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QUALIDADES

E

A EFICIÊNCIA ENERGÉTICA

NA ILUMINAÇÃO VIÁRIA URBANA

Elvo Calixto Burini Junior

5 de Junho de 2014 (quinta-feira)

horário das 12h00 às 12h20min.

http://www.grupoimpactoweb.com.br/wp-content/uploads/2012/10/capes-logo.jpg

2

IEE-USP

(antigo Instituto de Eletrotécnica e Energia)

<http://www.iee.usp.br>

Divisão Científica de Planejamento, Análise e

Desenvolvimento Energético

Serviço técnico:

Sistemas de Iluminação

Condicionamento Ambiental e

Desempenho Energético de Edificações

QUALIDADES E A EFICIÊNCIA ENERGÉTICA NA ILUMINAÇÃO VIÁRIA URBANA, Jun. 2014


3

SUMÁRIO (comentado)

3.1- Introdução

Considerar e utilizar ferramental mínimo visando quantificar a

saída de luz de equipamentos e do pavimento para avaliação

de iluminação viária (IP): o caso de sistemas na CUASO.

Um Cenário: Minimização de dispêndios com IP e

maximização de benefícios aos usuários.

3.2- Histórico

O trabalho acadêmico de Sergio Barone (ILUME/PMSP),

é referência local, ora citado como documento representativo,

ele trouxe para a discussão o tema “Eficiência Energética em

Sistemas de Iluminação Pública”, em 2002, a partir do título [1].



4

SUMÁRIO

3.2- Histórico

Entre outros estudos, um foco está em: como a iluminação pública

afeta a segurança do tráfego em interseções rodoviárias [2].

3.3- Alguns temas e conceitos (base)

- Acidentes no transito viário;

- Dados sobre consumo de energia elétrica: Iluminação Pública (IP)

- Eficiência energética;

- Temperatura de cor correlata (Tcp);

- Fator de ação circadiano (acv);

- Luminância (L);

- Aclaramento / iluminamento / Iluminância (E, no plano da via / horizontal);

- Coeficiente de luminância (q); e

3.4- A parte Experimental na CUASO

3.4.1- Resultados de amostragens (2 EXPERIMENTOS)

3.4.2- Consumo cativo e parâmetros

3.5- Conclusões



5

Acidentes no/a BR



6


Fonte: [3].


7


Fonte: [3].


8



9

Dados (e cálculos) sobre

consumo de energia elétrica:

Iluminação Pública (IP)



10


A PARTIR DE RECEITA

DECLARADA, ANO 1998,

FOI ESTIMADO CONSUMO

DE ELETRICIDADE EM IP,

NO ESP, EM CERCA DE

260 GWh (59 MW), (Fontes: RAMALHO, E. L. et al., 2003; R$ 65,31/MWh).

PARA O ANO 2012, EXISTE REGISTRO SOBRE

CONSUMO PELA IP, NO ESP, DE 3,1 TWh (701MW)

(Fonte: Secretaria Energia ESP, 2013).

ISSO ESTÁ CORRETO ? EM 14 ANOS, O

INCREMENTO (x 11,9) OCORREU ...? ? ?


11


Fonte: Anuário Estatístico de Energia Elétrica,

Empresa de Pesquisa Energética - EPE, 2013.

2.00%

2.20%

2.40%

2.60%

2.80%

3.00%

3.20%

2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013

Co

nsu

mo

Rela

tivo

de

Ele

tric

idad

e p

ela

Ilu

min

ação

Pú

bli

ca

Ano

CONSUMO CATIVO RELATIVO DE ELETRICIDADE - SETOR ILUMINAÇÃO PÚBLICA:PAULISTA E BRASILEIRO [ref.: (12,916/448)TWh, ano 2012]

Brasil

Estado de SP

Consumo relativo: ̴ 2,3 %

Consumo relativo (BR): < 2,9 %


12

BUSCANDO RELACIONAR:

PONTOS DE LUZ

E

POPULAÇÃO MUNICIPAL



13


Fonte: PARAJÓ, Bernardo, 2011.

