Sistemas de controlo

Na procura recorrente de uma gestão energética cada vez mais eficiente, surgem variados conjuntos de soluções adaptáveis às necessidades dos diferentes e mais diversificados projetos de iluminação, tendo em conta os vários aspetos que envolvem o projeto, nomeadamente a iluminação natural, movimento, controlo e/ou monitorização e sempre numa vertente economicista, uma vez que a tecnologia escolhida, pode contribuir substancialmente para a redução dos consumos energéticos. Os sistemas apresentados são sempre adaptáveis às especificações do projeto final [69].

O aproveitamento da luz natural e a combinação com o sistema de iluminação artificial, depende essencialmente do sistema de controlo escolhido e da maneira como se dividem os circuitos de iluminação. Para o sistema de iluminação ser energeticamente eficiente, deve-se subdividir os circuitos de iluminação, permitindo assim uma melhor gestão energética por setor. Dividindo a iluminação artificial em vários sectores comandados individualmente, torna-se possível ter a iluminação ligada e desligada em diferentes partes do edifício, em função da iluminação natural. As lâmpadas pertencentes à mesma zona são controladas, de tal forma que possam fornecer um fluxo luminoso diferente das que estão instaladas noutros sectores, consoante a iluminância presente nos vários espaços [70].

Posto isto, a necessidade de evitar desperdícios energéticos, tornou necessária a evolução e o aperfeiçoamento de alguns sistemas e mecanismos de controlo. O comando dos sistemas de iluminação pode ser dividido em dois grupos: comando manual e comando automático, sendo que os principais tipos de controlo são apresentados de seguida.

2.6.4.4.1.

Sistemas de Controlo Manual

• Interruptor manual on/off e regulador manual de fluxo

A utilização do interruptor manual on/off é a estratégia mais primitiva de regulação do fluxo das lâmpadas em função da luz natural disponível. A ação de ligar a iluminação artificial quando se entra num local está diretamente ligada à disponibilidade de luz natural existente nesse momento, pelo que é um sistema pouco eficiente pois depende do bom senso dos ocupantes. Para realizar o comando manual dos circuitos de iluminação (ligação e corte) utilizam-se essencialmente interruptores, comutadores de lustre e comutadores de escada [61].

Figura 38 - Controlo da iluminação artificial [68]

Relativamente ao regulador manual de fluxo, apesar deste controlo ainda depender do bom senso dos ocupantes, evitam-se alterações abruptas no nível de iluminação, permitindo melhorar a adaptação visual. Os reguladores de fluxo manuais, permitem controlar a corrente fornecida à lâmpada permitindo assim ajustar os níveis de iluminação ao local e às tarefas a realizar [61].

2.6.4.4.2.

Sistemas de Controlo Automático

O recurso a sistemas automáticos de controlo de iluminação é geralmente a forma mais eficiente de gerir os circuitos de iluminação, otimizando a sua utilização, resultando normalmente em reduções de consumos energéticos significativos, sem afetar o conforto visual dos ocupantes [70].

• Interruptor horário

Os interruptores horários, analógicos ou digitais, são equipamentos que permitem ligar e desligar a iluminação, todos os dias, a determinadas horas. As principais áreas de aplicação podem ser por exemplo, em parques de estacionamento, montras das lojas, piscinas, escolas, entre outros. Como principais vantagens do uso de interruptores horários, são a evidente economia de energia através da marcação do tempo necessário para a iluminação estar ligada e consequente redução do tempo de funcionamento das lâmpadas, aumentando deste modo o tempo médio de vida útil das mesmas [71].

• Automático de escada

Os automáticos de escada permitem o comando de um circuito de iluminação através de um impulso comandado por um botão de pressão, em que o desligar é automático, após a temporização pré-regulada. Este tipo de solução pode-se aplicar em escadas, halls, corredores, casas de banho, arrecadações, ou seja, em locais onde a presença de pessoas é pouco frequente e descontínua. A iluminação é ativada por um simples botão de pressão, desligando-se automaticamente após um tempo predefinido [71].

• Interruptor crepuscular

O interruptor crepuscular permite o comando da iluminação, influenciado pela luz natural, através da instalação de uma célula fotoelétrica no local a iluminar. Este tipo de sistemas permite regular o fluxo luminoso, sendo controlados por uma fotocélula que reage ao nível de iluminação natural existente, e ajusta o fluxo da iluminação artificial a fim de manter constante o valor da luminosidade pretendido no local (dimming). Desta forma, permite gerir racionalmente o funcionamento dos circuitos de iluminação [71].

