas, ou de forma mais generalizada, logradouros públicos. Este, aliás, é o objetivo da
iluminação pública enunciado pela NBR 5101 "iluminação pública".
Hely Lopes Meirelles ensina, com brilhantismo, que o “interesse local”, não é o
interesse exclusivo do município, porque não há interesse municipal que o não seja,
reflexamente, do Estado-membro e da União. O que caracteriza esse interesse municipal é a
sua predominância para o município, em relação ao eventual interesse estadual ou federal
acerca do mesmo assunto.
De fato a iluminação pública é um serviço de interesse local, porém, está intimamente
relacionada com questões de segurança e deixa de ter caráter privativo dos municípios.
A segurança pública em geral, e no trânsito em particular, tem caráter comum às três
esferas da administração. O recente Código de Trânsito Brasileiro, instituído pela Lei 9503, de
23 de setembro de 1997, logo no seu artigo 1º estabelece que “considera-se trânsito a
utilização das vias públicas por pessoas, veículos e animais, isolados ou em grupos,
conduzidos ou não, para fins de circulação, parada, estacionamento e operação de carga e
descarga”.
Do artigo 2º consta que “o trânsito, em condições seguras é direito de todos e dever
dos órgãos e entidades componentes do Sistema Nacional de Trânsito, a estes cabendo, no
âmbito das respectivas competências, adotar medidas destinadas a assegurar esse direito”.
Observa-se que a segurança no trânsito não é de competência privativa dos
municípios. O artigo 25 do Código prevê, inclusive, a possibilidade de celebração de
convênios entre órgãos e entidades executivas, para a delegação de atividades, com vistas à
maior eficiência e à segurança para os usuários das vias.
Toda a iluminação pública que não seja diretamente vinculada com segurança é, de
fato, de interesse local e de competência privativa do município. Neste caso enquadram-se
todas as formas de iluminação com finalidade decorativa, ornamental ou de publicidade, como
fontes luminosas, monumentos, fachadas, obras de arte e jardins. Também encaixa-se nesta
situação a iluminação que tem papel coadjuvante no fomento de atividade econômicas.
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Em resumo, a iluminação pública divide-se em dois tipos, conforme seu objetivo: para
fins de segurança e para fins decorativos ou ornamentais. Ambos são considerados serviços de
interesse local dos municípios. O primeiro deve ser classificado como de caráter comum às
três esferas administrativas, enquanto o segundo tem caráter privativo municipal.
A iluminação com propósitos decorativos, ornamentais ou de publicidade deve ser
classificada como qualquer unidade consumidora do poder público, com a necessária medição
e isenta de quaisquer benefícios e privilégios, especialmente tarifários e tributários. Deve
ainda ter a preferência na suspensão do fornecimento em caso de inadimplência,
considerando-se a ausência de essencialidade para segurança do indivíduo.
Também é oportuno salientar que benefícios tarifários, ou tributários, para iluminação
pública para fins de segurança são cabíveis somente nos logradouros públicos de uso comum e
livre acesso, especialmente no período noturno.
O Brasil possui atualmente cerca de 12,3 milhões de pontos de iluminação pública,
perfazendo uma potência instalada de cerca de 2,47 GW. O consumo neste setor corresponde
a 3,5% do consumo total de energia elétrica do país. Uma das principais características
associada a este uso final é que o seu período de consumo de energia elétrica abrange todo o
horário de pico do sistema elétrico.
No ano de 2000 a capacidade de geração de energia elétrica da Usina Governador
Parigot de Souza , no período de Janeiro a Dezembro, chegou a 819.414 MWh. Em
distribuição direta, para o mesmo período, para iluminação pública, a COPEL forneceu
503.344 MWh. Então podemos avaliar que 61,43% da capacidade desta usina foi utilizada
apenas para atender a iluminação pública. Por sorte tivemos um geração de 16.824.599 MWh,
neste período.
“Energia é um insumo indispensável a toda a sociedade e o fato de haver maior
demanda que a oferta significa que todos, absolutamente todos, serão prejudicados. Sem
energia suficiente um país não cresce, não são gerados empregos, não se melhora a qualidade
de vida do cidadão e as dificuldades aumentam para a sociedade o para os governos”, diz José
Augusto Marques, presidente da Associação Brasileira de Infra-Estrutura e Indústrias de Base
– ABDIB.
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Esta frase pode parecer alarmante, mas revela algo que está presente em nosso
cotidiano e não nos damos conta: a importância da energia elétrica. Neste momento, em que
as reservas hídricas estão em baixa e constata-se que há um aumento de demanda
desproporcional ao da oferta, surge a preocupação com o futuro do suprimento de energia
elétrica para o mercado brasileiro e fala-se em riscos de racionamento e programas de
racionalização.
É comum que o incentivo para economizar um determinado elemento venha da
percepção de sua escassez. A conservação da energia elétrica, como muito foi divulgado,
pode ajudar a preservar o meio ambiente, aumentando a qualidade de vida. Entretanto a dura
realidade (maio/2001) nos apresenta uma assustadora face da conservação. CONSERVAR
PARA SOBREVIVER. Obviamente é um pouco dramático, mas nem tanto. Para que
possamos a continuar a desfrutar do conforto, segurança e qualidade de vida, devemos
conservar. Seja em casa , no comércio , na indústria e na iluminação pública.
A palavra chave é economia. O setor elétrico brasileiro está passando por uma grave
crise, causada pelo período de seca (para um sistema de produção de energia elétrica baseado
em hidroelétricas, o período de seca é altamente perigoso, causando déficit nas reservas
hídricas), a falta de investimentos (na década de 80, houve paralisação de 23 grandes obras), a
não realização de muitos projetos que foram elaborados com as privatizações das
concessionárias e o crescimento da demanda. A situação pede a mobilização de toda a
sociedade, para economizar e racionalizar o uso da energia.
Este trabalho visa reunir dados sobre a Iluminação Pública e Iluminação em áreas
Comuns, com a finalidade de minimizar o desperdício de energia nessa área; indicar soluções
existentes para esse fim e propor uma solução particular com o objetivo de colaborar para a
Eficientização do Sistema de Iluminação Pública Nacional e a conseqüente conservação de
energia.
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2. HISTÓRIA DA ILUMINAÇÃO
2.1. DO FOGO À LÂMPADA DE ARCO VOLTÁICO
A história da luz artificial remonta uns 500.000 anos atrás, quando o homem
paleolítico conseguiu criar fogo, com as mais primitivas ferramentas.
Até meadas do século XIX esse fogo foi a única fonte de luz disponível. O fogo criado
por nossos ancestrais serviu principalmente de proteção contra o frio, animais selvagens e
preparo de comida. Só quando possível transportar o fogo, então podemos falar do fogo como
iluminação.
Os primeiros meios de iluminação foram tochas feitas de galhos de árvores com
resina. Muito depois-arqueólogos acharam pistas até uns 20.000 anos atrás-óleos de animais e
plantas foram usados como meio de iluminação.
O óleo era derramado dentro de pedras ocas, conchas ou outros recipientes naturais
providos com pavios de córtex de árvores, fibras vegetais ou musgo. Aprendendo a manusear
a argila obtinha-se diferentes tipos de lâmpadas a óleo que se pode ver nos museus hoje em
dia. A lâmpada mágica de Aladim já era feita de metal.
II- gordura de animal (principalmente sebo) e também cera de abelha foram os materiais das
primeiras velas. A vela como forma de iluminação é relativamente recente.
Historicamente tem lugar dentro da era cristã, mas ao contrário da lâmpada a óleo, conservou
sua utilidade nos tempos modernos. Lâmpadas a óleo e velas foram usadas somente para
iluminação de interiores. Uma iluminação externa adequada era praticamente desconhecida
até meados do século XVII. Tochas de piche e breu foram empregadas para eventos públicos,
festivais e para manter guerreiros juntos. Tochas também foram usadas para o
acompanhamento de materiais e pessoas que tivessem que viajar à noite. A primeira luminária
externa a óleo, que também era prática, foi desenvolvida pelo holandês Jan Van Der Heyden
e instalada em Amsterdam em 1669. Outras cidades européias gradualmente seguiram este
exemplo, especialmente centros de comércio daqueles dias. Uma nova profissão iniciava-se, a
de iluminador. No final do século XVIII, paralelamente ao inicio da revolução industrial e
com a demanda urgente por uma iluminação melhor e mais barata, a lâmpada a óleo passou
por uma série de aperfeiçoamentos.
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Os mais importantes foram: 1765, o francês Quinquet introduziu o cilindro de vidro
(regulagem de ar para evitar que tremule); 1773: Leger, também francês, substituiu o pavio
redondo por um pavio chato, o que relutava numa combustão mais completa; 1784: Argand,
suíço, inventou um queimador redondo, com um número de furos num círculo e um pavio
chato dentro de um cilindro oco, o que aumentava a combustão, a intensidade de luz e a
redução de fumaça.
A lâmpada a óleo perdeu a sua importância em 1859 quando o óleo refinado
(querosene), procedente da América do Norte, foi introduzido. Esse querosene tinha vantagens
importantes. Era barato e bastante seguro, uma vez removidos por destilação os compostos
altamente inflamáveis. O querosene rapidamente superou óleos vegetais e de origem animal,
também por causa de poder queimar sem dificuldades em lâmpadas a óleo existentes.
O novo e barato combustíveis abriu caminho para iluminar até mesmo dentro das casas
mais pobres. Além da lâmpada de querosene ainda familiar atualmente, lanternas de todos os
tipos foram desenvolvidas para todos os usos possíveis. As primeiras luzes de veículos
apareceram.
A lâmpada de minério, inventada em 1813 por George Stephenson foi introduzida
dentro das minas de carvão.
Sinalizadores e luzes de navegação tornaram-se auxílios essenciais a marinheiros.
No começo do século XVII, o alemão Becker, químico e engenheiro de minas,
percebeu que o gás obtido do carvão poderia ser empregado na iluminação. Entretanto, foi só
depois de 100 anos que o gás para iluminação foi introduzida para este fim. Em 1780 o inglês
G.Dixon, dono de minas, usou o gás para iluminação dentro de sua casa, enquanto o holandês
J.Mincklers seguiu o exemplo em 1783, iluminando o auditório da Universidade de Lowen. A
primeira pessoa a explorar o gás foi o escocês W.Murdock.
Em 1803 ele instalou iluminação a gás dentro de uma fábrica de propriedade de
Boulton e Watt Co.
O primeiro sistema extensivo, composto por 50 lâmpadas a gás, foi instalado um ano
depois no moinho de algodão Salford em Manchester. O significado do gás para iluminação
foi reconhecido por um alemão que vivia em Londres, F.A Winzer, que obteve a patente
britânica em 1804. Winzer então fundou Chartered Gaslight e cokeCo, em 1807, tendo ganho
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o interesse de meios políticos e financeiros para o seu projeto. A primeira fábrica de gás foi
construída em Londres em 1813.
No final de 1815 a rede de tubulações de gás já tinha 42 Km de extensão. A primeira
fábrica de gás no continente seguiu em 1817 em Paris, e em 1825 em Berlim e Honnover.
2.2. GÁS PARA ILUMINAÇÃO REVOLUCIONOU A ILUMINAÇÃO DE RUAS
O gás poderia ser distribuído diretamente da fábrica ao longo dos tubos de sistema.
Terminou o constante abastecimento das lâmpadas a óleo. A introdução do gás foi devagar
para a iluminação interna. Era muito mais cara que óleo e os prédios tinham que ser
conectadas à rede de distribuição e o gás desprendia um
cheiro desagradável quando
queimava.
Em 1804 Drummond conduziu experimentos em que aumentava a temperatura de um
pedaço de calcário com uma chama de hidrogênio, até se tornar incandescente. Isto resultava
numa luz extremamente clara e concentrada.
Estas "luzes" foram os primeiros holofotes, amplamente usados em teatros.
Enquanto o uso da iluminação a gás continuou a se ascender, químicos e engenheiros
usaram a invenção de Drummond para tentar através dela desenvolver outros tipos de luz o
gás, usando materiais diferentes. Mas somente em 1886 o austríaco Auervon Welsbach
conseguiu abrir caminho através do aquecimento de óxidos de terras-raras, principalmente
túlio e cério. Ele conseguiu luz muitas vezes mais clara do que a luz da chama do gás. Porém,
nesta época a luz elétrica já era conhecida, uma matéria que retornaremos a falar.
A invenção da luz incandescente o gás foi um obstáculo muito grande para a
iluminação elétrica nestes primeiros anos. Os grandes produtores de gás fizeram de tudo para
promover esta luz incandescente a gás como concorrente da luz elétrica.
"Luz elétrica sem eletricidade" e "Superior á luz elétrica", foram alguns dos slogans.
Mas mesmo assim, não dava mais para parar a introdução da iluminação elétrica.
Voltemos para o início da luz elétrica. O inglês, Humphry Davy é mencionado como um
pioneiro. Em 1802 ele fez testes com fitinhas de vários metais, tornando-as incandescentes
passando uma corrente elétrica através delas. Uma observação feita por ele em 1800, diz:
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" Quando aproximei dois pedaços de carvão com comprimento de uma polegada e 1/6 de
polegada de diâmetro a uma distância de 1/30 ou 1/40 de polegada, uma faísca clara ocorreu e
quando então separei-os um pouco, uma descarga contínua, formando um arco de luz
extremamente clara persistiu no ar sobre uma distância de pelo menos 4 polegadas."
A desvantagens dessa descoberta era que o carvão se queimava e a faísca não poderia
ser sustentada e consequentemente se apagava.
Para conseguir uma descarga uniforme, a distância entre os pedaços de carvão devia
ser constante. Isto era feito aproximando-os em intervalos regulares.
Lâmpadas de arco voltáico não foram propriamente fabricadas até que uma série de
aperfeiçoamentos tivessem sido feitos. Em 1846, o inglês W.E. Staite inventou um sistema de
manter as hastes de carvão numa distância certa, usando imã.
Em 1876 um russo, Paul Jablochkoff criou a vela Jablochkoff. Ele revestiu as hastes
com uma mistura de culim e uma espécie de gesso. Em 1889, Hugo Brunner revestiu os
eletrodos de carvão com diferentes fluoretos. Isto não só aumentou a produção de luz, mas
permitiu também que a cor da luz variasse de acordo com o fluoreto usado com terras-raras a
luz era branca, com cálcio amarela, com estrôncio vermelha e com ferro ultravioleta.
Quando em 1855 em Lyon foram feitas experiências com luz de lâmpadas de arco
voltáico a "Gazeta de France" escreveu: Pessoas passeando nos arredores do Chateau
Beaujour de repente foram cobertas por um fluxo de luz, tão clara quanto o sol. A luz foi tão
forte que as senhoras foram obrigadas a abrirem seus guarda-chuvas para se proteger contra a
radiação deste sol misterioso".
Em 1858, o "South Foreland", perto de Dover-Inglaterra, foi o primeiro farol equipado
com uma lâmpada de arco voltáico. Por ser um sucesso outros faróis em ambos os lados do
canal logo foram equipados da mesma forma. Naqueles dias a lâmpada de arco voltáico era
sem dúvida a fonte de iluminação mais avançada.
Entretanto, o sucesso era limitado por não ser adequado para iluminação de ruas, que
continuou com luz a gás, bastante aperfeiçoada, em razão da concorrência com a lâmpada de
arco voltáico.
O uso da lâmpada de arco voltáico não só foi limitado pelo custo relativamente alto,
mas mais por causa da produção de luz ser bem maior do que da luz a gás. Os postes de luz a
gás, que não eram muitos altos, não podiam ser simplesmente convertidos. A instalação de
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lâmpadas de arco voltáico mais alta, diminuía o efeito de ofuscamento e ao mesmo tempo
iluminava uma área maior.
A academia de ciências em Paris, para tal, propôs iluminar a cidade por meio de torres
de iluminação. Enquanto na Europa estes planos permaneceram numa visão futuristas, nos
Estados Unidos foram realmente instalados estes tipos de postes, (em Richmond, e depois em
Detroit com 122 torres com espaçamento de aproximadamente 50 m).
Um repórter escreveu entusiasticamente: " Os raios de luz elétrica cobriram a cidade
inteira, atingindo até mesmo os subúrbios, donde até agora nem existia alguma iluminação
externa".
Mas também havia desaprovação. Robert Louis Stevenson escreveu: "Uma nova
estrela brilha sobre as cidades, terrível intolerante aos olhos, como se fosse de outro mundo.
Um pesadelo de iluminação. Neste tipo de luz só pode se imaginar assassinos e criminosos ou
os corredores do hospício. É uma monstruosidade que supera todas as monstruosidades".
2.3. EDISON E A LÂMPADA ELÉTRICA INCANDESCENTE
O último quarto do século XIX foi inundado por uma plêiade de homens geniais,
impulsionados, pelas prodigiosas oportunidades oferecidas pela nova forma de energia, então
sendo denominada: a Eletricidade. A Europa era deslumbrada com os trabalhos de Charles
Brown, Walter Boveri, Karl Benz, William e Werneck Siemens, Marcel Deprez e tantos
outros que fizeram história.
A América do Norte, na euforia do progresso que lhe traziam o carvão e o petróleo,
começava também a mudar seu comportamento diante do turbilhão de inovações que a
tecnologia estava pondo a serviço do homem. Por trás deles, a genialidade de Elihu
Thompson, Edwin J. Houston, Frank J. Sprague, Charles F. Brush, George Westinghouse,
além do canadense Alexander G. Bell e muitos outros. Mas, acima de todos eles, já pairava a
figura de um homem cuja criatividade fascinava o mundo: Thomas Alva Edison.
De origem muito modesta e trabalhando desde jovem para a própria sobreviv6encia,
jamais deixou esmorecer sua ânsia por conhecimentos. Tornou-se autodidata, lendo e
estudando tudo que lhe caia às mãos. A busca pelo "porquê" das coisas e a solução de
problemas, levou-o logo cedo às invenções. Disponha, para isso, de um pequeno laboratório
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em Newark. Em 1875, concebe um plano mais arrojado e adquire um terreno em Menio park estado de Michigan, onde instala um laboratório bem mais equipado, para suas atividades de
pesquisa, cercando-se de um grupo de homens que o assessoravam nos trabalhos que fossem
se tornando necessários: dispositivos mecânicos, circuitos elétricos, preparação de soluções
químicas, manutenção, etc.
Criava, assim, o núcleo do que viria a ser um centro de pesquisas com fins industriais.
As empresas que criaria posteriormente teriam, portanto, todo suporte tecnológico necessário.
Foi o germem que deu inspiração à General Electric (formada por ele em 1892) para que fosse
instalado, 1900, o laboratório do Schenectady - o primeiro centro de pesquisas e
desenvolvimento criado por uma empresa industrial e tornando-se, desde então, o maior deles,
em âmbito mundial.
Tão frutífero foi o empreendimento de Menio Park, nos anos que se seguiram, que
inúmeras invenções vieram à tona. Era um trabalho febril, com períodos em que diversas
patentes eram registradas a cada semana!
Além disso, seu senso empresarial e sua habilidade em aperfeiçoar e tornar práticos
produtos já existentes, fizeram com que aperfeiçoasse muitos inventos, com destaque especial
nas áreas de telefonia e telegrafia.
Aos trinta anos, Edson já era um jovem bem sucedido e a América, maravilhada ao
ouvir, pela primeira vez, a voz humana gravada pelo fonógrafo, passou a chamá-lo,
carinhosamente, de o "Mago de Menlo Park".
É curioso que Edison não tivesse se empolgado desde cedo pela busca de uma solução
para o problema da iluminação através da energia elétrica. A concepção técnica de uma
lâmpada incandescente já era de longa data conhecida.
Por outro lado, a lâmpada de descarga, a arco voltáico, já era largamente utilizada,
principalmente na iluminação pública. Seus inconvenientes, entretanto, eram incontornáveis
para torná-la uma solução prática e barata, que pudesse se popularizar a ponto de banir dos
interiores dos lares os sistemas a combustão, liderados pelo gás de carvão, canalizado.
Todavia, o problema tecnológico da iluminação por incandescente estava ainda por ser
resolvido, apesar da corrida "mundial " (EUA e Europa ) para solucioná-lo.
A omissão luminosa, pela resistência de um fio à passagem da corrente elétrica,
parecia ser o caminho mais lógico, e vinha sendo perseguido, sem sucesso, desde os alvores
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do século XIX. A ele se dedicaram cientistas e pesquisadores do porte de Humphry davy, J.W.
Swan, J.W. Starr e muitos outros.
Foi somente em 1878 que Edison, por insistência de um amigo, resolveu analisar o
problema seriamente e se decidir pela busca de uma solução. Tão logo anunciou sua decisão,
foi cercado de financistas que se propuseram a financiar o projeto, tal era a confiança que
Edison despertava nos trabalhos em que se envolvia.
E assim surgiu, em 15 de outubro daquele ano, a "Edison Electric Light Company",
empresa que concebeu exclusivamente para explorar o futuro invento.
A esse tempo Edison já vislumbrara que o caminho a seguir, na busca de uma solução,
deveria ser diverso daquele que os outros perseguiam.
Suas poucas experiências anteriores, utilizando fios de platina, demonstraram que somente um
material condutor de fácil manuseio e baixo custo atenderia à condição básica do problema:
massificação do produto.
Para ele, a solução estaria no carvão. E passou então a carbonizar e testar tudo que lhe
caia às mãos ou lhe viesse à cabeça: bambú, cana da índia, fibras, papel, cabelo humano, fio
de barba, ...Foram cerca de 1.600 experimentos, num trabalho persistente e metódico que lhe
possibilitaram o contínuo aperfeiçoamento da obra em seus estágios de criação. Deu solução à
selagem do vidro aos fios metálicos, à esgotação da lâmpada, concebeu um meio químico (a
que chamou de "getter") para melhorar o vácuo interno, idealizou a maneira de fixação dos
eletrodos ao filamento, e assim por diante.
Quando, a certa altura dos trabalhos, um de seus auxiliares fez o comentário: "quanto
trabalho sem resultados! " apenas respondeu: "quantas maneiras já conhecemos que não dão
certo! ".
Punha assim, em ação, aquilo que dissera muitas vezes, quando se referia ao seu
trabalho criativo: "1% de inspiração e 99% de transpiração".
Finalmente, ao carbonizar um pedaço de fio de algodão da cesta de costura de sua esposa,
encontrara a solução. A lâmpada que então fizera não se extinguiu rapidamente, como das
vezes anteriores. E ante a vigília de sua equipe, permanecera acesa por 41 horas. Era o dia 21
de Outubro de 1879.
A boa-nova se espalhara rapidamente e mais uma vez maravilhava a América. Edison
tornava-se então, aos olhos do povo, o "Mago da luz". Sua primeira patente sobre o invento
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foi concedida em 1880 e aperfeiçoamentos sucessivos começaram a brotar, quer melhorando o
produto, quer estendendo-se ao novo sistema, como um todo.
Assim é que, em 1881, a par de diversas patentes sobre o tratamento do carvão, Edison
patenteava também o medidor de energia elétrica ("relógio de luz").
Em 1882 depositava uma patente sobre o sistema de distribuição a tr6es fios,
inaugurando-o no ano seguinte com uma instalação subterrânea em Brockton, Massachussetts.
A base metálica, rosqueada, foi também por ele concebida em 1880 e patenteada,
sofrendo sucessivos aperfeiçoamentos, até 1888. Nesse período, diversas empresas foram ele
criadas, para industrialização e comercialização de seu invento.
A prefeitura de Nova York lhe dá a concessão para o sistema de iluminação e para isso
constrói a estação geradora de Pearl Street. Nos anos que se seguem, uma grande
transformação começa a se processar na composição de suas empresas, quer pela fusão, quer
pela aquisição de outras empresas criadas também por grandes inventores) até que, em 1892,
todo esse conglomerado da origem à General Electric Company.
Apesar de toda essa criatividade empresarial, a luta pela primazia do invento se fez
sentir desde seu início, uma vez que outros pesquisadores se julgavam com direito à
anterioridade na invenção, alegando soluções semelhantes ou equivalentes.
E a luta jurídica se multiplica ao longo dos anos. Somente em 1891 os tribunais
concedem à Edison todos os direitos de patente.
Edison manteve um trabalho intenso e fecundo até o fim de sua vida. Com a saúde
inteiramente abalada, aos 84 anos, ainda demonstrava seu otimismo e interesse por tudo que o
cercava.
Havia então legado ao mundo mais inovações que qualquer outro homem, em todos os
tempos e tornava-se uma das maiores figuras dos tempos modernos.
Ao início do terceiro trimestre de 1931 o mundo acompanhava, contristado, o definhar de sua
vida. Morreu a 17 de Outubro. Nessa noite, numa expressiva homenagem ao "Mago da luz"'
as lâmpadas se apagaram em todos os lares da nação americana.
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2.4. HISTÓRIA DA ILUMINAÇÃO NO BRASIL - RIO DE JANEIRO
A "Companhia de Força e Luz" e a Originalidade do seu Sistema de iluminação
A figura extraordinária de Irineu Evangelista de Souza (Barão de Mauá) marcou a
Segunda metade do século XIX em nosso país. Industrial e banqueiro. Mauá contribuiu com
seus empreendimentos arrojados para que o Brasil desse seus primeiros grandes passos em
direção à modernidade.
Por suas mãos surgiram o banco do Brasil, as primeiras ferrovias, companhias de
navegação e o cabo submarino para a Europa. E a "Fábrica de Ponta d'Areia"(Niterói),
fundição e estaleiro naval, tornou-se um marco histórico da indústria pesada brasileira. Coube
a ele também a iniciativa de construir em 1854, à frente de um grupo de financistas, uma
companhia destinada a suprir com iluminação a "gás de hulha", canalizado, toda a área
urbana do Rio de Janeiro.
Tal foi a extensão desse empreendimento e tão bem programadas suas expansões
posteriores, que ainda no fim do século passado se impunha como um excelente sistema de
iluminação, desestimulando qualquer iniciativa de grande porte para a introdução da
eletricidade, que já se fizera presente em outros centros urbanos do país.
Como se isto não bastasse, cuidou a empresa sucessora "Sociète Anonyme du Gas"SAG (de capital belga) fundada em 1885, proprietária dos direitos de concessão, que na
renovação de contrato então ocorrida, se incluísse uma cláusula que estabelecia o seu direito
exclusivo de exploração da iluminação do Rio a gás ou a eletricidade.
Note-se que a preocupação contratual, que protegia a exclusividade estendendo-a ao
uso de "fios ou canalizadores" tinha por objetivo impedir a entrada de outras concessionárias,
já à SAG, com grandes investimentos implantados, o interesse na inovação "elétrica" era então
muito remoto.
Coube ao engenheiro belga Edmond Julien contornar o problema, desenvolvendo
acumuladores elétricos com tal desempenho e qualidade que mereceram destaque
internacional na Exposição Universal de Antuérpia, em 1885.
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A partir de então, seu sistema elétrico, patenteado, generalizou-se. Passaram a utilizálo com sucesso, principalmente na tração urbana, muitas cidades européias. O mesmo ocorreu
nos E.U.A., onde mais de 30 cidades também o empregaram para tração e iluminação.
Principalmente porque oferecia significativas vantagens de custo, comparado ao "gás
corrente".
O "privilégio Julien" chegou ao Rio em 1885, através de demonstrações das suas
vantagens. A primeira das experiências foi realizada a 2 de junho, durante a "Exposição dos
Caminhos de Ferro Brasileiros", organizada pelo Clube de Engenharia. Na ocasião circulou
pelo centro do Rio e bairros do zona sul um bonde elétrico da "Cia. Ferro-Carril do Jardim
Botânico". Transportando S. A. Imperial a Princesa Regente e o Conde d'Eu, com sua
comitiva.
Poucos dias depois era o sistema demonstrado em um teatro na Gávea, deslumbrando
o público com a iluminação produzida. A seguir, com os mesmos acumuladores, seriam
sucessivamente iluminadas, por um período de 8 dias, as redações do "Jornal do Comércio",
"O Paíz" e "Gazeta de Notícias". Após o que "O Paíz" promoveu uma demonstração exterior
na frente de sua sede, iluminando longo trecho da Rua do Ouvidor. Utilizava para isso
lâmpadas incandescentes "Swan" e dois "focos de arco" do sistema "Serrin".
Como destaque, inaugurava-se a 1o de julho de 1885 a iluminação da "Biblioteca Real
do Rio de Janeiro" (depois Biblioteca Nacional). Nessa instalação, o sistema Julien dispunha
também de um pequeno grupo gerador elétrico. Era a solução freqüentemente empregada pelo
sistema, para pronta recarga dos acumuladores, quando necessário. Por outro lado, o uso dos
acumuladores garantia melhor regularidade na alimentação elétrica das lâmpadas, difícil de se
obter, para a tecnologia da época, com uma ligação direta entre o gerador e as lâmpadas.
Muitas outras experiências foram ainda efetuadas, demonstrando as mais variadas
possibilidades de aplicação do sistema Julien. Face ao sucesso das demonstrações, foi
incorporada em setembro de 1887 a "Companhia de Força e Luz", com capital social de 1000
contos de reis, para explorar a força matriz, a tração e a iluminação elétrica. Por dispensar o
uso de fios e cabos, contornava assim a concessão da "Societé Anonyme du Gas".
Sediada no prédio no. 22-A do Largo de São Francisco e dirigida por L. Paridant (Presidente
do Conselho) e Alberto J. P. Hargreaves (Gerente), dela participava como acionista o próprio
Edmond Julien e empresários nacionais, além de uma boa parcela de capitais europeus.
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Em novembro desse mesmo ano a empresa requeria à Câmara Municipal permissão
para instalar na Rua dos Ouvires uma máquina de 50 HP, a fim de iluminar a rua do Ouvidor.
Em fins de 1887 o "Eden Dramático "(antigo "Teatro Lucinda )" já exibia sua
iluminação elétrica.
