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Um Estudo Comparativo de Sistemas de Iluminação de Pátios de Aeronaves: Vapor de Sódio de Alta Pressão e Sistema de Iluminação de Plasma Dezembro/2013 ISSN 2179-5568 Revista Especialize On-line IPOG - Goiânia - 6ª Edição nº 006 Vol.01/2013 dezembro/2013 Um Estudo Comparativo de Sistemas de Iluminação de Pátios de Aeronaves: Vapor de Sódio de Alta Pressão e Sistema de Iluminação de Plasma Rodrigo Abreu de Freitas Machado [email protected] Iluminação e Design de Interiores Instituto de Pós-Graduação & Graduação (IPOG) Brasília, DF, 21 de dezembro de 2012 Resumo O objeto deste estudo é a iluminação de pátios de aeronaves, com foco na análise comparativa entre o sistema de iluminação por meio de lâmpadas de vapor de sódio de alta pressão e o sistema de iluminação de plasma. O questionamento que deu origem à pesquisa foi se realmente existe uma maior eficiência energética e luminosa deste último sistema sobre o primeiro. Comparar os sistemas propostos buscando suas vantagens e desvantagens na aplicação específica da iluminação de pátios de aeronaves foi o objetivo. A metodologia utilizada foi a pesquisa bibliográfica e o estudo de caso realizado no Aeroporto Internacional de Brasília Presidente Juscelino Kubitschek, em Brasília, DF, Brasil. Foi realizada uma aferição de iluminâncias em campo, com luxímetro, e uma simulação auxiliada por computador. O referencial teórico para proceder à análise dos dados foi as recomendações feitas pela Organização da Aviação Civil Internacional. Concluiu-se que o sistema de iluminação de plasma é capaz de superar o antigo sistema de vapor de sódio, principalmente, se forem consideradas as condições de percepção visual nas regiões mesópicas ou escotópicas. Palavras-chave: Iluminação. Pátios de aeronaves. Sistema de iluminação de plasma. 1. Introdução O presente estudo está inserido na área do conhecimento da iluminação de exteriores, ou iluminação de grandes áreas, mais precisamente iluminação de pátios de aeronaves. Em inglês, o termo utilizado é Apron Floodlighting. A ABNT-NBR 5461 define FLOODLIGHT como “Projetor para (iluminação de) grandes áreas: Projetor destinado à iluminação de grandes áreas não cobertas, que é geralmente orientável em qualquer direção”. O interesse pelo tema surgiu do fato do autor trabalhar na maior operadora de aeroportos do Brasil, a Empresa Brasileira de Infraestrutura Aeroportuária - INFRAERO. A empresa possui um blog de notícias internas chamado Sem Escalas. Neste blog foi vinculada uma matéria, em julho de 2012, informando a realização de testes com sistema de iluminação eficienteno aeroporto de Brasília. Nesta matéria, o redator informou que, onde havia uma torre de iluminação com oito projetores equipados com lâmpadas de vapor de sódio de 1.000 W cada, estava-se instalando apenas quatro projetores de lâmpadas de plasma de 1.000 W cada, promovendo maior eficiência luminosa com a metade do consumo de energia elétrica.

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Um Estudo Comparativo de Sistemas de Iluminação de Pátios de Aeronaves: Vapor de Sódio de Alta Pressão e

Sistema de Iluminação de Plasma Dezembro/2013

ISSN 2179-5568 – Revista Especialize On-line IPOG - Goiânia - 6ª Edição nº 006 Vol.01/2013 –dezembro/2013

Um Estudo Comparativo de Sistemas de Iluminação de Pátios de

Aeronaves: Vapor de Sódio de Alta Pressão e Sistema de

Iluminação de Plasma

Rodrigo Abreu de Freitas Machado – [email protected]

Iluminação e Design de Interiores

Instituto de Pós-Graduação & Graduação (IPOG)