RELAÇÃO DE PONTOS DE LUZ POR HABITANTE

Na Galícia, Espanha, existe informação sobre valor de:

- 0,3 pto. de luz/hab. (e a população ser bastante

dispersa);


14

Eficiência Energética



15

Eficiência Energética

“Os projetos de iluminação pública devem ser

desenvolvidos considerando os níveis de

iluminância adequados e definidos nesta norma,

evitando sistemas superdimensionados com

elevado consumo de energia e

ambientalmente incorretos.”

Fonte: ND 3.4 – CEMIG, 2012 [5].



16

Temperatura de Cor Correlata (TCP)

TCC



17


A iluminância (luz branca) está menor 0,83 (25/30) lx;

também a potência/ponto 0,48 (120/250) W.

Fonte: Das duas figuras e valores, em lux [6].

Iluminância média no plano da via (geralmente não horizontal !)


18

Fator de ação circadiano (acv)



19


Curva padrão atribuída a

sensibilidade espectral do

olho humano, Vλ para o

sistema com (receptor

tipo) Cone (vermelha). Curva espectral (na cor

azul) de ação biológica

(baseada na supressão

de melatonina).

Fonte: Brainard, G. C.

Fonte: [7].


20


A relação ou quociente entre o efeito circadiano e o efeito fotométrico possível a

partir de uma fonte luminosa é expresso pelo fator de ação circadiano, ver abaixo

a equação:

Segundo GALL, D. et al, 2004 [8], para realizar uma primeira aproximação, o

fator de ação circadiano (aCV) pode ser calculado utilizando-se duas coordenadas

de cromaticidade, pelo quociente (z/y) ou

aCV ≈ [(1-x-y)/y] (2)

:

(1)


21

fator de

ação circadiano

(acv)


Relação entre o fator de ação circadiano (acv) com a temperatura de cor correlata (CCT)

para duas fontes consideradas (fase da luz do dia e corpo negro). Fonte: [9].


22


Duas apresentações para o fator de ação circadiano: como áreas delimitadas

numa cena capturada (à esquerda, A) e plotados no diagrama de coordenadas de

cromaticidade CIE 1931 (à direita, B). Fonte: [9].


23

Luminância (L)



24

Sumário


CUASO Av. Prof. Almeida Prado, sentido HU


25


CUASO Av. Prof. Luciano Gualberto


26

Iluminância (E)


Fonte: ftp://ftp.sp.gov.br/ftpder/normas/IP-DE-E00-001_A.pdf.


27

ILUMINÂNCIA,

QUAL VALOR DEVE SER UTILIZADO COMO REFERÊNCIA ?

Faixas (3) que estão consideradas em estudo [2] (“ILUMINAÇÃO

VIÁRIA AFETA A SEGURANÇA DO TRÁFEGO EM

INTERSSEÇÕES”) realizado por BULLOUGH, J. D. et al, 2013:

- entre 3 lux e 6 lux;

- entre 8 lux e 11 lux; e

- entre 13 lux e 15 lux......?



28


Fonte: [5].


29

Coeficiente de luminância (q)

q = (L / E)



30

Quantidade média de fluxo luminoso (lumens) necessário para obter a

luminância sobre o pavimento (três tipos difusores)


Fonte: [10].


31

A PARTE

EXPERIMENTAL na

CUASO



32


Equipamentos para a iluminação na CUASO


33

Metodologia de amostragem – Experimento (I)

3.4.1- Levantamento em campo, padrão CUASO (poste curvo,

em concreto), separados em 35 m, luminárias VSAP padrão

PETERCO; planilha conforme especificação da empresa

Bandeirantes (9 linhas longitudinais e 15 colunas,

transversais à via), total de 135 (+ 2) pontos.



34


Emed = (8,2 ± 0,8) lux

Fonte: [11].