Tinha também uma pequena "estação geradora", acionada por máquina a vapor, a fim
de alimentar os acumuladores.
No início de 1888 um plano era traçado pelo governo local para substituir o gás pela
eletricidade, em todos os sete teatros da cidade por medidas de segurança.
Em fins de maio algumas lojas centrais já estavam utilizando o "privilégio Julien", sendo que
3 delas, no Largo de São Francisco, junto à usina geradora da empresa, recebiam a energia
diretamente, por fiação elétrica. A usina dispunha de um dínamo acionado por máquina a
vapor de 50 HP.
Em meados de 1888 eram instaladas 109 lâmpadas incandescente pública de algumas ruas
centrais.
Registra-se ainda o fato de que, nessa ocasião, foram também instaladas dez lâmpadas a arco
voltáico na Praça D. Pedro II (atual Praça 15 de Novembro) para iluminar um baile público.
Apesar do entusiasmo pelo novo sistema, o empreendimento não logrou sucesso. E
começaram a se agravar os problemas econômico-financeiros que a empresa, na sua curta
existência, já vinha enfrentando.
Como reflexo da situação, o "Eden Dramático", desservido pela "Cia. De Força e
Luz", retornava à iluminação a gás em 26 de julho de 1888.
A área de atuação da empresa já estava então circunscrita às três lojas contíguas à
usina, no Largo de São Francisco, sendo que logo após a mais importante delas desistiu do
emprego da eletricidade, voltando ao gás. Nem mesmo o apelo para que Edmond Julien viesse
ao Brasil e o empenho para exceder o sistema ao edifício dos Correis e aos demais teatros
(que jamais instalaram), reverteram a precária situação da empresa.
E assim em dezembro de 1888, entrava em liquidação a "Cia. De Força e Luz", encerrando um
curioso episódio do ciclo pioneiro da iluminação elétrica no Brasil.
Saíra como vitoriosa, embora viesse demonstrando sérias preocupações com o aparente
sucesso e o possível crescimento desse sistema elétrico a "Sociète Anonyme du Gas".
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Tornava-se então a única fornecedora da iluminação pública e particular na cidade do Rio de
Janeiro.
A entrada do século XX assistiu a uma verdadeira revolução mundial, com os
extraordinários desenvolvimentos no campo da utilização da energia elétrica e no
desenvolvimento do motor de combustão interna, ocorridos nas duas últimas décadas.
As empresas pioneiras (organizadas em torno de grandes inventores) aceleraram de tal forma
o uso da eletricidade e do veículo automotivo, que a visão do novo século seria a de um
mundo alimentado fartamente pela nova fonte de energia e movimentado pelos automóveis.
E assim, tornaram-se, em sua grande maioria, grandes empreendimentos empresariais ( que
sobreviveram até nossos dias) com recursos financeiros capazes de agilizar ainda mais o
desenvolvimento tecnológico e a fabricação em massa de produtos.
O conceito de
"grandes" centrais elétricas, para suprir todas as necessidades urbanas
regionais, se tornara uma realidade e muitas "usinas" já estavam implantadas nos EUA e na
Europa.
A exploração da energia hidroelétrica mostrava-se a grande oportunidade (pelo seu
mais baixo custo e possibilidade de instalações de maior porte) onde os recursos hídricos
fossem fartos. Em pouco tempo, estaria suplantando, nessas regiões, a participação da energia
elétrica de origem térmica (carvão, óleo, etc.)
As primeiras tentativas para suprir as necessidades urbanas através da "hidroeletricidade" já se faziam também presentes em algumas comunidades brasileiras (Juiz de
Fora, São Carlos do Pinhal, Rio Claro, etc.).
Todavia, a metrópole entrou no século XX totalmente dependente de instalações
térmicas (máquinas a vapor alimentadas a carvão). A cada caso, recorria-se a uma instalação
geradora especifica para o uso em causa.
Assim foram todos os empreendimentos pioneiros feitos no Rio de Janeiro durante o
século XIX, embora tenha sido ele o maior implantador de soluções experimentais nos
primeiros tempos. Cabia ao Rio também o mérito de ter estabelecido em 1879 o marco inicial,
no Brasil, do uso da eletricidade em instalação de caráter permanente para fins de iluminação,
ao equipar as dependências internas da estação central da Estrada de ferro D. Pedro II (atual
EFCB), com um completo sistema luminoso a base de lâmpadas a arco voltáico. Seria um
marco não só latino-americano, como estaria dentre os primeiros em âmbito mundial.
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Portanto, dentro desse contexto, a metrópole dos novos tempos republicanos entrou
no século XX com muitas das características ainda de uma cidade colonial: sufocada pelo
casario alinhado em becos, vielas e travessas estreitas, densamente concentrado numa zona
central de limitadas proporções, e totalmente carente de energia elétrica.
O Brasil, estribado principalmente nas grandes exportações de café (que fazia a
riqueza de S.Paulo) começara a viver tempos de paz e prosperidade. O novo ciclo
presidencial, de 1902 a 1906, com a eleição do grande estadista Francisco de Paula Rodrigues
Alves, viria a a ser o maior marco dessa época (e de todos os tempos da República).
Rodrigues Alves cercou-se de uma equipe que viria a revolucionar a vida e os
costumes brasileiros, cabendo ao Rio, pelo seu privilégio de capital da República, grande parte
desses benefícios.
Um completo planejamento urbano, para desafogar a área central, bem como sanear e
embelezar a cidade, já havia sido delineado em anos recentes, com a participação do havia de
melhor na engenharia da época: o Clube de Engenharia e a Escola Politécnica.
A abertura de largas avenidas arborizadas, alargamentos de ruas, desmonte de morros,
aterramento de áreas da orla marítima, eram parte desse amplo plano.
Numa participação conjunta - Federal e Municipal - o plano se tornaria uma realidade
pelo trabalho de uma plêiade de homens de homens que ainda hoje surpreende a Nação pela
competência e pelo dinamismo.
Francisco Pereira Passos, engenheiro de méritos já conhecidos seria o prefeito da
metrópole e a ele caberia implantar boa parte dessa remodelação.
O Eng. Francisco Bicalho realizaria o aterramento de grandes áreas da zona norte (
gamboa, saúde, etc.) para construir moderno Porto Marítimo, com uma extensão de 1.000
metros de cais para atracação.
O Dr. Oswaldo G. Cruz sanearia toda região urbana, erradiando a febre amarela, que
era até então de caráter endêmico.
Duas grandes obras seriam então fundamentais ao plano: a abertura de uma larga
"avenida central"(atual avenida Rio Branco) que desafogasse a área central mais densa, e seu
prolongamento com a construção de uma nova avenida, ao longo da orla marítima avenida
Beira Mar) que ligasse o centro a Botafogo. Caberia ao eng. Paulo de Frontin a realização da
primeira (pelo Governo Federal) e a equipe de Pereira Passos a Segunda . Simultaneamente,
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muitas outras avenidas e praças seriam abertas, dentre as quais avenida Atlântica (parte
inicial) que iria impulsionar Copacabana.
Foi um desafio heróico, a ser concretizado em apenas 3 anos, resultando na demolição
(sob protestos públicos) de mais de 1.000 imóveis, em sua maioria ainda dos tempos
coloniais. Surge aí a grande oportunidade para a implantação da iluminação pública elétrica.
ela seria implantada na avenida central como fator de modernização.
A alimentação do sistema elétrico era ainda de origem térmica, fornecida por uma
usina estalada na rua da Alfândega, junto a sede da "Sociète Anonyme du Gas". As limitações
de carga e a preocupação com o desempenho da nova tecnologia levaram a adoção de um
sistema misto, em que o gás e a eletricidade partilharam da modernização, lado a lado. Ao
longo da avenida, em todo o seu refúgio central, foi instalada uma linha de postes, equipados
com um total de 40 luminárias "General Electric" de arco voltáico fechado (encapsulado num
envoltório de vidro) de 1.000 "velas" cada uma. Alimentava-as um circuito série de 7,5
ampères. Toda instalação estava segmentada em três setores, equipados com transformadores
de corrente constante (núcleo móvel) convenientemente encapados. Ambos os lados, ao longo
das sargetas laterais, linhas de postes "Coluna" com braços laterais sustentavam luminárias
com combustores a gás, providos de "Veu de Torio"(camisa "Auer").
A luminária resultante do sistema deslumbrara os cariocas e a inauguração noturna da
avenida, a 15 de novembro de 1905, foi um evento de projeção nacional.
As novas avenidas, praças e lagos, como ruas centrais, principalmente aquelas cujo
alongamento se tornara necessário, viriam a se beneficiar da inovação nos anos seguintes,
quando a energia elétrica disponível começara a se tornar farta.
Da expansão da orla marítima, em direção à zona sul, à custa do entulho das
demolições efetuadas e desmonte de pequenos morros que obstruíam a área urbana central
surgiria a avenida Beira Mar, contornando a Baia até o Mourisco (Botafogo) com traçado
moderno.
Com ela estendia-se uma linha de altos postes ornamentais, equipados com luminárias a arco
voltáico, formando um colar de luzes ao longo das enseadas da Baia.
Note-se que todo o equipamento utilizado nos projetos de modernização (luminárias,
postes e braços) fora então importado e trazia o que de mais moderno havia na época.
Destacava-se a beleza ornamental dos postes, nas suas formas mais variadas.
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E importante frisar também que, até então, o suprimento elétrico do novo sistema
exigia a instalação simultânea de uma fonte geradora ainda de origem térmica.
Inauguradas a avenida Central e a avenida Beira Mar, o sucesso do sistema elétrico haveria de
se expandir, gradativamente as demais áreas da região metropolitana. Caberia ao grande
engenheiro Otto de Alencar, após assumir a "Inspetoria Geral de iluminação da Capital
Federal", impulsionar essa grande transformação, que teve inicio em 1909.
A essa época, a energia disponível, de origem hidroelétrica, já se fazia presente e
abundante. Isto porque todo um complexo empresarial de natureza privada, após intensos
trabalhos de instalação e imensos recursos investidos, tinha posto a serviço da metrópole um
completo sistema de suprimento de energia elétrica e chamara a si a responsabilidade pelas
suas primeiras utilizações de interesse público: a iluminação e a tração elétrica urbanas.
Os fatores que deram origem a este vasto empreendimento, de procedência externa,
que viria a se concretizar no complexo empresarial conhecido comumente como "Light-Rio" ,
remontam aos últimos anos do século XIX, quando a energia elétrica já havia se consagrado
como solução mais satisfatória do que o gás iluminante para fins de iluminação.
No Rio de Janeiro, a renovação de contrato de iluminação, em 1885, já previa como
alternativa a utilização da nova fonte de energia. O mesmo contrato dava à Sociète Anonyme
du Gas", fundada em 1886 e adquirida a concessão, o direito de exploração por renovações
sucessivas foi ele estendido até 1945.
Paralelamente, estimulado pelos promissores resultados com a implantação da "THE
São Paulo RailWay, Light and Power Company Ltda"(1899), o grupo investidor canadense,
com participantes americanos instalava em Toronto (CA), a 9 de junho de 1904, a "The Rio de
Janeiro Tramway, Light and Power Company Ltda", autorizada a funcionar no Brasil a partir
de 30 de maio de 1905.
A esse tempo, graças às negociações efetuadas pelo canadense Alexander Mackenzie
(que já havia sido a mola mestra na consolidação da "São Paulo-Light") a nova empresa
passaria a ser a proprietária da concessão para produzir, transmitir e distribuir energia elétrica,
gerada por força hidráulica.
Através de sucessivos acordos e contratos, a "Light-Rio" começa então a incorporar
diversas empresas locais de tração urbana e telefones, além da "Sociète Anonyme du Gas".
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Enfeixava assim os serviços de importância vital para o desenvolvimento da cidade,. Os cabos
elétricos, os trilhos de "bonde", os condutos de gás e as linhas telefônicas, sob seu controle,
conformaram a nova fisionomia da cidade, de 1905 a 1930.
Para que tudo isso fosse posto em atividade, uma usina hidroelétrica, acionada pelas
águas represadas do Ribeirão da Lages (na Serra do Mar) começou a ser construída em 1905,
entrando em operação em abril de 1908.
Surgia assim a Usina de "Fontes", com uma potência instalada de 24.000KW. Seria a primeira
do Rio de Janeiro e, para a época, uma das maiores do mundo. Em 1909 sua capacidade
nominal já havia sido acrescida para 34.000 KW.
Todo o sistema de distribuição urbano para os diversos fins, seria alimentado através
da estação "Frei Caneca", no centro do Rio, inaugurado em junho de 1907.Iria atender cerca
de 800.000 habitantes , recebendo a energia , inicialmente , de uma usina provisória
instalada também no Ribeirão das Lages . Mais de 500 quilômetros de fios foram então
instalados , para a operação adequada do sistema.
Em 1911 estavam já em operação cerca de 1740 quilômetros de cabos de distribuição
(aéreos e subterrâneos ), alimentando 430 transformadores , com uma capacidade total
instalada de 37600 KW . A iluminação elétrica ( que se expandia rapidamente em detrimento
do gás) registrava cerca de 6000 lâmpadas de 7,5 amperes , controladas por 10 estações com
transformadores de óleo móvel , para operação em circuito em série . Iluminavam então cerca
de 550 quilômetros de ruas ,nas regiões mais nobres da cidade .
Acrescentava-se a isso mais de 5000 ligações residenciais , em circuito múltiplo ,
sendo cerca de metade alimentada por cabos subterrâneos.
Os consumidores de "luz e força"somavam 9816 , utilizando-se de 223392 lâmpadas
incandescentes e 1739 lâmpadas de arco voltaico , alem de alguns outros usos ( ventiladores ,
motores , etc).
O crescimento da demanda exigiu que se procedesse a Segunda etapa da construção da
usina "Fontes", o que foi feito em 1912 e 1913, com a instalação de 2 novos grupos geradores,
aumentando a capacidade total para 49.000KW. A obra iria exigir o desvio de águas da Bacia
do Rio Paraíba, através de um túnel de 8.500 metros de extensão e a construção de um novo
reservatório.
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Na década de 20 surgiria um novo empreendimento, com a construção da usina "Ilha
dos Pombos", a fio d'água, sobre o Rio Paraíba (Município do Carmo).
Ao final da década (1929) o número de consumidores atingia 139.506 e a distribuição de
energia elétrica, quase que totalmente para o Rio de Janeiro, superava 410 milhões de KWH,
dos quais cerca de 92 milhões eram destinados a iluminação.
Existiam então 1.727.900 lâmpadas incandescentes instaladas. Na iluminação publica
estavam 17.849, além de 2.809 lâmpadas a arco voltáico e dos remanescentes combustores e
gás (6.232)).
Como das vezes anteriores, o aproveitamento progressivo através de ampliações, se fez
presente em "Ilha dos Pombos": 1924 = 44.000KW; 1929 = 73.000KW; 1937 = 117.000 KW;
1949 = 162.00 KW.
Nova ampliação das instalações geradoras somente viria a ser necessária em 1940,
com a construção as usina "Fontes Nova", exigindo para isso a elevação da barragem de Lages
de 404 para 423 metros. A potência elétrica ali instalada chegaria então a 154.000 KW.
Evidentemente, a todo esse ciclo de transformação por que vinha passando o Rio de Janeiro,
correspondia umas evolução tecnológica, que iria proporcionando os meios necessários à
concretização e modernização das soluções propostas. Assim, a lâmpada incandescente, desde
sua primeira aplicação prática, começaria a sofrer uma série de aperfeiçoamentos, que viriam
a consagrá-la como a solução quase que absoluta para a iluminação, durante a primeira metade
do século XX.
As primeiras tentativas para substituição do filamento de carvão (embora já melhorado
em suas características) por fio metálico remontam a última década do século XIX, passando
inclusive por um período em que o carvão metalizado constitui-se numa solução de ampla
utilização.(Eram conhecidas como lâmpadas "Gem".)
Os primeiros metais utilizados eram raros (tântalo, ósmio, etc.) com alto ponto de
fusão. Surge então o tungstênio (ou wolfrânio) como a solução mais promissora, com seu
ponto de fusão a 3.650o K.
Os trabalhos que permitiram a ductilidade do tungstênio(*) possibilitando a sua
trefilação (1908), vieram a consagrá-lo como a solução ideal, até nossos dias.
Conseguia-se então lâmpadas de "1 Watt por vela nominal"' enquanto o filamento de carvão
requeria 3,5 a 4 Watts 'por vela".
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Entretanto havia ainda restrições ao desenvolvimento das lâmpadas, que por serem a
vácuo tinham sua temperatura de filamento limitada em torno de 2.400o K.
O grande aperfeiçoamento (*) haveria de surgir em 1913, quando foi introduzido o filamento
enrolado em hélice, operando numa atmosfera gasosa inerte.
O desempenho da lâmpada, surpreendentemente, pode chegar então à faixa dos "20 lúmens
por Watt" e lâmpadas de grande potência (acima de 1.500 Watts) puderam ser produzidas.
O novo aperfeiçoamento permitiu também que se desenvolvessem as lâmpadas para circuito
série, destinadas principalmente à iluminação pública. Esta solução veio concorrer, com
grandes vantagens (desempenho, manutenção, custo, etc.) com as lâmpadas a arco voltáico.
As primeiras experiências com "lâmpadas série", no Rio de Janeiro, foram realizadas em
1915. Eram lâmpadas "Edison Mazda", General Electric projetadas para 7,5 âmperes, 4.000
lúmens. Desde então conquistaram seu espaço e começaram a desbancar o "arco voltaico" no
único campo de aplicação em que este ainda subsistia: a iluminação pública.
O aperfeiçoamento da lâmpada não se deu apenas em relação ao filamento, mas a todos os
seus componentes e mesmo aos processos de fabricação.
O bulbo de vidro, inicialmente soprado livremente, a partir de tubos, passou a ser produzido
em moldes, a partir do vidro fundido.
Isto deu à lâmpada uma liberdade de formas até então impossível economicamente,
estimulando uma variedade de novas soluções para uso interno, que nem o lampião a gás (ou
querosene) e nem o bico de gás canalizado (preso a parede ou suspenso do teto) podiam
oferecer.
A versatilidade veio a estimular também a criatividade nos aparelhos de iluminação.
Os globos de vidro, já presentes na iluminação a gás ou a arco voltáico(pela necessidade de
proteção da chama ou da descarga elétrica) começaram a receber formas e acabamentos mais
elaborados. O "Abat-Jour" liberta-se da "manga" necessária ao lampião e multiplica-se em
inúmeras formas decorativas. A iluminação em fio pendente (comumente usada com a
lâmpada nua) generaliza-se, passando a ocupar o centro do ambiente.
As inovações de Louis Comfort Tiffany, em fins do século XIX (inspiradas nos vitrais
e mosaicos das igrejas européias) iriam encontrar na lâmpada incandescente a solução ideal
para suas concepções artísticas. E as luminárias estilo "Tiffany" iriam se consagrar numa das
mais expressivas manifestações da "Art Nouveau".
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Evidentemente, o Rio de Janeiro e demais grandes centros do país - até então
profundamente dependentes de produtos manufaturados importados - se beneficiaram de
todas essas inovações. E as empresas estrangeiras começaram a se fazer presentes,
primeiramente através de seus representantes.
Este quadro de dependência total dos fornecedores externos haveria de persistir até os tempos
da I Guerra Mundial (1914-1918), quando começaram a surgir os primeiros sinais de que um
movimento de industrialização estava por nascer no país.
2.5. História da Iluminação no Brasil - Curitiba-Pr
O Povoamento do planalto paranaense, em meados do século XVII, fôra uma decorrência
natural da descoberta do ouro em vários pontos do "sertão dos Pinhais". Tinha início, assim, o
primeiro ciclo bandeirante da mineração, em substituição às incursões predatórias que por
quase um século vinham dando caça ao índio.
Levas de aventureiros, percorrendo as picadas de São Paulo, Sorocaba e outros núcleos
paulistas, ou galgando as escarpas da serra pelas trilhas indígenas de Paranaguá, fixavam-se ao
longo dos rios à cata do ouro de aluvião disseminado pelos "campos de Curitiba".
O sucesso da empreitada expandiu os núcleos mineradores, agrupando-os e germinando
cidades. Daí surgiria também a povoação de Nossa Senhora da Luz e Bom Jesus dos Pinhais,
próxima à borda da serra, por volta de 1660, tornando-se Vila em 1693.
Com a escassez do ouro, após dois séculos de exploração, a economia regional começaria
a tornar novos rumos.
Voltada para o pastoreio, disseminou arrais, currais, invernadas e pousos de tropeiros pela
vasta região planaltista, suprindo boa parte das necessidades bandeirantes.
Embora por volta do século XVIII o Arraial de Curitiba (já era assim chamado)
apresentasse alguns sinais de prosperidade, seu desenvolvimento viria realmente a ocorrer
bem mais tarde com a independência da Província e sua elevação a Capital em 1854.
Por essa época, um fato novo já se processava e viria alavancar o desenvolvimento
regional: a imigração européia, inicialmente de origem alemã (1833/1840), intensificou-se
depois, a ela se juntando poloneses e ucranianos (após 1870), além dos italianos, a partir de
1875.
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A "injeção de cultura" começaria a sacudir o emergente centro urbano que, por volta de
1870, só possuía candeios a óleo de baleia ou mamona na sua precária iluminação pública.
Mas já ostentava iluminação a querosene em 1874. E chegou a cogitar o uso de "gás
corrente"(canalizado) em 1876, só não o fazendo por razões de custo.
Com a nova mentalidade, que implantaria um plano de saneamento urbano a partir de
1880, a nova tecnologia disponível - eletricidade - não poderia tardar.
Pelos registros conhecidos, a primeira iniciativa para dotar Curitiba de iluminação
elétrica data de 9 de setembro de 1890, quando é assinado um contrato para esse fim, com
direito à exploração por um período de 20 anos, entre o Presidente da Intendência Municipal
e a Companhia de Água e Luz do Estado de São Paulo.
Instalava-se então, num terreno próximo à antiga ferrovia S3(atrás do Palácio Rio
Branco) a primeira usina elétrica do Paraná, sob a direção do engenheiro Leopoldo Stack.S3
Trata-se de uma termoelétrica, com duas máquinas a vapor (fabricadas na Hungria),
consumindo diariamente cerca de 200 metros cúbicos de lenha. Os registros fazem referência
a uma capacidade instalada de 4270 HP, embora pareça uma potência excessiva para o estágio
tecnológico da época.
A instalação foi testada e dada como pronta em 30 de setembro de 1892, iluminando
Curitiba pela primeira vez. Todavia, decidiu-se inaugurá-la festivamente em 12 de outubro de
1892, por coincidir com o 4o Centenário da Descoberta da AméricaO sistema atendia apenas
algumas ruas centrais da cidade e manteve-se em operação até o início deste século.
Como no caso de outras instalações históricas brasileiras, pouco mais se conhece a
respeito.
Sabe-se apenas, pelo contrato, que o sistema deveria proporcionar para a iluminação
pública, no mínimo, "uma intensidade correspondente
a 4000 velas esteáricas, das que
consomem 9,60 gramas de matéria por hora". Pelo desenvolvimento tecnológico da época, o
sistema adotado foi o arco voltaico, em circuito série, a corrente contínua.
Além disso, o sistema deveria ainda suprir iluminação para uso particular (residências)
num total de 7.000 velas.
Em 18 de maio de 1898, a usina e a concessão dos serviços foram adquiridas pela
empresa curitibana "José Hauer e Filhos" que tomou a iniciativa de construir nova usina
termoelétrica, de maior porte, inaugurada em 1901.
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A nova usina , situada num terreno da Avenida Capanema (onde está hoje a estação
Rodoferroviária), possuía dois grupos geradores de 200 HP e foi reforçada em 1904 com a
terceira unidade de igual potência.
Nesse mesmo ano, a concessão passaria à Empresa de Eletricidade de Curitiba (Hauer
Sênior e Companhia) que, em 1910, a transferiria ao grupo estrangeiro "The South Brazilian
Railways Company Limited".
Em 1912, o sistema de iluminação seria estendido ao uso dos bondes elétricos, então
inaugurados.
E, 1928, as instalações e a concessão passariam as mãos do grupo norte-americano
"AMFORP", que para isso constituiu a empresa "Cia. Força e Luz do Paraná" .
Essa Segunda usina termoelétrica manteve-se em operação até 1930, quando foi
substituída pela usina Hidrelétrica de Chaminé, construída pela própria empresa.
3. OS OBJETIVOS DA ILUMINAÇÃO PÚBLICA
Os objetivos da iluminação pública são basicamente os seguintes:
•
Propiciar
•
Condições adequadas ao tráfego noturno e,
•
Propriciar a segurança a veículos e pedestres.
Quando bem projetada, a iluminação pública permite :
• Um volume de trafego na via semelhante ao existente durante o dia;
• Permite a redução de acidentes em alguns casos de até 70 %;
• Reduz a fadiga dos motoristas;
• Orienta visualmente a direção das vias e seus cruzamentos e a passagem de pedestres;
• Previne e reduz assaltos e vandalismo, dando ainda uma esfera agradável às areas
urbanas.
A escassez de recursos disponíveis, o crescente aumento nas tarifas‚ de energia e a
limitação de energia disponível, levarão as municipalidades e concessionárias de energia a
aplicarem sistemas de iluminação otimizados, com lâmpadas mais eficientes e reatores com
baixas perdas.
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Estamos numa fase em que os custos operacionais de iluminação pública preponderam
cada vez mais sobre os custos iniciais e justificam plenamente a instalação de sistemas de
iluminação melhores, pois a curto prazo ultrapassa-se o ponto crítico onde se iniciam as
economias de capital pela diferença de investimento realizada.
No Brasil onde existem ainda centenas de milhares de pontos de iluminação pública com
lâmpadas incandescentes, a mudança destas fontes de luz para qualquer outra representa
grandes economias para a nação; contudo, se podemos utilizar as mais eficientes, modernas e
econômicas fontes de luz, não devemos dar passos intermediários, aparentemente econômicos
e cômodos de realizar.
Os sistemas ópticos utilizados em geral no País podem ser aperfeiçoados com base nas
recomendações da Comissão Internacional de Iluminação.
Procura-se hoje utilizar ao máximo o fluxo luminoso emitido pelas lâmpadas e limitar
grandes intensidades de luz em ângulos que possam ofuscar os motoristas e diminuir
consequêntemente a perercepção visual.
Os sistemas de iluminação atualmente empregados facilitam a manutenção, pois possuem
partes componentes de fácil acesso interno e removíveis, muitas sem a utilização de
ferramentas. Existia uma tendência, felizmente superada, da utilização de postes com 20 a 30
metros de altura, que tornavam especialmente onerosa a manutenção da iluminação pública.
Acreditamos que futuramente a aplicação desses tipos de postes restrinja-se somente a áreas
em que são peculiarmente necessários, como entroncamentos, trevos etc.
Equipamentos Básicos que compõem o sistema de iluminação pública
•
Lumiária
•
Braço
•
Lâmpada
•
Reator
•
Ignitor
•
Relés
•
Tomada ( antiga base );
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4. LÂMPADAS
Na iluminação de áreas comuns existe normalmente um elevado potencial de
economia de eletricidade. Embora este item não seja o mais representativo no consumo total
do país, seria importante de um programa para estimular as prefeituras ( atuais responsáveis
pela iluminação pública ) a adotarem procedimentos que resultem em menor consumo de
energia.
Existe uma ampla gama de pontos que se pode atuar para se reduzirem as despesas
nessa área:
- O conhecimento dos produtos mais eficientes disponíveis no mercado, tais como lâmpadas,
acionamentos e reatores;
- O uso racional da iluminação existente;
- O uso de técnicas adequadas para a aplicação mais eficiente desses componentes;
- Métodos de gerenciamento mais eficazes da iluminação.
Para atender às necessidades de iluminação existe uma relação correta entre a
quantidade e a qualidade de luz necessárias, a fonte de luz utilizada, a tarefa visual a ser
executada, a produtividade exigida e as condições de segurança . Muitas vezes os projetistas
adotam sistemas de sua destinação específica. Quando isso ocorre, a iluminação não está
sendo utilizada eficientemente. Torna-se, então, necessário analisar as áreas para determinar a
quantidade e o tipo de iluminação mais adequados a cada um desses locais, conforme será
visto a seguir.
4.1. TIPOS DE LÂMPADAS DISPONÍVEIS.
O mercado de iluminação apresenta ampla gama de fonte de luz, com características elétricas
e luminosas superiores às das tradicionais incandescentes, o que permite escolher a mais
eficiente para uma certa aplicação.
Para a maioria das aplicações , as lâmpadas mais usadas podem ser divididas em:
incandescentes, fluorescentes, luz mista, a vapor de mercúrio, a vapor de sódio e a vapor
metálico. Não serão abordados aqui outros tipos de lâmpadas para aplicações mais específicas
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.Existe também uma nova tecnologia de lâmpadas de vapor de enxofre , que será abordada
adiante.
Embora o custo seja inferior, as lâmpadas incandescentes, ao contrário das a vapor de
sódio, são as menos eficientes para converter energia elétrica em luz. As outras fontes
apresentam eficiência situadas entre os extremos definidos por esses dois tipos de lâmpadas.
Uma das características que devem influenciar na escolha da lâmpada é a chamada eficiência
luminosa, ou seja, a capacidade de uma fonte de luz em converter energia elétrica em
luminosidade. Normalmente, essa eficiência é expressa em lumens por watt. Quanto maior for
essa relação, mais eficiente será a lâmpada.
Rendimento luminoso médio das fontes de luz
Tipo
Lm/W
Incandescente
17
Halógena
22
Luz mista
28
Vapor de mercúrio
58
Fluorescente
68
Vapor metálico
85
Sódio a alta pressão
130
Sódio a baixa pressão
183
Lâmpadas Incandescestes: embora sejam as mais utilizadas em aplicações internas,
apresentam baixa eficiência luminosa e vida útil curta, ao longo da qual o fluxo luminoso
diminui consideravelmente. O uso desse tipo de lâmpada deve ser evitado em nível industrial
e público, com exceção de aplicações para as quais seja recomendado por motivos técnicos.