Brasília, DF, 21 de dezembro de 2012

Resumo

O objeto deste estudo é a iluminação de pátios de aeronaves, com foco na análise

comparativa entre o sistema de iluminação por meio de lâmpadas de vapor de sódio de alta

pressão e o sistema de iluminação de plasma. O questionamento que deu origem à pesquisa

foi se realmente existe uma maior eficiência energética e luminosa deste último sistema sobre

o primeiro. Comparar os sistemas propostos buscando suas vantagens e desvantagens na

aplicação específica da iluminação de pátios de aeronaves foi o objetivo. A metodologia

utilizada foi a pesquisa bibliográfica e o estudo de caso realizado no Aeroporto Internacional

de Brasília – Presidente Juscelino Kubitschek, em Brasília, DF, Brasil. Foi realizada uma

aferição de iluminâncias em campo, com luxímetro, e uma simulação auxiliada por

computador. O referencial teórico para proceder à análise dos dados foi as recomendações

feitas pela Organização da Aviação Civil Internacional. Concluiu-se que o sistema de

iluminação de plasma é capaz de superar o antigo sistema de vapor de sódio, principalmente,

se forem consideradas as condições de percepção visual nas regiões mesópicas ou

escotópicas.

Palavras-chave: Iluminação. Pátios de aeronaves. Sistema de iluminação de plasma.

1. Introdução

O presente estudo está inserido na área do conhecimento da iluminação de exteriores, ou

iluminação de grandes áreas, mais precisamente iluminação de pátios de aeronaves. Em

inglês, o termo utilizado é Apron Floodlighting. A ABNT-NBR 5461 define FLOODLIGHT

como “Projetor para (iluminação de) grandes áreas: Projetor destinado à iluminação de

grandes áreas não cobertas, que é geralmente orientável em qualquer direção”.

O interesse pelo tema surgiu do fato do autor trabalhar na maior operadora de aeroportos do

Brasil, a Empresa Brasileira de Infraestrutura Aeroportuária - INFRAERO. A empresa possui

um blog de notícias internas chamado Sem Escalas. Neste blog foi vinculada uma matéria, em

julho de 2012, informando a realização de testes com sistema de “iluminação eficiente” no

aeroporto de Brasília. Nesta matéria, o redator informou que, onde havia uma torre de

iluminação com oito projetores equipados com lâmpadas de vapor de sódio de 1.000 W cada,

estava-se instalando apenas quatro projetores de lâmpadas de plasma de 1.000 W cada,

promovendo maior eficiência luminosa com a metade do consumo de energia elétrica.

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Esta afirmação conduziu o autor a focar sua pesquisa neste novo sistema de iluminação de

grandes áreas, com as seguintes dúvidas: o que seria verdadeiramente uma maior eficiência

luminosa? A eficiência energética seria somente a relação lux x watts? O que é importante

considerar ao se comparar dois sistemas distintos de iluminação?

A iluminação de pátios de aeronaves segue as recomendações internacionais da ICAO

(Internacional Civil Aviation Organization), principalmente as contidas no Anexo 14 à

Convenção sobre a Aviação Civil Internacional, Volume 1 e no ADM (Aerodrome Design

Manual, também publicado pela ICAO), Parte 4, Capítulo 13 – Apron Floodlighting.

Segundo a ICAO (2004, p. 13-1), o pátio é uma área definida em um aeródromo destinada a

acomodar aeronaves com a finalidade de embarque e desembarque de passageiros, carga e

descarga, reabastecimento, estacionamento ou manutenção. A aeronave se movimenta no

pátio, sozinha ou sendo rebocada e, para que estas tarefas sejam realizadas com segurança e

eficiência no período noturno, faz-se necessária uma iluminação adequada.

Então, o que seria uma iluminação adequada? Segundo Costa (2005, p. 79), a tendência

normal de um projeto de iluminação consiste apenas em observar níveis de iluminação, ou

seja, aspectos puramente quantitativos. Porém, a tarefa visual não deve ser representada por

um valor expresso em lux, mas por vários outros aspectos qualitativos.

