Benchmarking

A iluminação pública, em sua concepção, trata-se do serviço de prover claridade artificial a avenidas, ruas, parques, praças e centros comerciais, proporcionando maior segurança e qualidade de vida. Ao se relacionar de forma direta com a sensação de segurança, a iluminação pública é importante ferramenta para a valorização das áreas urbanas, do turismo, do comércio e do lazer noturno, contribuindo para o desenvolvimento social e econômico, com geração de oportunidades.

A abordagem atual trata da iluminação urbanística, sendo este o conjunto de ações coordenadas voltadas para o planejamento urbano, com a mesma atenção e detalhe com que é concebido o espaço diurno. A iluminação e arquitetura urbana estão intimamente ligados, uma vez que a ocupação do espaço urbano está diretamente ligada à disponibilidade e qualidade da iluminação pública. Locais não iluminados, por mais agradáveis que sejam durante o dia não são passíveis de ocupação uma vez findada a luz natural.

Relatos históricos apontam que os primeiros projetos de iluminação pública no Rio de Janeiro, ainda no período de D. Xxxxx XX, tiveram os locais definidos em função da criminalidade observada em áreas próximas ao centro da cidade. Desde o surgimento dos primeiros serviços de iluminação pública, a busca pela segurança urbana impulsionou a evolução tecnológica das fontes de luz. Do Lampião ao LED, as tecnologias foram sendo aprimoradas com o objetivo de garantir segurança, promover a qualidade de vida e propor soluções que consumam cada vez menos energia.

Figura 1 - Iluminação no Brasil nos anos 1920

Embora parte das tecnologias em iluminação pública se desenvolveram a partir da garantia de segurança urbana, as novas tecnologias buscam atender a premissas que vão além. A união dos altos custos com energia e a crescente preocupação dos impactos adversos da mudança climática impulsionam fabricantes, governos e empresas de utilidade pública a buscar tecnologias cada vez mais sustentáveis e eficientes.

A tecnologia LED tem se estabelecido de forma incontestável em iluminação pública. A implementação de luminárias LED é capaz de proporcionar melhores índices luminosos como o índice de reprodução de cor (ICR), iluminância média e fator de uniformidade. As vantagens vão além dos aspectos luminosos, já que a tecnologia apresenta potencial de redução de consumo em energia em torno de 50%, além de reduzir custos de manutenção.

Figura 2 - Iluminação de Lâmpadas

Considerando que parcela considerável da energia elétrica produzida no mundo é proveniente da queima de combustíveis fósseis como o carvão e o petróleo, a redução no consumo de energia elétrica está diretamente ligada à redução da emissão de poluentes na atmosfera.

O emprego de elementos químicos pesados (mercúrio e chumbo) na construção de lâmpadas de descarga apresenta-se mais um fator ambiental que favorece as luminárias LED, vez que tais elementos não são usados em sua composição.

O presente estudo é composto por esta introdução e quatro outras partes, a saber:

o Descrição dos objetivos do estudo de benchmarking;

o Estudos de caso;

o Referências Técnicas;

o Conclusões.

2 Objetivos do Estudo

A modernização do parque de iluminação pública com a tecnologia inequívoca de LED atraiu grandes cidades ao redor do mundo, Los Angeles, Las Vegas, Pittsburgh e outras cidades nos Estados Unidos, além de notáveis projetos na Austrália e na Europa optaram pela eficiência e sustentabilidade dos LEDs de alta potência.

Estas cidades elaboraram estudos de modelagem de Concessão Administrativa contendo comparativo técnico entre a tecnologia atual com a de LED e descritivos de custos de manutenção e de energia. A situação destes projetos para alguns municípios encontra-se em fase de implementação enquanto outras cidades como Los Angeles, Milão e San Diego já se beneficiam da economia e sustentabilidade ambiental proporcionada pelo novo sistema de iluminação pública.

Analisando as premissas adotadas e os resultados alcançados nesses projetos, o presente estudo tem por objetivo obter padrões e referências capazes de apontar o desenvolvimento de soluções para a modernização, eficientização, expansão, operação e manutenção da infraestrutura da rede de iluminação pública de Ribeirão das Neves. Para tanto, buscou-se o estudo de casos nacionais e internacionais, além de padrões e referências técnicas que refletem as melhores práticas em iluminação pública.

Ao analisar estas experiências e avaliar as tecnologias disponíveis, será possível apontar a melhor solução técnica e sob quais parâmetros essa solução irá operar. Esses dados serão fundamentais para a realização da modelagem técnica e econômica, uma vez que estas referências irão balizar as definições e escolhas tecnológicas do projeto, determinando projeções de investimento, operação e manutenção do parque de iluminação pública.

Figura 3 - Via Iluminada com LED

3 Estudos de Caso

Foram analisados projetos nacionais e internacionais de modernização da infraestrutura de iluminação pública. Foram analisados projetos das seguintes localidades:

o Pittsburgh, Pensilvânia – EUA;

o Milão – Itália;

o São Diego, Califórnia – EUA;

o Detroit, Michigan – EUA;

o Oakland, Califórnia – EUA;

o Portland, Oregon – EUA;

o Cambridgeshire – Inglaterra;

o Belo Horizonte, MG – Brasil;

o São Paulo, SP – Brasil.

Além dessas cidades, o estudo também contemplou a análise de cidades de pequeno porte nos EUA, servindo de referência quanto às tecnologias e resultados:

o Ouray

o Pittsburg, Califórnia

o Asheville

o Kenosha

o Racine

o Danville

o Greensburg

o Somerville

o Anchorage

Dentre as principais informações levantadas pelo estudo de benchmarking destacam-se:

o Percentual de economia de energia redução dos custos de manutenção proporcionados pela modernização;

o Análise de Investimentos;

o Avaliação das tecnologias de iluminação disponíveis;

o Desempenho luminotécnico do parque modernizado e do anterior;

o Tendências mundiais do mercado de iluminação pública;

o Requisitos luminotécnicos estabelecidos por Normas regulamentadoras;

o Análise do Impacto ambiental provocado pelas tecnologias disponíveis;

o Impacto da iluminação na sociedade.

Apresenta-se, na sequência, as principais informações dos casos analisados.

Figura 4 - Autopista Iluminada com LED

Comparação dos cenários

Pittsburgh

Projeto

Substituição total do parque de iluminação pública, em sua maioria de VSAP (Vapor de Sódio de Alta Pressão), para a tecnologia LED.

Características

306 mil Habitantes

US$ 15 a 20 milhões

40 mil luminárias

Pensilvânia, EUA

	Pré-projeto	Pós-projeto
Consumo energético mensal	2,3 milhões de kWh	1,1 milhões de kWh
Custo (Manutenção + energia)	US$ 4,2 milhões/ano	US$ 2,1 milhões/ano
Aviso de Queima	Inspeções Regulares	Remotamente
Acionamento	Via Fotocélula	Fotocélula/Remoto
Emissão de CO2	19,8 mil tolenadas/ano	9,5 mil toneladas/ano

Resultados

Economia (Energia): 51%/ano

Redução de Custos (Energia): US$ 1,00 milhão/ano Economia com manutenção: US$ 1,1 milhão/ano

Redução de 10 mil toneladas de C02 por ano

Outras informações

Payback Simples: 5 anos

Período de execução: 2011-2021

Comparação dos cenários

Milão

Projeto

Substituição de todas as luminárias VSAP para LED e instalação de 500 painéis de controle remoto.

Características

1,3 milhões Habitantes

€ 38 milhões

142 mil luminárias

Itália

	Pré-projeto	Pós-projeto
Consumo energético mensal	9,5 milhões de kWh	4,6 milhões de kWh
Consumo equivalente a	42 mil apartamentos	20 mil apartamentos
Potência média das Luminárias	000 X	00 X
Custo de Manutenção	€ 5 milhões/ano	€ 0 no prazo de 10 anos

Resultados

Redução no consumo de energia: 51,8%

Redução de Custos (Energia + Manutenção): € 13 milhões/ano

Redução de 23,65 mil toneladas de C02 por ano

Outras informações

Início: Set/2014 – Término: Ago/2015 Fornecedora: AEC Iluminazione Payback Simples: 3 anos

Comparação dos cenários

São Diego

Projeto

Modernização de 35 mil luminárias de VSAP (76% do parque total) para luminárias de indução

Características

1,37 milhões de Habitantes

US$ 18,1 milhões

46 mil luminárias

Califórnia, EUA

	Pré-projeto	Pós-projeto
Consumo energético mensal	3,3 milhões de kWh	1,3 milhões de kWh
Índice de Reprodução de Cor	20%	65%
Emissão de CO2	30 mil toneladas/ano	18 mil toneladas/ano
Ciclo de Vida	25 mil horas – 6 anos	65 a 100 mil horas – 15 a 24 anos