Lâmpadas fluorescentes: apresentam maior eficiência e maior expectativa de vida do que
as incandescentes. Essas lâmpadas exigem reator para seu funcionamento, que deve ser de boa
qualidade e de alta eficiência, pois contribui para a obtenção de fluxo luminoso e vida útil
compatíveis com seus valores nominais de fabricação. Recentemente foram laçadas as
lâmpadas fluorescentes economizadoras de energia, com potência ligeiramente inferior à das
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convencionais e que utilizam os mesmos reatores existentes. Outro tipo que está sendo
introduzido é a lâmpada fluorescente compacta, de potência reduzida, destinada,
principalmente, à substituição de lâmpadas incandescentes.
Equivalência entre lâmpadas incandescentes e fluorescentes compactas:
5W = igual a = 25W
7W = igual a = 40W
9W = igual a = 60W
13W = igual a = 75W
Lâmpadas de luz mista: Na escala de eficiência luminosa, as lâmpadas luminosa, as
lâmpadas de luz mista estão um degrau acima das lâmpadas incandescentes, apresentando,
além disso, vida útil mais longa. Não necessitam de reator, o que diminui seu custo de
instalação. No entanto, devido a sua baixa eficiência energética, seu custo operacional é
elevado quando comparado com as fluorescentes, com as a vapor de mercúrio ou com outras
lâmpadas de descarga. Por isso seu uso público é quase inexistente .
Lâmpadas a vapor de mercúrio: características como a vida mais longa e maior
eficiência em relação às lâmpadas incandescentes e de luz mista fizeram com que as lâmpadas
a vapor de mercúrio se tornassem uma boa opção para iluminação interna e externa. A
resposta visual às cores é satisfatória, porém inferior à das lâmpadas incandescentes e
fluorescentes. Necessitam, também, de um reator para sua operação. As potências disponíveis
vão desde 50W a 400W.
Lâmpadas a vapor metálico: também chamadas de "multivapor", são similares em
construção às lâmpadas a vapor de mercúrio. A diferença reside no fato de que esse tipo de
lâmpada contém uma série de aditivos metálicos, além do mercúrio, que melhoram
significativamente suas características de reprodução de cores e eficiência luminosa, chegando
a ser 1,5 a 2 vezes superior às lâmpadas a vapor a mercúrio. Disponíveis em potências que vão
desde 400W até 3500W, são utilizadas principalmente na iluminação de estádios, áreas
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esportivas, fachadas e locais onde exista necessidades de ótima reprodução de cores, como nas
indústrias têxteis e de tintas.
Lâmpadas a vapor de sódio : a eficiência luminosa das lâmpadas a vapor de sódio é uma
das mais elevadas, atingindo até 140 Lm/W nas unidades de maior potência. Outro fator
importante é que o fluxo luminoso emitido permanente praticamente constante durante toda
sua vida. A vida média atinge 12.000 horas nas unidades de pequena potência, podendo
alcançar 24.000 horas nas de maior potência. Para seu funcionamento, é necessário o uso de
um reator adequado e um ignitor de partida. São também fabricadas nas potências de 215W e
360W que funcionam diretamente com o reator das a vapor de mercúrio e possuem ignitor
interno à própria lâmpada. Essas unidades se destinam à substituição direta da lâmpadas a
vapor de mercúrio de 250W e 400W, respectivamente. Nesse caso, a eficiência e a vida média
são inferiores à das unidades convencionais.
4.2. LÂMPADAS FLUORESCENTES
Após a introdução da lâmpada incandescente de filamento espiralado (1913) e duplamente
espiralado (1933) em grande número de tipos e finalidades, porém todas do princípio térmico,
se iniciaram as pesquisas para encontrar soluções mais eficientes para produzir luz.
Os primeiros resultados foram obtidos com a lâmpadas de mercúrio de alta pressão (aprox.
1933).
A lâmpada fluorescente é de anos posteriores e especialmente no período após 1945.
Seu desenvolvimento continua até agora com novas técnicas e materiais.
A lâmpada é universal, com aplicações quase limitadas no ramo de iluminação industrial,
Comercial, Pública e hoje em dia também para uso residencial.
Um fator importante é a disponibilidade de uma larga gama de cores de luz, aumentando a sua
versatilidade na aplicação.
Funcionamento:
A lâmpada fluorescente é uma lâmpada de descarga de mercúrio de baixa pressão. Os elétrons
e os átomos de mercúrio colidem provocando o deslocamento de um elétron no átomo para
uma órbita de maior nível de energia, pela absorção da energia cinética do elétron. É uma
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situação instável e o elétron volta na sua órbita original, liberando radiação ultravioleta,
especialmente do comprimento de onda de 254 nm.
Construção:
Uma lâmpada fluorescente é composta de:
Tubo Linear, Circular, em forma de W e U
Camada de pó fluorescente
Eletrodos (filamento)
Anel em volta do filamento
Vapor de mercúrio
Gás inerte (argônio)
Bases
Tubos:
Existem 5 diâmetros 16mm, 26mm, 32mm, 38mm, 54mm.
O diâmetro é determinado pela corrente da descarga e a carga radiante da camada
fluorescente.
Existe uma tendência de padronizar 26mm.
O comprimento do tubo é determinado pelo fluxo luminoso a ser produzido e pela tensão da
descarga (tensão da lâmpada), além do módulo das construções.
Camada Fluorescente:
As características luminosas da lâmpadas fluorescentes são em grande parte determinadas
pelo pó usado.
A temperatura de cor, o índice de reprodução de cor (Ra) e a eficácia luminosa em grande
parte dependem do tipo de pó usado.
A radiação ultravioleta é transformada em radiação de comprimento de onda do espectro
visível, por meio do pó fluorescente na superfície interna do bulbo.
A figura da lâmpada mostra esquematicamente esse processo.
Um grande número de pós são disponíveis, que pela mistura adequada produzem luz de
praticamente qualquer temperatura de cor e reprodução de cor. Os pós disponíveis cobrem
praticamente o espectro visível por completo.
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Alguns pós importantes
Pico do comprimento de onda (nm)
Aluminato de Estrôncio
304
Disilicato de Bário
350
Silicato de Estrôncio/Bário Magnésio
365
Tetraborato de Estrôncio
368
Tungstato de Cálcio
410
Pyrofosfato de Estrôncio
418
Aluminato de Bário Magnésio
447
Halofosfato de Cálcio
474
Aluminato de Estrôncio
488
Halofosfato de Estrôncio
490
Silicato de Zinco
525
Óxido de Yttrio
610
Borato de Yttrio Vanadato
615
Pentaluminato de Lithio
743
Magnésio Fluorgermanato
655
Este pó deverá ser de absoluta pureza, e adicionado com outra composição, o "ativador": Esse
ativador determina em grande parte as características luminosas da lâmpada.
Alguns ativadores são:
Cério
Chumbo
Europeo
Estanho
Magnésio
Ferro
A eficiência da lâmpada também depende da espessura da camada de pó e o tamanho
das partículas individuais.
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A máxima eficiência da conversão de radiação ultravioleta em luz visível deverá ser
obtida e a camada tão fina quanto possível, para evitar transparência para a radiação
ultravioleta.
A espessura média de três camadas de cristais é um aceitável compromisso.
Alguns pós fluorescentes mostram uma faixa de emissão sobre o espectro inteiro e produzem
luz branca.
Quando uma excelente reprodução de cor e desejada, usa-se uma combinação de pós
de diversas cores.
Como exemplo : as lâmpadas Philips da série 80 usam uma mistura de pós com faixas de
emissão muito estreitas em azul, verde e vermelha, com Óxido de Ytrio ativado modificando a
proporção dos três pós, cada "ponto de cor" no triângulo de cores da C.I.E., situado entre os
pontos de cor das composições individuais poderá ser obtido.
Com uma distribuição uniforme das três faixas de emissão uma boa reprodução de cor é
obtida em combinação com uma eficácia luminosa elevada.
Os pós porém são comparativamente caros, e para usar o mínimo possível se usa uma
fina camada de halofosfato, antes da aplicação dos pós de faixa estreita.
A camada de holofosfato produz somente 10% da radiação visível.
A pressão do mercúrio é determinada pela temperatura do ponto mais frio na parede do tubo.
Com um aumento da temperatura evapora mercúrio resultando numa pressão maior. Uma
diminuição de temperatura resulta numa pressão do vapor de mercúrio menor.
Em ambos os casos se manifesta uma diminuição da radiação. Maior pressão significa mais
átomos de mercúrio em forma de vapor e absorção de energia radiante. Menor pressão
significa menor número de átomos disponível e portanto menor radiação.
A temperatura adequada é 40o C no tubo da lampada e 25o C de temperatura ambiente. Com
45o C de temperatura do ambiente as perdas são de 20%. Desnecessário para argumentar a
importância desse fator.
Características de desempenho
Distribuição de energia.
Dois terços da potência são convertidos em calor.
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Aproximadamente 30%
da potência é emitida em forma de radiação visível e
aproximadamente 0,5% em forma de radiação UV de comprimento de onda longa. O resto é
"perdido" em forma de calor.
4.3. LÂMPADAS FLUORESCENTE COMPACTA
Compacta e econômica
As lâmpadas fluorescente compactas possuem a mesma tecnologia das lâmpadas fluorescente
tubulares, porém ocupam menos espaço devido ao seu tamanho reduzido.
Elas emitem luz pela passagem da corrente elétrica através de um gás. Esta descarga emite
quase que totalmente radiação ultravioleta (invisível ao olho humano) que, por sua vez, será
convertida em luz pelo pó fluorescente que reveste a superfície interna do bulbo. É da
composição deste pó fluorescente que resultam as mais diferentes alternativas de cor de luz
adequadas a cada tipo de aplicação.
Apresentam as seguintes vantagens, quando comparadas às incandescentes comuns:
Consumo de energia 80% menor, resultando daí uma drástica redução na conta de luz;
Durabilidade até 15 vezes maior, implicando uma enorme redução nos custos de manutenção
e reposição de lâmpadas;
Design moderno e compacto;
Aquecem menos o ambiente, representando uma forte redução na carga térmica das grandes
instalações, proporcionando conforto e sobrecarregando menos os sistemas de ar
condicionado;
Excelente reprodução de cores, com índice de 85%, o que garante seu uso em locais onde a
fidelidade e a valorização dos espaços e produtos é fundamental;
Tonalidade de cor adequada para cada ambiente, obtida graças à tecnologia do pó
trifósforo, com opções de:
- 2700K, com aparência de cor semelhante às incandescentes e, portanto, indicada para
ambientes onde se deseja atmosfera aconchegante e tranqüila, como residências, hotéis,
restaurantes refinados etc.
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- 4000K, com aparência de cor mais branca, indicada para ambientes ativos onde se pretende
estimular a produtividade ou o consumo, como em restaurantes do tipo "fast food", lojas,
shopping centers, escritórios, clubes, academias de ginástica, escolas, hospitais etc.
4.4. LÂMPADAS MULTIVAPORES METÁLICOS
As já tradicionais lâmpadas multivapores metálicos agregaram à família, desde o início dos
anos 80, versões baixa potência, utilizadas para iluminação geral e dirigida, em áreas internas
e externas. Na Europa e EUA, milhões dessas lâmpadas já foram vendidas. No Brasil,
chegaram timidamente há aproximadamente 3 anos, na esteira da abertura do mercado interno
a produtos estrangeiros.
Nossas pesquisas demonstram que os quatro grandes fabricantes de lâmpadas instalados no
Brasil incluíram esse tipo de lâmpada em suas linhas de produtos muito recentemente,
iniciando-se pela Osram em 1990, havendo atualmente a tendência de importações regulares
dos modelos fabricados na Europa e EUA.
Vamos analisar as características dessas lâmpadas e compara-las com outras fontes de luz.
Economia
Atualmente as palavras de ordem das concessionárias são "racionalizar" e "economizar"
energia. A vida útil e o elevado rendimento luminoso das lâmpadas multivapores , muito
superiores aos das lâmpadas incandescentes, por exemplo, proporcionam redução do consumo
de energia elétrica, atingindo índices muito elevados quando seu potencial é bem explorado.
Com a vida útil até 10 vezes maior que outras fontes, as lâmpadas multivapores metálicos,
reduzem o custo ao longo do tempo, diminuindo as substituições.
Reprodução/temperatura de cor
As lâmpadas multivapores atingem índices de reprodução de cores entre 80-90, numa escala
de 0 a 100, desempenho classificado como muito bom pelos padrões estabelecidos.
A temperatura de cor (K) dessas lâmpadas situa-se entre 3000 e 4300k, equivalentes à cor
branca morna e neutra.
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Essas características indicam o uso das lâmpadas multivapores metálicos em museus, vitrines,
monumentos e outros locais onde a reprodução de cores seja fundamental.
Equipamento auxiliares
Por serem extremamente sensíveis, essas lâmpadas exigem reatores e ignitores específicos. Os
fabricantes já desenvolveram esses equipamentos, além de trabalhar em conjunto com
fabricantes de luminárias no desenvolvimento de produtos especialmente projetados para esse
tipo de lâmpadas, atendendo critérios como qualidade, design e segurança.
Recomendações
A lâmpada emite radiação ultravioleta e por isso a luminária deve ser fechada com um vidrodifusor que bloqueia tal radiação.
No Brasil, lojas de departamentos e shoppings são os principais usuários dessas lâmpadas. A
expansão em seu uso nesses tempos de "racionalização\economia" e exig6encia de luz de
qualidade, ainda é muito tímida. No entanto, suas características, a possibilidade de
importação e o trabalho de marketing desenvolvido por fabricantes e revendedores, que têm
feito esforços para tornar esse produto conhecido no mercado, são fatores que indicam melhor
aproveitamento de seu potencial. A dinâmica do mercado e a evolução de outras fontes de luz
influenciarão esse processo, determinando sua consolidação ou a superação dessa fonte de luz
como alternativa.
Distribuição
Devido às especificidade dessas lâmpadas, o mais indicado é procurar diretamente os
fabricantes ou revendedores especializados.
4.5. LÂMPADAS DE MERCÚRIO
Introduzida em larga escala na época de 1930, e desde então um grande número de tipos e
melhoramentos foram introduzidos.
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As características técnicas nos anos de 1930 tornaram a lampada uma proposição viável.
-
A introdução de eletrodos de tungstênio com pasta emissiva.
-
A possibilidade de fazer passagem selada de metal em vidro duro e quartzo.
A introdução de um gás inerte.
O conhecimento da voltagem de ionização necessária para gases diferentes e mistura de gases.
O conhecimento da dosagem correta de mercúrio para uma descarga estável.
No fim da época de 1930 foi introduzida a lampada de luz mista, substituindo o reator por um
filamento de tungstênio colocado no bulbo externo e em séries com o bulbo de descarga com
uma aparência de cor e reprodução de cor melhor.
No período de 1965 foi introduzida a lampada de vapor metálico, com mistura de halides,
com uma eficácia maior e melhor reprodução de cor.
O desenvolvimento de novos tipos continua até agora, para todos os grupos de lâmpadas
(lâmpadas halogêneos, fluorescentes, mercúrio halide, sódio de baixa e alta pressão).
Para obter uma visão completa de todos os tipos e necessário consultar os catálogos dos
fabricantes.
As lâmpadas de mercúrio são disponíveis na faixa de 50 até 2.000 Watts.
Além de um reator não existe necessidade de dispositivos de controle especiais.
A ignição geralmente obtida por um eletrodo auxiliar montado ao lado de um eletrodo
principal, porém ligado ao outro eletrodo por meio de um resistor. Na ligação se manifesta
uma luminescência entre o eletrodo principal e auxiliar provocando a formação de uma
quantidade de íons e elétrons, suficientes para iniciar a descarga. A luminescência é limitada
pelo resistor. Após a ignição a corrente flui entre os eletrodos principais.
O bulbo externo normalmente contem um gás inerte (sob pressão atmosférica, quando a
lampada está em operação) que estabiliza a lampada, mantendo uma temperatura praticamente
constante sobre a faixa normal das condições ambientais.
A lampada de mercúrio de alta pressão tem aparência branca-azulada, não obstante o arco
produza de fato um espectro de linha com uma emissão na região visível nos comprimentos de
onda de amarelo, verde, azul, faltando, porém, a radiação vermelha. O arco de mercúrio puro
tem uma aparência e reprodução de cor pobre, porém, emite uma quantidade significante de
sua energia na região ultravioleta do espectro. Usando-se uma camada de fósforo fluorescente
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na parede interna do bulbo, esta energia ultravioleta poderá introduzir um componente
vermelho melhorando a reprodução de cor e a cor aparente.
As lâmpadas de mercúrio de alta pressão, usadas para aplicação de iluminação de
grandes áreas e fachadas, tem um bulbo tubular de vidro claro - tipos HP e HP/T. As lâmpadas
com fósforo, para melhorar a reprodução de cor, São denominadas HPL-N. Uma versão com
espelho, tipo HPLR-N, há também em disponibilidade. Estas lampada HPL são usadas para
iluminação externa e industrial.
4.6. LÂMPADAS DE LUZ MISTA (ML)
A lâmpada de luz mista consiste de um bulbo enchido com gás, revestido na parede interna
com um fósforo, contendo um tubo de descarga ligado em série com um filamento de
tungstênio.
Na lâmpada de luz mista (série MLL-N), como na lâmpada de mercúrio HPL-N, da qual é
derivada a radiação ultravioleta da descarga de mercúrio é convertido em radiação visível pela
camada de fósforo. Somada a esta radiação visível, está a radiação visível do próprio tubo de
descarga, bem como a luz de cor quente do filamento incandescente. A radiação das duas
fontes mistura-se harmoniosamente, passando através da camada de fósforo para dar uma luz
branca difusa com uma aparência de cor agradável.
O filamento age como um reator para descarga, estabilizando assim a corrente da lampada.
Não é necessário o uso de um reator.
Tabela comparativa entre diversos tipos de lâmpadas
Lâmpadas
Lâmpadas
Incandescent Fluorescentes
Lâmpadas
Lâmpadas
Luz Mista
Vapor
Sódio
Mercúrio
C/ Ignitor
es
150W = 17
lm/W
Lâmpadas
40W
LPD=68lm/W
de
S/ Ignitor
215W
160W=18l
m/W
40W
Vapor
80W
42lm/W
= 50W
= 88lm/W
60lm/W
360W=100
=
Página - 44 -
ALV=80lm/W
200W = 19
lm/W
110
=
70W = 76 lm/W
250W=21l
125W
m/W
46lm/W
500W=25l
250W = 48 150W = 80
m/W
lm/W
lm/W
W
LDP=75lm/W
lm/W
110W
ALV=84lm/W
400W = 55
lm/W
37W
LDP=73lm/W
37W
ALV=86lm/W
32W
B.CONF=78lm/
W
4.7. LÂMPADAS DE ENXOFRE
Em 1990, a empresa norte-americana Fusion Lighting, fabricante de lâmpadas de
ultravioleta (UV) para uso industrial, descobriu que substituindo-se o mercúrio de uma
lâmpada UV por enxofre, o resultado é uma radiação luminosa similar à luz natural e de
elevada eficiência. Estava estabelecido o princípio da lampada de enxofre. Mais exatamente,
esse princípio baseia-se na excitação do enxofre contido em um bulbo de vidro por
microondas, da mesma forma que um forno de microondas doméstico. O enxofre é ionizado e
levado ao estado de plasma pela energia das microondas, a 2,45 GHz (a mesma freqüência do
forno doméstico).
Graças as prioridades físicas dos átomos de enxofre excitados, a porção de energia das
microondas transformada em luz é muito grande, enquanto a porção emitida como radiação
ultravioleta ou infravermelho é pequena.
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Destaque-se que o bulbo não inclui qualquer eletrodo - que é, aliás, um dos pontos
determinantes na vida das lâmpadas em geral. Para conservar o plasma estável, o bulbo é
mantido permanentemente em rotação.
Na prática, portanto, uma lâmpada de plasma envolve três ingredientes básicos: 1) uma
fonte de alimentação; 2) o magnetron para gerar as microondas; e 30 o bulbo de quartzo
transparente contendo enxofre e gás inerte (argônio). As microondas convertem o enxofre em
plasma e a intensa luz gerada é então difundida, o que hoje tem sido feito, essencialmente, de
duas formas: 1) através de longos tubos de luz (guias de luz), construídos com material
plástico especial, ou 2) por meio de refletores secundários.
Como a lâmpada, propriamente dita, é de dimensões reduzidas e como não há arco
(consequentemente, não há também a movimentação ou deslocamentos que caracterizam o
arco), ela apresenta características ópticas muito boas. Além disso, como mencionado, a
energia luminosa por ela emitida tem um espectro contínuo muito próximo do ideal, pois é
similar ao da luz solar, na região visível, mas em matéria de ultravioleta e infravermelho e
conteúdo emitido pela lâmpada é muito menor.
O primeiro protótipo da lâmpada de enxofre foi lançado pela Fusion Lighting em
1994. Com 3,4KW de potência, a lampada foi utilizada em algumas instalações nos EUA
(com tubos de luz) e na Suécia (com um sistema de distribuição baseado em refletores). A
potência total, incluindo fonte de alimentação e magnetron, chegava a 5,4KW. Com um fluxo
de cerca de 450.000 Lumens, a eficiência global do sistema, portanto, beirava os 85 lm/W. A
potência extremamente alta da lâmpada exigia seu resfriamento com ar comprimido,
aumentando o nível de ruído.
A Fusion continuou investindo no desenvolvimento das lâmpadas de enxofre e, em
1995, chegou a uma versão com potência menor, de 1 kW . O consumo total do sistema é de
1425 W, com a vantagem de que a lâmpada não precisa mais de resfriamento. O fluxo
luminoso é de 135.000 lm. A eficiência do sistema atinge, assim, 95 lm/W.
A duração prevista do bulbo é de pelo menos 45 000 h. Isso significa que, em matéria de vida
útil, o gargalo do novo sistema de iluminação reside na fonte do e no magnetron, cuja
expectativa de vida vai de 10 000 a 20 000 h. E, em que pese a longa duração, a lampada
apresenta uma depreciação luminosa que chega, no máximo, a 5%, além de manter
integralmente suas características espectrais.
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A nova lâmpada se destaca ainda em outros aspectos: ela é absolutamente isenta de
mercúrio ou qualquer outro metal pesado; e sua luz é quase que totalmente livre de cintilação
(flicker).
A lâmpada de enxofre na Fusion compreende duas caixas: uma delas aloja a fonte de
alimentação e pesa cerca de 22 Kg; na outra, que abriga o compreende duas caixas: uma delas
aloja a fonte de alimentação e pesa cerca de 22 Kg; na outra, que abriga o magnetron, são
montados a lampada e, geralmente, também o refletor. O peso desta Segunda caixa é de
apenas alguns kg. A lâmpada, como mencionado, fica girando constantemente, para manter i
plasma estável. O refletor utilizado normalmente pela Fusion é de facho estreito, com uma
distribuição de luz rotacionalmente simétrica, otimizada para tubos de luz. A Fusion vende a
lâmpada apenas em esquema OEM.
No mercado europeu, a Fusion tem trabalhado em parceria com a Celsius Tech, empresa sueca
especializada em tecnologia magnetron para equipamentos de radar e de radiocomunicação. A
Celsius Tech inclusive desenvolveu uma pequena fonte de alimentação chaveada que substitui
totalmente a fonte de 22 Kg e pode ser instalada dentro da mesma caixa que abriga o
magnetron - sem aumentar-lhe o peso de forma significativa. Além disso, esta nova fonte de
alimentação permite dimerizar a lâmpada de o a 100% de seu fluxo luminoso.
A fonte de alimentação também pode ser integrada a um sistema de controle e
monitoração computadorizado. Isto é especialmente importante considerando-se que a vida
útil do magnetron é bem menor do que a da lâmpada. O sistema de monitoração pode assim
acompanhar o funcionamento de cada magnetron e informar o pessoal de manutenção quando
um deles precisa ser trocado.
Enquanto a Fusion vende suas lâmpadas apenas nas modalidade OEM, a Celsius Tech
pretende vende-las a qualquer interessado. Segundo informação divulgada pelo IAEEL,
entidade internacional dedicada à promoção da iluminação eficiente, a lâmpada de 1 KW,
versão não dimerizável, estaria sendo comercializado por cerca de US$ 2500 na Europa.
Atualmente, a maior instalação com lâmpadas de enxofre em operação é a do centro de
triagem postal da cidade de Sundsvall, na Suécia, que compreende uma extensa rede de tubos
de luz, com 26 unidades de 1 KW.
Entre as instalações pioneiras, ainda na fase da lâmpada de 3,4 kW , estão a ala espacial do
Museu Nacional de Aeronáutica e Espaço, da Smithsonian Institution, a plaza externa do
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edifício Forrestal, ambas em Washington, EUA, e usando tubos de luz; e o hall da entrada
principal do hospital da Universidade de Lund, na Suécia, cuja distribuição de luz é baseada
em refletores.
O interesse em torno da novidade vem estimulando o anúncio e a realização de novos
projetos: nos EUA, o Ministério de Energia planeja uma instalação com tubos de luz em
Denver, também num centro de triagem postal e, em Washington, prevê-se uma instalação do
mesmo tipo em um grande hangar. Já na Finlândia anuncia-se a inauguração, ainda este ano,
de uma instalação cujo sistema de distribuição de luz é baseado em espelhos: trata-se de um
grande projeto, com cerca de 20 lâmpadas, usadas para iluminar o átrio de um shopping center
próximo à capital Helsinque. Na Suécia, a novidade registra inclusive casos de modernização,
como o do hospital da Universidade de Lund, em que as duas lâmpadas de 3,4 kW existentes
serão substituídas por quatro de 1 kW, com o projeto de maior impacto, pelo menos em
termos de mídia , certamente deverá ser o da iluminação da arena principal da Olimpíada de
Sidney, na Austrália (a Olimpíada do ano de 2000), cuja proposta vencedora prevê o uso das
lâmpadas de enxofre.
De pronto, uma aplicação claramente recomendada para a nova lâmpada é na
iluminação de grandes áreas, como prédios industriais, supermercados, ginásios esportivos,
praças de esportes e de lazer externas, hangares, armazéns e almoxarifados, parques de
estacionamento, shopping centers, hospitais, além de uso publico em locais onde a
diferenciação de cores é importante e etc. Mas há ainda um vasto potencial de uso que só
agora começa a ser explorado, como na agricultura, para o cultivo de plantas, em tratamentos
médicos que recomendem luz idênticas à natural, na iluminação de filmagens de cinema e TV
e em projetores de vídeo.
4.8. LÂMPADA DE VAPOR DE SÓDIO
Uma comparação com as lâmpadas de vapor de mercurio
O Grande enigma entre a lâmpada vapor de sódio e mercúrio refere-se à vida útil média das
mesmas. Apesar de alguns fabricantes ainda mencionarem uma vida de 16.000 horas e 12.000 horas
esses valores vem sendo alterados. Fabricantes como a PHILIPS e algumas concessionárias onde já se
utiliza a lâmpada de sódio, manifestam que ambas as lâmpadas possuem a mesma vida útil média.
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Apesar de estar praticamente consagrado a mesma vida, neste estudo analisaremos os dados da maioria
dos fabricantes e do próprio MANUAL DE ILUMINAÇÂO PÙBLICA DA COPEL de 1989, ou seja
16.000 horas (VSO-150) e 12.000 horas (VMC-250). Mas também contemplaremos o caso das lâmpadas
terem a mesma vida útil média ou seja 12.000 horas.
Não podemos relegar o fato de que a depreciação do fluxo luminoso da lâmpada de sódio é menor, tanto
que ao final de 12.000 horas, seu fluxo luminoso é cerca de 60% maior que a lâmpada de Mercúrio.
Outro fator que também pode-se considerar como desvantagem, seria a cor amarela e espectros luminosos que dificultam a definição de cores, consequentemente há uma reação negati-va por parte
da população quanto a lâmpada de sódio.
O fato de exigir Ignitor para partida da lâmpada de Sódio, torna o conjunto mais vulnerável a
problemas, pois é um ponto a mais de defeito e, quando a lâmpada está queimada ou fora do porta
lâmpadas com o circuito ligado,
o Ignitor continua funcionando e emite pulsações que causam
radiointerferência, prejudicando o desempenho de aparelhos de comunicação ligados no mesmo circuito.
Quanto a radiação ultravioleta, a lâmpada de Sódio emite bem menos que a de Mercúrio, com isso, temse um benefício social à medida que se diminui a atração de insetos.
Fato consumado é que a eficiência média e o fluxo luminoso nominal da lâmpada de Sódio é
bem maior que a sua rival, cerca de 90 lm/W e 13.500 lm p/ VSO 150 e 50 lm/W e 12.500 lm p/
lâmpada a vapor de mercúrio VMC 250 ;
Mas, mesmo com vantagens e desvantagens existentes entre ambas, o ponto fundamental re-side
no consumo de energia elétrica. Será que seria uma boa opção a lâmpada de Sódio ao invés da lâmpada
de mercúrio, apesar do custo da lâmpada de Sódio ser bem mais alto? É o que veremos !!!!