O objetivo desta pesquisa é comparar o sistema de iluminação de pátios de aeronaves mais

utilizado no Brasil com a nova tecnologia de plasma buscando apontar suas vantagens e

desvantagens e verificar se este sistema realmente apresenta maior eficácia do ponto de vista

luminoso e energético. Foi feito um estudo de caso para fazer a comparação do sistema de

vapor de sódio de alta pressão (VSAP), que hoje é utilizado no pátio remoto principal do

Aeroporto Internacional de Brasília – Presidente Juscelino Kubitschek, com o sistema em fase

de testes no mesmo local, baseado na tecnologia de Plasma.

2. Iluminação de pátios de aeronaves

Conforme descrito em ICAO (2004, p. 13-1) As funções primárias da iluminação de pátios

são:

a) Auxiliar o piloto no taxiamento da aeronave para entrada e saída da posição final de

estacionamento. Para realizar esta tarefa é desejável uma iluminância mais baixa nas

taxiways adjacentes à área de estacionamento, de forma a providenciar uma transição

gradual para uma maior iluminância na área de estacionamento das aeronaves (Figura 1).

b) Providenciar iluminação para os passageiros embarcarem e desembarcarem, para o

pessoal de terra carregar e descarregar bagagens, reabastecer, entre outras tarefas. Neste

caso é necessário uma iluminância uniforme.

c) Manter a segurança aeroportuária. A iluminância deve ser suficiente para detectar a

presença de pessoas não autorizadas e permitir a identificação do pessoal próximo ao

local de estacionamento das aeronaves.

Quanto à característica da fonte luminosa, o Anexo 14 diz que distribuição espectral dos

projetores do pátio deve ser tal que as cores usadas para a marcação da aeronave conectada

com os serviços de rotina, e para marcação de superfície e obstáculos, possam ser

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corretamente identificadas (ICAO, 2009, p.5-71). E o ADM (Aerodrome Design Manual)

chega a sugerir a utilização de lâmpadas de vapor de sódio alta-pressão e mercúrio alta-

pressão, por razões econômicas (ICAO, 2004, p.13-1). Nesta recomendação, percebe-se uma

contradição, pois estas lâmpadas sugeridas não reproduzem fielmente a cor e nem possuem

boa distribuição espectral, como se deseja pela explicação dos requisitos de desempenho da

fonte luminosa.

Outro requisito de desempenho recomendado é a iluminância média de 20 lux, horizontal e

vertical, com uma uniformidade de 1 : 4 (mínima para média), na posição de estacionamento

das aeronaves. Não fica especificada a altura do plano de trabalho horizontal, porém, como

foi dito que umas das funções da iluminação são poder diferenciar as marcações de piso e

auxiliar no embarque e desembarque de passageiros, considero que esta altura seja zero, ou

seja, no próprio piso. Quanto à iluminância vertical, indica-se a altura de dois metros em

direções relevantes. Nas outras áreas do pátio, recomenda-se uma iluminância horizontal

média não menor que 50 por cento da iluminância na posição de estacionamento das

aeronaves.

Um problema sério a se evitar, ou minimizar, em aeródromos, é a questão do ofuscamento,

em todas as suas variações (veja o item 3 deste artigo). Neste caso, aconselha-se que a altura

de montagem dos projetores seja duas vezes a altura do olho do piloto da aeronave mais alta

pousando neste aeroporto (Figura 2). Sugere-se ainda que o arranjo das torres de iluminação e

a focalização dos projetores permita que a posição de estacionamento da aeronave receba luz

de duas ou mais direções para minimizar sombras (Figura 3). “Melhores resultados são

obtidos por uma iluminância uniforme da área total ao invés de direcionar os projetores

individualmente para a aeronave.” (ICAO, 2004, p.13-2, tradução do autor). Quando se fala

em minimizar o ofuscamento, é necessário pensar não apenas nos pilotos, mas também no

pessoal de terra, que pode ter sua visão prejudicada por reflexos, e no pessoal da torre de

controle, evitando escapar luz para cima do plano horizontal do projetor.