QUADRA NO IEE-USP


35


Experimento (II) sobre a iluminação da CUASO,

realizado em 07/Nov./2013


36



37



38



39



40



41



42


Fonte: EPE, 2013.

y = 11.693x - 22826R² = 0.9812

620

630

640

650

660

670

680

690

700

710

2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013

Esti

mati

va p

ara

a C

arg

a E

létr

ica d

a I

lum

inação

Pú

bli

ca (

MW

)

Ano

ESTIMATIVA A PARTIR DO CONSUMO CATIVO DE ELETRICIDADE (ref.: 3,072 TWh, ano 2012) -SETOR ILUMINAÇÃO PÚBLICA PAULISTA

Taxa estimada: 11,7 MW/ano


43


0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

0.000 0.200 0.400 0.600 0.800 1.000 1.200

Co

nsu

mo

de E

letr

icid

ad

e M

un

icip

al

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IP

, E

sti

mad

o p

ara

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no

2010,

su

po

nd

o:

365 d

iasx12h

ora

s (M

W)

Relação entre Número de Consumidores Residenciais / Total de Habitantes do Município (Censo ano 2010)

ANO 2010, SETOR ILUMINAÇÃO PÚBLICA: 36 CIDADES DO ESP (Amostra: 5,6 %)

Campinas

Praia Grande, Litoral

Estado de SP (0,344; 670 MW);

15 cidades (0,347; 252 MW);

São Paulo, Capital (0,356; 131MW).

Ilha Comprida,Litoral


44


Fonte: Anuário Estatístico de Energéticos por Município no Estado de São Paulo – 2007 a 2012,

SECRETARIA DE ENERGIA - São Paulo.

0.00%

1.00%

2.00%

3.00%

4.00%

5.00%

6.00%

7.00%

8.00%

2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013

Co

nsu

mo

de e

letr

icid

ad

e,

rela

tivo

ao

to

tal

Ano

SETOR ILUMINAÇÃO PÚBLICA: 5 CIDADE DE SP E TOTAL ESP

48 mil (2010) 11253 mil 41262 mil 86 mil 113 mil 276 mil hab. (população 2010)


45


TARIFAS IP (CONSUMIDOR RESIDENCIAL/outros) ELETROPAULO

R$ 3,50 (2005); R$ 3,50/R$ 11 (2008); e R$ 4,72 (2014).

QUAL CRITÉRIO????

ATUALMENTE JÁ EXISTE MUNICÍPIO TARIFANDO O CONSUMIDOR,

PARA CUSTEIO DA IP, A PARTIR DO CONSUMO (“Pela lei, o valor cobrado

não pode ultrapassar 15 % do valor de consumo de energia elétrica, limitado

ao máximo em R$ 50,00 para residências e a R$ 100,00 para comércios e

indústrias”). ESSA BARREIRA AO “USO RACIONAL” REQUER COIBIÇÃO.

A estimativa da conta do ILUME/PMSP, em 16 milhões/mês, têm

partições de: 50 % para energia; 28 % manutenção; 10 % ampliação;

8 % Reluz amortização); 4 % outros. E O CUSTO MÉDIO PARA PROVER

UM PONTO R$ 589,30 (Fonte: MARCATO, M. A., 2008).

250 W AES:[(R$ 4,72/lig.mês) x 12 meses] = R$ 56,64 ou [ϵ 19/ano] ????

R$ 4,72/lig.mês x 4.007.885 lig. = R$ 18.917.217,20/mês..............


46

ILUMINÂNCIA,

QUAL VALOR DEVE SER UTILIZADO COMO REFERÊNCIA ?

CONCLUSÃO GERAL (BULLOUGH, J. D. et al, 2013) [2]:

A PRESENÇA DE ILUMINAÇÃO NOS CRUZAMENTOS, EM

RELAÇÃO A FALTA DESTA FOI ASSOCIADA COM REDUÇÃO

DE APROXIMADA 12 % NA RELAÇÃO OU TAXA DE

ACIDENTES, PERÍODO NOTURNO – DIURNO (e não 30 %).