No quadro a seguir , apresentaremos um resumo comparativo de ambas. Deve-se atentar que, o
grande dilema realmente recai no fato de que o custo inicial e de manutenção (substituição) do conjunto
de Sódio (lâmpada + equipamentos auxiliares) é bem maior que o conjunto de Mercúrio,
comprometendo sua utilização mesmo consumindo menos energia (cerca de 34,8% a menos). { VSO
150 + 26 (perdas) = 176
{ VMC 250 + 20 (perdas) = 270 W
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LÂMPADA DE SÓDIO (150W)
LÂMPADA DE MERCÚRIO (250W)
1- Custo inicial e de substituição alto
1- Custo bem menor
2- Vida útil média de 16.000 horas
2- Vida útil média de 12.000 horas
3- Depreciação do fluxo luminoso menor
3- Maior depreciação do fluxo luminoso
4- Fluxo luminoso inicial nominal 13.500lm 4- Fluxo luminoso inicial nominal 12.500lm
5- Cor amarelada e espectro luminoso que
5- Problema não preocupante
dificulta a identificação das cores
6- Ignitor , ponto a mais de defeito
6- Não tem Ignitor
7- Com lâmpada queimada, o Ignitor conti-
7- Não tem Ignitor
nua funcionando, emitindo pulsações que
causam radio-interferência
8- Radiação ultravioleta mínima não atrai
8- Radiação bem maior - atrai insetos
insetos
9- Perda no Reator 26 W
9- Perda no Reator 20 W
10- Vida Útil Média Reator 6,5 anos
10- Vida Útil Média Reator 8,4 anos
11- Consumo Mensal de 63,36 KWh
11- Consumo Mensal de 97,2 KWh
4.9. CONSIDERAÇÕES ADICIONAIS
Para a comparação, referenciou-se todos os preços em R$ (Reais) e uma Taxa de Desconto de 10%
a.a. (0,7974%) e considerou-se a lâmpada funcionando 12 horas por dia durante 30 dias todos os meses.
Consequentemente, a vida média da lâmpada de Sódio é de 44 meses e a de Mercúrio 33 meses. Quanto
aos Reatores, tem-se 78 meses (Sódio) e 101 meses Mercúrio). Para obter esses resultados, simplesmente
transformou-se a vida útil de horas (lâmpada) para meses e de anos (Reator) para meses (Fonte: Relatório
SCPE-33.011 de 15/04/88-CODI / GE-33-COPEL).
As lâmpadas consideradas no estudo foram do tipo ovóide e o Reator do tipo externo, alto fator de
potência, 220V, com base para Relé e Ignitor incorporado no reator no caso do conjunto de Sódio.
Quanto as luminárias, concluiu-se que o preço das mesmas, tanto para lâmpadas de Sódio
como para de Mercúrio é praticamente o mesmo. Com isso, desprezou-se este fator; bem como o Relé
Fotoelétrico e Braço, por estarem presente em ambas alternativas.
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Foi considerado apenas a manutenção corretiva, ou seja, a substituição do equipamento quando do fim
da vida útil.
Com o atual valor da tarifa de energia elétrica, realmente é indicado a utilização do conjunto de
Sódio (150W), apesar do alto custo de instalação (materiais) e substituição desta alternativa. Se
considerarmos que as Lâmpadas possuem “diferentes” vida útil média, o conjunto de Sódio ficaria 24,7
% mais barato. Enquanto que, considerando a mesma vida útil média, esse percentual reduziria-se para
22,3 %.
Se analisarmos os problemas atuais do país pode-se concluir que, o fator mais significativo no custo
total de ambos os conjuntos é o valor da energia elétrica.
Convém lembrar ainda, que inovações tecnológicas podem surgir, principalmente quanto ao consumo
das Lâmpadas e eficiência luminosa, a ponto de modificar essa diferença.
5. ACIONAMENTOS
5.1. REATORES
Os reatores são equipamentos auxiliares utilizados em conjunto
com as lâmpadas
fluorescentes, a vapor de sódio, a vapor de mercúrio e a vapor metálico.
A escolha do reator deve ser feita de acordo com o tipo de lâmpada e com a tensão de rede em
que ele irá funcionar. Outro tópico a ser considerado é o fator de potência, o qual, sendo alto,
proporciona as seguintes vantagens:
Contribui para a correção do fator de potência (industria);
Reduz perdas nos circuitos de alimentação de sistema de iluminação;
Evita sobrecargas desnecessárias nos mesmos circuitos.
Outro tipo de reator que começa a ser fabricado no Brasil é o eletrônico, que apresenta perdas
reduzidas em relação aos tradicionais e pode possibilitar um acréscimo na vida média das
lâmpadas. Com o uso desse equipamento, a potência solicitada da rede elétrica pelo conjunto
lâmpada reator é significativamente inferior à que se verifica com os reatores tradicionais.
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5.2.
REATOR ELETRÔNICO HÍBRIDO PARA LÂMPADAS DE VAPOR DE
SÓDIO DE ALTA PRESSÃO
A lâmpada de vapor de sódio de alta pressão, conhecida na litreratura como HPS – High
Pressure Sodium, é utilizada na iluminação de grandes áreas e tem substituído, com vantagens, a
lâmpada de vapor de mercúrio HPM – High Pressure Mercury na iluminação pública. Além de
permitir uma economia substancial de energia, a lâmpada de vapor de sódio reduz os custos de
manutenção, em virtude de sua elevada eficácia luminosa e longa vida útil.
A tensão de arco é um parâmetro característico das lâmpadas de descarga, definido pelo valor
eficaz da tensão entre os seus eletrodos. Na lâmpada HPS, ao contrário das demais lâmpadas de
descarga de alta pressão, a tensão de arco aumenta continuamente ao longo do tempo de
funcionamento, e também é fortemente dependente da temperatura da parede do tubo de descarga
e das características do dispositivo de estabilização da corrente, genericamente conhecido por
reator. A vida útil da lâmpada é influenciada pela taxa de crescimento da tensão de arco, que por
sua vez é função da potência transferida à lâmpada.
A principal desvantagem dos reatores convencionais de baixo custo, na maioria dos casos
constituídos por simples indutores, é a baixa regulação da potência transferida à lâmpada, na
medida em que a tensão de arco da lâmpada aumenta com o tempo de funcioamento. Uma
proposta para melhorar essa característica é a utilização de um reator híbrido, que alimenta a
lâmpada com potência constante.
Características operacionais da lâmpada HPS
Os fabricantes de lâmpadas, para efeito de projeto de reatores, fornecem as especificações
técnicas das lâmpadas HPS em um diagrama, conhecido como paralelogramo de potência ou
diagrama quadrilateral
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Scanear e inserir fig 1 pg 108 ago 99
Em vez de especificar um único ponto de operação, o paralelogramo define uma área segura
que determina as tolerâncias a serem atendidas pelo reator para satisfazer uma faixa de tensão de
alimentação CA e as variações de tensão de arco durante a vida útil da lâmpada. O paralelogramo
é formado por quatro segmentos de reta. As retas limítrofes nos
lados esquerdo e direito
representam o comportamento da potência da lâmpada em função da tensão de arco, no início e
final da sua vida útil, respectivamente. As retas superior e inferior estabelecem os respectivos
valores máximo e mínimo da potência a ser fornecida à lâmpada.
Nas lâmpadas HPS, a tensão de arco cresce aproximadamente de 1 a 2 V a cada 1000 horas de
funcionamento. Essa elevação é uma consequência da redução da pressão parcial do vapor de
sódio, causada pelas reações químicas do metal com as impurezas, principalmente com o óxido
emissor dos eletrodos, e pela migração do sódio pelas extremidades do tubo de descarga.
Quando a tensão de arco alcança o seu valor de extinção ( drop out ), a tensão em circuito
aberto do reator não consegue efetuar a reignição da descarga após a passagem por zero da
corrente da lâmpada, a cada semiciclo. Nessas condições ,a lâmpada pode entrar em um processo
cíclico , no qual ocorre normalmente e, após alguns minutos, a lâmpada apaga subitamente.
Quando o tubo de descarga esfria, a tensão aplicada pelo ignitor é suficiente para ascender a
lâmpada, reiniciando o ciclo. Algumas lâmpadas utilizam amálgamas com dosagem modificada,
que evitam esse fenômeno.
A maioria das lâmpadas HPS comerciais trabalha com vapor de sódio saturado, ou seja, uma
parcela de amálgama condensada nos pontos de temperatura mais baixa do tubo de descarga.
Pequenas alterações de temperatura nesses pontos provocam mudanças substanciais na pressão do
vapor de sódio, que resultam em alterações na tensão de arco da lâmpada. Por essa razão, a
luminária, em particular a geometria do seu refletor óptico, que reflete uma parcela da radiação
infravermelha para o tuo de descarga, influi significativamente no comportamento da tensão de
arco da lâmpada HPS.
Descrição do reator híbrido
O objetivo do reator eletrônico híbrido é alimentar a lâmpada HPS na frequência da rede com
potência constante.
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O reator é constituído da associação em série de dois indutores e por uma chave estática
bidirecional em corrente, ligada em paralelo a um deles. Aunidades de controle apresenta uma
malha de realimentação de potência que utiliza um controlador PI para atuar sobre o ângulo de
fase da chave ( medido a partir da passagem por zero da tensão da lâmpada ), modificando a
imédância equivalente do reator para compensar alterações nas tensões de alimentação e de arco.
Para realizar a partida da lâmpada, utiliza-se um ignitor independente, do tipo pulso
superposto.
Considerações Finais
O reator eletrônico híbrido desenvolvido possibilita uma excelente regulação de potência na
lâmpada durante a sua vida útil. Ele oferece as seguintes vantagens:
Fluxo luminosos aproximadamente constante;
Aumento na vida útil do conjunto reator e lâmpada;
Baixa distorção harmônica da corrente de alimentação; e
Eficiência energética compatível com a de reatores indutivos convencionais
O reator convencional consome potência superior à nominal durante uma parcela significativa
da vida útil da lâmpada. Portanto, a operação com potência constante na lâmpada possibilita um
economia de energia, quando computados os custos de energia totais durante a vida da lâmpada.
5.3. NOVO REATOR ELETRÔNICO PARA LÂMPADAS HO, COM CONTROLE
DE LUMINOSIDADE
A necessidade da utilização racional de energia elétrica tem aumentado a busca por
alternativas, ou tecnologias, que levem ao melhor aproveitamento das fontes de energia existentes.
Como a iluminação artificial responde por uma fração considerével de toda a energia gerada, é
necessário investir em sistemas de iluminação que proporcionem, entre outras vantagens,
economia de energia.
Utilizar um reator eletrônico para duas lâmpadas fluorescente de 110 W, alimentado a partir
da rede de 220 V é uma possibilidade e, suas características prinmcipais :
Alto fator de potência na entrada ;
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Interruptores do inversor com comutação não dissipativa do tipo ZVS;
Tensão senoidal de alimentação da lâmpadas;
Possibilidade de troca de uma das lâmpadas com a outra funcionando;
Ausência de efeito estroboscópico e ruído audível;
Elevado rendimento;
Controles automáticos de presença e de luminosidade.
Rendimento
Os reatores de boa qualidade apresentam, geralmente, perdas menores, consumindo menos
energia para o seu funcionamento. Os de qualidade inferior , por sua vez, além de apresentar maior
consumo , muitas vezes luminoso emitido. Outras vezes podem comproter a vida útil da lâmpada.
A substituição dos reatores por outros de melhor rendimento pode ser feita gradativamente,
obedecendo aos programas normais de manutenção da empresa.
Então comparando-se ao desempenho de um reator magnético convencional para duas
lâmpadas de 110 W, o reator eletrônico para lâmpadas HO, pode –se verificar que :
MEDIDA
REATOR CONVENCIONAL PROTÓTIPO
Potência Entregue à lâmpada (W)
96,2
105,3
Rendimento (%)
82,43
87,8
Fator de Potência
0,949
0,941
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5.4. FOTOCÉLULA DUPLA – CONCEITO E ESPECIFICAÇÃO
Histórico
Fotocélula é o dispositivo utilizado para o comando de acendimento e desligamento
das lâmpadas dos sistemas de iluminação pública (IP).
Dentre os fabricantes existentes no
mercado, 4 fornecedores tradicionais se destacam: Stieletrônica, llumatic, Tecnowatt e Linsa.
Segundo dados obtidos junto a concessionária de energia COPEL, que utiliza estes dispositivos
para a manutenção e expansão dos sistemas de IP, a qual adquiriu entre 1993 e 1996 cerca de
300.000 unidades, distribuídas entre os fornecedores da seguinte maneira:
•
59% Stieletrônica,
•
24% ilumatic e
•
17% Tecnowatt.
Apesar das exigências de ensaios de tipo e de recebimento contidas nas normas técnicas
NTC, observou-se ao longo dos anos uma queda significativa do nível de qualidade dos mesmos,
trazendo como consequência:
•
Um elevado custo de manutenção, já que o custo de troca de uma fotocélula é muito
superior ao custo da mesma, (considerando-se mão de obra, deslocamento, caminhão,
etc).
•
Uma perda de receita para a COPEL, uma vez que as normas da empresa exigiam (até
fev/98) que em casos de falha na fotocélula as lâmpadas permanecessem ligadas 24
horas/dia, enquanto que legalmente só podem ser faturadas 12 horas/dia.
Nestas
condições as grandes beneficiadas são as prefeituras, pois a fatura mensal de IP
permanece inalterada com ou sem a manutenção corretiva das fotocélulas.
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Neste sentido foram realizados levantamentos em 1995 indicando uma taxa de falhas de
fotocélulas na cidade de Curitiba naquela oportunidade de 12,7% , o que ocasionou no período
09/08 e 29/10/95 uma operação conjunta entre a COPEL e a Prefeitura Municipal de Curitiba, na
qual foram substituídas 1019 fotocélulas danificadas no sistema de IP da cidade.
Destas
substituições foram observadas 277 fotocélulas da marca ILUMATIC , as quais apresentaram uma
vida média de 2 anos, medidos em função da data de fabricação.
O teste realizado em 950 fotocélulas eletrônicas, marca LINSA, instaladas para testes no
bairro Boa Vista, das quais, passados aproximadamente 5 anos, praticamente todas ainda
funcionavam perfeitamente.
A COPEL , no ano de 96, apresentou dados levantados em Joaquim Távora e outras
localidades no Norte Pioneiro, na qual foram encontradas 1324 lâmpadas acesas durante o dia, em
um total de 15549 luminárias (8,5%), enquanto que levantamento semelhante realizado em fev/98
pelo LAC - em Curitiba, apresentou um total de 208 lâmpadas acesas, em um total de 3172
luminárias (6,5%).
Mais recentemente reclamações por parte da regional de Londrina, apontam um número
excessivo de defeitos em fotocélulas, principalmente da marca Stieletrônica, sendo os mais
comuns:
•
Entrada de água,
•
Alteração da sensibilidade,
•
Ajuste incorreto de fábrica (alguns não acendem a lâmpada, outros ligados
permanentemente),
•
Contatos que queimam e
•
Encaixes do relé se soltam.
Levantamento efetuado em Londrina durante quase 3 meses, apurou 1587 fotocélulas da
marca STIELELETRÔNICA com defeito (a cidade possui aprox. 44000 pontos de iluminação
pública), o que resulta em uma taxa de falhas estimada da ordem de 10%, extremamente elevada,
trazendo como consequência serviços e custos adicionais (lembrando mais uma vez que o custo da
troca ‚ mais alto do que a o da própria fotocélula), gerando um elevado índice de reclamações
comprometendo inclusive a imagem da empresa.
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5.5. FOTOCÉLULA DUPLA
Tendo como função principal a busca de inovações tecnológicas que tragam benefícios ao
setor elétrico, e ciente dos problemas que vem ocorrendo no campo, já mencionados, o LAC
desenvolveu em parceria com a empresa LINSA uma fotocélula com as seguintes características:
dois sensores, consumo menor, contatos NA e expectativa de vida maior, registrando inclusive os
pedidos de patente deste produto junto ao INPI.
VANTAGENS
Dois sensores : a utilização de dois sensores tem como objetivo o aumento da sensibilidade
das fotocélulas, fazendo com que as mesmas acendam as lâmpadas mais tarde ao anoitecer, e
apaguem as mesmas mais cedo ao clarear o dia, reduzindo assim o tempo em que as lâmpadas
permanecem acesas.
Consumo menor: a utilização de um circuito de comando totalmente eletrônico reduz o
consumo próprio médio das fotocélulas de 0,8W para as eletromecânicas para 0,4W da fotocélula
dupla.
Espectativa de vida útil: conforme mencionado anteriormente, testes realizados em Curitiba
indicam um índice mínimo de falhas ao longo de cinco anos para fotocélulas LINSA eletrônicas.
Em que pese os testes terem sido realizados com o modelo tradicional da LINSA (também
eletrônico), a expectativa ‚ de que a vida útil das fotocélulas duplas também seja elevada, sendo
garantida pelo fabricante uma taxa de falhas de 4%.
Contatos NA: a utilização de contatos NA traz como benefício para a concessionária o fato de
que em caso de defeito na fotocélula, as lâmpadas permaneçam apagadas, obrigando ao responsável
pela manutenção do sistema a substituição do mesmo.
Na situação atual (contatos NF), eventuais defeitos na fotocélula acarretam em um
atendimento permanente da lâmpada (24 horas por dia), reduzindo inclusive a sua vida útil.
Levando em consideração as atuais taxas de defeitos encontradas nos sistemas de IP (citadas
anteriormente: 6,5%, 8,5% at‚ 12,7%), e considerando potências de lâmpadas de at‚ 40OW, pode-se
afirmar que a substituição do conceito NF por NA poderia trazer uma grande redução no
desperdício de energia elétrica, inclusive no horário de ponta.
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ESPECIFICAÇÃO
Uma eventual aquisição de fotocélulas duplas deveria contemplar as seguintes
condições:
Contatos normalmente abertos,
Consumo máximo: 0,4W
Comando eletrônico
Dois fotosensores e
Demais condições contidas na NTC 810035.
Após vários anos de pesquisa e desenvolvimento, os reles atingiram o grau de
desenvolvimento com sistema de comando eletrônico onde o elemento fotosensor de luz é um
fototransistor com ampla faixa de sensibilidade e estável ao longo de sua vida.
Possui um circuito de retardo a fim de evitar acionamentos indesejáveis, tais como:
relâmpagos, faróis de automóveis, etc.
Através de sua fonte de alimentação regulada o relé suporta flutuações da rede, bem como alto
valores de tensão devido a transientes da rede elétrica.
5.6. RELÉ FOTOELETRÔNICO MAGNÉTICO
Relé fotoelétrico magnético de corrente alternada, desenvolvido dentro do alto padrão técnico
de qualidade para proporcionar o controle individual de lâmpada, seguro e de baixo custo.
Aplicação no comando automático dos sistemas de iluminação de vias públicas, indústrias,
shopping center, condomínios, residências, letreiros e luminosos.
A sua principal finalidade é de acender as lâmpadas ao anoitecer, quando o fluxo luminoso é
insuficiente para o olho humano e apagar ao amanhecer quando a luz solar for suficiente, e vice
versa no caso do relé NA.
O sistema magnético de corrente alternada proporciona maior confiabilidade pela sua
configuração que incorpora elementos de proteção contra picos transientes e sobrecorrente, que
protegem os seus próprios componentes e todo o conjunto de iluminação. A sua alta confiabilidade
deve-se ao seu sistema construtivo extremamente simples, composto básicamente por uma célula
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fotoelétrica e um relé de corrente alternada, eliminando outros componentes saturáveis e de ação
delicada.
Sem ajustes críticos, sua construção mecânica é robusta e super dimensionada, uma vez
ajustado, funciona durante anos sem a necessidade de maiores cuidados. A fotocélula trabalha
muito abaixo do seu limite máximo permitido, conseguindo maior precisão de calibragem e
melhor aproveitamento da energia consumida; dessa forma o relé mantém sempre os níveis de
operação o que representa uma economia considerável na relação custo/benefício. Todos os
componentes trabalham a frio e não dependem do movimento da dilatação de materiais,
proporcionando uniformidade de controle.
Relé fotoelétrico que acende ao anoitecer e apaga ao amanhecer, proporciona considerável redução
no consumo de energia.
Próprio para instalação ao tempo é produzido com materiais nobres de alta durabilidade, o corpo é
moldado
em
polipropileno
estabilizado
contra
a
ação
de
raios
ultravioleta.
Os cabos de ligação são dimensionados para suportar a carga máxima e possuem isolação para 750
volts 105°C.
Tem capacidade de acionamento de uma ou mais lâmpadas e equipamentos cujo somatório
das cargas sejam de até 1000W.
Os componentes internos do circuito eletrônico, são super dimensionados para compensar as
variações bruscas de temperatura ambiente e da tensão de alimentação, mantendo-se estável nos
níveis de operação e fiel na calibração original.
Circuito elétrico de acionamento com bobina e contatos de alto desempenho que possibilitam
o funcionamento contínuo da carga instalada por mais de 10.000 ciclos de operação. Incorpora
sistemas de proteção contra curto-circuito na carga, sobrecorrente e impulsos de tensão.
5.7. RELÉ FOTOELETRÔNICO TEMPORIZADO
Relé fototoeletrônico temporizado para aplicação em controles automáticos de iluminação.
Aplicação no comando automático de iluminação em vias públicas, industrias , shopping center,
condomínios, residências, letreiros e luminosos.
Página - 60 -
Sua principal finalidade é acender lâmpadas ao anoitecer quando o ponto virtual é deficiente e
apagar entre 2 a 8 horas após o acendimento, economizando energia durante o período que
permanecer desligada a iluminação.
Construído com materiais nobres e de alta precisão, esse relé opera com circuito
fotoeletrônico de acionamento da carga com elemento fotosenssível a base de CDs de alta
qualidade associado a um “circuito de clock” com precisão de 0,05 para desligamento.
Sua alta confiabilidade deve-se aos componentes dimensionados para suportar até 10.000 ciclos de
operação sem alterações das características originais de funcionamento.
Incorporam circuitos de proteção contra picos transientes e sobrecorrente que protegem os
seus próprios componentes e todo o circuito de iluminação. Podem ser substituídos em locais onde
existem relés fotoelétricos comuns, desligando parte dos circuitos durante o período de menor
movimento, gerando substancial economia de energia em seus sistemas de iluminação.
5.8. SISTEMA DE CONTROLE DE ILUMINAÇÃO PÚBLICA VIA TELECOMANDO
O sistema de controle de iluminação pública via telecomando, permite controlar lâmpadas de
forma individual, em grupo ou por setor. A comunicação entre a central de operação e os
dispositivos é controlada via software, instalado em um microcomputador que se comunica com a
central de operações dos sistemas de telecomando. Assim, com apenas alguns comandos, é
possível ligar, desligar e reduzir a potência. O acionamento da lâmpada, bem como o ajuste de
redução de potência, é executado por meio de microprocessadores de alta confiabilidade, podendo
ser “on line” ou “pré-programado”, gerando relatórios de consumo individual ou por grupo,
permitindo a visualização das lâmpadas em painél sinóptico, conforme mapa do local onde o
sistema está instalado.
Proporcionando:
ECONOMIA: REDUZ O CONSUMO EM ATÉ 40% E AUMENTA A VIDA ÚTIL DAS
LÂMPADAS
FLEXIBILIDADE: PERMITE O CONTROLE TOTAL E INDIVIDUAL DAS LÂMPADAS
CONFORME AS REAIS NECESSIDADES
Página - 61 -
FÁCEL INSTALAÇÃO: SUBTITUI DIRETAMENTE O REATOR CONVENCIONAL
SISTEMA DE ACIONAMENTO REMONTO: POSSIBILITA A UTILIZAÇÃO DE DIFERENTES
MEIOS DE COMUTAÇÃO. SISTEMA SECUNDÁRIO DE ACIONAMENTO, VIA
FOTOCÉLULA, OBEDECENDO CURVA PRÉ-PROGRAMADA.
Características :
REATOR COM CONTROLE ELETRÔNICO REMOTO E LOCAL
•
Tipo de lâmpada : Vapor de Sódio 250 W e 400 W, Vapor de Mercúrio 250 W e 400 W
•
Fator de potência na entrada do reator : > 0,92
•
Controle remoto telecomandado
•
Controle local via fotocélula
•
Atuação da fotocélula temporizada:3s
•
Faixa de operação ambiente : -10.º C a + 60 .º C
•
Nível de harmônicas dentro da norma CISPR a
•
Tensão de alimentação : 220 V / 60 Hz
5.9. ECONOMIZADOR DE ENERGIA
O economizador de energia foi desenvolvido especialmente para solucionar problemas
de consumo e demanda de energia elevados em
sistemas de iluminação pública. A operação do
economizador de energia
está baseada na
redução da potência fornecida à lâmpada
durante intervalos de tempo pré-programados,
como por exemplo no horário de ponta e na
madrugada, possibilitando assim um melhor gerenciamento dos recursos energéticos, sem
prejuízo aos usuários.
Página - 62 -
Proporcionando
ECONOMIA : NA UTILIZAÇÃO DESTA CURVA EXISTE UMA REDUÇÃO DE 21,25% NA
DEMANDA E NO CONSUMO DE ENERGIA
FLEXIBILIDADE : POSSIBILIDADE DE ALTERAÇÃO DA PROGRAMAMÇÃO DE HORÁRIOS
E LIMITES DE REDUÇÃO DA POTÊNCIA, PROPORCIONANDO UMA OPERAÇÃO DE
FORMA ESCALONADA.
RÁPIDA IMPLANTAÇÃO : A INSTALAÇÃO É REALIZADA PELA SIMPLES SUBSTITUIÇÃO
DOS RELÉS FOTOELÉTRICOS CONVENCIONAIS.
RETORNO DO INVESTIMENTO : 1 ANO PARA LÂMPADAS DE 400W E 2 ANOS PARA AS
DE 250 W. ATRAVÉS DE REDUÇÃO DA ENERGIA CONSUMIDA.
Características :
ALIMENTAÇÃO 220 V / 60 HZ
CORPO RESISTENTE À RADIAÇÃO ULTRAVIOLETA
•
Tomada de encaixe padrão ABNT/ NEMA
•
Aplicações recomendadas : lâmpadas de 250 W a 400 W
•
Redução de consumo de até 30 % dependendo da curva de operação
•
Possibilidade de alteração de programação
•
Características operacionais do relé fotoeletrônico conforme norma ABNT NBR-5123
•
Comutação por relé de corrente contínua sem vibrações ou ruídos
5.10.
RELÉ FOTOELETRÔNICO DUPLO
O relé fotoeletrônico duplo possui um circuito de controle totalmente eletrônico, comandado
por dois elementos fotossensores de elevada sensibilidade, que fucionam de forma independente.
Página - 63 -
Assim, aquele que detecta a maior intensidade de luz assume, automaticamente, o controle do
sistema, minimizando a influência do obstáculos e otimizando o ajuste de sensibilidade. Isso quer
dizer que enquanto houver um raio de sol vindo de qualquer direção, a luz estará apagada.
LÂMPADA ACESA SÓ À NOITE.
FUNCIONA INDEPENDENTE DA POSIÇÃO INSTALADA: É CONTROLADA POR DOIS
FOTOSSENSORES INTELIGENTES. AQUELE QUE RECEBE A MAIOR INTENSIDADE
LUMINOSA ASSUME O CONTROLE DO SISTEMA, REDUZINDO O CICLO DE
OPERAÇÃO DAS LÂMPADAS.
Proporcionando
1.
Não desperdiça energia : A lâmpada não acende durante o período de lusco-fusco (
amanhecer e anoitecer)
2.
Lâmpadas sempre apagadas durante o dia
3.
Baixo consumo de energia : o relé fotoeletrônico duplo apresenta um consumo interno
de energia cerca de 75 % inferior aos convencionais
4.
Em caso de falha do relé, as luzes permanecem apagadas, evitam o desperdício de
energia
5.
Vida útil mais longa, proporcionando menores custos de manutenção.
Página - 64 -
Características
ALIMENTAÇÃO : 220 V / 60 HZ OU 127 V / 60 HZ
CONTATO TIPO NA
•
Corpo em ABS alto impacto resistente à radiação ultravioleta
•
Tomada de encaixe padrão ABNT/NEMA
•
Peso de 118 gramas
•
Baixo consumo próprio : 0,4 Wh/h em média
•
Lâmpadas aplicáveis : todos os tipos até 1000 W de potência
•
Características operacionais do relé fotoeletrônico duplo conforme norma ABNT NBR-
5123
•
Contatos com alta capacidade de comutação ( 1000 W, 1800 VA )
COMUTAÇÃO POR RELÉ DE CORRENTE CONTÍNUA SEM VIBRAÇÕES OU RUÍDOS,
COM CAPACIDADE SUPERIOR A 5000 OPERAÇÕES SOBCARGA
•
6.
Proteção contra surtos de tensão e corrente.
LUMINÁRIAS
A lâmpada deve permanecer totalmente dentro da luminária. E por sua vez, a luminária tem
que estar totalmente na posição horizontal para não deixar escapar luz.
As lâmpadas usadas nas ruas são de 500 Watts. Com a luminária correta, essas lâmpadas
passariam a ser de 200 ou 300 Watts, diminuindo, obviamente, o consumo.
As concessionárias de energia alegam que o custo dessas luminárias é maior. Não é verdade, pois
custam o mesmo preço ou mais baratas. Só que as licitações não especificam os tipos adequados,
sendo o material atualmente usado modelo 1920, ou seja, obsoleto e defasado. A luminária correta
é a qual a lâmpada não aparece, mas o caminho é muito mais iluminado do que as ruas com
luminárias tradicionais. Isso não é por causa da potência das lâmpadas, mas sim da qualidade das
luminárias. Luminárias de boa qualidade também podem ser vistos nos restaurantes MC Donald's
e Shoppings Centers.
Página - 65 -
As luminárias erradas dão a falsa sensação de que estão clareando, por exemplo: se você
mora em uma rua escura apesar de haver lâmpadas, isso não é por falta de mais postes ou pouca
potência das lâmpadas. A causa de ruas escuras é o fato das luminárias não serem apropriadas.
6.1. TIPOS DE LUMINÁRIAS
6.1.1. LUMINÁRIA MG RODIO
Luminária construída com o mesmo bloco óptico da "Ródio", mas totalmente em alumínio.