Figura 1 - Focalização do projetor para minimizar ofuscamento

Fonte: ICAO (2004, p.13-7)

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Figura 2 - Altura de montagem para evitar ofuscamento

Fonte: ICAO (2004, p.13-7)

Figura 3 - Arranjo típico das torrres de iluminação e focalização dos projetores

Fonte: ICAO (2004, p.13-8)

3. Fotometria e os aspectos do desempenho visual

Segundo Schreuder (2008, p.229), a fotometria é um ramo da radiometria. Enquanto que a

radiometria é a medição da radiação eletromagnética independente do receptor, a fotometria

se refere à medição daquela parte desta radiação eletromagnética que é capaz de sensibilizar o

sistema visual humano, ou seja, a luz visível. Portanto, o observador humano acaba

aparecendo em todas as unidades fotométricas.

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Figura 4 - Espectro eletromagnético

Fonte: Costa (2005, p. 36)

Esta faixa do espectro eletromagnético capaz de sensibilizar a vista humana possui

comprimentos de onda entre 380 nm e 780 nm (COSTA, 2005, p.37). Porém, como explicado

por Schreuder (2008, p.230), esta medição considera um observador padrão para visão

fotópica. Para entender o que isto quer dizer, é necessário entender como funciona nossa

visão.

O olho humano é um órgão bastante complexo, entre suas estruturas encontra-se a retina que é

responsável por captar a luz e enviar as informações ao cérebro que, por sua vez, junta estas

informações e forma a imagem que vemos (COSTA, 2005, p. 44-46).

A retina possui dois fotorreceptores chamados de cones e bastonetes. Os bastonetes são muito

mais sensíveis que os cones, porém não conseguem discernir as cores. Os cones são

responsáveis por diferenciar as cores. Além disso, a distribuição espacial destes

fotorreceptores na retina também é diferente. Os cones se concentram na região central da

retina, conhecida como fóvea, e os bastonetes estão ausentes na fóvea, mas são abundantes na

região periférica da retina (SCHREUDER, 2008, p. 208-209)

Na verdade a diferença é tão grande, que se fala atualmente de dois sistemas visuais distintos:

- a visão fotópica, ou visão diurna, na qual se presume que somente os cones estão

operacionais e os bastonetes estão inativos. Neste caso as cores são melhores visualizadas,

tendo seu pico em 554 nm;

- e a visão escotópica, na qual somente os bastonetes estão ativos, por serem mais sensíveis,

ou seja, melhor adaptados às condições noturnas de baixa luminosidade. (COSTA, 2005, p. 48

e SCHREUDER, 2008, p.233). Nota-se que a percepção das cores é alterada, sendo a curva

escotópica mais sensível em 507 nm, próximo ao azul-esverdeado.

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Figura 5 - Curva de eficácia luminosa espectral

Fonte: Costa (2005, p. 49)

Na figura acima, as duas curvas estão normalizadas a 100% independentemente para os seus

valores máximos, pois, na verdade, como afirmado, a curva escotópica possui maior

sensibilidade. Variando entre os dois extremos, encontra-se a zona de visão mesópica que, na

visão de Schreuder (2008, p. 237), existe porque nem os cones nem os bastonetes são

simplesmente “ligados” e “desligados”, mas operam em todas as condições de luminância.

É importante entender esta diferença, pois, embora os dados fotométricos das luminárias,

inclusive os projetores para grandes áreas, sejam obtidos em condições fotópicas, a maioria

das aplicações de iluminação de exteriores, encontra-se na região mesópica. (SCHREUDER,

2008, p. 266).

Já foi dito anteriormente que o observador humano é a base de toda a fotometria e, por esta

razão, é importante considerar também os aspectos fisiológicos da nossa visão no momento da

análise da tarefa visual que vai embasar o projeto de iluminação. No ponto de vista de Costa

(2005, p. 46), essas principais características são: acomodação, adaptação, campo de visão,

acuidade, persistência visual e visão de cores. Para aplicações de iluminação de exteriores,

Schreuder (2008, p. 266) resume estas funções primárias em adaptação, sensibilidade ao

contraste ou discriminação de luminâncias, e acuidade visual.

