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Como elaborar projetos de iluminao industrial visando reduo do consumo de eletricidade Edio 52, Maio de 2010

Por Julian Villelia Padilla

Nos projetos de iluminao industrial, existem diversos tpicos a serem considerados a fim de

proporcionar custos operacionais mais baixos do ponto de vista energtico. As oportunidades de

economia esto presentes na escolha do conjunto lmpadas e luminrias, na definio de sua

altura de fixao, nos automatismos de comando (sensores de presena, temporizadores e sensores

de iluminao), na distribuio dos circuitos eltricos, no aproveitamento da iluminao natural e

na localizao dos interruptores para atender s necessidades de iluminao do local e de seus

usurios.

O ponto de partida para um projeto de iluminao definir o nvel de luz do ambiente, que leva

em considerao as atividades que sero realizadas e o pblico a ser atendido. A norma brasileira

ABNT NBR 5413 Iluminncia de interiores define a quantidade de lux necessria para diversos

locais. Considerando que h uma subjetividade importante na percepo de uma boa iluminao,

essencial que as recomendaes normativas sejam atendidas. Para confirmar a correo da

iluminao, necessrio realizar uma verificao prtica por meio da medio do nvel de

iluminao com um luxmetro e comparar com os valores normativos para dirimir qualquer dvida

quanto qualidade da iluminao.

Os fabricantes tm apresentado desenvolvimentos expressivos com a inteno de proporcionar

produtos cada vez mais eficientes e durveis. Hoje existem alternativas energeticamente mais

eficientes na iluminao industrial, que englobam lmpadas e luminrias com rendimentos

luminosos bem superiores aos verificados no passado.

A tabela a seguir apresenta os rendimentos luminosos (lmens/watt) de diversas fontes de

iluminao.

Tipo de lmpada Rendimento luminoso

Incandescente 10 a 15 lm/W

Halgenas 15 a 25 lm/W

Mista 20 a 35 lm/W

Vapor de mercrio 45 a 55 lm/W

Led 35 a 70 lm/W

Fluorescente comum 55 a 75 lm/W

Fluorescente compacta 50 a 80 lm/W

Multivapores metlicos 65 a 90 lm/W

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Fluorescentes econmicas 75 a 90 lm/W

Vapor de sdio 80 a 140 lm/W

Existem algumas consideraes a serem feitas para o uso das tecnologias acima em ambientes

industriais:

Lmpadas mistas Tm rendimento melhor e vida til maior (6.000 horas) comparadas s

incandescentes e apresentam a vantagem de no necessitar equipamento auxiliar de partida, mas,

quando a prioridade minimizar o consumo de energia eltrica, podem ser substitudas pelas

lmpadas fluorescentes compactas de maior potncia e pelas lmpadas de descarga a vapor de

mercrio, sdio e multivapores metlicos.

Lmpadas a vapor de mercrio Possuem vida til elevada (24.000 horas), custo relativamente

baixo e requerem reator para o seu funcionamento. Sua luz branca e seu ndice de reproduo de

cores (IRC) de 40 (luz do sol possui IRC = 100). Podem ser substitudas com vantagem energtica

pelas lmpadas a vapor de sdio e de multivapores metlicos.

Lmpadas a vapor de sdio Tm vida til elevada (18.000 a 24.000 horas), custo relativamente

baixo e requerem reator para o seu funcionamento. Seu rendimento energtico o melhor das

lmpadas de descarga, porm apresentam o inconveniente de proporcionar uma luz de colorao

amarela e um baixo ndice de reproduo de cores IRC = 20. Podem ser utilizadas em ambientes

industriais em que no haja necessidade de identificao de cores, como fundies, caldeirarias,

estoques de matrias-primas, reas externas e estacionamentos.

Lmpadas a multivapores metlicos Apresentam vida til de 10.000 horas, proporcionam luz

branca e boa reproduo de cores (IRC = 80 a 90) e requerem reatores para o seu funcionamento.