Disponível igualmente em três versões quanto ao seu acabamento, adapta-se à utilização em
ambientes rurais ou urbanos. É uma alternativa à luminária "Ródio" para ambientes mais
agressivos aos polímeros. Em opção esta luminária pode ser fornecida aberta (sem difusor) para
aplicação em ambientes rurais. Bloco de acessórios fabricado com base e capôt em chapa de
alumínio estampada. Reflector em alumínio de elevada pureza abrilhantado e anodizado. Três
acabamentos disponíveis: 1. Bloco de acessórios em preto mate e reflector à cor anodizado natural;
2. Bloco de acessórios e reflector na cor cinza; 3. Bloco de acessórios e reflector em preto mate.
Difusor fabricado em policarbonato injectado, de elevada transparência e protegido contra a acção
dos raios UV. Sob consulta, a luminária pode ser fornecida com base para relé fotoeléctrico. Índice
de Protecção: IP 65
-
Bloco óptico IP 43 - Compartimento eléctrico Indice de Protecção Mecânica: IK10 Difusor em policarbonato Classe I de Protecção contra choques eléctricos.
6.1.2. LUMINÁRIA SPH
Luminária com bloco óptico e bloco do compartimento eléctrico distintos, destinada a
lâmpadas com suporte E27. O Bloco óptico com boa distribuição fotométrica está disponível em
três versões: SPH - Aberto (sem difusor); SPH.A - Fechado com difusor em acrílico (PMMA);
SPH.P - Fechado com difusor em policarbonato (PC). Aplicação em redes aéreas de electrificação
rural ou em zonas semi-urbanas. Base e capôt do bloco do compartimento eléctrico fabricados em
alumínio meio duro, estampado e lacado exteriormente a preto mate. Reflector em alumínio de
elevada pureza, abrilhantado e anodizado. Nas versões fechadas os difusores são fabricados em
policarbonato ou acrílico termoformado, ambos de elevada transparência, protegidos contra a
Página - 66 -
acção dos raios UV. Os difusores são estriados lateralmente com efeito anti-encadeamento. Nota:
Pode ser fornecida, sob consulta, com pintura total (incluindo reflector) em preto mate ou cinza.
Índice de Protecção: IP 23 - Bloco óptico sem difusor IP 54 - Bloco óptico com difusor IP ?? Compartimento eléctrico Índice de Protecção Mecânica: IK10 - Difusor em policarbonato IK06 Difusor
em
acrílico
Classe
I
de
Protecção
contra
choques
eléctricos.
6.1.3. LUMINÁRIA SPO
Luminária de construção robusta para utilização em ambientes urbanos, semi-urbanos ou
rurais, nas vias de comunicação. Disponíveis em duas versões: SPO 125 - Para lâmpadas até 100W
VSAP ou 125W VM; SPO 250 - Para lâmpadas até 250W VSAP ou VM. Aro em alumínio
esmaltado a branco. Capôt termoformado em PVC cinzento. Fechos em aço inox com efeito de
mola. Reflector em alumínio de elevada pureza abrilhantado e anodizado. Difusor termoformado
com estrias laterais com efeito anti-encadeamento, disponível em: - Acrílico (PMMA) - SPO
125.A e SPO 250.A; - Policarbonato - SPO 125.P e SPO 250.P. Índice de Protecção: IP 54 - Bloco
óptico IP 43 - Compartimento eléctrico Índice de Protecção Mecânica: IK10 - Difusor em
policarbonato IK06 - Difusor em acrílico Classe I de Protecção contra choques eléctricos.
6.1.4. LUMINÁRIA F2000
Luminária concebida com um bloco óptico estanque - IP66, sem necessidade de manutenção e
sem poluição luminosa devido à utilização de difusor plano. É uma luminária robusta, desenhada
para um bom enquadramento urbano e concebida com uma eficiente distribuição luminosa
adequada tanto à iluminação de vias, como de grandes áreas. Base e capôt da luminária fabricados
em poliamida reforçado com fibra de vidro, injectado e estabilizado aos raios UV. Em opção, a
luminária pode ser fornecida com base, ou base e capôt em alumínio injectado: - Só base em
alumínio: F2000A - Base e capôt em alumínio: F2000AA Bloco óptico selado contituído por:
Difusor em vidro plano temperado (em opção pode ser fornecida com difusor saliente de forma
curva em policarbonato) de elevada transparência. Reflector em alumínio de elevada pureza
abrilhantado e anodizado; Base do bloco óptico em alumínio pintado a preto mate; Dispositivo de
fixação e regulação de suporte de lâmpada em Valox permitindo 5 posições de tiragem e 4
Página - 67 -
posições de regulação da lâmpada. Índice de Protecção: IP 66 - Bloco óptico IP 65 Compartimento eléctrico Índice de Protecção Mecânica: IK10 - Difusor em policarbonato IK08 Difusor vidro temperado Classe I de Protecção contra choques eléctricos.
6.1.5. LUMINÁRIA OVNILIGHT
Com um design exclusivo esta luminária enquadra-se perfeitamente em ambientes urbanos
para iluminação de vias, grandes áreas ou zonas ajardinadas com uma agradável presença.
Fornecida com bloco óptico estanque - IP 66, sem necessidade de manutenção, detém uma
excelente distribuição fotométrica para potências disponíveis desde os 70W aos 250W. Corpo de
montagem em alumínio injectado. Base do bloco óptico e capôt em alumínio repuxado.
Acabamento a preto. Difusor em policarbonato termoformado, de elevada transparência e
estabilizado aos raios UV. Índice de Protecção: IP 66 - Bloco óptico IP 44 - Compartimento
eléctrico Índice de Protecção Mecânica: IK10 - Difusor em policarbonato Classe I de Protecção
contra
7.
choques
eléctricos.
RECOMENDAÇÕES PARA ILUMINAÇÃO PÚBLICA
Diversos fatores influem igualmente no resultado final da iluminação pública, como tipo de
lâmpada e luminária, tipo de equipamento auxiliar, tipo de poste e localização dos cabos de
alimentação etc. A importância de cada fator depende das circunstâncias de cada local. Inexiste
portanto, regras gerais, mas é possível uma orientação de tendências gerais com respeito ao modo
que o custo e o consumo de energia é influenciado.
8.
CRITÉRIO DE QUALIDADE E CLASSES DE ILUMINAÇÃO
8.1. CRITÉRIO DE QUALIDADE PARA ILUMINAÇÃO DE VIAS.
A abordagem geralmente mais utilizada na seleção de critério de qualidade na iluminação de
vias para o trânsito motorizado‚ baseada no conceito de luminância. Apesar deste conceito ter sido
usado formalmente por alguns países, a experiência mostrou não ser um critério satisfatório. Na
aplicação do conceito de luminância o objetivo ‚ fornecer uma superfície brilhante da via contra a
Página - 68 -
qual objetos são vistos em silhueta. O conceito, portanto, usa como critério de qualidade, nível e
uniformidade de luminância da superfície da via bem como conntrole do ofuscamento.
No entanto, muitos objetos na via são de alta reflexão e assim eles não são vistos em
silhueta mas por luz diretamente refletida. Além do mais, em condições de congestionamento de
trânsito, muito da visão da superfície da via pode ser obstruido por veículos e então torna-se
impossível obter um fundo para os objetos serem visualizados.
Entretanto, a abordagem de fornecer um bom nível e uniformidade de luminância da via
com controle de ofuscamento tem sido amplamente adotada em recomendações nacionais e
internacionais.
A experiência adquirida usando estes critérios por várias décadas inndica que eles fornecem
uma base satisfatória para o projeto de iluminação de vias. Apesar dos valores prescritos de
critério terem sido originalmente concluídos como um resultado de trabalho experimental, eles
foram aperfeiçoados pela experiência ao longo do tempo.
8.2. ESCOLHA DE CLASSE DE ILUMINAÇÃO
As recomendações de iluminação são selecionadas de acordo com a função da via, densidade,
complexidade e separação do trânsito, e a existência de
facilidades para o controle do trânsito,
assim como os sem foros. Quando uma seleção é feita, todos os usuários da via, incluindo
motoristas, motociclistas, ciclistas e pedestres, devem ser considerados.
8.3. VARIAÇÃO TEMPORAL DA CLASSE DE ILUMINAÇÃO DE ACORDO
COM A DENSIDADE DO TRÂNSITO.
Onde a classe de iluminação de uma via é variada para acordar com mudanças da
densidade do trânsito durante a noite para conservar energia (por exemplo, a classe de iluminação ‚
baixada após as horas de pico), as mudanças devem ser tais que elas atendam todas as exigências
da classe de iluminação apropriada mais elevada ou mais baixa (isto é, se a luminância média da
superfície da via for reduzida àquela de uma classe mais baixa, o critério de uniformidade e
ofuscamento da classe ser realizado).
Página - 69 -
8.4. EXIGÊNCIAS PARA TRÂNSITO MOTORIZADO.
CONCEITO DA LUMINÂNCIA
Os critérios de controle são:
•
luminância e uniformidade de via.
•
iluminação das circunvizinhanças da via.
•
limitação do ofuscamento, tanto desabilitador como desconfortável.
•
orientação visual direta.
8.5. RECOMENDAÇÕES PARA ORIENTAÇÃO VISUAL DIRETA
Nenhum método de quantificar a orientação visual direta foi idealizado, mas existem certas
considerações práticas que podem ajudar. Algumas vezes o padrão de luz direta das luminárias de
iluminação de vias pode ser enganosa.
Isto pode ser evitado na fase de projeto, considerando o padrão em perspectiva, isto é,
como o alinhamento e arranjos das luminárias aparecem para o usuário da via.
Orientação visual direta pode ser aprimorada com mudança de uma fonte de luz de cor
diferente nas junções, nos arredores, etc. A mudança deve ser consistente numa área e intencional.
8.6. ILUMINAÇãO DE ÁREAS DE CONFLITO
Áreas de conflito ocorrem sempre quando os fluxos de veículos se cruzam ou esbarram em
áreas frequentadas por pedestres, ciclistas ou outros usuários da via ou quando a via existente ‚
conectada à uma extensão com geometria abaixo do padrão, assim como um número reduzido de
pistas ou pistas com larguras reduzidas. A existência das mesmas resulta num aumento potencial
de colisões entre veículos e pedestres, ciclistas e outros usuários da via, ou entre veículos e objetos
fixos.
A iluminação deve revelar a existência da área de conflito, a posição das calçadas e
marcações da via, a presença de pedestres ou outros usuários da via e obstruções, e o movimento
de veículos na vizinhança da área de conflito. Onde nenhuma iluminação é fornecida de outra
Página - 70 -
maneira numa via conduzindo-a ou deixando a área de conflito e, deve ser instalada para uma
extensão longa o suficiente para proporcionar cerca de 5 segundos de distância percorrida de carro
na velocidade de trânsito esperada.
Para áreas conflitantes, luminância é o critério de projeto recomendado. Entretanto, onde
distâncias para visibilidade são curtas e outros fatores evitam o uso do critério de luminância, a
iluminância pode ser usada numa parte da área de conflito, ou a área inteira se o critério de
luminância não pode ser aplicado ‘a área toda.
9. ILUMINAÇÃO DE VIAS PARA PEDESTRES
A tarefa visual e as necessidades do pedestre diferem daquelas do motorista em muitos
aspectos. A velocidade de movimento ‚ menor e os objetos que estão próximos aos pedestres são
mais importantes do que aqueles distantes. O padrão de supefície e a textura de objetos nas vias e
vielas (para pedestre) são importantes para o pedestre, mas menos importantes para o motorista,
para os quais predomina a visão da silhueta.
Estas diferenças indicam que o critério de iluminação que atende as necessidades dos
motoristas pode não atender as necessidades do pedestre e vice-versa.
Os benefícios da iluminação de boa qualidade em ruas residenciais são resumidas na CIE
92, 1992. Além de melhorar o nível geral de amenidade, a boa iluminação desencoraja crimes
contra pessoas e propriedades, torna a detenção do crime mais fácil e oferece maior sensação de
segurança à região.
A iluminação residencial é, portanto, frequentemente instalada ou melhorada como uma
medida contra a criminalidade e está assumindo uma importância crescente neste papel,
especialmente em áreas urbanas.
9.1. ACIDENTES NAS VIAS EM ÁREAS RESIDENCIAIS
CIE 93, 1992, indica que a provisão de iluminação nas vias e rotas arteriais a padrões
reconhecidos reduzirá o número e a severidade dos acidentes noite. Entretanto, há pouca
informação sobre a contribuição que a iluminação pode fazer para reduzir acidentes noturnos em
vias locais e residênciais.
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Acidentes envolvendo pedestres representam uma alta porcentagem de todos os acidentes
em vias, especialmente durante os períodos escuros e sombrios. Muitos deles ocorrem nas estações
de trem e nos pontos de ônibus. Entretanto, um
número substancial de acidentes ocorrem frequentemente no período do entardecer e noite em
áreas residenciais.
9.2. CRITÉRIO DE QUALIDADE
A iluminação de vias deve possibilitar pedestres a identificar obstáculos ou situações
perigosas em seus caminhos e estar atento aos movimentos de outros pedestres, amigavelmente ou
não, que podem estar nas proximidades. Para isto, a iluminação tanto na superfície horizontal
como vertical, bem como o controle de ofuscamento são importantes.
9.3. ILUMINAÇÃO DE SUPERFÍCIES HORIZONTAIS
Para assegurar que o pedestre possa se mover sobre a superfície das vias e trilhas em
segurança, a iluminância horizontal (E), deve ser adequada. É medida no nível do chão em termos
de média e valores mínimos, e aplicada na totalidade da superfície usada, que geralmente
compromete as calçadas, trilhas e a superfície da via.
9.4. CONTROLE DO OFUSCAMENTO
O controle do ofuscamento desconfortável e desabilitador não é tão crítico para o pedestre
como para o motorista, porque a velocidade de movimento é muito mais baixa, permitindo um
tempo muito maior de reação.
Nenhum método de quantificar o ofuscamento tem sido internacionalmente convencionado, mas
um número de métodos estão atualmente em uso numa base nacional. Outros aspectos de
iluminação necessitam ser considerados, como a luz acima da horizontal deve ser minimizada
porque é desperdício, e pode se tornar incômoda brilhando através das janelas dos quartos, e
contribui para o brilho céu.
Página - 72 -
9.5. ESCOLHA DA FONTE DE LUZ
Fontes de luz mononocromáticas devem ser evitadas para áreas com
atividades
predominantemente de pedestres ou áreas onde o risco de criminalidade é alto.
9.6. NÍVEIS DE ILUMINAÇÃO PARA TRÂNSITO DE PEDESTRES
Existem sete classes de iluminação, P1 a P7, que são enumeradas na tabela a seguir. P1 é
usado para áreas de prestígio onde um nível alto de iluminação é requerido para produzir uma
ambiência atraente. As seis classes restantes são classificadas de acordo com o uso dos pedestres, e
a necessidade de preservar o caráter do ambiente. Classes P5, P6 e P7 devem ser usadas somente
onde o risco de crime é insignificante. Onde o risco provável de crime é alto, consideração que
deve ser dada na escolha da classe que está um grau ou, em casos mais sérios, dois graus mais
altos do que a classe que seria escolhida na ausência do risco de crime (ex.: P4 ou P3 ao invés de
P5). Estas recomendações também se aplicam àquelas vias que são utilizadas por ciclistas e outros
trânsitos não motorizados.
Descrição da Via
Classe de Iluminação
Vias de alto prestígio
P1
Uso noturno intenso por pedestres ou ciclistas
P2
Uso noturno moderado por pedestres ou ciclistas
P3
Uso noturno menor por pedestres ou ciclistas unicamente associado
P4
com propriedades adjacentes
Uso noturno menor por pedestres ou ciclistas unicamente associado
P5
com propriedades adjacentes. Importante preservar a via ou caráter
arquitetônico do ambiente.
Uso noturno muito menor por pedestres ou ciclistas unicamente
P6
associado com propriedades adjacentes. Importante preservar a via
ou caráter arquitetônico do ambiente.
Vias onde somente orientação visual fornecida pela luz direta da
luminária é necessária
P7
Página - 73 -
Na tabela a seguir estão apresentadas as exigências associadas, que para as classes P1 a P6
se aplicam na totalidade da superfície usada, isto é, a trilha (para pedestre), se presente, assim
como a superfície da via. Para a classe P7 é ‚ essencial que as partes brilhantes da luminária sejam
visíveis na localização da luminária seguinte mais próxima, e preferivelmente além dela, para
fornecer efetiva orientação visual.
ILUMINAÇÃO
HORIZONTAL ( lx )
Na totalidade da Mantida
superfície usada
Média
Mínimo
P1
20
7.5
P2
10
3
P3
7.5
1.5
P4
5
1
P5
3
0.6
P6
1.5
0.2
P7
Não aplicável
Não aplicável
CLASSE DE ILUMINAÇÃO
10. EFICIENTIZAÇÃO DE SISTEMAS DE ILUMINAÇÃO PÚBLICA
A preocupação com a diminuição do consumo de energia elétrica, redução de custos
do sistema e com a preservação do meio ambiente mundial neste final de século tem motivado
a realização de importantes fóruns de debate, ratificação de acordos internacionais,
desenvolvimento de programas e legislação específica voltada para temas tais com o uso
racional dos recursos naturais e o crescimento sustentado, entre outros. Seguindo essas
tendências mundiais, os programas de eficientização de sistemas de iluminação pública (ESIP)
têm se firmado como relevante contribuição para as ações de conservação de energia e de
combate ao desperdício, haja vista inserirem soluções relacionadas às chamadas tecnologias
apropriadas para a preservação do meio ambiente e de redução dos impactos sócio-econômico
da geração e utilização da energia. A título ilustrativo podem ser lembradas as questões
relacionadas aos riscos da energia nuclear, à poluição das termoelétricas e às perdas de terras
Página - 74 -
causadas pelas inundações dos reservatórios das hidrelétricas. A eficientização dos sistemas
de iluminação pública, propiciando a redução do consumo de eletricidade e do custo do
sistema, pode significar um importante passo para melhor utilização dos recursos naturais e de
capital do País. Para as Prefeituras tal redução, propiciando uma diminuição nos dispêndios
com energia elétrica, associada a um rápido retorno dos investimentos necessários, permite,
em especial, um aumento na capacidade de investimentos no âmbito municipal.
Dentre as ações governamentais na área em questão, pode ser destacado o Programa Nacional
de Conservação de Energia – PROCEL, atualmente conhecido como de Combate ao
Desperdício.
Nas diretrizes de tal programa, mereceu destaque a inclusão da iluminação pública (IP)
em razão da capacidade de satisfazer às seguintes prioridades:
atuar num mercado que representa cerca de 5% do total do consumo e 7% da demanda
nacional; atender as áreas críticas em termos de fornecimento de energia elétrica; ter a melhor
relação custo/benefício; permitir ganhos adicionais em termos de desenvolvimento
tecnológico ou de incorporação de novas tecnologias ao acervo científico e tecnológico do
País; ter aplicação imediata e envolver o maior número de segmentos beneficiários em sua
operacionalização.
Além das razões acima citadas, para se adequar os sistemas de IP houve desde 1986,
uma forte atuação do PROCEL, que promoveu uma parceria com as Concessionárias de
energia no sentido de se eficientizar os sistemas de IP.
No período compreendido entre 1987 e 1996 por exemplo, 146.000 lâmpadas
incandescentes e mistas foram substituídas por lâmpadas de vapor de mercúrio nas potências
de 80 e 125 W somente no Paraná, retirando cerca de 16.000 kW do horário de ponta (a um
custo aproximado de R$ 400,00/kW) e com uma energia acumulada conservada de 373.000
MWh. Entretanto, a partir de 1995, novos conceitos foram introduzidos e a tendência passou a
ser a de utilizar equipamentos auxiliares mais eficientes e lâmpadas a vapor de sódio,
exigindo maiores investimentos iniciais, porém com resultados muito mais importantes para o
Programa.
Em nível nacional estão aprovados pela ELETROBRÁS em diversas cidades do País,
programas de eficientização da Iluminação Pública (IP), compreendendo a substituição de
Página - 75 -
aproximadamente 700.000 pontos de IP, por lâmpadas de vapor de sódio e equipamentos
auxiliares mais eficientes.
Considerando a tendência no aumento das demandas das Prefeituras por soluções
tecnológicas inovadoras, é que se insere a proposta para execução da ESIP, contemplando a
substituição de lâmpadas, e a utilização de tecnologia e equipamentos auxiliares tais como
reatores, relês e economizadores.
Os serviços de ESIP podem abranger várias etapas de atividade, incluindo:
Diagnóstico preliminar, compreendendo o levantamento da situação atual do sistema
existente; elaboração de plano diretor, compreendendo a definição das diretrizes técnicas, de
segurança e econômicas para a situação desejada; caracterização das alternativas técnicas e da
disponibilidade de recursos; avaliação técnico-econômica das alternativas; projeto básico de
eficientização; projeto detalhado de eficientização com as especificações técnicas, contratação
de serviços para implantação e aquisição de componentes; testes de fornecimento e
recebimento; comissionamento e aceitação final. Como exemplo de fornecimento desses
serviços, em 1998 o LAC está implantando um sistema de eficientização energética de
iluminação pública, compreendendo um total de 21.500 pontos de iluminação, para a
Companhia Estadual de Energia Elétrica – CEEE. Numa iniciativa nacional pioneira, a
concessionária gaúcha, que vai atender com o programa mais de duas dezenas de cidades do
Rio Grande do Sul.
10.1MELHORANDO O DESEMPENHO FOTOMÉTRICO
Uma forma de reduzir o custo de um sistema de iluminação, é melhorar o desempenho
fotométrico do sistema de iluminação, o qual, está ligado diretamente a uma boa distribuição
da luz, ou seja, ao controle da intensidade máxima, média e mínima. Com este conceito
conseguimos o controle do fluxo por meio de refletores dos tipos parabólicos cutoff,
semicutoff, etc. O iluminamento médio horizontal define-se pela fórmula abaixo:
EH=(OLxFuxFc)/(lxd)
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Onde:
EH=Iluminamento médio horizontal da area em estudo
OL=Fluxo Luminoso emitido pela lâmpada
Fu=Fator de utilização da luminária
Fc=Fator de conservação
l=Largura da rua
d=Espaçamento entre luminárias (longitudinal)
A relação entre o fluxo que atinge a superfície e o fluxo total emitido pela lâmpada definese como fator de utilização da luminária.
Os fatores de conservação recomendados variam de 0,87 à 0,80 para luminárias herméticas;
0,80 à 0,70 para luminárias com ventilação e de 0,75 à 0,65 para luminárias abertas.
A seguir uma recomendação entre a altura do poste e o fluxo do luminoso:
Fluxo Luminoso(lm) Altura do Poste (m)
3.500 à 9.500
6,5 à 7,5
9.500 à 19.000
7,5 à 9,0
> 19.000
>= 9,0
10.2. SUBSTITUINDO LÂMPADAS DE MERCÚRIO DE 125W POR LÂMPADA
DE SÓDIO DE 70W
Quando nos deparamos com o alto custo de energia elétrica, e grandes esforços para
conservação de energia em todos os níveis, cumpre a nós técnicos do setor, apresentar
alternativas que conduzam à economia racional e tecnicamente eficiente. Já que a contribuição
da ILUMINAÇÃO PÚBLICA na conservação de energia é significativa façamos então uma
análise de uma alternativa que há muito vem sendo discutida - o uso da lâmpada de sódio em
contraste com a de vapor de mercúrio, mais especificamente entre a lâmpada vapor de sódio
ovóide de 70W (VSO-70) e a vapor de mercúrio de 125W (VMC-125). Fabricantes como a
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PHILIPS e algumas concessionárias onde já se utiliza a lâmpada de sódio manifestam que
ambas as lâmpadas possuem a mesma vida média. Outros fabricantes mencionam uma vida
útil de 16000 horas para VSO-70 e 14000 para VMC-125. A depreciação do fluxo luminoso
da lâmpada de sódio é menor, tanto que ao final de 14000 horas seu fluxo luminoso é cerca de
60% maior que a lâmpada de mercúrio. Fato consumado é que a eficiência média da lâmpada
de sódio é bem maior que a de mercúrio, cerca de 85,7lm/W para VSO-70 e 48lm/W para
VMC-125,
tendo
ambas
o
mesmo
fluxo
luminoso
nominal
de
6000lm.
Note que a lâmpada de Sódio 70W consome menos energia que a lâmpada de Mercúrio 125W
(por
ter
menor
potência),
mas
o
nível
de
Iluminância
é
igual.
Quanto a desvantagens temos a considerar a cor amarela e espectros luminosos que dificultam
a definição de cores. Conseqüentemente pode haver uma impressão inicial negativa por parte
da população. Porém essa mesma cor é na qual o olho humano tem melhor acuidade visual,
favorecendo a segurança. Além disso, para instalação externa a dificuldade de identificação de
cores não é um problema tenha a necessidade de ser levado em conta ou considerado.
Outra desvantagem seria o fato de exigir ignitor para a partida da lâmpada de sódio, pois torna
o conjunto mais vulnerável a problemas, pois é um ponto a mais para defeitos. Por outro lado,
a lâmpada de Sódio emite bem menos radiação ultravioleta que a de mercúrio, com isso temse um benefício social à medida que se diminui a atração de insetos e por que não, que
prejudica
menos
nossa
pele.
Com vantagens e desvantagens existentes entre ambas, o ponto fundamental reside no
consumo de Energia Elétrica. Será que seria uma boa opção a lâmpada de sódio ao invés a de
mercúrio apesar do custo da lâmpada de sódio ser mais alto?(mais equipamentos).
Apresentaremos a seguir um resumo comparativo entre ambas. Deve-se atentar que o grande
dilema realmente recai no fato de que o custo inicial e de manutenção do conjunto sódio
(lâmpada + equipamentos auxiliares) é bem maior que o conjunto de mercúrio o que poderia
comprometer sua utilização mesmo consumindo menos energia (cerca de 39,6% a menos).
VSO 70 (70 + 14 (perdas no reator) = 84W
VSO 125 (125 + 14 (perdas no reator) = 139W
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TABELA COMPARATIVA ENTRE VSO 70W E VMC 125W
Quesitos
Lâmpada
de Lâmpada
de
Sódio (70W)
Mercúrio(125W)
1 - Custo inicial e substituição
Alto
baixo
2 - Vida útil média
16000 h
16000 h
3
-
Depreciação
de
fluxo menor
maior
luminoso
4 - Fluxo luminoso inicial 6000 lm
nominal
5 - Reprodução de cor
6000 lm
cor amarelada e espectro luminoso Problema
não
que dificulta a identificação de cores
preocupante
6 - Ignitor
utiliza ignitor (ponto a mais p/ defeito
não utiliza ignitor
7 - Radio-interferência
com a lâmpada queimada Ignitor não utiliza ignitor
continua
pulsações
funcionando,
que
causam
emitindo
radio-
interferência
8 - Radiação ultravioleta
não atrai insetos
atrai insetos
9 - Perdas no reator
14 W
14 W
10 - Vida Útil Média do Reator
6,5 anos
8,4 anos
11 - Consumo mensal
(*) 30, 24 Kwh
(*) 50,04 kWh
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Foi realizado um estudo técnico-econômico, considerando: preço do reator, preço da
lâmpada, custo kWh, vida útil Média das lâmpadas, vida útil média dos reatores, custo inicial
total (lâmp. + reatores) e taxa de desconto de 10% aa. Chegou-se a uma conclusão final:
"Com o atual valor da tarifa de energia elétrica, realmente é indicado a utilização do
conjunto de Sódio (70W) apesar do custo mais alto de instalação (materiais) e substituição. O
conjunto de Sódio (70W) fica cerca de 9% mais barato que o conjunto de Mercúrio (125W) e
o
fator
mais
significativo
no
custo
é
valor
de
energia
elétrica".
10.3. REDUZINDO CUSTOS NA ILUMINAÇÃO PÚBLICA COM O USO DE
EMENDAS TERMOCONTRÁTEIS
A necessidade de maior confiabilidade nos sistemas de fornecimento de energia
elétrica para iluminação pública exigiu o desenvolvimento de emendas que garantissem além
de superior performance elétrica, uma forma de evitar prejuízos provocados por vandalismo.
O objetivo deste artigo é apresentar a aplicação de emendas retas e de derivação
termocontráteis para cabos de baixa tensão, que permitem solucionar a crescente necessidade
de alta confiabilidade nos sistemas de iluminação pública.
A alimentação dos postes de iluminação pública tem sido realizada tradicionalmente comum
circuito paralelo de dois cabos instalados dentro de dutos e, com a utilização de caixas de
concreto nas emendas.
Estes cabos acompanham toda a extensão do circuito (posteação) .
Devido a extensão desses circuitos existe via de regra a necessidade de interligação de várias
bobinas de cabo através de emendas. Devido a práticas decorrentes de várias décadas,
historicamente emendas à base de fitas colocadas no interior de caixas de inspeção foram
utilizadas para esta aplicação.
A alimentação das luminárias em cada poste, a partir do circuito principal, da mesma forma
tem sido realizada desde há muito tempo, através da mesma tecnologia de emendas enfitadas
de derivação.
Como veremos a seguir, a utilização de emendas termocontráteis propiciam soluções mais
simples e confiáveis nestas aplicações.
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10.4. SISTEMA DE EMENDAS TERMOCONTRÁTEIS RETAS
No que tange a interligação de cabos no circuito principal , a utilização da emenda
termocontrátil reta permite a execução de uma emenda de cabo numa fração de tempo da
emenda enfitada. A seqüência de montagem de uma emenda reta pode ser observada na figura
a seguir.