Os dois autores citados falam sobre a adaptação, que está ligada ao tempo que nosso sistema

visual leva para ajustar o seu nível de iluminação ao nível médio do ambiente, do escuro para

o claro e vice-versa. Derivado desta função, temos o ofuscamento, que é tratado

especificamente no caso da iluminação de pátios. O ofuscamento pode ser direto ou refletido

e, devido ao tempo de adaptação do nosso olho, o ofuscamento pode até mesmo nos cegar

momentaneamente. Podemos perceber isto claramente quando: dirigindo à noite, um carro no

sentido oposto muda para o farol alto; ao sairmos de uma sala de cinema para uma área

externa sob a luz do sol. O ofuscamento direto, que é a fonte de luz direcionada diretamente

ao observador é mais fácil de ser evitado, porém, o indireto, que é derivado das diversas

reflexões, nem sempre pode ser evitado, devendo ser minimizado.

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4. Sistema de Iluminação de Plasma

Pelas informações divulgadas pelo próprio fabricante, o PLS (Plasma Lighting System) é uma

tecnologia de produção de luz por meio de quatro componentes primários apresentados a

seguir. (PLASMABRIGHT, 2010).

O primeiro é chamado de Lightron, responsável pela geração das micro-ondas (2.4 GHz) que

é uma versão do Magnetron, utilizado em fornos de micro-ondas, porém, desenvolvido para

ter uma maior vida útil. O segundo é o guia de ondas (Waveguide), que direciona as micro-

ondas geradas pelo Lightron para a Cavidade Ressonante (Cavity Resonator), o terceiro

componente. Este, por sua vez, trata-se de um alojamento em tela metálica que contém o

bulbo e restringe as micro-ondas dentro do compartimento da lâmpada, oferecendo proteção

ao próprio bulbo também. Por último, tem-se o bulbo que é uma esfera de quartzo contendo

enxofre e outros gases inertes, tipicamente, argônio ou xenônio, dentro de um bastão de vidro

fino.

As micro-ondas geradas pelo Lightron são guiadas em direção ao bulbo excitando e

descarregando o gás de enxofre que é ionizado gerando o plasma. Esta mudança de estado

origina a luz que vemos. O bulbo é rotacionado em uma velocidade constante para distribuir

uniformemente o plasma e a luz. A ilustração abaixo demostra esta explicação.

Figura 6 – Componentes do Plasma Lighting System

Fonte: PlasmaBright, 2010

Segundo o fabricante, as lâmpadas de plasma podem atingir o brilho pleno em menos de um

minuto e podem ser reiniciadas dentro de 5 minutos após um corte no fornecimento de

energia elétrica.

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Talvez, o maior o benefício do PLS seja sua capacidade de fornecer luz com um espectro

contínuo, permitindo ao olho humano visualizar as mudanças sutis dos matizes de cada cor.

Não há desconexão do espectro assim como em outras fontes de luz, como vapores metálicos,

fluorescentes ou LED, veja a comparação na Figura 7. O fabricante chega a alegar que, por

possuir um espectro parecido com o do próprio sol, o PLS é tido como uma fonte de luz capaz

de auxiliar no tratamento do transtorno afetivo sazonal e regular o ciclo circadiano. Esta,

talvez, seja uma área que mereça um estudo mais aprofundado em outras pesquisas.

A figura abaixo ilustra a distribuição espectral da lâmpada de plasma de enxofre em

comparação com uma lâmpada de vapor metálico, ambas tendo como referência o sol, embora

o fabricante não explique sob que condições de luz diurna foi extraída esta informação da luz

solar, parece, pelo aspecto da curva, que se refere ao iluminante padrão CIE D65 utilizado

para mimetizar a luz diurna em uma temperatura de cor de aproximadamente 6500 K.

Figura 7 - Distribuição espectral - Plasma de enxofre vs. Vapor metálico

Fonte: adapatado do catálogo do fabricante e de PLASMABRIGHT (2010)

Outra característica importante a se levar em consideração em uma fonte luminosa é o índice

de reprodução de cor (IRC). De acordo com as especificações técnicas do fabricante do

projetor de plasma, o seu IRC varia de 76 a 80, dependendo da temperatura de cor escolhida,

de 5500 a 7500 K, respectivamente. Na verdade, pela distribuição espectral exibida acima, era

esperado um IRC próximo de 100, mesmo assim, continua sendo um alto índice, que se

compara aos bons LEDs comercializados atualmente.