Resultados

Economia (Energia): 40%/ano

Redução de Custos (Energia): US$ 1,8 milhões/ano

Redução de Custos (Energia + Manutenção): US$ 2,2 milhões/ano

Redução de 12 mil toneladas de C02 por ano

Outras informações

Início: Set/2011 – Término: Out/2012

Luminárias modernizadas por mês: 2600

Payback Simples: 5,75 anos

Comparação dos cenários

Detroit

Projeto

Substituição de 65 mil luminárias de VSAP para LED, reparo extensivo da rede e eliminação de 23 mil luminárias

Características

701 mil Habitantes

US$ 185 milhões

88 mil luminárias

Michigan, EUA

	Pré-projeto	Pós-projeto
Consumo energético mensal	6,4 milhões de kWh	2,5 milhões de kWh
Luminárias em Funcionamento	50%	100%
Custo (Energia)	US$ 6 milhões/ano	US$ 3,1 milhões/ano
Emissão de CO2	67 mil tolenadas/ano	27 mil toneladas/ano
Ciclo de Vida	25 mil horas – 6 anos	65 a 100 mil horas – 15 a 24 anos

Resultados

Economia (Energia): 60%/ano – 46 milhões de kWh/ano Redução de Custos (Energia): US$ 2,9 milhões/ano Redução de 40 mil toneladas de C02 por ano

Outras informações

Início: Abril/2014 – Término: Dez/2016

Payback Simples: 2,3 anos (Considerando apenas modernização e eliminação das

Comparação dos cenários

Oakland

Projeto

Modernização de 30 mil VSAP para LED com sistema de monitoramento e

controle remoto

Características

406 mil Habitantes

US$ 16 milhões

37 mil luminárias

Califórnia, EUA

	Pré-projeto	Pós-projeto
Consumo energético mensal	1,2 milhões de kWh	0,6 milhões de kWh
Emissão de CO2	10,5 mil tolenadas/ano	5 mil toneladas/ano
Ciclo de vida	30 mil horas – 7 anos	100 mil horas – 25 anos

Resultados

Economia (Energia): 50%/ano – 7,2 milhões kWh/ano Redução de Custos (Energia): US$ 1,5 milhões/ano Redução de 5,5 mil toneladas de C02 por ano

Outras informações

Payback Simples: 9 anos

Comparação dos cenários

Portland

Projeto

Substituição de 55,1 mil luminárias HPS para LED com tecnologia de controle remoto e de ajuste

Características

609 mil Habitantes

US$ 18,5 milhões

55,1 mil luminárias

Oregon, EUA

	Pré-projeto	Pós-projeto
Consumo energético mensal	3,33 milhões de kWh	1,66 milhões de kWh
Emissão de CO2	21 mil toneladas/ano	10,5 mil toneladas/ano
Ciclo de vida	7 anos	20 anos

Resultados

Economia (Energia): 50%/ano – 20 milhões de kWh/ano Redução de Custos (Energia): US$ 1,5 milhões/ano

Redução de 10,5 mil toneladas de C02 por ano

Outras informações

Início: Dez/2012 – Término: Dez/2016

Payback Simples: 8 anos

Cambridgeshire

Projeto

Substituição de 56 mil luminárias, melhoria na infraestrutura da rede de iluminação pública e eliminação de 10% das luminárias atuais

Características

807 mil Habitantes

Inglaterra

56 mil luminárias

Resultados

Redução anual de 8,5 milhões de kWh

Redução de consumo anual equivalente a 1450 residências inglesas típicas Redução anual de 4,5 mil toneladas de C02

Economia estimada de 46%

Redução anual de custo em 900 mil euros

Outras informações Investimento por meio de PPP Investimento em 5 anos

Contrato de parceria público-privada com Xxxxxxx Xxxxx por 25 anos

Comparação dos cenários

Belo Horizonte

Projeto

Modernização do parque atual, ampliação, iluminação de destaque, eficientização energética, operação e manutenção

Características

2,4 milhões de Habitantes

R$ 997 milhões (20 anos)

179 mil luminárias

MG - Brasil

	Pré-projeto	Pós-projeto
Consumo energético mensal	9,22 milhões de kWh	4,15 milhões de kWh
Potência Instalada	25 MW	15,5 MW
Ciclo de vida	24 mil horas – 6 anos	100 mil horas – 24 anos
Índice de Reprodução de cor	25%	75%
Taxa mensal de falhas	0,5%	0,1%

Resultados

Redução do Consumo energético: 55%

Redução estimada dos custos de manutenção: 10%

Outras informações

Investimento em Iluminação de destaque: R$ 8,54 milhões em 36 meses Transposição de LED: 1º ao 5º ano

Prevista telegestão para 20% do parque Payback: 10 anos

Comparação dos cenários

São Paulo

Projeto

Modernizar, otimizar, expandir e desenvolver sistemas inteligentes de gestão da operação e manutenção do parque de iluminação pública

Características

12 milhões de Habitantes

R$ 7,32 bilhões (24 anos)

569 mil luminárias

SP - Brasil

	Pré-projeto	Pós-projeto
Consumo energético mensal	49 milhões de kWh	24 milhões de kWh
Potência instalada	135 MW	65 MW
Ciclo de vida	24 mil horas – 6 anos	100 mil horas – 24 anos
Índice de reprodução de cor	Baixo	Alto

Resultados

Redução do Consumo energético em 51,2% Menores Custos com manutenção

Melhores índices luminotécnicos (Fator de Uniformidade e Iluminância média)

Redução de reclamações das condições de infraestrutura

Outras informações

Transposição LED: 1º ao 7º ano

Remodelamento de Avenidas: 1º ao 7º ano

Ações de Embelezamento (Iluminação Artística): 1º ao 9º ano Prevista Instalação de Telegestão

Melhoria da rede de iluminação: 1º ao 20º ano

3.1 Estudos de Caso de Pequenas Cidades nos EUA

A modernização do parque de iluminação pública, contemplando a substituição de luminárias de Vapor de Sódio de Alta Pressão para a tecnologia LED também é observada em cidades de pequeno porte nos Estados Unidos. O potencial de economia aliado ao baixo risco de investimento da luminária LED foi um dos motivos que levou administrações locais a apostar no projeto que propicia, além de economia em energia e em manutenção, melhor desempenho luminoso. São apresentados a seguir dados referentes a estas cidades estadunidenses que adotaram a tecnologia de LED e obtiveram percentuais de economia de energia.

Tabela 1 - Economia de energia - Pequenas Cidades

Cidade	Estado/País	População (Hab)	Luminárias Substituídas	Percentual de Economia estimado (%)
Ouray	Colorado - EUA	1.013	101	50
Asheville	Carolina do Norte	87.236	3643	50
Kenosha	Wisconsin	99.889	-	40
Racine	Wisconsin	78.199	-	45
Danville	Califórnia	43.341	262	44
Raleigh	Carolina do Norte	431.746	32.000	50
Greensburg	Pensilvânia	14.660	303	70
Somerville	Massachusetts	78.804	450	69
Anchorage	Alaska	300.950	16.000	00
Xxxxxxxxx	Xxxx Xxxxxx	117.801	11.600	52

Ouray

Asheville

Kenosha

Racine

Danville

Raleigh

Greensburg

Somerville

Anchorage

Smithtown

Gráfico 1 - Economia Energética Anual (%) - Pequenas Cidades

Média: 52%

70% 69%

50% 50%

50%

52%

45%

40%

44%

3.2 Overview: Casos avaliados

O condensado do estudo de benchmarking das 9 principais cidades e dos estudos complementares com as 10 cidades americanas de pequeno porte é apresentado a seguir. Neste condensado avaliou-se potencial de redução, custos de manutenção, impacto ambiental, ciclo de vida e payback.

Tabela 2 – Resumo experiências anteriores de projetos de iluminação pública

Principais pontos Levantados:

▪ Economia média anual entre as 9 principais cidades: 51,88 %;

▪ Economia média entre as 10 cidades de pequeno porte foi de 52%;

▪ Economia média anual de custo de manutenção por luminária: U$ 15,92;

▪ Redução média de 33,3 kWh/ponto/mês;

▪ Payback entre 2,3 e 10 anos;

▪ Redução anual de emissão de CO2 na atmosfera por luminária considerando 9 cidades: 227 kg/luminária;

▪ Redução anual de emissão de C02 considerando apenas as duas cidades brasileiras: 28 kg/luminária;

▪ A implementação de sistemas de telegestão propiciam ganho de mais 30% de horas de vida para a luminária e um incremento percentual de 20% na redução de consumo energético;

▪ A modernização trouxe consigo melhor desempenho luminoso: maior fator de uniformidade e maior iluminância média;

▪ Melhoria de 320% no índice de reprodução de cor com a substituição vapor sódio para LED.