O tubo termocontrátil preto, em polietileno reticulado, com adesivo de alto ponto de
fusão, co-extrudado garante os principais requisitos para este tipo de aplicação: estanqueidade,
garantida pela utilização de adesivos que veda todo o conjunto não permitindo penetração de
água ou umidade: resistência à abrasão, erosão e impacto mecânico, agentes químicos e raios
ultra violeta: isolação elétrica: a espessura final do tubo termocotrátil garante uma
suportabilidade de 15.000 volts/mm assegurando a emenda sob o ponto de vista elétrico.
O tubo termocontrátil preto, foi formulado de modo a possuir propriedades iguais ou
superiores às da capa do cabo, sendo extremamente resistente a qualquer tipo de solicitação.
Face a estas características as emendas podem ser executadas em sistemas subterrâneos ou
aéreos, diretamente enterrados em dutos.
Nas aplicações de circuitos diretamente enterrados a utilização de emendas termocontráteis
retas dispensam o uso de caixas de concreto de passagem (excetuando-se travessias)
reduzindo assim o custo total da instalação.
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Sistema de Emendas termocontráteis de derivação:
Nos sistemas de iluminação pública rodoviária esta emenda é mais utilizada sendo sua
quantidade definida como duas peças por poste.
A utilização de emenda termocontrátil de derivação permite neste caso suas vantagens
técnicas sensíveis: o não seccionamento do cabo tronco e, a dispensa de caixas de concreto
para alojamento das emendas.
Para que isto torne-se claro é necessária, inicialmente a analise da constituição da emenda
termocontrátil de derivação: manta termocontrátil em polietileno reticulado por irradiação
eletrônica com adesivo de alto ponto de fusão, laminado na face interna: canal de aço inox
para fechamento da manta: conector tipo”Split Bolt” utilizado para conexão da derivação ao
cabo tronco. Face às pontas cortantes deste tipo de conector é utilizada uma volta de fita de
tecido ao seu redor, eliminando os cantos vivos. E massa de vedação preta ”mastic” utilizado
para garantir a estanqueidade do conjunto , permitindo assim sua utilização em ambientes com
ou sem presença de umidade.
Conforme verificado, na seqüência de montagem da emenda na figura , a manta termocontrátil
é utilizada face ao não seccionamento do conjunto. A utilização do canal metálico de aço inox
confere a mesma uma resistência mecânica ainda maior. Pelas propriedades inerentes da
manta, similares às do tubo, esta apresenta excelente resistência à abrasão e erosão, bem como
suportabilidade a agentes químicos e raios ultra violeta.
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Desta forma, as emendas termocontráteis de derivação permitem uma instalação para
sistemas subterrâneos ou aéreos, diretamente enterrados ou em canaletas bem como regiões de
alagamento constante tornando dispensável mais uma vez a utilização das caixas de concreto,
no pé do poste.
10.5. CONSIDERAÇÕES FINAIS
A utilização de emendas termocontráteis retas e de derivação permitem uma economia
substancial de tempo na instalação bem como dispensam a utilização de mão de obra
especializada para execução da montagem. Considerando-se estes dois pontos mais o aspecto
apresentado da não necessidade de utilização de caixas de concreto, o custo total da instalação
sera de forma significante com aplicação de uma nova tecnologia.
Outro aspecto interessante a ser considerado é o de que instalações diretamente enterradas
sem caixas de passagem dificultam sobremaneira a ação de vândalos sobre os cabos elétricos.
10.6. POLUIÇÃO LUMINOSA X CUSTO
Você já notou como o céu das áreas urbanas é muito menos estrelado do que o céu das áreas
rurais? Você já perdeu totalmente a visibilidade da estrada, dirigindo à noite, quando o
motorista que vinha em sentido contrário acendeu o farol alto? É claro que sim. Todos nós já
vivenciamos, vez ou outra, algumas dessas situações. Esses fatos são causados pela utilização
incorreta da iluminação artificial noturna, que gera a menos conhecida de todas as formas de
agressão ao meio ambiente: a poluição luminosa.
A poluição luminosa pode ser definida como sendo qualquer efeito adverso causado ao meio
ambiente pela luz artificial excessiva ou mal direcionada.
Uma luz que vai para cima é conhecida por poluição luminosa. Ela vem causando cada vez
mais danos à ciência mais antiga de todas: a Astronomia. É muito fácil evitar o brilho que
ofusca nossa visão do céu. Um dos efeitos, que prejudica ou mesmo impossibilita totalmente o
trabalho dos astrônomos, é o fulgor do céu noturno, percebido principalmente sobre as
cidades, mas não se limitando a essas áreas, já que a interferência que algumas aglomerações
urbanas causam pode ser notada a centenas de quilômetros de distância. E não há quem não
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tenha percebido a diferença entre o aspecto do céu noturno urbano e o daquele que se pode ver
a partir de regiões afastadas, ainda primitivas, sem iluminação artificial.
A principal causa da poluição luminosa é o desperdício de luz. Portanto, reduzir os seus
efeitos negativos significa economizar luz, energia elétrica e muitos bilhões de dólares por ano
em todo o mundo. Não precisamos apagar a cidade, mas cuidar para que a iluminemos
corretamente, enviando luz apenas para as áreas que queremos enxergar.
Fazendo um levantamento da iluminação artificial noturna em nossas cidades, podemos
perceber facilmente o enorme desperdício de luz causado por luminárias que lançam grande
parte de sua luz para cima, paralelamente ao solo ou para além da área útil. São os postes da
iluminação das ruas, os das praças, em forma de globo esférico, os refletores das quadras de
esportes, estacionamentos, canteiros de obras, clubes, aeroportos etc. Se cada dispositivo de
iluminação fosse criado com o cuidado de aproveitar toda a luz gerada, dirigindo-a para baixo,
os níveis de poluição luminosa cairiam mais de 80%.
Talvez a maioria das pessoas não perceba isso, mas jogar luz para cima não aumenta a
segurança de ninguém nem melhora a visibilidade das nossas ruas. É apenas a mesma coisa
que queimar dinheiro, que em muitos casos é público.
O estado atual da iluminação pública é lamentável, principalmente depois que as lâmpadas de
mercúrio começaram a ser substituídas pelas de sódio, amarelas, em luminárias dispersivas,
aumentando muito o desperdício de luz. Sabemos que nos lugares onde o problema da
poluição luminosa foi tratado com a atenção que merece, as vias públicas ficaram mais
visíveis, o ofuscamento foi drasticamente reduzido e uma grande economia foi obtida.
O que é luz intrusa?
Iluminar uma área corretamente é tarefa que deveria ser deixada para os técnicos
especializados. O que se vê, na imensa maioria dos locais que recebem iluminação artificial
noturna, hoje em dia, é uma demonstração de total desconhecimento dos princípios mais
elementares da física, da matemática, da astronomia, da economia, da biologia e da ecologia.
Essa falta de atenção vem criando um problema urbano do qual poucos têm conhecimento: a
iluminação intrusa, que é uma das formas de poluição luminosa.
A luz é considerada intrusa quando ultrapassa os limites da área a ser iluminada. Ela penetra
através das janelas de nossas casas, atinge nossos olhos e nos ofusca em nossa propriedade,
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violando nossos direitos constitucionais. Ela nos causa incômodos como a insônia, nos tira a
visão das estrelas e provoca acidentes fatais nas rodovias.
Essa luz inútil e prejudicial é gerada por luminárias dispersivas de todos os tipos, utilizadas na
iluminação pública, nas quadras de esportes, nos jardins de vizinhos, nas fachadas de prédios,
na iluminação de cartazes etc. Algumas vezes causado pela instalação incorreta de boas
luminárias, esse fluxo de luz mal direcionado representa a perda de uma enorme quantidade
de energia, além de causar problemas ambientais.
A iluminação pública de baixa qualidade é mais difícil de ser eliminada. Os postes das ruas
costumam ter luminárias muito dispersivas, que enviam luz diretamente para dentro de nossas
propriedades. Nesse caso, fica muito difícil reclamar. Os técnicos responsáveis pela fabricação
e pela instalação das luminárias também não se mostram interessados em colaborar porque
sua preocupação é garantir a venda do produto. Enquanto as prefeituras das cidades
comprarem suas luminárias poluentes, eles vão continuar fabricando.
Falta de conhecimento, ao invés de resistência, é o maior problema no controle da poluição
luminosa. Além do mais, custa dinheiro poluir luminosamente! Ao contrário do que ocorre
com muitas outras formas de poluição, soluções simples estão disponíveis, e alem disso, todos
lucram com a aplicação soluções.
A maioria das pessoas não está ainda consciente do custo, desperdício e dano associados ao
excesso de luz.
O clarão do céu é considerado incorretamente como sendo indicativo de boa iluminação. A
poluição não envolve somente a própria luz, mas também a poluição associada à extração,
transporte e queima de carvão e óleo, que, em muitos países, produzem a energia para criar a
luz desperdiçada.
A educação do público, oficiais de governo, profissionais de iluminação e astrônomos, é a
maior verdade dos programas atuais. Esses esforços têm ajudado. A poluição luminosa, com
seu insulto à beleza do céu noturno, sua perturbação estética, sua irritação, seu desperdício de
energia, seu encargo financeiro sobre a sociedade, e sua iluminação ineficiente para a
segurança, é um tema ambiental importante.
Efeitos da Poluição Luminosa sobre o Meio Ambiente:
Alguns anos antes do início da instalação das lâmpadas a vapor de sódio em Uberlândia, a
emissão de luz para cima já se fazia notar pelo reflexo da luz das lâmpadas a vapor de
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mercúrio nas nuvens noturnas. Isto significa que o problema não está nas lâmpadas em si, mas
nos formatos das luminárias que as abrigam. Estas, em maioria, cumprem a sua função de
iluminar bem as nossas áreas públicas e particulares, mas, por descuido de projeto, emitem
uma parcela substancial de luz para cima e para muito além das áreas a serem iluminadas.
Essa luz que ultrapassa seus limites, além de inútil, causa diversos problemas ambientais.
É essa luz, emitida diretamente para cima, que não tem utilidade alguma. Pagamos por ela e a
jogamos fora, em direção ao espaço sideral e para dentro das casas das pessoas, causando
problemas ambientais sem necessidade.
Isto mostra que o problema da poluição luminosa é causado principalmente porque as pessoas
não sabem que ele existe. Elas também não têm consciência de que estão perdendo muito
dinheiro, incomodando outras pessoas, inviabilizando projetos de vida e interferindo
negativamente com o futuro científico do País.
As pessoas não percebem que o excesso de luz é prejudicial até mesmo para elas próprias. A
luz que atinge nossos olhos causa o fechamento de nossas pupilas. É esse ofuscamento que
nos atrapalha, reduzindo a visibilidade das áreas que precisamos enxergar.
A Noite sob Ameaça de Extinção:
O céu noturno, embora não pareça, tem muito em comum com os rios, as florestas e os bancos
de corais. Ele representa uma riqueza natural, de enorme importância para decifrarmos os
inumeráveis enigmas do Cosmo, mas está perigosamente ameaçado de extinção pelo
progresso. O principal perigo vem da poluição luminosa, ou seja, da luz das cidades.
Difundida na atmosfera, a luz criada pelo homem ofusca a luz dos astros mais fracos, a ponto
de já não haver praticamente nenhum lugar na Terra em que a noite seja completa.
Cada vez mais iluminado, o fundo do céu limita as observações possíveis aos astros mais
brilhantes; assim, cada vez mais, estreita-se o conjunto dos astros cujo brilho é
suficientemente alto para torná-los observáveis. A própria Via Láctea não pode mais ser
admirada na maioria das nossas cidades. Poucas de nossas crianças tiveram a oportunidade de
vê-la.
Em resumo, e embora de maneira contraditória, o mesmo progresso que constrói
equipamentos astronômicos mais poderosos destrói a possibilidade de se enxergar mais longe.
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Soluções:
A solução principal é o uso de fontes de luz direcionadas, as quais canalizam toda a sua luz
para baixo da horizontal, de tal forma que a própria fonte de luz não seja diretamente visível
pelos lados. Uma vez que isso dirige a luz para onde ela é necessária, são requeridos menos
luz total e menos energia elétrica.
Muito maior economia é conseguida optando-se por fontes de luz que requeiram menos
energia para produzir uma certa quantidade de luz. Em ordem crescente de eficiência, os tipos
de fontes de luz externas comuns são: incandescentes (lâmpadas comuns, 20), vapor de
mercúrio (luz branco-violeta, 50), vapor de sódio a alta pressão (laranja-rosada, 110) e vapor
de sódio a baixa pressão (amarela, 150). Os números comparativos estão em unidades de
"lumens por watt", e indicam a quantidade aproximada de luz visível gerada (em lumens) por
watt de potência elétrica consumida.
A lâmpada de vapor de mercúrio é um completo desastre, pois emite luz em faixas de
freqüências em que o olho é pouco sensível - quer dizer, não ajuda muito a visão das pessoas,
mas atrapalha os telescópios. De quebra, a luz de sódio é a mais econômica, já que gasta
apenas 1 watt para gerar 125 unidades de iluminação, o lumen. Isso é 6 vezes mais que as
lâmpadas incandescentes comuns, que geram 20 lumens por watt, e mais que o dobro das
lâmpadas de mercúrio, que geram 54 lumens por unidade de potência.
Além de fornecer luz a um custo mais baixo, as luzes de sódio de baixa pressão (LPS) são
próximas de monocromáticas, resultando que muito do seu brilho pode ser filtrado pelos
astrônomos. A LPS é particularmente boa para iluminação de ruas, estacionamentos, luzes de
segurança e quaisquer aplicações onde a cor não seja um fator importante.
Embora bem desenhadas, as fontes de luz direcionadas geralmente têm maior custo de
investimento do que as fontes poluidoras, custo esse que é rapidamente recuperado através de
custos de operação muito mais baixos. Na Califórnia, as cidades de Long Beach, San Diego e
San Jose estão, cada uma, poupando perto de 3 milhões de dólares por ano através do uso
intensivo da iluminação LPS para as ruas. Por exemplo, pode-se normalmente substituir uma
fonte de luz de vapor de mercúrio de 175 watts, por uma LPS direcionada de 35 watts,
obtendo a mesma quantidade de luz útil, sem nenhum fulgor no céu nem luz intrusa. A
economia de energia, bem como a melhor visibilidade, são notáveis.
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Ainda menos poluição luminosa e mais economia podem ser conseguidas não se usando mais
luz do que o necessário. Em particular, luz demais ou luzes mal escudadas podem arruinar
nossa adaptação à luz noturna, cegando-nos justamente quando necessitamos ver. Quando
vamos de um ambiente muito claro para outro muito escuro, ou vice-versa, a acomodação
visual fica prejudicada e nós teremos visibilidade deficiente por um bom tempo.
10.7. REDUZINDO CUSTOS DE ILUMINAÇÃO DE ÁREAS DE USO COMUM
Áreas verdes estão diretamente relacionadas à sensação de tranqüilidade no ambiente.
Espaçosos jardins de residência ou cantinhos internos aconchegantes podem se transformar
em locais apropriados ao lazer e bem estar das pessoas. Essa sensação agradável pode se
prolongar à noite, com um projeto de iluminação que possibilite não só o prazer do contato
com a natureza em reuniões com os amigos mas também a valorização do imóvel.
Ao se projetar uma iluminação específica de jardim deve-se avaliar o que o autor do projeto
paisagístico quis ressaltar para então definir o efeito de luz a ser explorado: do próprio espaço
de estar, dos caminhos de circulação ou do valor escultórico das plantas e objetos.
Hoje em dia, fatores como a manutenção de equipamento e o baixo consumo de energia
devem ser considerados prioritários para o projeto final de iluminação.
Os projetores indicados pra o uso em jardins devem ter controle antiofuscante dado pela
própria curvatura do aparelho, garantindo bom rendimento e o máximo proveito da luz. Em
áreas gramadas também são bastante empregados os postes altos, que oferecem uma
distribuição de luz uniforme e harmoniosa. Por outro lado, quando se quer tirar partido da
iluminação de balizamento costuma-se usar postes baixos, com luz tênue e difusa, ideal para
demarcar caminhos e trilhas. Quando se dispõe de paredes nas laterais do ambiente de
circulação pode-se embutir os balizadores, recomendando-se o uso de lâmpadas de
intensidade mínima.
Outra opção, para o uso em jardins, é projetores em alumínio, vidro e borracha envolta em um
cubo de concreto, o que disfarça a peça junto ao ambiente.
Esse segmento de mercado também ganhando em tecnologia. Para áreas externas – entradas
de residência e fachadas – novos modelos dotados de sensor infravermelho, com acendimento
automático e tempo de funcionamento programado, permitem benefícios como a praticidade e
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economia de energia do sol e fornecendo luz suficiente à noite, para delinear caminhos,
escadarias, muros, sacadas, colunas e jardins.
As lâmpadas, responsáveis diretas pela iluminação, podem garantir uma luz mais atraente e
decorativa. Além das incandescentes convencionais ganham força as fluorescentes compactas,
pelas suas características técnicas de bom rendimento e economia de consumo. Para grandes
espaços são comumente utilizadas as lâmpadas a vapor de mercúrio ( luz branca azulada ) e a
vapor de sódio ( luz amarelo-dourada ). Algumas incandescentes possuem uma pintura
especial que impede a emissão de ondas de luz que atraem os insetos.
10.8. COMPARAÇÃO DE CUSTO ENTRE INSTALAÇÕES DE ILUMINAÇÃO
Ao se elaborar um projeto de instalação elétrica de iluminação, o projetista deve levar em
consideração, para a devida análise financeira, os custos da instalação, ou seja, os custos
referentes ao investimento inicial da instalação e os custos correspondentes as despesas de
manutenção.
investimento inicial compreende os custos de aquisição dos materiais, como lâmpadas,
luminárias, reatores, cabos, eletrodutos, quadros de distribuição e demais materiais de
instalação, além do custo da mão de obra da própria instalação. Trata-se, portanto, do
orçamento completo da instalação elétrica de iluminação.
A despesa de manutenção compreende os gastos com energia elétrica e os custos de reposição
das lâmpadas queimadas, ou próximas ao fim da vida, além da despesa referente à mão de
obra para limpeza das luminárias e das lâmpadas e a troca das próprias lâmpadas, o que deve
ser feito periodicamente.
Comparando-se dois tipos de instalação de iluminação, sob o ponto de vista econômico, temse as alternativas abaixo:
1- Uma instalação pode apresentar elevado investimento inicial, e baixa despesa de
manutenção, enquanto a outra pode se apresentar de modo inverso, como representado
na figura 01.
2- Uma instalação pode apresentar elevado investimento inicial e alta despesa de
manutenção, enquanto a outra pode ter ambos os valores inferiores.
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Para quaisquer tipos de instalação de iluminação que estejam sendo comparados as
condições devem ser basicamente as mesmas. Neste caso, o coeficiente de utilização da
iluminação deve ser praticamente o mesmo para ambos os tipos de lâmpadas que estão sendo
comparados. Portanto, as luminárias devem ser similares, com rendimentos bem próximos e
distribuição de luz praticamente iguais. Note-se que não se entrou no mérito dos cálculos
luminotécnicos para a determinação do numero de pontos de luz. Portanto, não estão sendo
considerados os requisitos técnicos necessário aos projetos de iluminação, como
iluminamento, distribuição da luz, cor da fonte de luz, seleção das luminárias.
Como exemplo, haja vista a comparação da instalação com lâmpadas fluorescentes e
com lâmpadas incandescentes. Para as mesmas condições, isto é, mesmo iluminamento médio
no plano de trabalho, além dos tipos de luminárias com rendimentos bem próximos, tais como
luminárias industriais abertas com refletor interno esmaltado de branco, para ambos os tipos
de iluminação, tem-se o custo inicial da instalação fluorescente superior ao da instalação
incandescente, enquanto que o custo de manutenção é maior para a instalação incandescente.
Para o mesmo iluminamento, a instalação fluorescente, sendo de menor carga instalada
demanda menores bitolas de cabos, menores dispositivos de proteção dos circuitos e
transformador de entrada de menor capacidade.
Uma vez elaborados os cálculos luminotécnicos para os diversos tipos de lâmpadas,
como fluorescente, incandescente, mercúrio, mista, sódio etc., o projetista deve escolher, em
comum acordo ou não com o cliente, o tipo de lâmpada a ser adotado. Para a elaboração dos
cálculos dos custos, após as fases dos cálculos luminotécnicos, é necessário obter as seguintes
informações:
-
tempo de trabalho diário em horas;
-
tempo de trabalho mensal em dias;
Página - 90 -
Os seguintes dados devem ser informados pelos fabricantes e/ou fornecedores dos
materiais luminotécnicos:
-
perda no reator em watts;
-
tempo de vida da lâmpada em horas;
-
preço da lâmpada;
-
preço da luminária, incluindo-se os soquetes e a
fiação da mesma;
-
R$
F1
F2
V
R
U
S
t0
t1
t2
Tempo
Fig. 01
R$
preço do reator;
R
F1`
F2`
S`
Tempo
Fig. 02
Note-se que a duração das lâmpadas de descarga será mais elevada, quanto maior forem o
período que ficarem acesas.
Adiante são apresentadas as formulas para determinar os custos, de modo criterioso, e decidir
sobre o tipo de iluminação a ser adotado.
O primeiro passo é a determinação do investimento inicial (F) por meio da formula:
F = N ( pL + nI . pL + nr . pr ) + x + y
Sendo:
N = numero de pontos de luz;
pL = preço unitário da luminária;
nI = numero de lâmpadas em cada luminária;
pI = preço unitário da lâmpada;
nr = número de reatores em cada luminária;
pr = preço unitário do reator;
x = custo dos cabos, eletrodutos, quadros de distribuição e demais equipamentos elétricos;
y = custo da mão de obra para a instalação completa.
Página - 91 -
A seguir devem ser calculados a carga instalada ( P ) em KW, o consumo mensal de energia
elétrica ( C ) em KWh e o custo mensal de energia elétrica ( A ), por meio das fórmulas
abaixo:
P = [ N . ( nl . W + nr . Wr) ] / 1000
A=C.B
C=P.h.d
Sendo:
W = potência da lâmpada em watts;
Wr = perda no reator em watts;
h = tempo de trabalho diário em horas;
d = tempo de trabalho mensal em dias;
B = preço do kWh.
As lâmpadas de maior eficiência luminosa (lumens / watt) proporcionam uma instalação com
menor carga instalada. Como conseqüência, o consumo de energia elétrica será menor.
Em seguida, deve ser determinado o capital mensal empatado nas lâmpadas ( D ), conforme a
fórmula abaixo:
D = ( N . nl . pl . h . d ) / H
Sendo:
H = tempo de vida da lâmpada em horas.
A despesa mensal de manutenção ( E ) é:
E=A+D+M
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Sendo:
M = despesa mensal referente à mão de obra de manutenção.
Considerações Finais
Do que foi exposto a respeito do critério da escolha do tipo de iluminação em relação
aos custos, tem-se as conclusões abaixo, quando são comparados dois ou mais tipos de
iluminação, conforme os gráficos dos custos acumulados em função do tempo.
Na figura 01 o investimento inicial F1 do tipo de instalação R é maior do que o investimento
inicial F2 do tipo de instalação S.
Para o tipo de instalação S, a despesa de manutenção é maior que a da instalação R.
Os custos totais (investimento inicial + custos operacionais acumulados) serão iguais em t1
(ponto de equilíbrio) . Neste caso de comparação, o custo das lâmpadas não devera aparecer
no investimento inicia, uma vez que se trata de material de reposição e já está computado nos
custos operacionais, ou seja, nas despesas de manutenção. Do tempo t1 em diante haverá
vantagem financeira a favor da instalação R.
Na figura 02, o investimento inicial e o custo da manutenção da instalação R` são maiores do
que os da instalação S`.
Para o cálculo da quota anual de amortização (Qa) em R$/ano, sem levar em conta o
custo das lâmpadas, uma vez que se trata de material de reposição, tem-se:
n
n
Qa = [ ( F – N . pl . nl ) . i . ( 1 + i ) ] / [ ( 1 + i ) – 1 ]
Sendo:
I = taxa de juros anuais;
n = tempo de amortização em anos.
Página - 93 -
Os custos anuais (Ca ) são determinados pela soma dos seguintes fatores:
-
custo de energia elétrica;
-
custo de reposição de lâmpadas;
-
despesa referente a mão de obra da manutenção;
-
quota de amortização;
Portanto, a fórmula para se chegar aos custos totais anuais é a seguinte:
Ca = 12 . ( A + D + M ) + Qa
11. ANÁLISE DE CUSTOS DE VIDA ÚTIL EM SISTEMAS DE ILUMINAÇÃO
PÚBLICA
Considerando que o governo federal, através do PROCEL, tem como diretriz continuar
disponibilizando recursos para projetos de economia de eletricidade, podemos afirmar que
este método ajudará na escolha de projetos eficientizados de iluminação pública, visando à
otimização dos investimentos nos sistemas elétricos de distribuição, através de uma melhor
administração da carga. Tal método terá relevante contribuição na elaboração de alternativas
de projetos e na obtenção de financiamentos e outros recursos, inclusive a fundo perdido.
Metodologia:
A metodologia utilizada neste estudo é a de análise de investimentos, denominada
LCC – Life Cycle Costing, desenvolvida pelo U.S. Departament of Energy, Office of the
Assistant Secretary for Conservation and Renewable Energy e utilizada pelo FEMP – Federal
Energy Management Program nos programas de conservação de energia elétrica dos edifícios
públicos norte-americanos. No desenvolvimento da metodologia, também teve participação
significativa o National Institute of Standars and Technology, do U.S. Departament of
Comerce.
A metodologia de análise de custo de vida útil considera os custos de investimento,
operacionais – excluindo energéticos – e de manutenção, reparos e substituições , valores de
alienações, custos de energia e outros importantes para a efetividade de uma decisão de longo
prazo.
Página - 94 -
Todos os valores futuros são estimados em moeda constante, isto é, excluem os efeitos
da inflação geral dos preços.
Para ajustar os valores para o período atual, referente ao ano em que a análise é
realizada, é utilizada uma taxa real de desconto, também excluída da inflação.
Na análise do investimento de capital proposto, são computados os seguintes
indicadores de desempenho econômico:
CTVU – Custo Total de Vida Útil, EL – Economia Líquida, REI – Relação Economia /
Investimento, TIRA – Taxa Interna de Retorno Ajustada e TRD – Tempo de Retorno
Descontado.
Custo Total de Vida Útil (CTVU) – é um indicador de desempenho econômico que totaliza os
custos significativos, ajustados para a mesma base de tempo e referentes a uma dada
concepção de projetos, sistemas ou componente. Sua formula geral é a seguinte:
CTVU = I – A + M + S + E
Sendo,
I = investimento;
A = valores de alienações;
M = custos de manutenção (exceto energéticos);
S = custos de substituições;
E = custos de energia.
O CTVU é utilizado para:
•
Determinar a efetividade de custo do projeto, sendo necessário computá-lo para o
sistema alternativo e para o caso base;
•
Determinar a alternativa mais efetiva em termos de custo, sendo necessário computálo para cada uma das alternativas que atendem aos requisitos de projeto. Aquela que
apresentar o menor CTVU é a mais efetiva em termos de custo;
•
Comparar alternativas de projeto ou de dimensionamento para um determinado
sistema.
Página - 95 -
Economia Líquida (EL) – é um indicador
de desempenho econômico que expressa a
diferença, em moeda ajustada para a mesma base de tempo, entre o CTVU do caso base e o do
sistema alternativo.
A fórmula geral da EL é a seguinte:
EL = CTVUcb – CTVUa
Onde,
CTVUcb = custo total de vida útil do caso base;
CTVUa = custo total de vida útil alternativa.
A EL é utilizada para:
•
Determinar a efetividade de custo de um sistema alternativo. Uma EL positiva indica,
geralmente, que um sistema alternativo é efetivo em termos de custo;
•
Comparar alternativas de projeto ou dimensionamento para um dado sistema. A
alternativa de projeto ou dimensionamento que apresentar a maior EL,
quando
comparada ao caso base, constitui a escolha mais efetiva em termos de custo.
Relação Economia / Investimento (REI) – expressa a economia em relação aos custos. O
numerador da relação é a redução dos custos de energia mais qualquer decréscimo (ou menos
qualquer decréscimo) nos custos de operação, manutenção e reparos, excluindo energéticos. O
denominador é o acréscimo dos custos de investimento mais qualquer acréscimo (ou menos
qualquer decréscimo) nos custos de substituição, menos qualquer acréscimo (ou mais
qualquer decréscimo) nos valores de alienação.
A REI é utilizada para comparar e classificar projetos não-mutuamente exclusivos,
definindo suas prioridades relativas. Sua fórmula geral é:
REI = (
E-
M)/(
I-
A+
S)
Sendo,
E = diferencial dos custos de energia;
M = diferencial dos custos de operação e manutenção;
Página - 96 -
I = diferencial dos custos de investimentos;
A = diferencial dos custos de alienações;
S = diferencial dos custos de substituições.
A formulação aqui adotada para REI, conforme preconiza o Femp, é aquela que maximiza o
retorno dos investimentos de capital
Taxa Interna de Retorno Ajustada (TIRA) – mede o retorno oferecido pelo investimento. É
calculada subtraindo-se o numeral 1 da raiz n da razão entre o VTE – Valor Terminal das
Economias pelo VPC – Valor Presente dos Custos. É então comparada com a taxa de retorno
mínima aceitável para o investidor. Se for maior, o projeto é economicamente atraente.
A TIRA representa uma alternativa em relação à TIR – Taxa Interna de Retorno,
tradicionalmente utilizada. Ela supõe explicitamente o re investimento das economias a cada
período de tempo, sendo mais adequada porque evita problemas de cálculo e, ao contrário da
TIR,fornece, a quem está tomando a decisão, uma medida tecnicamente correta dos ganhos ao
longo do período de estudo.