QUANTO CUSTA PARA O PODER PÚBLICO UM ACIDENTE ?



47


Situação (faixas) por equipamentos para a iluminação na CUASO

EVSAP = (43 ± 12) lux

EMVM = (13 ± 1) lux ELEDi = (58 ± 12) lux

Epru1 = 28 lux

Epru3 = 25 lux

Epru2 = 61 lux


48


Situação (asfalto) por equipamentos para a iluminação na CUASO

LVSAP = (1,3 ± 0,2) cd.m-2

LMVM = (0,57 ± 0,05) cd.m-2

LLEDi = (2,8 ± 0,5) cd.m-2


49


Coeficiente de luminância (qasfalto) para sistema iluminação CUASO

qVSAP = (34 ± 6) mcd.ℓm-1

qMVM = (45 ± 5) mcd.ℓm-1

qLEDi = (50 ± 6) mcd.ℓm-1


50

Fonte: [9] BURINI JUNIOR, E. C. RADIOMETRIA,COLORIMETRIA, FATORES e RESPOSTAS, Versão revisada do artigo

publicado, on line, pela Revista Lumière Electric, edição n. 192, p.88-96, 07/Maio/2014.



51


Argentina

Brasil

Chile

Colômbia

Equador

Espanha

EUA

70 resumos.


52

Data-limite para recebimento dos trabalhos

completos:15/Julho/2014,

(ver: http://www.luxamerica2014.com.br).


XII Conferência Ibero-Americana de Iluminação

(contato: [email protected])


53

CONCLUSÃO: Iluminância


Emed = (8,2 ± 0,8) lux

EVSAP = (43 ± 12) lux

EMVM = (13 ± 1) lux

ELEDi = (58 ± 12) lux


54

CONCLUSÃO: Iluminância


Epru2 = 61 lux


55


Valores médios: instalações na CUASO, amostragem

realizada em 07/Nov./2013 para VSAP e LEDi.

Fonte: [6].

Parâmetro L, E (Iluminância média, transversal a via) e q

EVSAP = (43 ± 12) lux ELEDi = (58 ± 12) lux

LVSAP = (1,3 ± 0,2) cd.m-2

qVSAP = (34 ± 6) mcd.ℓm-1

LLEDi = (2,8 ± 0,5) cd.m-2

qLEDi = (50 ± 6) mcd.ℓm-1


56


Fonte: PARAJÓ,

Bernardo, 2011.

RELAÇÃO DE PONTOS DE LUZ POR HABITANTE

Na Galícia, Espanha, existe informação sobre valor de:

-0,3 pto. de luz/hab. (e a população ser bastante dispersa);

Para o Estado de SP, ano 2010, foi calculado: 0,34 pto. resid./hab.;

Para a cidade de SP, ano 2010, 0,36 pto. resid./hab.;

Distorções foram observadas: Ilha Comprida, 1,11 pto resid./hab. e

Praia Grande;

Outras cidades no ESP apresentam valores elevados, como faixas

centradas em: 0,85 (2 eventos); 0,65 (4 eventos); estando a moda

principal (a maior parte dos eventos) alinhada com taxa

determinada para o ESP e a Capital.

Amostra utilizada: 36 cidades (das 645) ou 5,6%.

....


57

A PARTIR DE DADOS SOBRE

CONSUMO ANUAL SETORIAL DE

ELETRICIDADE, NO ESTADO DE

SÃO PAULO, (2010 a 2012)

ESTIMA-SE FAIXA PARA A TAXA

DE INCREMENTO DA

ILUMINAÇÃO PÚBLICA:

(14 ± 2) MW/ano



58


CONSUMO, CUSTOS DE PONTOS DE LUZ: CÁLCULO E

COMPARATIVO

Na Galícia, Espanha, existe informação sobre:

- consumo por hab. de 195 kW/ano; e

-custo por hab. de 30 (Euro/ano) ou R$ 7,50/hab.mês.