Tabela 3 – Comparação de consumo em parques de iluminação

Cidade	Consumo Parque Atual (kWh/ponto/mês)	Consumo Parque Modernizado (kWh/ponto/mês)
Pittsburgh	57,5	29,3
Milão	66,9	34,6
São Diego	71,7	28,6
Oakland	32,4	16,2
Portland	60,4	30,2
Belo Horizonte	51,5	23,2
São Paulo	86,1	42,2

Redução Média 33,3 kWh/ponto/mês

Gráfico 2 - Média de Economia de Energia com a Tecnologia LED

51% 52%

Economia Energética anual (%)

Média:51,88

60%

50% 50% 46%

55% 51%

Pittsburgh Milan Detroit Oakland Portland CambrigeshireBelo Horizonte São Paulo

4 Benchmarking Técnico

A crescente preocupação pela redução de emissão de gases do efeito estufa e pela minimização dos impactos ao meio ambiente atualmente tornaram os conceitos de eficiência energética e desenvolvimento de fontes renováveis ponto de discussão importante em todos os segmentos que cercam a atividade humana. Pela presença na vida humana e seu impacto no consumo de energia, a sustentabilidade e eficiência de sistemas de iluminação pública passam a ser pontos centrais na vida moderna.

Figura 5 – Avenida antes e após a modernização

Com a nova tendência da modernização de parques de iluminação para tecnologia eficiente e sustentável de LED, é evidente a necessidade de tomar conhecimento dos desafios técnicos e operacionais, das vantagens e desvantagens da transposição do parque tendo em vista que a tecnologia LED no âmbito de iluminação urbanística é recente.

O Benchmarking técnico contempla, portanto, sete aspectos de iluminação pública:

o Conceito de Fator de Uniformidade e seus efeitos na sociedade;

o Conceito de Índice de Reprodução de Cor

o Análise do Impacto da Temperatura de Cor no Organismo;

o Poluição luminosa provocada pelas luminárias de IP;

o Iluminação de Destaque;

o Análise de Sistemas de Acionamento: Fotocélula, Telegestão e Dimerização;

o Análise do Impacto Ambiental provocado pelas diferentes tecnologias: LED, Vapor de Sódio, Indução e Vapor Metálico;

o Análise das tecnologias disponíveis para Iluminação Pública.

4.1 Fator de Uniformidade

De acordo com a norma NBR 5101, o fator de uniformidade corresponde à relação entre a iluminância mínima e a média de determinada área. Essa relação resulta em um valor adimensional variando entre zero e a unidade, ela representa a distribuição luminosa da luminária na superfície de análise, quanto mais próximo da unidade maior é a uniformidade da distribuição.

O Fator de Uniformidade mínimo determinado pela norma americana de iluminação IESNA é de 0.25, no Brasil a NBR 5101 regulamenta que para vias arteriais o fator de uniformidade deve ser no mínimo 0.4 enquanto em vias locais o fator mínimo requisitado cai para 0.2. O baixo fator de uniformidade resulta em iluminação irregular, aumentando os riscos de acidentes viários em virtude de a área iluminada apresentar grande intensidade de manchas escuras, dificultando que motoristas visualizem pedestres, animais e obstáculos.

Outro ponto a ser destacado é a associação do fator de uniformidade com a sensação de segurança. Locais com baixo fator de uniformidade resultam em áreas sombreadas/escuras, facilitando a ação delinquente no período noturno, reduzindo a sensação de segurança da população. Áreas com iluminação irregular são mais propensas à proliferação de atividades à margem da lei.

As figuras abaixo consistem em duas ruas distintas na cidade de Portland, EUA, a da esquerda com baixo fator de uniformidade (0.26), utilizando luminárias de HPS

(vapor de sódio) e a da direita com fator de uniformidade superior (0.54) utilizando luminárias de LED.

Figura 6 – Iluminação Pública em Portland com luminária de Vapor de sódio (esquerda) e LED (direita)

4.2 Índice de Reprodução de Cor

O índice de reprodução de Cor (IRC) corresponde à relação entre a cor real de um objeto ou superfície e a aparência percebida diante de uma fonte luminosa. Esse índice varia de 0 a 100%, sendo que quanto mais próximo de 100%, maior a fidelidade e precisão das cores dos objetos.

As normas analisadas, IESNA e NBR 5101, n]ao estabelecem índices mínimos de reprodução de cor, mas é notória a melhoria na qualidade do ambiente quando a luminária oferece maior IRC. A Figura 7 mostra um estacionamento na cidade de Pittsburgh, EUA, em que parte é iluminado por luminárias de vapor de sódio com IRC médio de 25% enquanto outra parte é iluminada por luminárias de LED com IRC entre 75% a 90%.

Luminárias com maior IRC, além de representarem fielmente a cor dos objetos, valorizam esteticamente locais de lazer e de turismo, como é possível visualizar na

Figura 8.

Figura 7 – Estacionamento em Portland com tecnologias LED (esquerda) e VSAP (direita)

Figura 8 – Análise de IRC para destaque de lugares públicos: VSAP (esquerda) e LED (direita)

4.3 Temperatura de Cor

A temperatura de Cor de uma fonte de luz não está relacionada com a emissão de calor, mas pela sensação de conforto que a mesma proporciona em determinado ambiente. Quanto mais alto for o valor da temperatura de cor, mais branca será a luz emitida, denominada comumente de “luz fria”, sendo comumente aplicada em ambientes de trabalho por induzir maior atividade ao ser humano. Luminárias com

baixa temperatura de cor caracterizam-se por apresentar luz mais amarelada, proporcionando maior sensação de conforto e relaxamento, chamada popularmente de “luz quente”. As luminárias de vapor de sódio, vapor metálico e LED apresentam temperaturas 2000K, 4000K e 6000K respectivamente, embora para a tecnologia LED seja possível regular o brilho da lâmpada para faixa de temperatura entre 2800 a 6000 K.

Há evidências científicas que sugerem que a exposição à luz no período noturno é prejudicial ao sistema endócrino humano, assim como outros sistemas biológicos. Estudos epidemiológicos em seres humanos e pesquisas em animais avaliam que os processos circadianos normais de seres humanos e animais são reiniciados por comprimentos de onda de luz azul, inibindo a produção de melatonina, cuja principal função é induzir o sono. Esta hipótese é corroborada significativamente pela alta taxa de incidência de câncer de mama e de colorretal entre trabalhadores noturnos e estudos com ratos em laboratórios. Especialistas em saúde pública recomendam reduzir a exposição à luz azul à noite. Por esta razão, cidades como Pittsburgh, Oakland e São Diego, ao realizarem seus projetos de modernização, estabeleceram níveis de temperatura de cor: em Pittsburgh as luminárias LED devem apresentar ajustes de 2800K a 5000K, em Oakland e São Diego a temperatura de cor máxima é, respectivamente, de 4000K e 3000K.

Figura 9 – Temperaturas de cor de LEDs

Figura 10 – Escala de temperatura de cor de fontes de luz

4.4 Poluição Luminosa: Brilho e Light Tresspass

O Brilho de uma luminária é tecnicamente definido pela dificuldade em visualizar a luminária devido ao seu brilho. Light Trespass corresponde à luz direcionada fora da área de projeção destinada. A Figura 11 ilustra este efeito, sendo que o objetivo das luminárias é iluminar as vias de circulação, mas seu feixe luminoso apresenta propagação difusa, sendo direcionado para o lago e também para cima.

Figura 11 – Light Trespass

Atualmente, existem luminárias que possuem bloqueios contra o brilho desagradável e light tresspas evitando a invasão da iluminação em fachadas e para o céu, sendo comumente denominadas de cut-off. Em Mineapólis, EUA, foi determinado por lei que todas as luminárias devem apresentar esta tecnologia para evitar a poluição luminosa provocada pelas suas luminárias.

A poluição luminosa acarreta os seguintes problemas:

o Desestabiliza o ecossistema e processos ecológicos, como a migração de pássaros;

o Afeta o ciclo circadiano do homem;

o Desperdício de energia;

o Redução da visibilidade de estrelas;

o Ameaça a pesquisas astronômicas.

As luminárias LED apresentam a vantagem de ter luz direcionada, o que minimiza consideravelmente a poluição luminosa. Embora isso seja um atributo da tecnologia, o projetista não deve tomar isso como verdade absoluta, vez que as luminárias apresentam maior fluxo luminoso por potência, e ao serem instaladas de forma inadequada podem contribuir com a poluição luminosa.

Figura 12 – Poluição luminosa em Honk Kong

Um fator importante para considerar a escolha da tecnologia LED frente as outras tecnologias tradicionais está a possibilidade de controlar e monitorar remotamente as luminárias individualmente. Desde que este sistema seja implantado, a poluição luminosa torna-se um problema de fácil resolução, pois na literatura é possível regular a iluminância de 100 lux para 15 lux.

A Cidade de Los Angeles, EUA, foi uma das primeiras cidades no mundo a efetivar o plano de transposição do parque de iluminação pública de vapor de sódio de alta pressão para LED. A Figura 13 retrata a poluição luminosa elevada provocada pelas luminárias de vapor de sódio e a Figura 14 apresenta a perspectiva após o projeto de transposição.