Para um melhor entendimento sobre a questão do IRC, apresenta-se, na figura abaixo, uma

comparação fotográfica de um mesmo local iluminado por fontes de LED de boa qualidade,

com IRC próximo de 80, e por lâmpadas de vapor de sódio em alta pressão, que apresentam

IRC próximo de 26.

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Figura 8 - Comparativo entre o IRC de duas fontes luminosas (LED e VSAP)

Fonte: COPEL (2012, p. 6)

Devido ao fato do bulbo do PLS não possuir filamentos nem eletrodos, que são sujeitos ao

desgaste natural, os bulbos de plasma duram por toda a vida útil do sistema, que tem seu

prazo de funcionamento atrelado à vida útil do magnetron, ou lightron, que é de mais de

40.000 horas, segundo dados do fabricante (PLASMABRIGHT, 2010). Possui, ainda, uma

boa manutenção do fluxo luminoso, apresentando um decaimento de aproximadamente 10%.

Tendo como vantagem sobre o LED, o fato de poder trabalhar em temperaturas de até 50ºC.

Figura 9 - Gráfico do decaimento do fluxo luminoso de diversas fontes luminosas

Fonte: LG LIGHTING

5. Estudo de caso

Os testes com o PLS foram realizados no Aeroporto Internacional de Brasília - Presidente

Juscelino Kubitschek, no pátio remoto principal, o qual é, atualmente, iluminado por seis

torres de mais de 25 m de altura espaçadas em 66 m aproximadamente. Cada torre está

equipada com oito projetores para lâmpadas de vapor de sódio em alta pressão de 1000 W. Os

projetores de plasma foram instalados na torre nº 3, substituindo-se os oito projetores de

VSAP por apenas quatro de plasma de 1000 W cada.

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Figura 10 - Local dos testes no Aeroporto Internacional de Brasília

Fonte: adaptado do Google Maps (2012)

As especificações técnicas do projetor instalado na torre nº 3 encontram-se esquematizadas no

quadro abaixo:

Categoria Especificações Unidade

Consumo de energia 1.030 W

Temperatura de cor 7.500 6.500 5.500 K

Pacote de luz 87.000 89.000 91.000 lm

IRC 80 78 76

Abertura de facho 10, 20 ou 60 º(grau)

Tabela 1 - Especificações do projetor de plasma

Fonte: LG LIGHTING

Por se tratar de um acordo entre o fabricante e a INFRAERO, só foi possível disponibilizar,

inicialmente, quatro projetores com abertura de facho de 10º e temperatura de cor 7.500K.

Obviamente, as medições realizadas apontaram áreas com iluminâncias muito elevadas

próximo aos pontos de focalização dos projetores e outras áreas com níveis de iluminação

muito abaixo do mínimo. Desta forma a uniformidade média não estava sendo garantida, além

disso, os reflexos e a própria luminância nos locais com níveis muito acima da iluminância

média recomendada (20 lux) poderiam causar ofuscamento, com medições chegando a 257

lux.

Após estas constatações, o fabricante disponibilizou outros dois projetores com abertura de

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20º possibilitando a instalação na torre nº 3 da seguinte forma: dois projetores de 20º

instalados a 25 m de altura e dois projetores de 10º a 26 m de altura. Em 23 de outubro de

2012 o autor realizou uma medição de 112 pontos em uma área de 140 m x 86,40 m divida

em uma malha de 10,00 x 10,80 m em frente às torres nº 2 e nº 3 (T2 e T3) utilizando-se um

luxímetro digital da marca Minipa, modelo MLM-1011. Os dados desta medição estão

esquematizados na tabela abaixo:

Tabela 2 – Medição da distribuição das iluminâncias horizontais e verticais no pátio remoto do SBBR.