A fórmula geral da TIRA é a seguinte:
1/n
TIRA = ( VTE / VPC ) - 1
n
VTE =
n-j
( Ej -
Mj ) ( 1 + r )
J=1
VPC =
I+
A+
S
Sendo,
Mj = diferencial de custos de operação ( excluindo energéticos ) e manutenção e reparos;
Ej = diferencial de custos de energia;
I = diferencial de custos de investimentos;
S = diferencial de substituições;
A = diferencial dos valores de alienações;
r = taxa rela de reinvestimentos (igual a taxa real de descontos);
Página - 97 -
n = período de estudo.
Tempo de Retorno Descontado (TRD) – indica o tempo em que o projeto levará para
recuperar os custos de investimento. É o tempo decorrido entre o investimento inicial e o
momento em que as economias acumuladas, descontados os custos envolvidos, são suficientes
para amortizar os custos de investimento.
A fórmula geral do TRD é:
y
l =
j
( Ej -
Mj -
Sj +
Aj )
l / (1 + d)
J=1
Sendo:
y
= Somatório dos anos até que o tempo de retorno tenha sido atingido
J=1
Ej = diferencial de custos de energia no ano “j” (não descontado);
Mj = diferencial de custos de operação e manutenção (excluindo energéticos) no ano “j”
(não descontado);
Sj = diferencial de custos de substituições no ano “j” (não descontado);
Aj = diferencial dos valores de alienação no ano “j”(não descontado);
j
(1 + d) = fórmula de desconto para valor presente simples;
l = diferencial de custos de investimentos.
O TRD deve ser adotado com cautel, pois pode conduzir a interpreta’’cões errôneas. Uma
concepção de projeto ou o dimensionamento com tempo de retorno mais curto pode constituir
um investimento pior do que uma outra concepção ou dimensionamento com tempo de
retorno maior.
Página - 98 -
Considerações Finais
A avaliação econômica de projetos de conservação de energia deve ser feita sob as
óticas da sociedade, da concessionária (geração e distribuição) e do cliente.
Ótica da sociedade – a prioridade deve ser dada em função da maior relação custo/ benefício,
atualizando-se os valores do investimento e utilizando-se os valores de custo marginal de
longo prazo para a quantificação dos benefícios.
Como benefícios, aparecem, a energia conservada e a redução de demanda na ponta, e
como custo, o investimento no projeto, distribuído em uma série uniforme durante a sua vida
útil, multiplicado pelo fator de recuperação do capital.
Ótica da concessionária de distribuição – deve ser feita uma montagem do fluxo de caixa
descontado, calculando-se VPL e o IL – Índice de lucratividade do projeto, que mede a
rentabilidade líquida de várias alternativas e permite a comparação entre eles para efeito de
priorização:
VPL = VPB – VPC
Onde:
VPB = Valor presente dos benefícios;
VPC = Valor presente dos custo;
Como benefícios do projeto, podemos apontar:
•
Valores da energia conservada e redução das perdas, que deve ser compensada com a
redução nos contratos de compra de energia;
•
Valores de demanda retirada do horário de ponta, traduzindo-se em investimentos
evitados nos sistemas de transmissão/distribuição e na redução nos contratos de
demanda;
•
Valores da energia adicional que pode ser vendida sem necessidade de novo
investimento no sistema;
•
Valores residuais de equipamentos e materiais;
•
Redução de custos de operação e manutenção;
Página - 99 -
•
Benefícios para a concessionária de geração.
Como custos do projeto, podemos apontar:
•
Custos de operação e manutenção;
•
Redução de receita, com base nos valores de energia conservada pelos
consumidores.
Além dos resultados diretos para o sistema, trazidos pelo investimento feito pelo consumidor,
do ponto de vista da concessionária de distribuição, podemos dizer também que a energia não
vendida para a iluminação pública, pode ser comercializada integralmente para um outro
segmento de consumo.
11.1.
ECONOMIA DE ENERGIA COM NOVOS MATERIAIS E PROJETOS DE
LUMINÁRIAS
As novas lâmpadas fluorescentes tubulares T5 possibilitam a criação de luminárias que
permitem que a energia para iluminação seja utilizada de forma mais eficiente e também, mais
amigável, no que se refere ao aspecto ambiental.
Os resultados apresentados neste trabalho mostram que uma nova luminária especular, com
louvre, otimizada para a lâmpada T5, que utiliza um material refletor aprimorado, pode
apresentar um aumento no rendimento de 35% em comparação com um outro aparelho
equivalente, também especular e com Louvre, porém projetado para lâmpadas T8 e utilizando
um reator eletrônico de alta freqüência e um refletor de alumínio padronizado. Em relação a
essa mesma luminária, porém operando com reator convencional, o aparelho projetado para
T5 apresenta um incremento de eficiência de cerca de 65%. Desse aumento global no
rendimento, 25% pode ser atribuído à taxa de saída da luminária. A lâmpada, em si, contribui
com um máximo de 7% (com reator eletrônico da AF) ou de 30% (com reator convencional).
O aumento no rendimento de até 35%, em relação à luminária T8 operando com reator
eletrônico, deve-se aos seguintes fatores:
O fluxo luminoso nominal da lâmpada T5 é aproximadamente 7% maior, ou seja, 95 lm/W
contra 89 lm/W (tomando-se o fluxo luminoso nominal para uma lâmpada T5-28/35W e
reator eletrônico com corte do aquecimento por eletrodo );
Página - 100 -
Os refletores de louvres da luminária para T5 foram construídos com um novo material de
alumínio da alta refletância ( 95% contra 86% ), o que permite um ganho de cerca de 10%;
A eficiência luminosa da T5 é 10% maior que a da T8 a 35 graus Celsius;
Maior eficiência (aproximadamente 5% ), devido ao menor diâmetro das lâmpadas T5.
Tomando-se os valores apresentados acima, a economia de energia, então, será de 1,07 x 1,10
x 1,10 x 1,05 = 35%.
Já na comparação entre as mesmas duas luminárias, porém sem o, Louvre, o aparelho para T5
apresentará um aumento no rendimento de apenas 10%
sobre o para T8 operando com reator eletrônico de AF.
Neste mesmo caso, o resultado aumenta em 35% se a
luminária T8 for equipada com reator convencional.
Desse aumento global no rendimento, aproximadamente
5% pode ser atribuído à taxa de saída da luminária,,
devido à menor temperatura ambiente dentro dela e á
menor luz refletida.
Fig.1 – Relação entre o fluxo luminoso das lâmpadas T5 e T8 e a
temperatura ambiente
Tab. l – Dados técnicos da lâmpada T5
Tipo
Potência (W)
Comprimento
da
Fluxo
lâmpada luminoso
(mm)
(lm)
Rendimento luminoso
lâmpada/sistema
T5
14
549
1350
96lm/W / 84lm/w
T5
21
849
2100
100lm/W / 89lm/w
T5
28
1149
2900
104lm/W / 95lm/w
T5
35
1449
3650
104lm/W / 96lm/w
T5
24
549
2000
89lm/W / 74lm/w
T5
39
849
3500
90lm/W / 78lm/w
T5
54
1149
5000
93lm/W / 82lm/w
T5
49
1449
5000
102lm/W / 87lm/w
T5
80
1449
7500
94lm/W / 70lm/w
T5C
24
225
2000
83lm/W / 83lm/w
T5C
39
300
3500
89lm/W / 78lm/w
Página - 101 -
T5C
54
300
4500
84lm/W / 84lm/w
11.2. USO DAS LÂMPADAS T5
As principais diferenças existentes da lâmpada T8 para a T5 referem-se à redução no
diâmetro do tubo, de 26 para 16 mm (cerca de 40% menor), e um maior rendimento
luminosos, sob condições normais de operação e de temperatura, na iluminação de interiores.
Além disso, o comprimento do tubo foi reduzido em 50mm, o que permite agora projetar
aparelhos de iluminação de tamanho adequado aos módulos de construção de teto utilizados
na Europa ( 600, 1200 ou 1500 mm ).
Além dessas, as T5 com trifósforo apresentam também as seguintes vantagens em
relação às equivalentes T8:
Operam somente com reatores eletrônicos de alta freqüência, o que elimina o efeito flicker
(cintilação);
Têm eficiência de até 104 lm/W;
Sua temperatura ótima de operação é de 35°C contra 25°C das T8;
Apresenta a mesma luminância para todas as potências de lâmpada, de 17000 cd/m2;
O conteúdo de mercúrio foi reduzido de 15mg para 3mg (embora essa também seja um
característica de alguns tubos T8);
Tem menor depreciação do fluxo luminoso, de apenas 5% após 10000horas.
Outros dados sobre a lâmpada T5 podem ser conferidos na tabela l.
Página - 102 -
Fig.2 – Comparação entre materiais refletores – Distribuição luminosa, em cd/100 lm, nos
eixos axial e transversal da luminária
11.3. FLUXO LUMINOSO, TEMPERATURA AMBIENTE E LUMINÂNCIA
A figura 1 mostra que a lâmpada fluorescente T5 produz um fluxo luminoso
relativamente maior do que a T8 a temperaturas ambiente superiores a 30°. Isto porque a
temperatura de fluxo máximo da T5 em condições de referência é de 35°C, e os conjuntos T5
mais reatores comerciais com corte do aquecimento por eletrodo apresentam fluxo luminoso
máximo próximo a essa temperatura. Apenas a lâmpada circular T5C, justamente por causa
de seu formato, ainda apresenta fluxo máximo cerca de 25°C.
Fig.3 - Comparação entre luminárias especial T5 e luminária T8 com reator eletrônico –
Distribuição luminosa, em cd/100 lm, nos eixos axial e transversal
Já a luminância produzida pela lâmpada T5, considerando lâmpadas com trifósforo, é
maior do que a da T8 (fato que deve ser considerado no projeto de uma nova luminária), mas
ainda é muito menor que a das LFC – lâmpadas fluorescentes compactas ( Tabela ll)
Página - 103 -
Tab.ll – Comparação de luminâncias entre lâmpadas
fluorescentes
Tipo de lâmpada
Luminância média (cd/m2)
T8 36/58 W
11000 / 14000
T5 14/21/28/35 W
17000
T5 24 W
25000
T5 39 W
28000
T5 54 W
29000
T5 49 W
23000
T5 80 W
37000
T5C 24/39/54 W
22000 – 33000
LFC (TC-L) 36 W
32000
LFC (TC-L) 55 W
39000
LFC (TC-L) 26 W
40000
LFC (TC-L) 32 W
42000
Tab. lll – Diagrama polar (figura 2) – luminárias tipos A e B
Luminária
Tipo A
Tipo B
Taxa de saída de luz
61%
67%
0 / 100
0 / 100
230 V / 25 graus
230 V / 25 graus
Fluxo
luminoso
para
cima/baixo
Tensão / Temperatura
Página - 104 -
11.4. NOVOS MATERIAIS REFLETORES
O uso de novos materiais refletores, recentemente desenvolvidos, permite um controle
mais preciso da luz emitida pelas lâmpadas fluorescentes. O fator de reflexão total dos
refletores atuais concentra-se ao redor de 85% a 87%, mas o novo tratamento de superfície
para o alumínio pode aumentar esse fator para 94 a 95%.
Como mostra a figura 2, testes realizados em refletores fabricados com esse alumínio
especialmente tratado (metalizado, ao invés de anodizado) mostram um aumento na taxa de
saída da luminária de cerca de 10%, o que levará a um maior rendimento do Louvre, de 10 a
15% - louvres especulares apresentam um direcionamento mais preciso da luz.
T5: benefícios ambientais e facilidade de instalação
A tecnologia mais avançada e as menores dimensões características da lâmpada T5
resultam em várias vantagens, tanto econômicas, quanto relativas a uma menor interferência
com o meio ambiente. Em primeiro lugar, dado seu maior rendimento energético (lm/W), ela
consome menos energia elétrica durante a operação. Além disso, emprega quantidade de
mercúrio menor que a maioria das T8, tem menor depreciação do fluxo luminoso ( o que
resulta em tempo de vida econômica mais longo) e, por permitir construir luminárias menores,
possibilita utilizar cerca de 40% menos material na fabricação dos aparelhos e na sua
embalagem. Essa última característica leva também a um menor consumo de energia na
fabricação, armazenamento e distribuição de lâmpadas e luminárias. No que se refere
especificamente à instalação, propriamente dita, o fato de as luminárias serem menores e cerca
de 50% mais leves torna mais fácil sua colocação nos módulos de forro, como já mencionado.
Além disso, eleva-se a possibilidade de se utilizar luminárias embutidas, pois os aparelhos de
menor altura interferem menos como espaço e os outros componentes sobre o forro.
Página - 105 -
Medições Luminotécnicas
Fig.4 – Luminária T5 com refletor especular
e aletas transversais vs. Luminária T8 com
reator eletrônico
Fig.5 – Luminária T5 com refletor especular
e aletas transversais vs. Luminária T8 sem
reator eletrônico
Foram
realizadas
medições
luminotécnicas para determinar os níveis de
economia de energia
que podem ser
esperados em uma nova luminária com lâmpadas T5 e materiais refletores aprimorados.
Medição 1 – Material refletor
As primeiras medições destinaram-se
a verificar os possíveis ganhos relativos ao
material refletor. Assim, utilizou-se um
aparelho já comercialmente disponível, em
combinação tanto com o refletor
de alto
fator de reflexão quanto com materiais
refletores
comumente
encontrados
no
mercado. A luminária utilizada era de uso
geral.,
com
louvres
abertos,
sem
componente de direcionamento da luz para o alto e com as seguintes características:
Tipo A – luminária com uma lâmpada T8 de 36w com trifósforo, reator eletrônico de AF e
refletor em alumínio duplo parabólico especular.
Tipo B – luminária com uma lâmpada de 36W com trifósforo, reator eletrônico de AF e
refletor em alumínio duplo parabólico especular.
Página - 106 -
Os resultados mostraram que, sem modificação da parte óptica, a taxa de saída da
luminária-louvre espelhados aumentou cerca de 10% quando se utilizaram materiais refletores
mais eficientes (ver figura 2 e tabela lll).
Fig.6 – Luminária T5 aberta (calha simples)
Página - 107 -
Fig. 7 – Luminária T5 tipo calha com
refletor especular industrial
Medição 2 – Luminária especial para
T5
Nessa
medições
em
fase,
um
realizaram-se
protótipo
de
luminária (designado abaixo como
luminária “tipo C” ) cujo projeto
óptico foi especialmente dirigido ao
aproveitamento das vantagens oferecidas pela lâmpada T5, e equipada também com o novo
refletor de alto fator reflexão, de modo a obter maior qualidade e taxa de saída de luz. Para
comparação de desempenho, utilizou- se a mesma luminária já descrita anteriormente (tipo
A), padrão de mercado, com uma lâmpada T8 e refletor em material convencional.
As distribuições luminosas, sem uplight, dessas duas luminárias mostraram-se equivalentes.
As características são:
Tipo A – luminária com uma lâmpada T8 de 36W, reator eletrônico de AF e refletor em
alumínio duplo parabólico especular;
Tipo C – luminária com uma lâmpada T5 de 28W, reator eletrônico de AF e refletor em
alumínio duplo parabólico especular.
Os resultados mostraram que a taxa de saída de luz do protótipo (tipo C) é 25% maior do que
a das luminárias comuns. Esse percentual deveu-se ao material refletor mais eficiente e ao
projeto óptico especialmente voltado para o tubo fluorescente T5. Os Dados dessa
comparação podem ser observados em detalhes no diagrama polar da figura 3 e na tabela lV.
Página - 108 -
Fig.8 – Luminária T5 tipo calha com refletor especular industrial e aletas transversais
Fig. 9 – Eficiência energética de diferentes luminárias T5
Página - 109 -
Tab. lV – Diagrama polar (figura 3) – Luminárias tipo A e C
Luminária
Tipo A
Tipo B
Taxa de saída de luz
61%
76%
Fluxo
luminoso
para 0/100
0/100
cima/baixo
Tensão / temperatura
230 V / 25 graus
230 V / 25 graus
Diferenças Observadas na Eficiência Energética
Luminária T5 especial versus T8
A tabela V mostra a eficiência luminosa na luminária equipada com material refletor
mais eficiente e especialmente projetada para a nova lâmpada fluorescente T5, em
comparação com uma luminária comum para lâmpada T8, com refletores padronizados. A
luminária para T5, utiliza, como obriga a tecnologia, reator eletrônico específico. Já a
luminária para T8 foi medida operando com ou sem reator eletrônico de AF.
Tanto a luminária especial para T5 quanto a comum para T8 produzem uma
distribuição de luz e ângulo de cortes equivalentes.
Os resultados apresentados na tabela V mostram que a luminária especial para T5 com
refletor de alto fator de reflexão tem eficiência luminosa de 75lm/W, ou seja, cerca de 33%
maior que a da luminária para T8 com reator eletromagnético, a T5 especial tem eficiência
64% superior ( 72 lm/W contra 44lm/W). Como dado adicional verificamos o ganho obtido
com a simples substituição na luminária T8, do reator eletromagnético pelo eletrônico de alta
freqüência ( 23%, ou 54lm/W contra 44lm/W).
Lâmpada T5 versus T8
A eficácia energética da lâmpada fluorescente T5, comparada com diferentes sistemas
de lâmpadas T8, está descrita nas tabelas Vl e Vll. O reator eletrônico de AF para T5 atua
com corte do aquecimento por eletrodo durante a operação.
Página - 110 -
11.5. LUMINÁRIA T5 VERSUS T8
A eficácia das luminárias para lâmpadas T5 depende diretamente do seu tipo e do seu
projeto.As figuras 4 e 5 comparam a eficácia de diferentes tipos de luminária-louvre
espelhados para T5, utilizando luz direta, com a de luminárias T8 equivalente, equipadas com
reator eletrônico de AF (figura 4) e reator convencional (figura 5).
Tab. V – Comparação entre luminárias com refletor e Louvre espelhado T5 e T8
Luminária
T8,
1X36,
reator T8, 1X36, reator
convencional
Eletrônico de AF
Taxa de saída de luz
60%
61%
76%
Potência do sistema
36 + 10 = 46 W
32 + 4 = 36 W
28 + 2,5 = 30,5 W
3200lm
2900lm
1950 lm
2200 lm
54 lm/W
72 lm/V
23%
64%
Fluxo luminoso da 3350 lm
T5, 1X28 W
lâmpada
Fluxo luminoso da 2010 lm
luminária
Eficiência luminosa
44 lm/W
Economia de energia 0%
Tab. Vl – Comparação entre T5 e T8 com reator convencional
Tipo de lâmpada
Perdas
no Fluxo luminoso
Eficiência
reator
Aumento
eficiência
T8-36W
10W
3350 lm
73 lm/W
0%
T5-28/35W AF
2,5/3,5 W
2900/3650 lm
95 lm/W
30%
da
Página - 111 -
Tab. Vll – Comparação entre T5 e T8 com reator eletrônico de AF
Tipo de lâmpada
Perdas
no Fluxo luminoso
Eficiência
reator
Aumento
eficiência
T8-36W (32w) AF 4W
3200 lm
89 lm/W
0%
T5-28/35W AF
2900/3650 lm
95 lm/W
7%
2,5/3,5 W
da
11.6. LUMINÁRIAS ABERTAS (CALHAS SIMPLES)
As figuras 6, 7 e 8 comparam a eficiência luminosa de diferentes tipos de calhas para
T5 com a de calhas equivalentes T8 + reator eletrônico.
A figura 9 traz um resumo das comparações, realizadas nas figuras 4 a 8, entre as
luminárias T5 e as T8 + reator eletrônico.
Considerações Finais
Os resultados apresentados neste trabalho mostram as vantagens, em termos de
economia de energia para iluminação, do uso da lâmpada T5 em conjunto com novos
materiais refletores mais eficientes em luminárias-louvres especialmente projetadas. Na
prática, tanto nas aplicações de iluminação de ambientes quanto nas de iluminação localizada,
as luminárias louvres espelhadas para T5 apresentem economia de energia de até 35% sobre
as equivalentes para T8 equipadas com reatores eletrônicos de AF. No entanto, a eficiência de
luminárias T5 sem refletores e louvres especulares (calhas abertas) é menor de que a das
luminárias T8 equivalentes. Isso porque a eficácia desse tipo de luminária é afetada pela
menor temperatura ambiente da lâmpada.
Atualmente, a lâmpada fluorescente T5 permite aos projetistas criarem luminárias
menores e mais elegantes. Porém, quando do projeto louvres e refletores para essa lâmpada, é
preciso considerar o maior brilho da fonte de luz, de modo a evitar o ofuscamento – apesar de
já existir uma quantidade considerável de refletores para lâmpadas fluorescentes compactas,
as quais, em algumas potências, podem ser até três vezes mais brilhantes do que a lâmpada
T5. Outro aspecto é o consumo de materiais e embalagem, que é menor na tecnologia T5 em
Página - 112 -
função do menor tamanho das luminárias, contribuindo para uma economia de energia
adicional nas áreas de produção, armazenamento e expedição.
Concluindo, as aplicações de iluminação utilizando luminárias projetadas para
lâmpadas fluorescentes T5 e louvres espelhados mais eficientes, serão responsáveis por
instalações com melhor desempenho energético, implicando menos poluição ambiental e
melhor uso de recursos.
12. PROTÓTIPO
Durante a cadeira de Conservação de Energia tratamos de muitos assuntos referente à
conservação, cogeração e fontes alternativas de energia, tais como:
•
Índices e Níveis Gerais de Eficiência Energética no Brasil;
•
Eficiência Energética de Processos e equipamentos;
•
Índices Indicadores de Intensidade e conservação;
•
PROCEL;
•
Geração Alternativa de energia.
Familiarizamo-nos com o Programa Nacional de Conservação de Energia Elétrica PROCEL, cujo objetivo é promover a racionalização da produção e do consumo de energia
elétrica, eliminando os desperdícios e reduzindo os custos e os investimentos setoriais.
Criado em dezembro de 1985 pelos Ministérios de Minas e Energia e da Indústria e
Comércio, o PROCEL é gerido por uma Secretaria Executiva subordinada à Eletrobrás. Em
18 de julho de 1991, o PROCEL foi transformado em Programa de Governo, tendo suas
abrangência e responsabilidade ampliadas.
Página - 113 -
O Programa utiliza recursos da Eletrobrás e da Reserva Global de Reversão - RGR,
fundo federal constituído com recursos das concessionárias, proporcionais ao investimento de
cada uma. Utiliza, também, recursos de entidades internacionais.
No ano passado era estimado um crescimento da ordem de 40% na demanda para o
Sistema Elétrico Nacional para os próximos quatro anos; o que equivale a aproximadamente
26GW. O plano de expansão das hidrelétricas até 2004 supriria apenas uma demanda de
15GW. Os outros 11GW deveriam vir de usinas termelétricas a serem instaladas num total de
quarenta e nove até 2004. A expectativa do Ministério das Minas e Energia é que em 2009, o
gás natural esteja respondendo por 10% da matriz energética brasileira.
Contudo era fácil perceber que estávamos trabalhando com estimativas, e que a prática
nos revelava riscos de “blackouts” e racionamentos. A necessidade de conscientização dos
empresários e dos consumidores (residenciais e rurais) para a Conservação de Energia era
imperativa para um novo horizonte no quadro energético nacional. Só assim o desperdício
seria combatido e minimizado; os hábitos de consumo tornar-se-iam otimizados e o padrão de
vida dos brasileiros poderia ser melhor; pois a energia estaria ao alcance de todos a preços
mais baratos. Para os empresários investidores no ramo da Energia Elétrica os lucros seriam
maiores, pois menores seriam os investimentos em Geração e Transmissão.
Neste período consolidava-se o Operador Nacional do Sistema Elétrico - ONS, criado
em 26 de agosto de 1998, responsável pela coordenação e controle da operação das instalações
de geração e transmissão de energia elétrica nos sistemas interligados brasileiros.
As atividades desempenhadas pelo Operador Nacional do Sistema Elétrico afetam
diretamente a qualidade e o preço do suprimento de energia elétrica nos sistemas interligados.
O controle e a coordenação da operação, bem como as demais atividades do ONS, produzem
benefícios para todos os agentes setoriais. Por conseqüência, também têm efeitos sobre os
consumidores e, de forma mais geral, sobre a sociedade como um todo; ou seja:
•
Para os agentes setoriais:
•
Viabiliza um mercado competitivo sadio, implantando integridade, transparência e
neutralidade no relacionamento técnico entre os agentes.;
•
Otimiza o uso dos recursos de geração e transmissão disponíveis;
Página - 114 -
•
•
Provê sinalização técnico-econômica das condições futuras de atendimento;
•
Garante o acesso à rede de transmissão para a compra e venda de energia.
Para os consumidores:
•
Assegura padrões adequados de continuidade e qualidade de fornecimento;
•
Provê condições técnicas para que eletricidade a preços baixos seja o resultado da
competição entre as empresas no Mercado Atacadista de Energia;
•
•
Viabiliza a opção de escolha de fornecedor pelos consumidores livres.
Para a sociedade:
•
Reduz os riscos de falta de energia elétrica;
•
Contribui para a ampliação do serviço de eletricidade, alavancando recursos para
investimentos pelas empresas;
•
Contribui para a redução do custo Brasil, aumentando a competitividade em todas as
atividades econômicas em que a energia elétrica seja insumo relevante.
O processo de reestruturação do setor elétrico brasileiro tem como pontos principais a
desverticalização das empresas, a implantação de um modelo comercial competitivo, a
garantia do livre acesso à rede e a redução do papel do Estado nas funções empresariais no
setor, o que vem ocorrendo com a privatização das empresas existentes e a licitação da
expansão. Também faz parte do novo modelo a instituição de entidades especializadas para
executar as funções de regulação, planejamento da expansão, operação e financiamento do
setor.
Com tamanho e características que permitem considerá-lo único em âmbito mundial, o
sistema de produção e transmissão de energia elétrica do Brasil é um sistema hidrotérmico de
grande porte, com forte predominância de usinas hidrelétricas e com múltiplos proprietários.
O Sistema Interligado Nacional é formado pelas empresas das regiões Sul, Sudeste, CentroOeste, Nordeste e parte da região Norte. Apenas 3,4% da capacidade de produção de
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eletricidade do país encontra-se fora do SIN, em pequenos sistemas isolados localizados
principalmente na região amazônica.
A Operação Nacional do Sistema Elétrico concentra sua atuação sobre o Sistema
Interligado Nacional, que no início de 2000 correspondia a uma capacidade geradora instalada
de 62.076 MW, distribuídos entre os diferentes tipos de geração. A tabela abaixo ilustra isso:
Fonte
Potência (MW)
Hidroelétricas
51.738
Térmicas
3.381
Nuclear
657
Itaipu (50%)
6.300
Total
62.076
Sob o panorama que se apresentava, foi natural as discussões em torno da
Conservação de Energia como algo que era importante no final de 2000, e para os anos que
viriam. Todavia passou a ser de suma importância, hoje em meados de 2001, onde
racionamento de energia é manchete em todos os jornais, e “blackout” passou a ser palavra
corriqueira na boca do povo brasileiro.
Durante nossas discussões e atividades escolares fizemos uma pesquisa em Iluminação
Pública, conhecendo o projeto do PROCEL, que consiste, basicamente, na substituição de
lâmpadas, luminárias, reatores e relês fotoelétricos, por outros equipamentos energeticamente
mais eficientes e de maior vida útil. Assim, é gerada uma iluminação de melhor qualidade
com menor consumo de energia elétrica, conseguindo ainda uma significativa redução dos
gastos com a manutenção desse sistema.
O programa de combate ao desperdício de energia elétrica no setor de iluminação
pública tem como principais objetivos:
•
Reduzir a demanda do sistema elétrico no horário de pico;
•
Reduzir o consumo de energia elétrica;
•
Modernizar e melhorar a eficiência energética dos sistemas de Iluminação Pública;
Página - 116 -
•
Fomentar o desenvolvimento tecnológico de equipamentos;
•
Incentivar a gestão eficiente destes sistemas.
A iluminação pública é um serviço essencial para a qualidade de vida nos centros
urbanos. Ela contribui, no período noturno, para a segurança da população e para o tráfego de
veículos. Além de iluminar ruas, avenidas, praças, monumentos históricos e demais locais, a
iluminação pública é fundamental para melhoria da imagem das cidades, favorecendo o
comércio, o turismo e o lazer.
Do ponto de vista constitucional, a prestação dos serviços públicos de interesse local nos quais se insere a iluminação pública - é de competência dos municípios. Por se tratar
também de um serviço que requer o fornecimento de energia elétrica, está submetido, nesse
particular, à legislação federal.
Atualmente, os serviços de iluminação pública no Brasil são prestados tanto pelas
Concessionárias de energia elétrica, quanto pelas prefeituras municipais, diretamente ou por
empresas contratadas. Em pesquisa realizada pelo IBAM/PROCEL - 1997 abrangendo 173
municípios com população acima de 50.000 habitantes, constatou-se que:
•
em 42% desses municípios a concessionária de energia elétrica é a prestadora dos
serviços de iluminação pública;
•
em 36% é a própria prefeitura municipal e;
•
em 21% o serviço é prestado por ambas, concessionária e prefeitura municipal.
O Brasil possui atualmente cerca de 12,3 milhões de pontos de iluminação pública,
perfazendo uma potência instalada de cerca de 2,47 GW. O consumo neste setor corresponde
a 3,5% do consumo total de energia elétrica do país. Uma das principais características
associada a este uso final é que o seu período de consumo de energia elétrica abrange todo o
horário de pico do sistema elétrico.
Uma pesquisa realizada pelo PROCEL em 1995 envolveu 37 empresas
concessionárias de energia e mapeou 88% dos pontos de iluminação pública existentes no
país. As lâmpadas de vapor de mercúrio constituíam o tipo predominante de fonte de
iluminação, respondendo por 80% dos pontos de luz e 78% do consumo de eletricidade. As
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lâmpadas incandescentes e mistas representavam 12% dos pontos de luz e 8% do consumo de
energia, e a participação das lâmpadas de vapor de sódio era de 7% no total de pontos
instalados, e aproximadamente 12% do consumo de energia.