A modernização das luminárias de vapor de sódio para a tecnologia LED provocou redução exponencial da poluição luminosa. Esta melhoria decorreu da implementação do controle e monitoramento remoto do sistema de iluminação e também pela característica técnica do LED apresentar luz com propagação luminosa não difusa e direcionada.

Figura 13 – Los Angeles em 2008 com luminárias vapor de sódio

Figura 14 – Los Angeles em 2012 com luminárias LED

Segundo a International Dark-Sky Association (IDA), associação americana cuja missão é preservar e proteger os céus noturnos através de iluminação externa de qualidade, 35 % da energia gasta com Iluminação pública com tecnologias de descarga de alta intensidade, dentre elas vapor de sódio e metálico, em todo o território dos EUA, é desperdiçada ao emitir luz indevidamente ao céu noturno.

4.5 Iluminação de destaque

A iluminação pública está intimamente ligada ao processo de planejamento, criação e gestão de espaços públicos. A iluminação de destaque promove entretenimento e maior interação social, contribuindo para a ocupação de ruas, calçadas, parques, edifícios e monumentos históricos. Através das propriedades especiais da luz é possível promover a valorização de espaços e melhorar a área de negócios ou região residencial, assim como construções, estruturas, pontes e parques.

Um dos exemplos da iluminação de destaque, o edifício Château Frontenac, um grande hotel em Quebec, Canadá, e antiga sede do governo de Quebec, apresenta iluminação externa com diferentes temperaturas de cor, quente e fria, para acentuar a estrutura do prédio e a destaca-la dos outros edifícios.

Figura 15 – Chateau Frontecan, Quebec - Canadá

A Capital da República da Macedônia, Skopje, é o centro cultural, político, econômico e acadêmico do país. A cidade desenvolveu um projeto cujo objetivo foi de oferecer iluminação de destaque para 40 monumentos históricos e 20 construções, incluindo museus, teatros, hotéis e escritórios administrativos. O projeto de iluminação contemplou as seguintes características: temperatura de cor de 4000K, capacidade de 50% de dimerização e possibilidade de iluminar os monumentos com cores diferentes em feriados. O novo sistema de iluminação

proporcionou benefícios econômicos ao proporcionar maior circulação de pessoas no centro da cidade no período noturno.

Figura 16 – Biblioteca Municipal, Skopje - Macedônia

Segundo dados do estado, o turismo em Skopje apresentou considerável crescimento após o início do projeto em 2013.

4.6 Sistema de Monitoramento e Controle Remoto para iluminação pública

Nos projetos avaliados no estudo de Benchmarking constatou-se que a transposição do parque de iluminação pública de vapor de sódio para a tecnologia LED foi acompanhada da implementação de iluminação inteligente, cujo sistema permite o controle e ajuste de características das luminárias de forma remota.

Os sistemas inteligentes de iluminação podem manipular a temperatura de cor das luminárias LED, sua tonalidade e intensidade luminosa. Usando sensores, é possível controlar a operação de desligamento on/off e detectar a depreciação luminosa com o passar dos anos.

O Controle da intensidade luminosa permite que a cidade regule o fluxo luminoso em níveis menores para bairros residenciais e níveis maiores para bairros comerciais e regiões centrais. Em Portland, EUA, o projeto implantado estabeleceu três níveis de intensidade luminosa para bairros residenciais, sendo a luminária configurada no modo padrão com a menor intensidade luminosa.

Na literatura revisada, os principais benefícios do monitoramento e controle remoto são:

o Melhor roteamento das inspeções regulares e análise em tempo real do funcionamento das luminárias, eliminando falsos alarmes de problemas e custos operacionais;

o Consumo de energia reduzido;

o Maior vida útil da lâmpada;

o Potencial para a capacidade de resposta;

o Redução do potencial de luz prejudicial / interações de saúde humana.

Estudos elaborados pela cidade de San Diego, EUA, estima-se que o parque de iluminação pública se beneficie com o sistema de controle e monitoramento remoto com 30% a mais de horas de operação e redução de custos operacionais.

30% a mais de horas de operação da luminária

Redução de custos operacionais

4.7 Impacto ambiental das tecnologias disponíveis em Iluminação Pública

A tecnologia LED, por apresenta maior eficiência luminosa, resultando na redução do consumo de energia e da emissão de CO2. Ainda que a matriz energética venha

se diversificando e priorizando fontes renováveis, tais como solar e eólica, as fontes nucleares, termelétricas e outras provindas de combustíveis fosseis ainda apresentam grande representatividade.

A média mundial de emissões de gases do efeito por kWh corresponde a 0,5 kg/kWh. Nos Estados Unidos, segundo dados do Departamento de Energia, o fator de emissão é de 0,718 kg/kWh, enquanto no Brasil, de acordo com a EPE (Empresa de Pesquisa Energética), o fator de emissão foi de 0,064 kg/kWh.

Tabela 4 – Fatores de emissão de CO2

Fator de Emissão C02 (kg/kWh)

Média Mundial	0,500
Brasil	0,064
EUA	0,718

A Tecnologia LED apresenta-se como fator estratégico para seguir os protocolos de redução de emissões de gases do efeito estufa. O benefício da substituição de luminárias de vapor de sódio para LED pode chegar a milhares de toneladas. Nos estudos avaliados pelo estudo de benchmarking, cada luminária substituída reduz em média 227 kg/ano.

Em Pittsburgh, EUA, além da avaliação do impacto direto através do consumo energético, foi avaliado também o impacto ambiental da fabricação das tecnologias disponíveis (Vapor de Sódio, Vapor Metálico, LED e de Indução). O estudo avaliou a energia necessária para a fabricação da lâmpada, da luminária e de sua eficiência luminosa. Constatou-se que embora a fabricação da lâmpada LED apresente maior consumo energético dentre as outras tecnologias, na análise do ciclo de vida da luminária o LED é a tecnologia mais sustentável disponível atualmente. Será apresentado na seção seguinte o comparativo das tecnologias de iluminação pública disponíveis.

4.8 Análise técnica das tecnologias disponíveis para Iluminação Pública

Nesta seção são apresentadas as soluções disponíveis para projetos de iluminação externa, destacando suas vantagens e desvantagens no que concerne a fatores técnicos, ambientais, custos de implantação, operacionais e de manutenção. As tecnologias disponíveis no mercado e discriminadas a seguir são: vapor de mercúrio, vapor metálico, vapor de sódio, indução e LED.

Outro aspecto importante do levantamento relaciona-se ao acionamento da luminária. Dependendo do local e do tipo de utilização, o tempo de acendimento e/ou reacendimento pode ser importante. Caso o acionamento não seja adequado, locais de grande circulação de veículos e aglomeração de pessoas podem ser prejudicados, acarretando em sérios distúrbios e problemas de segurança.

Observa-se que atualmente as luminárias são ativadas por sensores fotoelétricos acoplados ao seu conjunto, sendo que o funcionamento dos sensores depende da presença ou ausência de luz solar. Além da necessidade de apresentar um elemento de ativação, a maioria das luminárias de iluminação pública são de HID, lâmpadas de descarga de alta intensidade, dessa forma, para seu correto funcionamento demanda-se a instalação de elemento ignitor ou reator. Outra forma de acionamento ocorre por sistemas de telegestão em que é possível controlar remotamente o funcionamento da luminária. Este sistema encontra-se implantado em cidades ao redor do mundo, ainda sendo incipiente no Brasil.

Vapor de Mercúrio

Vantagens

▪ Apresenta baixa susceptibilidade à altas temperaturas, suportando a instalação em locais quentes sem prejuízo da qualidade;

▪Alta disponibilidade no mercado;

▪Baixa taxa de emissão de radiação; eletromagnética;

▪Baixo custo;

▪Alto nível de maturidade da

tecnologia

▪Vida útil reduzida (em média 18 mil horas);

▪Alta taxa mercúrio (0,032 por lâmpada);

▪Longo tempo de acionamento

▪Não viável em sistemas de telegestão;

▪Sensibilidadade a ciclo de chaveamento;

▪Não tem capacidade de dimerizar;

▪IRC máximo de 55%

Desvantagens

▪Alta taxa de depreciação luminosa;

▪Alta taxa de emissão UV

▪Baixa eficiência luminosa

▪Tecnologia estagnada/ultrapassada

▪Baixa aplicabilidade a tecnologias de auto- geração;

▪Baixa resistência mecânica

▪Propagação difusa - contribuição à poluição luminosa

Vapor de Sódio

Vantagens

▪Permite dimerização;

▪Baixa susceptibilidade a altas temperaturas;

▪Alta disponibilidade no mercado;

▪Baixa taxa de depreciação luminosa;

▪Baixa taxa de emissão de radiação eletromagnética;

▪Boa eficiência luminosa podendo apresentar 135 lm/w;

▪Baixo custo de aquisição

▪Aderência intermediária a tecnologia de auto-geração;

▪Alto nível de maturidade da tecnologia, sendo atualmente a mais implementada em iluminação pública.