Fonte: O autor (2012)

É possível verificar que os níveis de iluminância nos pontos em frente à T2, equipada com os

projetores VSAP, estão mais bem distribuídos do que os pontos em frente à T3, equipada com

o PLS. Nota-se também, pelas cores diferenciadas da Tabela acima, que os projetores de

plasma instalados na T3, mesmo após a abertura de facho para 20 graus continuam

produzindo feixes de luz muito concentrados.

Embora a iluminância horizontal média (Ehméd) tenha ficado acima do recomendado pela

ICAO, é possível ver discrepâncias de intensidade como, por exemplo, os pontos C10 e C11

que, mesmo contíguos, apresentaram valores de 138 lux e 37 lux, respectivamente. Estes

dados contribuíram para um resultado muito ruim da Uniformidade Média (Um) que foi de 1 :

12, quando deveria ser, no máximo, 1 : 4, conforme explicado no item 2 deste artigo. De fato,

os valores altíssimos de até 168 lux elevaram a iluminância média.

Como não foi possível realizar os testes com os projetores de plasma com abertura de facho

de 60 graus, foi feita uma simulação, utilizando-se o programa DIAlux®, para calcular os

níveis de intensidade luminosa no pátio remoto, supondo a instalação de dois projetores de

60º e dois projetores de 20º em todas as torres de iluminação deste pátio.

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ISSN 2179-5568 – Revista Especialize On-line IPOG - Goiânia - 6ª Edição nº 006 Vol.01/2013 –dezembro/2013

Figura 11 - Simulação com projetores plasma de 20 e 60 graus.

Fonte: O autor (2012)

A figura mostra as Torres nº 2 e nº 3 iluminando a mesma área de 140 m x 86,40 m onde

foram feitas as medições da situação atual. A área em cinza claro é o pavimento rígido onde

as aeronaves estacionam, logo acima está uma faixa de circulação de pedestres em azul e uma

via de serviço. Após a via de serviço existem alguns lotes que, hoje, são pouco utilizados,

apenas para guarda de equipamentos de apoio. As torres de iluminação estão situadas a 26 m

do eixo da via de serviço e a 46 m do início do pavimento rígido, que é a área que deveria

estar mais bem iluminada.

Tabela 3 - Distribuição das iluminâncias horizontais e verticais no pátio remoto do SBBR (Simulação 1)

Fonte: O autor (2012)

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A Tabela acima foi montada nos mesmos moldes da Tabela 2, para facilitar a comparação,

porém, foram utilizados os dados obtidos na simulação computadorizada. Nota-se que a

uniformidade melhorou bastante com a utilização dos projetores de 60º, porém, talvez devido

à distância, praticamente metade do pavimento rígido (colunas F, G e H) está na penumbra e a

única área que atingiu a iluminância de 20 lux foi a via de serviço (coluna A).

Em busca de uma iluminação melhor distribuída e com níveis mais próximos dos

recomendados pela ICAO, foi feita outra simulação reposicionando as Torres vinte metros

mais para próximo da tarefa visual. Obviamente que a via de serviço, e os lotes mais ao fundo

deverão receber outro tratamento com uma iluminação que pode ser feita utilizando-se as

próprias torres deslocadas para posicionar projetores em altura menor focando para trás. Esta

simulação não será feita neste trabalho, pois o objetivo principal deste estudo não é este.

Figura 12 - Simulação com projetores plasma de 60 graus mais próximos da posição de estacionamento

Fonte: O Autor (2012)

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Tabela 4 - Distribuição das iluminâncias horizontais e verticais no pátio remoto do SBBR (Simulação 2)

Fonte: O autor (2012)

Na tabela acima, a coluna A (via de serviço) foi desprezada para o cálculo das iluminâncias

médias, mínimas e máximas, pois, como explicado anteriormente, o objetivo é conseguir

distribuir a iluminação na posição de estacionamento das aeronaves. Desta forma, com as

torres de iluminação deslocadas 20 metros para mais próximo da área de interesse, é possível

perceber uma melhora nos níveis de iluminação, com uma iluminância horizontal média

(Ehméd) de 16 lux e uma Uniformidade média (Um) de 0,38 ou 1 : 2,6. Resultados bastante

satisfatórios se comparados com a medição feita in-loco.