NOTAS: A ELEKTRO COBROU DE CONSUMIDOR, SETOR

RESIDENCIAL (em 18/Abr./2014), A QUANTIA DE R$ 22,45/ligação.mês

PARA “CUSTEAR A ILUMINAÇÃO PÚBLICA” (ref.: R$ 0,4225/kWh) ou

[(49,78 kWh/360h) = 138 W] a título de “CONTR SERV ILUM PUBLICA”

(0,138 kW x 365 dias x 12 h) = 604,44 kWh/lig.ano; uma relação (x 3); [ϵ 90]?

250 W AES:[(R$ 4,72/lig.mês) x 12 meses] = R$ 56,64 ou [ϵ19] ????


59

QUALIDADES E A EFICIÊNCIA ENERGÉTICA NA ILUMINAÇÃO VIÁRIA URBANA, Jun. 2014 Bibliografia (Base)

[1] LOPES, Sergio Barone Eficiência Energética em Sistemas de Iluminação Pública. Dissertação de Mestrado,

PIPGE (versão pdf, 218p.), Programa de Pós-Graduação em Energia (Instituto de Eletrotécnica e Energia):

Universidade de São Paulo, São Paulo, 2002.

[2] BULLOUGH, J. D. et al To illuminate or not to illuminate: Roadway lighting as it affects traffic safety at

intersections. Accident Analysis & Prevention, v.53, p65-77, 2013.

[3] BURINI JUNIOR, E C ILUMINAÇÃO E ACIDENTE BRASILEIRO. VIII Congreso PanAmericano de Iluminación

- LUX AMÉRICA 2006, Montevidéu, Uruguai, 11 a 13/Out., 2006.

[4] CONTRAN, Brasil. Disponível em: <http://www.contran.gov.br >. Acesso em: 2005.

[5] Distribuição Projetos de Iluminação Pública, ND 3.4, Companhia Energética de Minas Gerais – CEMIG,

Diretoria de Distribuição e Comercialização, 2012.

[6] ROIZENBLATT, I SISTEMAS DE ILUMINAÇÃO PÚBLICA: EQUIPAMENTOS, EFICIÊNCIA ENERGÉTICA E

QUALIDADE. Material de apoio, A Gestão da Iluminação Pública e os Municípios, p.35, 16/Abr., 2013.

[7] Van Bommel, Wout JM. Non-visual biological effects to light and the importance for the lighting practice. VIII

Congreso PanAmericano de Iluminación - LUX AMÉRICA 2006, Montevidéu, Uruguai, 11 a 13/Out., 2006.

[8] GALL, D., Bieske, K. (2004). Definition and measurement of circadian radiometric quantities. fig.6, CIE

Symposium '04: Light and Health: non-visual effects, University of Performing Arts, Vienna, CIE.

[9BURINI JUNIOR, E. C. RADIOMETRIA,COLORIMETRIA, FATORES e RESPOSTAS, Versão revisada do

artigo publicado, on line, pela Revista Lumière Electric, edição n. 192, p.88-96, 07/Maio/2014.

[10] Catarina Branco Leite da Silva Estudo da Eficiência Luminosa e Energética do Sistema de Iluminação

Pública da Cidade do Porto, Dissertação, Porto, Portugal, 2007.

[11] BURINI JUNIOR, E. C. COLÓQUIO “ENERGIA, EFICIÊNCIA E SUSTENTABILIDADE: APARELHOS

PÚBLICOS E EDIFICAÇÕES NA CUASO (Cidade Universitária Armando de Salles Oliveira)”, Universidade de

São Paulo, USP; Instituto de Eletrotécnica e Energia, IEE, Agosto, 2012.


60

CONTATO, Endereço:

Universidade de São Paulo,

Instituto de Energia e Ambiente,

Av. Prof. Luciano Gualberto, n. 1289, CEP 05508–010

Cidade Universitária – São Paulo – SP

Tel.: 3091-2572, Fax: (11) 3812-9251

e-mail: [email protected]

Agradecimentos

Questões?



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