▪Taxa de mercúrio (0,019 por lâmpada);

▪Longo tempo de acionamento;

▪Sensibilidade a ciclo de chaveamento;

▪Temperatura de cor fixa;

▪IRC máximo de 25%;

▪Taxa intermediário de emissão UV;

▪Tecnologia estagnada/ultrapassada;

Desvantagens

▪Baixa resistência mecânica;

▪Não é indicada para locais que necessitam destacar/reforçar a beleza do local

▪ Distribuição luminosa irregular necessitando de refletor;

▪Baixo ciclo de vida útil (em média 32 mil horas)

▪Propagação difusa - contribuição à poluição luminosa

Vapor Metálico

Vantagens

▪IRC máximo de 80%

▪Dois níveis de temperatura de cor;

▪Indicada para locais que necessitam reforçar aspectos estéticos;

▪Baixa susceptibilidade a temperatura;

▪Baixo custo de aquisição;

▪Aplicabilidade intermediaria à

tecnologias de auto-geração;

▪Alto nível de maturidade da tecnologia;

▪Alta disponibilidade no mercado

▪Baixa vida útil em média 15 mil horas;

▪Alta taxa de mercúrio (0,045 gramas)

▪Longo tempo de acionamento;

▪Sensibilidade aos ciclos de chaveamento;

▪Não permite dimerização;

▪Alta taxa de depreciação luminosa;

▪Alta taxa de emissão de UV;

Desvantagens

▪Baixa eficiência luminosa;

▪Tecnologia estagnada;

▪Baixa resistência mecânica;

▪Propagação difusa - contribuição à

poluição luminosa

Lâmpada de Indução

Vantagens

▪Maior vida útil, em média 60 mil horas;

▪Acionamento instantâneo;

▪IRC de 80%

▪Vários níveis de Temperatura de cor;

▪Indicada para locais em que a substituição das lâmpadas é difícil;

▪Baixa depreciação luminosa;

▪Bons índices de eficiência luminosa, entre 70 a 90 lm/W;

▪Alto nível de maturidade da tecnologia;

▪Alta taxa de mercúrio (0,03 gramas)

▪Sensibilidade aos ciclos de chaveamento;

▪Não permite dimerização;

▪Sensibilidade a altas temperaturas;

▪Baixa disponibilidade no mercado;

▪Alta taxa de depreciação luminosa;

▪Alta taxa de emissão de UV;

▪Alta taxa de emissão de radiação eletromagnética;

Desvantagens

▪Alto custo de aquisição

▪Baixa eficiência luminosa;

▪Aderência intermediária a tecnologias de auto-geração;

▪Baixa resistência mecânica;

LED

Vantagens

▪Maior vida útil podendo chegar até 100 mil horas;

▪Não apresenta mercúrio em sua composição;

▪Acionamento instantâneo;

▪Insensibilidade a ciclos de chaveamento;

▪Permite dimerização;

▪IRC de até 90%

▪Três níveis de Temperatura de cor;

▪Indicada para qualquer local em inclusive para reforçar aspectos estéticos;

▪Alta disponibilidade no mercado;

▪Baixa depreciação luminosa;

▪Zero emissão de UV e radiação eletromagnética;

▪Alta eficiência luminosa, de 70 a 150 lm/W

▪ Elevado Potencial para desenvolvimento tecnológico;

▪Alta aderência a tecnologias de auto- geração

▪Boa resistência mecânica a impactos;

▪Propagação Direcionada - Zero poluição luminosa;

▪Não atrai insetos.

▪Alta susceptibilidade a altas temperaturas, suporta até 65oC;

▪Elevado custo de aquisição, apesar de se observar que sua curva de custo está decrescendo;

Desvantagens

▪Nível intermediário de maturidade de tecnologia.

4.9 Resumo: Técnico das Tecnologias disponíveis

O resumo das informações das tecnologias disponíveis é apresentado a seguir.

Tabela 5 –Avaliação comparativa de Tecnologias de luminárias

Destaca-se o LED como melhor solução ótima em termos de eficiência luminosa, ciclo de vida, índice de reprodução de cor, não apresenta em sua composição componentes tóxicos como chumbo e mercúrio e não emite radiação ultravioleta.

4.10 Normas e requisitos para iluminação pública

Projetos de Iluminação Pública devem seguir de forma mandatória procedimentos e especificações atendam às normas técnicas vigentes. Dentre as principais normas técnicas de iluminação pública no Brasil destacam-se a NBR-5101: 2012 Iluminação Pública – Procedimento, NBR 15129 Luminárias para iluminação pública – Requisitos particulares e a NBR 5181 Iluminação de túneis. Estas normas baseiam-se e adotam princípios, procedimentos e conceitos de normas da IEC (International Electrotechnical Commission), IES (Illuminating Engineering Society) e da IESNA (Illuminating Engineering Society of North America).

Além das normas internacionais e nacionais citadas, os projetos de iluminação pública também devem contemplar os requisitos e especificações técnicas da concessionária de energia. No caso de Ribeirão das Neves, a concessionária responsável pelo fornecimento de energia elétrica é a Companhia Energética de Minas Gerais – CEMIG. A CEMIG possui uma norma que estabelece os critérios básicos para projetos de iluminação pública. Trata-se da ND-3.4 – Projetos de Iluminação Pública.

Além da referida norma, a CEMIG também possui uma especificação técnica que estabelece os critérios mínimos aplicáveis à fabricação e ao recebimento de luminárias para utilização em iluminação pública. Trata-se da 02.118-CEMIG-393e – Luminárias para iluminação pública.

Na sequência são descritos critérios para iluminação pública estabelecidos pela ABNT NBR 5101.

4.10.1 NBR 5101: Classificação das vias por velocidade

Para projetos de iluminação pública deve ser avaliada a característica da via quanto ao volume de tráfego e velocidade permitida distinta (superior ou inferior) daquelas estabelecidas para cada tipo de via, de acordo com o Código de Trânsito Brasileiro. As vias urbanas são caracterizadas pela existência de construções às suas margens, com

presença de tráfego motorizado e de pedestres, em maior ou menor escala. As vias urbanas são classificadas em 4 tipos.

Via de Trânsito Rápido

• Avenidas e ruas asfaltadas, exclusivas para tráfego motorizado, onde há predominância de construções. Baixo trânsito de pedestres e alto trânsito de veículos. Caracterizada por acessos especiais com trânsito livre, sem interseções em nível, sem acessibilidade direta aos lotes lindeiros e sem travessia de pedestre em nível, com velocidade máx. de 80 km/h.

• Exemplos: Vias de alta velocidade de tráfego com separação de pistas, sem cruzamentos em nível e com controle de acesso;Vias de Trânsito Rápido em Geral;Auto-Estradas.

Vias Arteriais

• Via exclusiva para tráfego motorizado, com grande volume e pouco acesso de tráfego, várias pistas, cruzamentos em dois planos, escoamento contínuo, elevada velocidade de operação e estacionamento proibido na pista.

• Caracterizada por interseções em nível, geralmente com semáforos, com acessibilidade aos lotes lindeiros e às vias secundárias e locais, possibilitando o trânsito entre as regiões da cidade, com velocidade máx. de 60 km/h.

• Exemplos: Vias de alta velocidade de tráfego com separação de pistas;Vias de mão dupla, com cruzamentos e travessias de pedestres eventuais em pontos bem definidos; Vias rurais de mão dupla com separação por canteiro ou obstáculo.

Vias Coletoras

• Via exclusivamente para tráfego motorizado, que se caracteriza por um volume de tráfego inferior e por um acesso de tráfego superior àquelas das vias arteriais. Destinada a coletar e distribuir o trânsito que tenha necessidade de entrar ou sair das vias de trânsito rápido ou arteriais, possibilitando o trânsito dentro das regiões da cidade, com velocidade máx. de 40 km/h.

• Exemplos: Vias de Tráfego importante;Vias radiais e urbanas de interligação entre bairros, com tráfego de pedestres elevado.

Vias locais

• Via que permite acesso às edificações e a outras vias urbanas, com grande acesso e pequeno volume de tráfego. Caracterizada por interseções em nível não semaforizadas, destinada apenas ao acesso local ou a áreas restritas, com velocidade máx. de 30 km/h.

• Exemplos: Vias de conexão menos importante;Vias de acesso residencial.

4.10.2 NBR 5101: Classificação das vias por tráfego de veículos e de pedestres

As recomendações de iluminação das vias para pedestres e veículos dividem-se em classes, sendo de V1 a V5 para veículos e P1 a P4 para pedestres. As classes são selecionadas de acordo com a função da via, a densidade de tráfego, a complexidade do tráfego, a separação do tráfego e a existência de facilidades para o controle de tráfego. As Tabelas a seguir apresentam classificação das vias para os requisitos mínimos de iluminação.