Seu custo maior que as outras lmpadas de descarga de mercrio e sdio, mas o seu rendimento

energtico e qualidade da luz justificam o seu uso.

Lmpadas fluorescentes econmicas Com vida til de 7.500 horas, proporcionam boa

reproduo de cores (IRC = 80 a 85) e podem utilizar reatores eletrnicos (mais eficientes) para o

seu funcionamento. Proporcionam melhores resultados com alturas de fixao de 3 a 4 metros,

mas podem ser utilizadas com alturas de fixao de at 5 metros, desde que utilizem luminrias

espelhadas. Seu baixo custo e rendimento luminoso justificam o seu uso.

Quanto s luminrias, o aumento do rendimento luminotcnico alcanado pelas geometrias

refletivas adequadas fonte luminosa, sendo utilizadas superfcies espelhadas para direcionar a

luz gerada pelas lmpadas ao ambiente de trabalho. Em ambientes industriais, necessrio levar

em considerao aspectos relacionados com a facilidade de manuteno do conjunto luminria e

lmpada e, caso existir no ambiente industrial a possibilidade de vazamentos de produtos

inflamveis, os invlucros devero ser prova de exploso para melhorar a segurana da

instalao.

Os fabricantes tradicionais de lmpadas e luminrias oferecem programas de computador que

rapidamente permitem quantificar o nmero de lmpadas e luminrias e a sua distribuio fsica

para atender aos nveis de iluminao normalizados e necessrios para o ambiente em estudo.

Cabe ao projetista analisar duas ou trs alternativas tcnicas de iluminao considerando seus

custos de implantao e custos operacionais relativos energia eltrica. Devero ser discutidas

essas alternativas juntamente com os outros profissionais do empreendimento, visando a conciliar

os aspectos arquitetnicos e funcionais, investimentos envolvidos, facilidades de operao e

manuteno e custos operacionais. O tempo gasto nestes estudos plenamente justificado pelas

economias que podem ser alcanadas em uma anlise mais abrangente.

Nem sempre a alternativa que possui o menor investimento inicial a mais econmica ao longo do

tempo. Nesse tipo de avaliao, deve ser considerado para um determinado horizonte de tempo o

custo da reposio das lmpadas (aquisio e mo de obra de substituio) e o custo da energia.

Exemplo prtico obtido a partir dos resultados de um software luminotcnico:

Dcio de Miranda

Jordo Dcio de Miranda Jordo,

engenheiro eletricista...

Hilton Moreno engenheiro eletricista,

consultor, professor...

Jobson Modena engenheiro eletricista,

membro do Comit...

Joo Jos Barrico

de Souza engenheiro eletricista e

de segurana no ...

Jos Starosta diretor da Ao

Engenharia e Instalaes ...

Luiz Fernando

Arruda engenheiro eletricista,

ps-graduado em ...

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quando utilizar um ou outro

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Edio 52

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Janeiro/2010

Determinar a iluminao (luminrias e lmpadas) a ser instalada a 1,8 metro do plano de trabalho

para proporcionar um nvel de iluminao mdio de 500 lux. O ambiente possui teto, paredes e

piso claros (Reflexes 80%, 70% e 30% respectivamente) e suas dimenses so comprimento = 25

metros e largura = 20 metros:

Opo 1 Luminria tipo industrial de chapa pintada branca com refletor em alumnio anodizado

fosco com lmpada a vapor metlico de 150 W e reator eletromagntico.

Quantidade de luminrias = 56

Iluminncia em servio = 558 lux

Potncia instalada (lmpada + reator) = 9.072 W

Densidade de potncia = 18,14 W/m2

Opo 2 Luminria tipo industrial de chapa pintada branca com refletor em chapa pintada branca

com duas lmpadas fluorescentes de 40 W e reator eletromagntico.

Quantidade de luminrias= 81

Iluminncia em servio = 557 lux

Potncia instalada (lmpada + reator) = 7.574 W

Densidade de potncia= 15,15 W/m2

Opo 3 Luminria tipo industrial de chapa pintada branca com refletor de alumnio espelhado

com duas lmpadas fluorescentes de 32 W e reator eletrnico.