• Detetores de presença e movimento

Os detetores de presença são aparelhos que respondem à presença e ausência de pessoas num local. O sistema é constituído por um sensor de movimento, uma unidade eletrónica de controlo e um relé. O sensor reage ao movimento e envia um sinal para a unidade de controlo, onde é processado, e enviado para o relé que controla a alimentação do sistema de iluminação. Para além desta característica, possui um comando automático da iluminação, que é desligada quando a luminosidade detetada é considerada suficiente proporcionando uma iluminação adequada a cada momento do dia [61].

o Sensor passivo de infravermelhos

Este tipo de sensor atua apenas quando reage ao movimento de energia infravermelha ou ao calor libertado pelos ocupantes dentro da área de alcance. É possível detetar a ocupação, verificando a diferença de temperatura emitida pelo corpo humano e a área em redor. Quando deteta uma fonte de energia infravermelha, gera um impulso, mudando de estado. Os sensores IV não devem ter qualquer obstáculo que interfira no campo de visão do mesmo [61].

o Sensor ultrassónico

Os sensores ultrassónicos servem neste caso para detetar ocupação, transmitindo ondas ultrassónicas em frequências superiores ao limite da perceção humana. São compostos por um transmissor, recetores e uma unidade de controlo eletrónico. Estes, funcionam através da emissão de ondas de som nos locais a detetar, medindo o tempo que leva para as ondas regressarem. Este sinal em alta frequência é comparado com a frequência do sinal refletido (efeito Dopler) e qualquer diferença é interpretada como a presença de alguém no local a detetar [61], [67].

o Sensor de dupla tecnologia

Estes sensores aliam as tecnologias de ultrassons e de infravermelhos passivos. A combinação das duas tecnologias, permite obter excelentes funcionalidades, elevada eficiência e segurança na sua utilização. Neste caso, o sistema de iluminação é ativado apenas quando ambos os sensores detetam a presença de pessoas, aumentando a fiabilidade do sistema, evitando que o sistema de iluminação

se acenda ou se apague desnecessariamente. Apresentam um custo maior, sendo por isso indicados para ambientes em que é necessário um alto grau de precisão, como salas de aula, corredores, entre outros [61], [67].

• Sistema de Gestão de Iluminação

O sistema de gestão é responsável pela gestão e controlo do sistema de iluminação no edifício. Este sistema é capaz de controlar a iluminação nos vários locais existentes, por grupos de luminárias ou de forma individual, em função da quantidade de luz natural existente e a ocupação dos espaços. O sistema visa não só a eficiência energética do sistema de iluminação, mas também o conforto do utilizador. Apesar de se tratar de um sistema automático de controlo, a iluminação pode ser ativada ou desativada através dos interruptores de parede, de forma a adaptar a intensidade luminosa às suas necessidades visuais. Contudo, para obter máxima eficiência, é utilizado para visualizar, controlar e regular a instalação, um computador, permitindo visualizar não só mensagens de erros e alarmes como também o estado dos diferentes equipamentos do sistema de iluminação, permitindo um controlo de toda a instalação [56], [61], [69], [72].

Este tipo de sistema permite combinar as tecnologias atrás referidas, como o ajuste da iluminação pela quantidade de luz natural que chega ao local, o controlo por sensores de movimento e a programação horária. O utilizador tem a possibilidade de adaptar a iluminação de um local à atividade a realizar no momento. Este tipo de tecnologia pode ser usado em grandes edifícios de serviços como escolas, hospitais, edifícios comerciais, mas também em edifícios industriais e residenciais. Um sistema de gestão centralizada apresenta três grandes vantagens [73]:

• Garante grande flexibilidade ao sistema;

• Regista informações úteis para a gestão energética e para a operação das fontes luminosas (horas de funcionamento, consumos energéticos, luminosidade, entre outros), permitindo economias de energia adicionais, assim como um melhor conforto visual;

• Possibilidade de integração do sistema de iluminação no sistema de gestão técnica centralizada do edifício.

No entanto, o seu investimento inicial é elevado e requer uma separação dos circuitos de potência e de comando, pelo que a implementação de um projeto desta natureza requer previamente um estudo luminotécnico.