Tabela 6 – Classificação de vias para veículos

Tipo de via	Volume de Tráfego	Classe de Iluminação
Via de Trânsito Rápido	Intenso	V1
Via de Trânsito Rápido	Médio	V2
Vias Arteriais	Intenso	V1
Vias Arteriais	Médio	V2
Vias Coletoras	Intenso	V2
	Médio	V3
	Leve	V4
Vias locais	Médio	V4
Vias locais	Leve	V5

Tabela 7 – Classificação de vias para pedestres

Via de Pedestres

Classe de Iluminação

Uso noturno intenso (calçadões, passeios

de zonas comerciais)

Grande tráfego noturno (passeios de

avenidas, praças, áreas lazer)

Uso noturno moderado (passeios,

acostamentos)

Pouco uso (passeios de bairros

residenciais)

Os requisitos mínimos para iluminação pública com desempenho satisfatório por tipo de via de veículos e de pedestres são apresentados nas próximas duas tabelas com os valores mínimos de fator de uniformidade global (Umin) e da iluminância média (Emed, min).

Tabela 8 – Requisitos de Iluminação por tipo de via para veículos

Classe de Iluminação	Iluminância global média mínima Emed, min (lux)	Fator de Uniformidade mínima (Umin)
V1	30	0,40
V2	20	0,30
V3	15	0,20
V4	10	0,20
V5	5	0,20

Tabela 9 – Requisitos de Iluminação por tipo de via para pedestres

Classe de Iluminação	Iluminância horizontal média mínima Emed, min (lux)	Fator de Uniformidade mínima (Umin)
P1	20	0,30
P2	10	0,25
P3	5	0,20
P4	3	0,20

4.10.3 NBR 5101: Compatibilidade da iluminação pública com arborização da cidade

Outro a ponto a ser destacado na avaliação da iluminação corresponde à compatibilidade da arborização da via com a iluminação. A Norma NBR 5101:2012 estabelece um padrão de cálculo para desobstruir a iluminação da via, ou seja, determinar quando a poda da árvore é necessária. O cálculo considera os ângulos de máxima incidência de luz nos sentidos longitudinal e transversal à via, a sua altura de montagem e a distância da árvore. A falta de manutenção e inspeção das árvores em vias públicas apresenta grande potencial de obstruir a emissão de luz e em consequência não atender aos requisitos de iluminância e fator de uniformidade, podendo resultar em insegurança viária e a criação de áreas escuras, ampliando a sensação de insegurança da população.

Incidência Longitudinal

A linha de poda deverá ser igual ou superior a 75º para atender a norma.

Para calcular a altura mínima do galho mais baixo (Z), a relação utilizada depende da altura da luminária (H) e a distância mínima entre o galho de menor altura e a luminária (D):

Z= H – (0,26xD)

Figura 17 – Ilustração de incidência longitudinal

Incidência Transversal

A linha de poda deverá ser igual ou superior a 60º para atender a norma.

Para calcular a altura mínima do galho mais baixo (Z) da árvore, a relação utilizada depende dos parâmetros de altura da luminária (H) e a distância mínima entre a luminária.

Z= H – (0,57 x D)

Figura 18 – Ilustração de incidência transversal

4.11 Overview: Benchmarking Técnico

O estudo técnico desenvolvido compilou informações acerca do desempenho luminoso de cada tecnologia disponível, impactos ambientais diretos e indiretos de cada tecnologia, requisitos técnicos obrigatórios em projetos de iluminação atendendo aos padrões nacionais e internacionais, benefícios da telegestão e visão geral das tecnologias LED, Vapor de Sódio, Vapor Metálico, Indução e Vapor de Mercúrio.

Foi possível pontuar tendências e soluções na literatura e nos estudos de caso que garantem aos sistemas de iluminação pública eficiência, sustentabilidade, qualidade e segurança para pedestres e veículos em vias de circulação. Tais aspectos e considerações devem ser ponderados no momento de definir prioridades no processo de elaboração do escopo do projeto de modernização e auxiliar na decisão sobre quais condições cada tecnologia deve ser empregada.

Com base nas características das tecnologias, nas exigências previstas nas normativas técnicas e nas expectativas de um projeto de modernização do parque de iluminação, foram elencados 18 atributos, passando-se à análise se cada tecnologia atende a estes atributos. Os atributos considerados são:

1. Possibilidade de Ajuste de Temperatura de Cor;

2. Possibilidade de dimerização do fluxo luminoso;

3. IRC acima de 70%;

4. Desempenho favorável em destacar aspectos estéticos em construções;

5. Sensibilidade a altas temperaturas;

6. Durabilidade acima de 50 mil horas;

7. Eficiência luminosa acima de 100 lm/W;

8. Facilidade em aderir a tecnologias de auto-geração: solar e eólica;

9. Baixa emissão de radiação Ultravioleta (UV)

10. Baixa emissão de onda eletromagnética;

11. Atendimento satisfatório do requisito: fator de uniformidade;

12. Acionamento rápido;

13. Propagação direcionada, sem desperdício de luz por ofuscamento;

14. Potencial de Desenvolvimento tecnológico;

15. Disponibilidade no mercado;

16. Baixo custo de aquisição;

17. Insensibilidade a ciclos de chaveamento

18. Ausência de componentes químicos;

Tendo conhecimento dos aspectos técnicos levantados neste estudo de

benchmarking foi possível ranquear as tecnologias avaliadas. A tecnologia que

atendesse satisfatoriamente a cada atributo, foi atribuído , em casos onde a tecnologia atendeu parcialmente ao aspecto nada lhe foi atribuído, enquanto para requisitos em que a tecnologia apresentou baixa performance foi lhe atribuído .

Ao fim, avaliou-se a performance de cada tecnologia somando-se o número de .

Aspecto/Tecnologia Vapor de

55

CONSÓRCIO

TAGTREE

Tabela 10 –Avaliação comparativa de tecnologias de iluminação

HOUER CONCESSÕES

Xxx Xxxxxxxx, 000 - 00x andar - Santa Efigênia – BH - MG| CEP: 30.150-330 Tel. x00 (00) 0000-0000

Ajuste de Temperatura de Cor

Dimerização IRC acima de 50% Aspectos estéticos

Insensibilidade a altas temperaturas Ciclo de vida acima de 50 mil horas Eficiência luminosa acima de 100 lm/w Aderência a auto-geração

Baixa emissão UV

Baixa emissão eletromagnética

Fator de uniformidade

Distribuição regular

Tempo de Acionamento Instantâneo

Potencial de Desenvolvimento tecnológico

Disponibilidade no mercado

Baixo custo de aquisição Insensibilidade a ciclos de chaveamento Ausência de componentes químicos

Total

Parcial

Sódio

Vapor de

Mercúrio

Vapor Metálico

Relatório de Execução de Serviços – 001 – Contrato Administrativo 018/2017

Indução LED

Relatório de Execução de Serviços – 001 – Contrato Administrativo 018/2017

5 Conclusões

O estudo de benchmarking em iluminação pública contemplou 19 cidades ao redor do mundo das quais destacaram-se 9 grandes projetos de modernização de parques de iluminação pública. A análise detalhada destes projetos permitiu tomar conhecimento do potencial de redução de consumo através da transposição. O estudo ainda foi amparado por levantamento de aspectos técnicos de cada tecnologia e também das normas internacionais e nacionais que regulamentam a iluminação urbana. As principais conclusões inferidas neste estudo são comentadas e apresentadas seguir.

Economia comprovada: A economia proporcionada pela modernização do parque de iluminação pública para a tecnologia LED diante dos estudos levantados admite redução de 52% no consumo de energia nos grandes projetos, sendo esta redução equivalente a 33,3 kWh/luminária/ano. O payback do investimento considerando apenas a substituição do parque atual para luminárias LED está entre 2,3 e 10 anos.

Contribuição para a diminuição dos efeitos do efeito-estufa: Aliado ao ganho financeiro proporcionado pela transposição, foi possível concluir nos estudos que a luminária LED contribui significativamente na redução de emissões de dióxido de carbono (CO2) na atmosfera. Para os 9 grandes projetos a redução média de 227 kg/luminária/ano e para as duas cidades brasileiras 28 kg/luminária/ano, em função da composição da matriz energética nacional. As luminárias LED apresentam outra vantagem no aspecto ambiental: enquanto as tecnologias de descarga de alta intensidade (Vapor Metálico, Vapor de Mercúrio e Vapor de Sódio) apresentam em sua composição elementos químicos, como chumbo e mercúrio, prejudiciais à saúde e ao meio-ambiente, os LEDs não apresentam esses elementos.

