Avaliação comparativa de sistemas de iluminação pública em caminho de pedestres considerando efeitos mesópicos

Abstract

O objetivo deste trabalho foi avaliar comparativamente sistemas de iluminação pública instalados em um passeio público para pedestres, em termos quantitativos e qualitativos, considerando os efeitos da visão mesópica. As fontes de luz instaladas e avaliadas foram à base de vapor de sódio em alta pressão, vapor metálico e LED. A instalação pré-existente era composta por lâmpadas à base de vapor metálico, mas não estavam funcionando. Ao final da pesquisa as LEDs permaneceram instaladas para avaliar a durabilidade dos equipamentos. Métodos para incluir os efeitos da visão mesópica foram pesquisados e dois deles foram testados. A avaliação quantitativa fundamentou-se em medições in loco dos níveis de iluminância e luminância, e em simulações computacionais utilizando o programa DIALux evo. O aspecto qualitativo compreendeu a aplicação de questionários a usuários do local de estudo e verificou os seguintes temas: aceitabilidade do espaço, orientação espacial e segurança pessoal percebida na utilização do caminho. Ao comparar as condições de maior e menor consumo de energia instaladas com lâmpada a vapor metálico e com LED percebeu-se que a economia de energia poderia ser de até 53%, passando de 1.182 kWh para 556 kWh ao ano. A análise de viabilidade financeira revelou que o cenário mais eficiente não seria indicado para substituir a instalação das lâmpadas a vapor metálico, e que o retorno de investimento começaria em pouco mais de treze anos no cenário com LED de menor custo durante sua vida útil. Em todos os temas da análise qualitativa, a tecnologia LED foi a que recebeu melhor avaliação, seguida da vapor metálico e por último da vapor de sódio em alta pressão. Na questão sensação de segurança, 65,5% dos entrevistados declararam que se sentiam seguros com a lâmpada a vapor de sódio instalada, 86,2% com a vapor metálico e 93,1% com a LED. A LED ofereceu maior sensação de segurança, ainda que o nível de iluminamento proporcionado fosse 31% menor que o da lâmpada a vapor de sódio. A pesquisa confirmou os efeitos da visão mesópica. Quando fontes de luz de maior relação S/P (fluxo escotópico/fluxo fotópico) foram utilizadas, a percepção luminosa e a eficiência dos sistemas aumentaram. Pelas estratégias utilizadas para avaliar comparativamente as fontes de luz estudadas, entende-se que a iluminação de espaços públicos para pedestres baseada na tecnologia LED é a mais vantajosa no momento.

Abstract : The purpose of this research was to evaluate comparatively street lighting systems installed in a public walk for pedestrians, in quantitative and qualitative terms, considering the effects of mesopic vision. The light sources installed and evaluated were based on high-pressure sodium, metal-halide and LED. The pre-existing equipment was made up of metal-halide lamps, but it was not working. At the end of the research the LED lamps remained installed to evaluate the durability of the equipment. Methods to include the effects of mesopic vision were searched and two of them were tested. The quantitative evaluation was based on measurements of the luminance and illuminance levels, and in computational simulations using the DIALux evo software. The qualitative aspect included the application of questionnaires to users of the test site and verified the following themes: environment acceptability, space orientation and perceived personal danger in the use all over the way. By comparing the conditions of higher and lower installed energy consumption - with metal-halide lamps and with LED - it was noticed that the energy savings could be up to 53%, going from 1,182 kWh to 556 kWh per year. The financial viability analysis of the scenarios revealed that the most efficient scenario would not be indicated to replace the installation with metal-halide. It also revealed that the return on investment would begin in more than thirteen years in the scenario with the least cost LED during its useful life. In all the themes of the qualitative analysis, the LED technology received the most positive scores, followed by the metal-halide and finally the high-pressure sodium. Regarding the sense of personal security, 65.5% of the interviewees stated that they felt safe with the installed high-pressure sodium lamp, 86.2% with metal-halide and 93.1% with LED. The LED provided a greater sense of security, although the level of illumination provided was 31% less than high-pressure sodium lamp. The research confirmed the effects of mesopic vision. When light sources with a higher S/P (scotopic/photopic) ratio were used, the luminous perception and efficiency of the systems increased. By the strategies used to comparatively evaluate the studied light sources, it is noticed that the lighting of pedestrian areas based on LED technology is the most advantageous.