Deve-se levar em consideração, ainda, o fato de os projetores de Plasma possuírem uma

distribuição espectral contínua e serem muito mais eficazes sob condições escotópicas do que

em condições fotópicas, como já explicado anteriormente. De fato, o fabricante, em seu site

de divulgação do produto, traz a informação que estes níveis chegam a ser 2,47 vezes maiores

em condições escotópicas (PlasmaBright, 2010). Isto quer dizer que, se fôssemos corrigir os

dados simulados aqui para o fluxo luminoso escotópico do PLS, teríamos níveis de

iluminância (lux) bem maiores do que os apresentados na Tabela 4.

6. Conclusão

A aplicabilidade de um sistema de iluminação para pátios de aeronaves, em substituição a um

sistema existente, não se restringe à relação lux x watt. Principalmente por se tratar de

aplicações para iluminação de áreas externas, no qual, outros fatores incidem diretamente.

Entre os itens que devem ser levados em consideração para a avaliação do desempenho deste

novo sistema estão: a eficácia luminosa da fonte de luz sob a condição mesópica ou

escotópica; o índice de reprodução de cor (IRC); a sua vida útil; e por fim o custo total de

instalação e o consumo anual total. Estes dois últimos itens não foram avaliados pela

dificuldade em se conseguir um orçamento para importação e instalação destes projetores, por

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se tratar de uma tecnologia que está em desenvolvimento na Coréia do Sul e não haver

aeroportos no Brasil com esta tecnologia implantada ainda.

Foi verificado, no estudo de caso proposto, que o PLS conseguiu substituir o sistema de

VSAP existente, utilizando metade da potência instalada, porém, neste caso, não bastava

apenas substituir, pois o sistema antigo já não atendia às recomendações da ICAO. Era

necessário que o novo sistema superasse os níveis existentes.

Desta forma, foi proposta uma alternativa de aproximar as torres de iluminação da área a ser

efetivamente iluminada, e demonstrado, por meio de simulação computadorizada, que o PLS

superou o sistema de vapor de sódio. Os dados obtidos não atenderam totalmente à

recomendação da ICAO, porém, os cálculos foram feitos utilizando-se lumens fotópicos. Para

uma melhor avaliação do sistema deveria ser levado em consideração a percepção visual na

condição escotópica ou mesópica.

Sugere-se, para trabalhos futuros, a criação de uma metodologia para realizar a correção dos

níveis obtidos na fotometria clássica, ou seja, condição fotópica, para a condição que melhor

representa a iluminação de exteriores, variando da mesópica para a escotópica. É desejável,

também, a comparação deste novo sistema com outros sistemas mais avançados como os

LEDs, pois a tecnologia VSAP já vem sendo substituída há algum tempo, e já era de se

esperar que o PLS o superasse.

Referências

ABNT - ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 5461: iluminação;

terminologia. São Paulo: Associação Brasileira de Normas Técnicas, 1980.

COPEL – COMPANHIA PARANAENSE DE ENERGIA. Manual de iluminação pública.

Paraná: COPEL Distribuição, 2012.

COSTA, Gilberto José Corrêa da. Iluminação econômica: cálculo e avaliação. Porto Alegre:

EDIPUCRS, 2005.

ICAO - INTERNATIONAL CIVIL AVIATION ORGANIZATION. Annex 14, Volume I,

Aerodrome Design and Operations. Montréal: International Civil Aviation Organization,

2009.

ICAO - INTERNATIONAL CIVIL AVIATION ORGANIZATION. Aerodrome Design

Manual, Part 4, Visual Aids. Montréal: International Civil Aviation Organization, 2004.

SCHREUDER, Duco. Outdoor Lighting: Physics, Vision and Perception. Springer Science

+ Business Media B.V., 2008.

PLASMABRIGHT. Plasma Ligthing System. <www.plasmabright.com > 2010. Acesso em:

22 Set 2012.

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Anexos

LG Lighting. Catálogo de Produtos, páginas 22 a 25.

LG LIGHTING. TECHNICAL DATA: PLS FLOOD LIGHT - PSF 1032A.