De acordo com os dados da pesquisa PROCEL/95, estima-se que o potencial de conservação
no setor de iluminação seja de 600 MW, ou seja, 27% do consumo atual.
Com a implementação dos projetos financiados pela ELETROBRÁS/PROCEL, o
objetivo é alcançar as seguintes metas até 2002:
•
Substituição de 4,5 milhões de pontos;
•
Redução de demanda na ponta - 410 MW;
•
Consumo anual evitado - 1.800 GWh;
•
Investimento (ELETROBRÁS) - R$ 279 milhões.
Benefícios para o País: o objetivo é alcançar as seguintes metas até 2002:
•
Criação de cultura para o combate ao desperdício de energia nas esferas dos
governos estaduais e municipais;
Página - 118 -
•
Desenvolvimento de novas tecnologias e criação de mercado para o uso de
equipamentos eficientes;
•
Minimização dos impactos ambientais decorrentes da implantação de novos
empreendimentos energéticos;
•
Aumento da capacidade produtiva e da competitividade internacional;
•
Postergação de investimentos para expansão do sistema elétrico;
•
Contribuição para o desenvolvimento sustentável.
E para as Concessionárias, o objetivo é alcançar as seguintes metas até 2002:
•
Deslocamento da ponta do sistema elétrico;
•
Redução das perdas no sistema elétrico;
•
Postergação de investimentos em capacidade instalada;
•
Disponibilidade de energia para atendimento a novos consumidores.
•
Desenvolvimento de novos negócios na área de conservação de energia; Para as
Prefeituras;
•
Favorecimento à segurança pública;
•
Melhoria da imagem das cidades;
•
Melhoria da qualidade da iluminação pública;
•
Melhores condições noturnas ao turismo, comércio, esporte e lazer;
•
Redução média de 30% a 40% nas contas de energia elétrica de iluminação
pública.
Assim, estávamos a um passo da decisão sobre o tema para o projeto final, e em
outubro de 2000 um fato novo aparecia. A Iluminação Pública passara a ser de maior interesse
de empresas do setor, e com isso alavancou pesquisas e desenvolvimentos em produtos até
então tidos como únicos no mercado. Desde 1998 protótipos de reatores eletrônicos surgiam, e
a concepção de produtos desse tipo para o setor de Iluminação Pública estava consolidandose.
A nossa oportunidade estava aí, pois o LACTEC – Instituto de Tecnologia para o
Desenvolvimento, começara um estudo sobre relês fotoelétricos em 1998, com a finalidade de
Página - 119 -
minimizar as perdas durante a comutação de tais equipamentos. O relê fotoeletrônico duplo
foi fruto desse estudo. Disposto a financiar nosso estudo, viabilidade e protótipo, o LACTEC
incentivou a continuidade desse projeto, permitindo o livre acesso da equipe às suas
dependências e Biblioteca.
Os Relés Fotoelétricos e Fotoeletrônicos disponíveis no mercado apresentam,
invariavelmente, contatos mecânicos para o acionamento/desacionamento do reator de
iluminação pública. Apesar do baixo custo inicial, um grande inconveniente destes relês é o
alto índice de falhas devido à soldagem dos contatos durante surtos na rede elétrica comercial,
ocasionando um alto custo de manutenção. O Relê Fotoeletrônico de Estado Sólido visa
apresentar uma alternativa aos relês convencionais, a um baixo custo, elevado desempenho,
inovando o controle da iluminação pública.
Dessa forma atendemos aos objetivos principais do PROCEL, modernizando e
melhorando a eficiência energética dos sistemas de Iluminação Pública, fomentando o
desenvolvimento tecnológico de equipamentos, com a perspectiva de redução de demanda do
sistema elétrico no horário de pico; redução do consumo de energia elétrica e incentivando a
gestão eficiente destes sistemas.
12.1. OBJETIVO
Desenvolvimento de um protótipo de Relê Fotoeletrônico de Estado Sólido para
lâmpadas de vapor de sódio e vapores metálicos, contendo as seguintes características:
•
Baixas Perdas;
•
Alta confiabilidade;
•
Acionamento de reatores até 400W;
•
Proteção contra surtos;
•
Acionamento do relê na passagem por zero da tensão de alimentação.
12.2. CARACTERÍSTICAS E DESEMPENHO DESEJADO
•
Relê Fotoeletrônico com Chave em Estado Sólido;
Página - 120 -
•
Acionamento de reatores eletrônicos e convencionais até 400W;
•
Perda no relê: 0,55% da Pnominal do reator com fator de potência aproximadamente
unitário;
•
Acionamento do relê na passagem por zero da tensão de alimentação;
•
Tensão de alimentação: 220V (+/- 10%).
12.3. DESENVOLVIMENTO
O desenvolvimento do Relê Fotoeletrônico foi realizado no Laboratório Central de
Pesquisa e Desenvolvimento – LACTEC durante o período de out./2000 a Jun/2001.
12.4. PROJETO DO RELÉ FOTOELETRÔNICO
A Figura 1 mostra um diagrama em blocos simplificado do circuito do Relê
Fotoeletrônico, destacando suas principais partes.
O Relê Fotoeletrônico trabalha com a mesma alimentação dos reatores para iluminação
pública, ou seja, 220V.
Sua configuração está dividida em seis blocos: fonte de alimentação, detetor de
passagem por zero, fotosensores, gerador de pulsos, comando da chave e chave estática.
Fotosensores
Fonte
Capacitiva
Detetor
de
Zero
Oscilador
Figura 1 - Diagrama em blocos do relê fotoeletrônico
Comando
da
Chave
Reator
Página - 121 -
12.4.1. FONTE DE ALIMENTAÇÃO
A fonte de alimentação do Relê Fotoeletrônico é do tipo capacitiva, figura 2a, e
fornece 11V contínuos para a alimentação dos demais blocos. A potência máxima fornecida
pela fonte é de aproximadamente 100 mW. O consumo do circuito de proteção para o relê é
de aproximadamente 30 mW, e no máximo 70mW no circuito de comando da chave em
estado sólido.
A Figura 2b apresenta a variação da tensão de alimentação no instante em que a chave
em estado sólido é comandada a conduzir. Observa-se uma queda nesta tensão devido a
energia que a fonte de alimentação deve fornecer para que a chave entre em condução. Para
minimizar esta queda, foram utilizadas duas abordagens: a utilização de TRIAC (Triode AC
Semiconductor Switch) especial (Sensitive Gate) e sinais de comando pulsados no gatilho do
TRIAC. A variação de tensão, como pode ser observado na figura, ficou em torno de 5%.
Figura 2a – Fonte Capacitiva
Figura 2b – Variação da tensão de alimentação
no
instante do acionamento da chave
estática.
Página - 122 -
12.4.2. DETECÇÃO DA PASSAGEM POR ZERO
A detecção da passagem por zero é feita
pela comparação da tensão da rede com uma
referência de tensão próxima a zero. Através da
figura 3, que apresenta o circuito de detecção
da passagem da tensão da rede de alimentação
por zero, pode-se observar o princípio de
funcionamento deste circuito. A tensão da rede
é amostrada através do resistor R1, ligada ao
terminal não inversor do operacional e limitada
através do diodo zener DZ. É feita então a
comparação deste sinal com uma referência,
Figura 3 – Circuito detetor da passagem da
obtida através de um divisor resistivo composto tensão
por R2 e R3 e conectado ao terminal inversor
da
rede comercial por zero.
do
do operacional. Quando a tensão da rede de alimentação comercial for maior que
aproximadamente 4V, a tensão do operacional satura em um valor alto (aproximadamente
10% abaixo da tensão da fonte de alimentação).
Utilizando uma característica não linear do amplificador operacional, na qual, para
uma tensão na entrada não inversora abaixo da tensão de alimentação negativa do CI, faz com
que a saída do operacional sature em um valor alto. Sendo assim, a tensão de saída do
operacional somente estará baixo durante um pequeno intervalo de tempo em que a tensão da
rede comercial estiver dentro da faixa de aproximadamente 0 a 4 V. A figura 4 apresenta a
tensão de saída do operacional de detecção de zero, onde pode ser comprovado os limites de
atuação do operacional.
Página - 123 -
A figura 5 apresenta o início da geração dos pulsos que acionam a chave em estado
sólido, sincronizado com a passagem da tensão de alimentação da rede comercial por zero.
Este comportamento permite que após uma falta (momentânea) de energia elétrica, a chave
inicie a condução no instante da passagem por zero da tensão e minimize os picos de corrente
na chave, o que aumenta a vida útil da mesma.
Vrede
Vsaída
Figura 4 – Tensão na saída do circuito de detecção da passagem por zero.
Página - 124 -
Figura 5 – Início da geração de pulsos para comando da chave estática, sincronizado com a
passagem da tensão da rede comercial de energia elétrica.
A figura 6 apresenta a corrente de carga na partida do reator da lâmpada de vapor de
sódio com correção de fator de potência. Observa-se que não ocorrem picos de corrente na
partida, já que o início de condução da chave estática ocorre na passagem da tensão por zero.
Testes realizados com um reator de 400W com capacitor de correção de fator de potência de
50µF e partida sem detecção da passagem por zero da tensão de rede apresentaram correntes
de pico de até 70 vezes a corrente eficaz de carga, ou seja, correntes com fator de crista de 70.
Apesar de não danificar o componente de imediato, estes picos de corrente ocasionam uma
diminuição da vida útil do componente.
Página - 125 -
Figura 6 – Corrente de carga na partida de lâmpada de vapor de sódio com correção FP.
12.4.3. FOTOSENSOR
O circuito dos Fotosensores (fototransistores)
tem por finalidade captar o fluxo luminoso do
ambiente externo e atuar no circuito de comando da
chave. Segundo a norma ABNT/NBR5123 (1998) a
chave deve ser comandada a conduzir (ligar) entre
os níveis de luminância de 3 lux a 20 lux, medidos
em plano tangente à superfície da tampa do relê, e
comandada a bloquear com no máximo 80 lux no
mesmo plano, mantendo a relação de 1,2 a 4 entre
ligar e desligar, em tensão nominal.
Figura 7 – Circuito do Fotosensor.
Página - 126 -
A utilização de dois fototransistores em paralelo contribui para a melhoria da
linearidade de resposta do circuito de comando. A figura 7 apresenta o circuito do fotosensor.
Observa-se que quanto maior o nível de iluminamento externo, maior o nível de tensão que é
aplicado na entrada inversora do amplificador operacional. Após um determinado nível,
definido pelo divisor resistivo ligado à entrada não inversora do operacional, a saída do
mesmo é forçada ao nível baixo, que faz com que um transistor ligado à entrada não inversora
do operacional do circuito de passagem por zero force uma saída alta neste operacional, ou
seja, desabilitando os pulsos no gatilho do TRIAC.
12.4.4. GERADOR DE PULSOS
Devido à natureza indutiva da carga a ser alimentada, não foi possível a utilização de
pulso único de comando, já que a priori não se sabe o instante exato de anulação da corrente
de carga, para que seja feito o comando da chave. Por isso foi utilizado a técnica de disparo
através de pulsos de corrente no gate do TRIAC. Com isso obtém-se uma economia de energia
para o comando da chave e ao mesmo tempo uma confiabilidade no disparo da mesma. A
figura 8 apresenta o circuito gerador de pulsos. Trata-se de um oscilador de relaxação, obtido
pela carga e descarga de um capacitor através de um, resistor.
O princípio de funcionamento é muito simples:
Quando a alimentação do CI é aplicada, a tensão de
saída do Amplificador Operacional satura em um valor
alto (aproximadamente 1,5V abaixo da tensão de
alimentação do CI). O capacitor começa então a se
carregar em direção à tensão de alimentação, e, ao
atingir o nível definido pelo divisor resistivo formado
por R1 e R2, faz com que a saída do operacional sature
em um nível baixo (aproximadamente 1,5 V acima da
tensão de referência (terra). Este ciclo se repete
indefinidamente, com um período de 2,2 vezes a
constante RC, independentemente do valor da fonte de
alimentação.
Figura 8 – Circuito do gerador de pulsos.
Página - 127 -
A figura 9 apresenta os sinais de comando para o disparo do TRIAC. Foi escolhida
uma freqüência de 10 kHz devido a limitação do operacional.
Figura 9 – Pulsos gerados para o acionamento da chave.
12.4.5. COMANDO DA CHAVE ESTÁTICA
O acoplamento entre o circuito de comando
e o gate do TRIAC é feito capacitivamente, através
de um capacitor, o que melhora sensivelmente a
energia
despendida.
Uma
das
características
importantes no dimensionamento do dispositivo de
comando é a diferença entre os níveis de corrente
necessários para o disparo do TRIAC nos diferentes
quadrantes de operação. O IV quadrante de
operação é o mais crítico. Portanto, efetuando-se
uma operação segura neste quadrante, garantirá o
disparo
nos
demais.
O
TRIAC
do
Relê
Fotoeletrônico opera nos quatro quadrantes.
Figura 10 – Comando da Chave Estática.
Página - 128 -
O circuito de comando do Relê Fotoeletrônico funciona da seguinte forma: quando
houver um iluminamento, sobre o fototransistor, acima de um determinado limiar, a saída do
circuito satura assumindo um valor baixo, fazendo com que um transistor entre em condução
e force a saída do circuito do detetor de passagem por zero a assumir um valor alto, que
desabilita a comutação da chave estática.
12.4.6. CHAVE ESTÁTICA
A chave estática escolhida foi um TRIAC, devido à relação custo/benefício comparada
às demais chaves (MOSFET, IGBT, BIPOLAR) e por ser uma chave bidirecional em corrente.
Para que fosse possível um circuito eletrônico de baixo consumo, optou-se por um TRIAC
com baixo nível de corrente para acionamento (Sensitive Gate). No entanto, esta característica
faz com que a capacidade de suportar altas derivadas de corrente e tensão fique
comprometida.
Por esse motivo utilizamos um TRIAC auxiliar de disparo (Sensitive gate), protegido
por um circuito RC (Souber) disparando um TRIAC principal para acionamento do conjunto
reator e lâmpada.
Figura 11 – Circuito da chave estática.
Página - 129 -
12.4.7. PERDAS NA CHAVE ESTÁTICA
As perdas de condução na chave estática variam linearmente com a corrente que
circulam pela mesma, já que a tensão direta de condução do TRIAC varia muito pouco para as
variações de corrente direta, podendo ser visualizadas no gráfico da figura 12.
Perdas de Condução na Chave Estática
800
750
700
650
Potência Aparente do Reator (VA)
600
550
500
450
400
350
300
250
200
150
100
50
0
0
0.25
0.5
0.75
1
1.25
1.5
1.75
2
2.25
2.5
Perdas de Condução no TRIAC (W)
Figura 12 – Perdas de condução na chave estática
2.75
3
3.25
3.5
3.75
4
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As figuras 13 e 14 apresentam a queda de tensão direta sobre o TRIAC durante o estado de condução.
Figura 13 – Tensão direta sobre o TRIAC durante condução para reator sem correção de FP.
Figura 14 – Tensão direta sobre o TRIAC durante condução para reator com correção de FP.
Página - 131 -
12.5.
LAYOUT DO RELÊ PARA CONFECÇÃO DA PLACA DE CIRCUITO
IMPRESSO
Abaixo são apresentados os layouts da placa de circuito impresso utilizado no projeto do
Relê Fotoeletrônico em Estado Sólido utilizando dois TRIAC’s.
Figura 15 – Layout PCI componentes.
Figura 16 – Layout PCI componentes/Top.
Figura 17 – Layout PCI componentes/Bottom.
Figura 18 – Layout PCI componentes/TopBottom.
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O circuito com apenas um TRIAC é obtido fazendo-se um jump entre os terminais de
gate e T1 do Triac auxiliar. Esta conexão é mostrada na figura 19.
Figura 19 – Jump no caso de utilização de circuito com apenas um TRIAC.
12.6. AJUSTES NO RELÊ
12.6.1. AJUSTE DE SENSIBILIDADE
O ajuste de sensibilidade no Relê Fotoeletrônico pode ser feito ajustando-se o valor do
resistor R3 na figura 7:
Aumentando-se o valor deste resistor, a chave será acionada com uma menor
intensidade luminosa, ou seja, será acionada mais tarde ao anoitecer. Consequentemente,
diminuindo-se o valor desta resistência, a chave será acionada mais cedo ao anoitecer.
12.6.2. AJUSTE DE HISTERESE
O ajuste de histerese, ou seja, a diferença de iluminamento entre ligar/desligar é definido
pelos resistores R1, R2 e R4, na figura 7. Para efeito de ajuste, o resistor R2 é o que apresenta
o maior efeito neste parâmetro.
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Aumentando-se o valor de R2, aumenta-se o valor da histerese, ou seja, a relação entre
os níveis de iluminamento necessários para ligar e desligar a chave.
12.6.3. AJUSTE DE ATRASO PARA TRANSIÇÃO LIGADO/DESLIGADO
O Relê Fotoeletrônico apresenta um atraso na transição do estado ligado para desligado
e vice-versa, necessário para que fachos de luzes provenientes de faróis de automóveis,
relâmpagos
e
laseres
(pointers)
não
acionem/desacionem
o
Relê
Fotoeletrônico
indesejadamente. Para ajustar este atraso, deve-se ajustar o valor do capacitor C1 da figura 7.
Aumentando-se o valor deste capacitor, aumenta-se o atraso de transição.
12.6.4. AJUSTE DE TEMPO DE RESET DO RELÊ FOTOELETRÔNICO
Após uma falha momentânea na rede comercial, é necessário que haja um certo
intervalo de tempo para que o Relê Fotoeletrônico recupere a capacidade de comandar a chave
estática na passagem por zero da tensão. O ajuste foi feito de modo que em aproximadamente
meio ciclo da rede (8 ms) o Relê Fotoeletrônico já recupere esta capacidade.
O ajuste deste intervalo é feito na saída
do detetor de passagem por zero. Aumentandose o valor de R ou C, na figura 20; aumenta-se
o intervalo necessário para o reset, ou seja, o
intervalo em que deve haver a falta de energia
para que o Relê Fotoeletrônico recupere a
capacidade de detecção de passagem por zero.
Figura 20 – reset do relê
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APÊNDICE A
I)
PLANO DIRETOR DE CONSERVAÇÃO DE ENERGIA NA
ILUMINAÇÃO PÚBLICA – CIDADE DE CURITIBA
Em 1943, a cidade teve pela primeira vez um Plano Diretor, conhecido como Plano
Agache, tendo como características o alargamento das principais vias públicas, implantação
de um sistema radial de largas avenidas ao redor do centro e a divisão da cidade em zonas
específicas. Embora não implantado totalmente, este Plano norteou o crescimento da cidade
até a metade da década de sessenta. Entre as várias iniciativas do Poder Público, constatou-se
a preocupação com a iluminação pública, tendo em vista que no começo dos anos 50,
praticamente, toda a periferia da cidade não possuía iluminação pública. Com a criação da
Companhia Paranaense de Energia Elétrica – COPEL em 1954, a cidade passou a contar,
embora de forma embrionária, com um sistema de iluminação e os bairros mais afastados do
centro tradicional tiveram acesso à energia elétrica nas vias públicas.
Os custos atuais do Sistema de Iluminação Pública da cidade de Curitiba,
considerando-se a manutenção dos equipamentos e o custo da energia podem ser
significativamente reduzidos, respondendo à politica encampada pelo Governo Federal, com a
utilização de equipamentos modernos. Seguindo a tendência mundial na busca de soluções
que visem a conservação de energia e o combate ao desperdício, baseadas tanto nas
preocupações com problemas ambientais decorrentes da necessidade do uso de energia
nuclear, ou da geração térmica de eletricidade, a redução do consumo de eletricidade, a
redução do consumo de eletricidade significaria para o Brasil um passo importante para
melhor utilização dos recursos naturais e de capital. Representaria uma possibilidade de adiar,
ou mesmo de evitar investimentos na construção de novas usinas.
Em 1986, houve uma forte atuação do PROCEL, que promoveu uma parceria cam as
Concessionárias no sentido de se eficientizar os sistemas de Iluminação Pública. No perídod
compreendido entre 1987 e 1996 por exemplo, 146.000 lâmpadas incandescentes e mistas
foram substituídas por VM-80 e VM-125 somente na área de concessão da COPEL, retirando
cerca de 16.000 kW de ponta e com uma energia acumulada conservada de 373.000 MWh. A
nível nacional estão aprovados pela Eletrobrás, em cidade como Salvador, Manaus, Recife e
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outras, programas para a substituição de aproximadamente 800.000 pontos de Iluminação
Pública, por lâmpadas mais eficientes.
II)
OBJETIVO
Apresentar propostas para melhoria do nível da qualidade do sistema e iluminação
pública da Cidade de Curitiba, bem como a redução dos custos com energia elétrica e de
manutenção, baseado principalmente na utilização de equipamentos mais eficientes.
III)
MANUTENÇÃO
Levantamentos de campo efetuados na cidade apontam para alguns problemas de
manutenção, como por exemplo :
•
aproximadamente 7% do sistema permanece com as lâmpadas acesas durante o dia,
indicando problemas com os relés (levantamento LAC);
•
muitas lâmpadas utilizadas já
estão com sua vida útil vencida, reduzindo
significativamente o fluxo luminoso
•
a maioria das luminárias LM1 utilizadas estavam em mau estado de conservação,
reduzindo o seu rendimento em média para 60% do valor inicial
•
existem áreas na cidade onde o vandalismo é bastante acentuado, em alguns casos
atingindo 40% de lâmpadas substituídas anualmente
IV)
REATORES
Os reatores convencionais atualmente em uso nos sistemas de Iluminação Pública
possuem perdas da ordem de 10% a 20%, além do que, conforme levantamentos de campo
efetuados , o fator de potência da instalação que segundo a norma deve ser de no mínimo 0,92,
em muitos casos não chegou a este valor, sendo encontrados valores de até 0,6, indicando uma
depreciação do capacitar de correção do fator de potência.
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Estão sendo desenvolvidos reatores de baixas perdas para Iluminação Pública, tendo
como principais características perdas estimadas abaixo de 10%, portanto inferiores à dos
reatores convencionais.
V)
FOTOCÉLULAS
Ensaios realizados em relés fotoelétricos de diversos fabricantes retirados do sistema
de Iluminação Pública na cidade de Curitiba, apresentam uma dispersão bastante significativa
no que diz respeito ao tempo de lâmpada ligada, chegando a valores de até 30 minutos.
Outro fator importante diz respeito à vida útil das fotocélulas. O custo unitário gira hoje em
torno de R$ 5,00 (cinco reais), porém o custo de manutenção das mesmas, considerando mão
de obra, caminhão e toda infra estrutura necessária é muito superior a este valor, portanto uma
vida útil superior, dependendo do preço do equipamento poderá ser vantajoso para a
Prefeitura.
Além dos aspectos acima, outro ponto importante ‚ a característica construtiva dos
relés, cujos contatos são NF (normalmente fechados), fazendo com que, em caso de defeitos a
lâmpada permaneça acesa. Considerando que aproximadamente 7% do sistema de Iluminação
Púbica permanece aceso durante o dia, a alteração nas especificações para contatos NA
(normalmente abertos) eliminaria este problema. Cabe lembrar que está em estudo pela
ANEEL o faturamento para as lâmpadas acesas durante o dia.
A COPEL está alterando suas normas técnicas, no sentido de estreitar os limites de
funcionamento das fotocélulas, bem como a utilização de contatos NA. Neste sentido a
utilização destas normas por parte da Prefeitura Municipal de Curitiba , bem como a exigência
de garantias por parte do fabricante, e a aplicação de critérios que contemplem a relação
custo/benefício nas licitações poderão trazer uma grande redução nos custos de manutenção
para a Prefeitura Municipal de Curitiba.
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VI)
LUMINÁRIAS
Conforme já mencionado, grande parte das luminárias utilizadas no sistema de
Iluminação Pública em Curitiba, principalmente as luminárias para lâmpadas de 80W e 125W
são bastante antigas, do tipo aberta (LM-1 e LM-10). Ao longo do tempo, o corpo refletor
destas luminárias sofre um processo de oxidação o qual compromete a reflexão do corpo
ótico. Ensaios de Laboratório apontam para uma redução para 60% do valor inicial. Além do
aspecto da superfície refletora, em alguns setores da cidade a taxa de troca de lâmpadas em
função do vandalismo chega a 72% do total de lâmpadas trocadas.
Existem atualmente no mercado luminárias fechadas, cujo conjunto ótico ‚ protegido
por policarbonato, que tem como características uma rigidez mecânica extremamente alta,
suportando inclusive a disparos de armas de fogo, evitando assim o vandalismo, uma
resistência à raios ultravioleta também muito alta, além de proteger a superfície refletora,
retardando o processo de perda de rendimento. Ensaios comparativos entre luminárias
protegidas novas, e as luminárias tradicionais novas, indicam para um mesmo nível de
rendimento.
Em que pese o preço destas luminárias ( à partir de R$ 65,00) ser superior às
luminárias tradicionais (R$ 17,50), considerando a maior durabilidade das mesmas, mantendo
quase inalteradas as características de rendimento ao longo do tempo, bem como uma redução
significativa na taxa de vandalismo, o custo de manutenção será reduzido significativamente.
VII)
ECONOMIZADORES
São equipamentos que, em intervalos de tempo predeterminados, reduzem a potência
das lâmpadas. Como exemplo, supondo que a redução se dê para 70% da potência nominal,
até 3 horas após o acendimento e à partir das 0:00hs, a redução total no consumo de energia ‚
de 22%.
A instalação de tais equipamentos se dá através da substituição simples dos relés
fotoelétricos, uma vez que possuem caracter¡sticas muito semelhantes, e o custo é da ordem
de R$ 35,00 a R$ 40,00.
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A utilização deste tipo de equipamento requer um entendimento com a concessionária,
uma vez que, em não se tendo medição de consumo de energia para o sistema de Iluminação
Pública, a legislação vigente prevê o faturamento em função da potência instalada, e pelo
período médio anual de 12 horas. Com a utilização deste equipamento, potência instalada é a
mesma, porém o consumo de energia elétrica é menor. Estudos por parte da ANEEL estão em
andamento para adequação da legislação.
Com relação a receptividade quanto aos índices de iluminamento nos instantes de
redução de potência, resultados de uma pesquisa realizada em Curitiba indicam não haver
nenhuma percepção por parte da população da diminuição dos níveis de iluminamento nos
horários de redução.
VIII) FOTOCÉLULAS
De acordo com informações fornecidas pela Prefeitura Municipal de Curitiba, são
adquiridas em média 2300 fotocélulas /mês( jan/97 a out/97) para a manutenção do sistema.
Considerando problemas como qualidade do equipamento e de custos de manutenção, bem
como a nova Norma Técnica Copel (NTC) sobre o assunto, pode-se sugerir que sejam
adquiridos somente equipamentos em conformidade com esta norma, tendo como principais
características um estreitamente da faixa de sensibilidade, mantendo a lâmpada acesa durante
um período menor, e o desligamento da lâmpada em casos de defeito no equipamento.
IX)
OPERACIONALIZAÇÃO
A implantação dos equipamentos deverá obedecer um cronograma de médio ou de
longo prazo, no qual a cidade seja dividida em áreas de prioridades, levando-se em
consideração critérios como índices de criminalidade, localização de escolas, vandalismo,
eixos viários, etc . A instalação dos equipamentos novos deverão ser realizados de maneira
seqüêncial, obedecendo esta escala de prioridades, no sentido de que os equipamentos
retirados do sistema e que estejam em bom estados de conservação possam ser utilizados
pelas equipes de manutenção no restante do sistema.
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Desta maneira, além de minimizar o sucateamento dos equipamentos antigos, abre-se a
possibilidade da utilização de novos equipamentos que venham a surgir no mercado durante a
fase de execução deste plano, como por exemplo lâmpadas de vapor sódio de 100 W,
largamente utilizadas no exterior, e que estão chegando agora no mercado brasileiro, bem
como reatores de baixas perdas, os quais em função dos custos e critérios apropriados de
aquisição poderão ser muito interessantes.
X)
CONSIDERAÇÕES FINAIS
Um Plano de Iluminação Pública para a cidade de Curitiba deve necessariamente levar
em consideração, além dos aspectos da eficientização, as novas necessidades da cidade, como
por exemplo: segurança, novos eixos viários, localização de escolas, novas áreas de
concentração urbana, etc. , enfim, uma série de informações que cabem ao poder público
competente estabelecer.
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Bibliografia:
Eletricidade Moderna – Editora Aranda, Ano XXVII Número 294
Eletricidade Moderna – Editora Aranda, Ano XXVII Número 305
Eletricidade Moderna – Editora Aranda, Ano XXVIII Número 309
Eletricidade Moderna – Editora Aranda, Ano XXVIII Número 312
Eletricidade Moderna – Editora Aranda, Ano XXVIII Número 318
Eletricidade Moderna – Editora Aranda, Ano XXIX Número 324
Eletricidade Moderna – Editora Aranda, Ano XXVII Número 316
Eletricidade Moderna – Editora Aranda, Ano XXVII Número 300
Eletricidade Moderna – Editora Aranda, Ano XXVIII Número 302
Eletricidade Moderna – Editora Aranda, Ano XXVIII Número 311
Eletricidade Moderna – Editora Aranda, Ano XXVIII Número 319
Eletricidade Moderna – Editora Aranda, Ano XXIX Número 327
http://www.muricy.com.br
http://www.repume.com.br
http://www.startengenharia.com.br
http://www.portoalegre.rs.gov.br/obras/ilumin.htm
http://www.levilux.com.br
http://www.ibam.org.br/rcidades/iluminação.htm