Quantidade de luminrias = 64

Iluminncia em servio= 523 lux

Potncia Instalada (lmpada + reator)= 4.160 W

Densidade de potncia= 8,32 W/m2

Considerando um uso mensal de 250 h por ms, os custos da energia consumida para as trs opes

apresentadas so para um consumidor alimentado em baixa tenso (R$ 0,20 / kWh):

Opo Consumo mensal (kWh) Custo energia mensal Percentual

1 2.268 R$ 454 100%

2 1.894 R$ 379 83%

3 1.040 R$ 208 46%

Do ponto de vista energtico, foi possvel reduzir em 54% o consumo de energia e seu

correspondente custo por meio da escolha de um conjunto luminria e lmpada energeticamente

mais eficiente, sendo que, neste caso, os investimentos so equivalentes.

A seguir, h algumas recomendaes prticas a serem consideradas durante a fase de projeto,

objetivando tornar a iluminao energeticamente mais eficiente:

-Aproveitar sempre que possvel a iluminao natural. Em galpes industriais, possvel utilizar

telhas translcidas que durante o dia permitem manter a iluminao artificial total ou

parcialmente desligada sem comprometer as atividades do local e atender aos nveis de iluminao

normativos;

- Distribuir os circuitos de alimentao das luminrias para facilitar os desligamentos parciais

conforme a iluminao natural existente.

- A altura de fixao da luminria tem uma influncia importante na quantidade necessria de

luminrias para atender a um determinado nvel de iluminao. A quantidade de lux funo do

inverso do quadrado da distncia entre a fonte luminosa e o plano de trabalho, de forma que

quanto menor for a altura de fixao das luminrias menor ser a sua quantidade para atender ao

LTIMOS

Religadores X Disjuntores

quando utilizar um ou outro em

subestaes?

Como elaborar projetos de

iluminao industrial visando

reduo do consumo de

eletricidade

Em debate: Quadros e painis

TTA / PTTA

Da mquina a vapor aos

softwares de automao

Normalizao de instalaes

eltricas offshore (Parte II)

LTIMOS

A engenharia e seus objetivos

Quadros eltricos

Para

Poltica de segurana eltrica

Instalaes eltricas crticas e

de (atendimento s cargas

misso crtica (1

limite normativo de iluminao;

- Uma boa prtica dependendo do tipo de indstria projetar uma iluminao ambiente para

circulao das pessoas e movimentao de materiais e adicionalmente pontos de iluminao

especfica e localizados com as mquinas para proporcionar adequados nveis de iluminao para

os seus operadores;

- Escolher criteriosamente o nvel de iluminao recomendado por norma para evitar uma

quantidade de pontos de iluminao sem necessidade;

- Alm do investimento inicial, calcular os custos operacionais (reposio, mo de obra e energia);

- Em ambientes menores ou setores diferenciados, prever interruptores individuais para comando

da iluminao;

- Estudar a adoo de automatismos como sensores de presena e sensores de iluminao para

desligar a iluminao artificial quando esta no for efetivamente necessria.

As grandes oportunidades de conservao de energia na iluminao esto na fase do projeto e

requerem uma anlise cuidadosa e criteriosa para selecionar as alternativas mais econmicas. Um

projeto energeticamente mal concebido depois de instalado requer novos investimentos e nem

sempre possvel aproveitar o que j foi instalado.

Uma iluminao industrial bem projetada melhora o ambiente de trabalho, aumenta a segurana

dos funcionrios, proporciona melhor produtividade, reduz custos operacionais e, principalmente,

contribui para a preservao do meio ambiente.

Julian Villelia Padilla engenheiro eletricista, engenheiro de segurana, ps-

graduado em administrao de empresas, com diversas especializaes na

rea de eletricidade e conservao de energia. diretor da Enerenge

Engenharia e Informtica Ltda.

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