Melhor Desempenho Luminoso: No levantamento técnico, foi possível identificar parâmetros obrigatórios regulados por normas internacionais e nacionais de iluminação dos quais tem-se o fator de uniformidade. A norma estadunidense da IESNA e a norma brasileira ABNT NBR 5101 regulamentam como fator de uniformidade

mínimo de 0,25 e 0,2 respectivamente. A tecnologia LED, por apresentar distribuição luminosa regular e direcionada para a superfície destinada, apresentou melhor desempenho de fator de uniformidade. Em um dos casos avaliados, a transposição de vapor de sódio para LED incrementou em 200% a performance do fator de uniformidade, apresentando nível inclusive superior ao requisitado pelas normas. Destaca-se neste aspecto técnico a associação do fator de uniformidade com a segurança pública do local. Locais com baixo fator de uniformidade resultam em áreas sombreadas/escuras, facilitando a ação delinquente durante o período noturno.

Fidelização da estrutura arquitetônica de monumentos e edifícios com a Iluminação de Destaque: Em cidades com conjunto arquitetônico grandioso e de grande valor histórico, um ponto de preocupação consiste na fidelização da arquitetura de monumentos históricos. O índice de reprodução de cor (ICR) das luminárias contribui consideravelmente para dar notoriedade a lugares de destaque, como, por exemplo, o Palácio do Planalto, o Palácio do Itamaraty e a Catedral Metropolitana de Nossa Senhora Aparecida. Dentre as tecnologias avaliadas no estudo de benchmarking, o LED mais uma vez se sobressai apresentado ICR entre 75% e 90%, cerca de 3 a 4 vezes superior ao ICR da luminária de maior representatividade em redes de iluminação pública no Brasil, a tecnologia de vapor de sódio.

Possibilidade de ajuste da temperatura de Cor: Outro ponto detalhado neste estudo de benchmarking foi o levantamento da relação entre temperatura de cor da lâmpada e efeitos nocivos à saúde de animais, plantas e seres humanos. Há evidências científicas que sugerem que a exposição à luz, principalmente a azul de alta temperatura de cor (6000K) no período noturno é prejudicial ao sistema endócrino, assim como outros sistemas biológicos. Por essa razão, cidades como Oakland, Pittsburgh e São Diego, ao realizarem seus projetos de modernização, estabeleceram níveis de temperatura de cor. Em Pittsburgh as luminárias LED devem apresentar ajustes de 2800 K a 5000 K, em Oakland e São Diego a temperatura de cor máxima é, respectivamente, de 4000 K e 3000K.

Minimização de Poluição Luminosa: Com a crescente expansão urbana e a necessidade cada vez maior de iluminar rodovias, estradas e vias de circulação, surge um problema cada vez mais eminente, a poluição luminosa. Luminárias com alto brilho e propagação difusa intensificam as consequências da poluição luminosa: desestabilizam ecossistemas e processos ecológicos, afetam o ciclo circadiano do homem, elevam as taxas de desperdício de energia, reduzem a visibilidade de estrelas e prejudicam o desenvolvimento de pesquisas astronômicas. Segundo a International Dark-Sky Association (IDA), 35% da energia gasta com iluminação pública com tecnologias de descarga de alta intensidade em todo território dos EUA, é desperdiçada ao emitir luz indevidamente ao céu noturno. Novamente neste aspecto, a escolha do LED em projetos de iluminação significa possibilidade de controlar o fluxo luminoso e usufruir de característica de propagação direta.

Aderência a tecnologias de auto-geração: Todas as tecnologias disponíveis no mercado permitem a adoção de sistemas de auto-geração, entretanto, o fato da tecnologia LED ser um componente eletrônico e que opera em corrente contínua, apresenta boa adaptabilidade aos sistemas de geração de energia solar e eólica.

Durabilidade: Fator preponderante na definição de estratégias para redução do custo operacional, enquanto luminárias de vapor de sódio apresentam durabilidade de 30 mil horas, representando entre 6 e 7 anos de operação, as luminárias LED e de Indução apresentam elevado ciclo de vida podendo chegar até 100 mil horas, equivalente a cerca de 24 anos.

Sistemas de Controle e Monitoramento de Iluminação Pública: Sistemas de telegestão integrados à centros de operações de manutenção do serviço de iluminação pública corroboram para redução considerável nos custos operacionais, uma vez que tendo o conhecimento do funcionamento das luminárias individualmente é possível determinar melhor roteamento de inspeções regulares e análise em tempo real de seu funcionamento, eliminando, assim, falsos alarmes. O controle remoto das luminárias é capaz de ajustar o fluxo luminoso mediante o fluxo de veículos nas vias de circulação. A norma ABNT NBR 5101:2012 permite que o fluxo luminoso seja alterado em função

do volume de trafego, nesse aspecto a iluminância média requisitada pela norma pode cair entre 25% e 50%. O ajuste do fluxo luminoso amparado pela norma técnica possibilita na adoção de um sistema inteligente que em determinados horários de baixo tráfego de veículos e pedestres, o fluxo luminoso seja reduzido e por consequência o consumo energético também. Na Literatura, tem-se que a implementação de sistemas de telegestão em iluminação propicia 30% a mais de ciclo de vida da luminária.

Emissão de radiação ultravioleta: As tecnologias de descarga de alta intensidade apresentam alta emissão de radiação ultravioleta cujas consequências consistem em atrair insetos e podem lesar a saúde humana. A tecnologia LED, ao contrário, não emite radiação e não contribui com a atração de insetos, n]ao sendo lesiva à saúde humana.

Em todo o estudo foi comprovado que o LED consiste na tecnologia de maior valor agregado. Na avaliação técnica de 18 atributos considerados necessários a um sistema de iluminação, a tecnologia LED atendeu satisfatoriamente 16 deles. Embora essa tecnologia seja ainda incipiente e tenha alto custo de aquisição, os inúmeros benefícios obtidos com sua implementação justificam sua aplicação, com a recuperação dos investimentos em curto espaço de tempo.

O projeto de modernização da rede de iluminação pública para a tecnologia LED não se trata apenas de uma decisão técnica. Foi possível perceber em todos os estudos/casos avaliados que além de aspectos técnicos, devem ser considerados aspectos sociais e ambientais.

6 Referências Bibliográficas

[1]	L. B. Xxxxx, “UMA AVALIAÇÃO DA TECNOLOGIA LED NA ILUMINAÇÃO PÚBLICA,” – Rio de Janeiro: UFRJ, 2014.
[2]	L. H. Xxxxxx, “As origens da iluminação pública no Brasil,” O setor elétrico, Janeiro 2009.
[3]	M. A. Aguillera, “Ampliação e remodelação da iluminação pública,” Março 2015. [Online]. Available: xxxx://xxx.xxxxxxxxxxxxxx.xxx.xx/xxx/x-xxxxxxx/0000- ampliacao-e-remodelacao-da-iluminacao-publica.html.
[4]	C. R. B. S. Xxxxxxxxx, X. X. Xxxxxxx, X. X. Xxxxxx e J. M. Xxxxx, “Um Estudo Comparativo de Sistemas de Iluminação Pública: Estado Sólido e Lâmpadas de Vapor de Sódio em Alta Pressão,” 9th IEEE/IAS International Conference on Industry Applications- INDUSCON 2010 -, 2010.
[5]	D. Xxxxxxx, X. Jurgens e E. Zatcoff, “Life Cycle Assessment of Streetlight Technologies,” University of Pittsburgh, Julho 2009.
[6]	R. C. Institute, “xxxx://xxx.xxx.xxx/xxx/xxxxxxxxx/xxx-xxxxxxx-xxx- report.pdf,” City of Pittsburgh, Setembro 2011. [Online]. Available: xxxx://xxx.xxx.xxx/xxx/xxxxxxxxx/xxx-xxxxxxx-xxx-xxxxxx.xxx. [Acesso em 04 Novembro 2016].
[7]	B. B. A. Xxx Xxxxx, “REGIONAL LED STREET LIGHTING ASSESSMENT AND STRATREGIES,” Northeast Energy Efficiency Partnerships, 11 Março 2015. [Online]. Available: xxxx://xxx.xxxx.xxx/xxxxx/xxxxxxx/xxxxx/xxxxxxxxx/0.00.00%00Xxxxxx%00Xxxxxxx g%20Webinar%20Slides_0.pdf. [Acesso em 04 Novembro 2016].

[8]	C. d. Milano, “LED in Milan,” [Online]. Available: xxxx://xx.xxxxxx.xx/xxxxxxxxxxx_xxxxxxx/xxxxxxxx/xx/xxx/xxxxxxxx.xxx?xxx _id=7828. [Acesso em 04 Novembro 2016].
[9]	X. X. X. X. x. N. C. Xxxxxxx Xxxxxxxxx, “Advanced Street Lighting Technologies Assessment Project - City of San Diego,” Clanton & Associates, Inc. , Janeiro 2010. [Online]. Available: xxxxx://xxx.xxxxxxxx.xxx/xxxxx/xxxxxxx/xxxxx/xxxxxx/xxxxxxxxxxxxx- services/energy/pdf/100104assessment.pdf. [Acesso em 04 Novembro 2011].
[1 0]	L. Berkeley, “Using QECBs for Street Lighting Upgrades:Lighting the Way to Lower Energy Bills in San Diego,” National Laboratory, 18 Julho 2012. [Online]. Available: xxxx://xxxxxx.xxx/xxxxx/xxxx/xxxxx/0000/00/x00/xxxxxx-xxxxxxxx- qecb.pdf. [Acesso em 04 Novembro 2016].
[1 1]	B. Kinzey, “Restoring Detroit’s Street Lighting System,” Pacific Northweest National Laboratory, 2015. [Online]. Available: xxxx://xxxxxx.xxx/xxxxx/xxxx/xxxxx/0000/00/x00/0000_xxxxxxxxx-xxxxxxx.xxx. [Acesso em 04 Novembro 2016].
[1 2]	“FACT SHEET: BRIGHTER, MORE EFFICIENT STREETLIGHTS YIELD MORE THAN $2 MILLION IN ANNUAL SAVINGS,” The City of Xxx Xxxxx, 00 Xxxxxxxx 0000. [Online]. Available: xxxxx://xxx.xxxxxxxx.xxx/xxxxx/xxxxxxx/xxxxx/xxxxxx/xxxxxxxxxxxxx- services/energy/pdf/streetlight110919.pdf. [Acesso em Novembro 2016].
[1 3]	U.S. Department of Energy and Pacific Gas & Electric by Energy Solutions , “Demonstration Assessment of Light Emitting Diode (LED) Street Lighting, Phase III Continuation,” City of Xxxxxxx, Xxxxxxxxxx , 0000. [Online]. Available: xxxx://xxx0.xxxx.xxxxxx.xxx/xxxxxxxxx/xxxxxxxxxxxx/xxxx/xxx/xxxxxxx_xxxxxxx -phase3.pdf. [Acesso em 04 Novembro 2016].
[1	City of Oakland, “Oakland Street Lighting Conversion Project,” Agosto 2013.

4]	[Online]. Available: xxxx://xxx.xxxx.xxx/xxxxxxx/xxxxxxxx/xxxxxxxx/0000.xxx. [Acesso em 04 Novembro 2016].
[1 5]	Pacific Northwest National Laboratory, “Investing in Their Future: Portland’s Purchase and Conversion of an LED Street Lighting System,” Agosto 2015. [Online]. Available: xxxx://xxxxxx.xxx/xxxxx/xxxx/xxxxx/0000/00/x00/0000_xxxxxxx- msslc_portland_0.pdf. [Acesso em 04 Novembro 2016].
[1 6]	DOE Municipal Solid-State Street Lighting Consortium, “Evaluating LED Street Lighting Solutions,” Julho 2010. [Online]. Available: xxxx://xxx0.xxxx.xxxxxx.xxx/xxxxxxxxx/xxxxxxxxxxxx/xxxx/xxx/xxxxxxx_xxxxxxx d_philly2010.pdf. [Acesso em 04 Novembro 2016].
[1 7]	Pacific Northwest National Laboratory, “Demonstration Assessment of LED Roadway Lighting,” Agosto 2012. [Online]. Available: xxxx://xxx0.xxxx.xxxxxx.xxx/xxxxxxxxx/xxxxxxxxxxxx/xxxx/xxx/0000_xxxxxxx_x ully.pdf. [Acesso em 04 Novembro 2016].
[1 8]	Portland Bureau of Transportation, “LED Street Light Conversion Program,” Julho 2015. [Online]. Available: xxxxx://xxx.xxxxxxxxxxxxxx.xxx/xxxxxxxxxxxxxx/00000. [Acesso em 04 Novembro 2016].
[1 9]	Baufor Beauty, “streetlighting: What you can expect,” [Online]. Available: xxxx://xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx.xxxxxx0.xxxxxxx.xx.xx/xxx- 1/1/2/0/what_to_expect.pdf. [Acesso em 04 Novembro 2016].
[2 0]	Xxxxxxxx Xxxxxx, “Improving your streetlightin,” [Online]. Available: xxxx://xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx.xxxxxx0.xxxxxxx.xx.xx/xxx- 1/1/2/0/residents_leaflet.pdf. [Acesso em 04 Novembro 2016].
[2	CREE LED LIGHTING, “City of Ouray,” [Online]. Available:

xxxx://xxxxxxxx.xxxx.xxx/xxxxxxxxxxxx/xxxx-xxxxxxx/xxxx-xx-xxxxx. [Acesso em

Novembro 2016].

CREE LED LIGHTING, “City of Kenosha,” [Online]. Available: xxxx://xxxxxxxx.xxxx.xxx/xxxxxxxxxxxx/xxxx-xxxxxxx/xxxx-xx-xxxxxxx. [Acesso em Novembro 2016].

CREE LED LIGHTING, “City of Racine,” [Online]. Available: xxxx://xxxxxxxx.xxxx.xxx/xxxxxxxxxxxx/xxxx-xxxxxxx/xxxx-xx-xxxxxx. [Acesso em Novembro 2016].

CREE LED LIGHTING, “Town of Danville,” [Online]. Available: xxxx://xxxxxxxx.xxxx.xxx/xxxxxxxxxxxx/xxxx-xxxxxxx/xxxx-xx-xxxxxxxx . [Acesso em Novembro 2016].

CREE LED LIGHTING, “City of Raleigh,” [Online]. Available: xxxx://xxxxxxxx.xxxx.xxx/xxxxxxxxxxxx/xxxx-xxxxxxx/xxxx-xx-xxxxxxx. [Acesso em Novembro 2016].

CREE LED LIGHTING, “City of Asheville,” [Online]. Available: xxxx://xxxxxxxx.xxxx.xxx/xxxxxxxxxxxx/xxxx-xxxxxxx/xxxx-xx-xxxxxxxxx. [Acesso em Novembro 2016].

CREE LED LIGHTING, “City of Greensburg,” [Online]. Available: xxxx://xxxxxxxx.xxxx.xxx/xxxxxxxxxxxx/xxxx-xxxxxxx/xxxx-xx-xxxxxxxxxx . [Acesso em Novembro 2016].

CREE LED LIGHTING, “Town of Somerville,” [Online]. Available: xxxx://xxxxxxxx.xxxx.xxx/xxxxxxxxxxxx/xxxx-xxxxxxx/xxxx-xx-xxxxxxxxxx . [Acesso em Novembro 2016].

CREE LED LIGHTING, “Town of Smithtown,” [Online]. Available:

xxxx://xxxxxxxx.xxxx.xxx/xxxxxxxxxxxx/xxxx-xxxxxxx/xxxx-xx-xxxxxxxxx . [Acesso em Novembro 2016].

PBH Ativos S/A, “MIP - Rede Municipal de Iluminação Pública - Estudos EBP,”

[Online]. Available: xxxx://xxx.xxxxxxxxx.xxx.xx/xxx-xxxx-xxxxxxxxx-xx- iluminacao-publica. [Acesso em Novembro 2016].

Empresa de Pesquisa Energética (EPE), “BRASIL: RENOVÁVEIS PARA O DESENVOLVIMENTO,” [Online]. Available: xxxx://xxx.xxx.xxx.xx/XxxxXxxxxxxx/Xxxxxxxxx/Xxxxxxxx%00XXX%00-

%20Riomais20.pdf. [Acesso em Novembro 2016].

ABNT, “NBR 5101: Iluminação Pública - Procedimento,” 2012.

Companhia Energética de Brasília (CEB), “NTIP - 1.01 Especificações e

Homologação de Luminárias LED,” Norma Técnica de Iluminação Pública , Julho 2016.

ILUME - Prefeitura de São Paulo, “Chamamento Público: Estudo GE, CITÉLUZ,

XXXXXXX XXXXXXXX E ENGEFORM,” Maio 2015. [Online]. Available:

xxxx://xxx.xxxxxxxxxx.xx.xxx.xx/xxxxxx/xxxxxxxxxxx/xxxxxxxx/xxxxx/xxxxxxxxx o_publico/index.php?p=159424. [Acesso em Novembro 2016].

CREE LED LIGHTING, , “City of Achorage,” [Online]. Available:

xxxx://xxxxxxxx.xxxx.xxx/xxxxxxxxxxxx/xxxx-xxxxxxx/xxxx-xx-xxxxxxxxx. [Acesso em Novembro 2016].

Xx. xx Xxxxxxxx 0000 – Xxxx 000, Xxxxxxxx

Xxxx Xxxxxxxxxx XX – Xxxxxx |CEP: 30.110-012

x00(00) 0000-0000

CONSÓRCIO

TAGTREE

Relatório de Execução de Serviços – 001 – Contrato Administrativo 018/2017

HOUER CONCESSÕES

Xxx Xxxxxxxx, 000 - 00x andar - Santa Efigênia – BH - MG| CEP: 30.150-330 65

Tel. x00 (00) 0000-0000

Document Metadata

Table of Contents

Benchmarking

Document Metadata