Iluminação pública em vias de interesse social no município de Ijuí-RS: estudo de caso

DEPARTAMENTO DE CIÊNCIAS EXATAS E ENGENHARIAS CURSO DE ENGENHARIA ELÉTRICA

RODRIGO SCHETTERT JABLONSKI

ILUMINAÇÃO PÚBLICA EM VIAS DE INTERESSE SOCIAL NO MUNICÍPIO DE IJUÍ-RS: ESTUDO DE CASO

Ijuí 2019

RODRIGO SCHETTERT JABLONSKI

ILUMINAÇÃO PÚBLICA EM VIAS DE INTERESSE SOCIAL NO MUNICÍPIO DE IJUÍ-RS: ESTUDO DE CASO

Projeto de pesquisa apresentado como requisito para aprovação na disciplina de Trabalho de Conclusão de Curso de Engenharia Elétrica da Universidade Regional do Noroeste do Estado do Rio Grande do Sul.

Orientador: Professora Me. Caroline Radüns

Ijuí 2019

RODRIGO SCHETTERT JABLONSKI

ILUMINAÇÃO PÚBLICA EM VIAS DE INTERESSE SOCIAL NO MUNICÍPIO DE IJUÍ-RS: ESTUDO DE CASO

Este Trabalho de Graduação foi julgado adequado para a obtenção do grau de Engenheiro Eletricista e aprovado em sua forma final pela Comissão Examinadora e pelo Colegiado do Curso de Graduação em Engenharia Elétrica da Universidade Regional do Noroeste do Estado do Rio Grande do Sul – UNIJUÍ.

Ijuí, 09 de Dezembro de 2019.

Banca Examinadora:

_______________________________________________ Me. Eng. Eliseu Kotlinski – DCEEng / UNIJUÍ

______________________________________________ Me. Eng. Caroline Radüns – DCEEng / UNIJUÍ

AGRADECIMENTOS

A minha Família, meu pai Claudio Francisco Jablonski, minha mãe Solange Beatriz Schettert e minha vó Lúcia Rodrigues Schettert, pelo amor, carinho, apoio e a compreensão das horas que não me fiz presente.

Ao meu tio José Pedro Schettert pelo apoio, durante as madrugadas de inverno, realizando as medições nas vias da cidade.

Aos Professores que participaram da minha formação profissional. Em especial a minha orientadora Prof. Me. Caroline Daiane Radüns pela orientação e todo o apoio durante o período de produção desse trabalho, e ao Prof. Me. Sandro Alberto Bock pela ajuda durante a coleta de dados junto a distribuidora de energia da cidade.

Aos amigos qυе fizeram parte da minha formação, em especial ao Lorenzo e ao Ubiratan pela parceria durante todos os anos da graduação.

A todos que de alguma forma participaram da minha graduação, o meu muito obrigado.

RESUMO

JABLONSKI, Rodrigo Schettert. Iluminação Pública Em Via De Interesse Social No Município De Ijuí-RS: Estudo De Caso. 2019. Trabalho de Conclusão de Curso. Curso de Engenharia Elétrica, Universidade Regional do Noroeste do Estado do Rio Grande do Sul – UNIJUÍ, Ijuí, 2019.

O sistema de iluminação pública brasileiro apresenta deficiências em sua totalidade, não atendendo aos requisitos descritos pelas normas oficiais. Avanços tecnológicos, como as lâmpadas de LED, oferecem novas maneiras de entregar um serviço de qualidade aos seus usuários. No seguinte estudo foram analisadas algumas das principais vias da cidade de Ijuí, que apresentam perfis de iluminação pública distintos devido a diferenças na construção e fontes luminosas utilizadas. O trabalho é dividido em quatro partes, apresentando primeiramente um estudo teórico geral sobre iluminação pública. A segunda parte apresenta metodologias de análise da qualidade da iluminação pública, via seguimento de normas técnicas brasileiras, seguida pela aplicação das metodologias diretamente nas vias de interesse. Por último apresenta-se os resultados das análiapresenta-ses, com indicações de melhorias via software de simulação de trechos de iluminação pública baseando-se nas normas técnicas brasileiras.

ABSTRACT

JABLONSKI, Rodrigo Schettert. Iluminação Pública Em Via De Interesse Social No Município De Ijuí-RS: Estudo De Caso. 2019. Trabalho de Conclusão de Curso. Curso de Engenharia Elétrica, Universidade Regional do Noroeste do Estado do Rio Grande do Sul – UNIJUÍ, Ijuí, 2019.

The Brazilian public lighting system has deficiencies in its entirety, not meeting the requirements described by official standards. Technological advances, such as LED lamps, offer new ways to deliver a quality service to its users. In the following study some of the main roads of Ijuí city were analyzed, which present distinct public lighting profiles due to differences in construction and light sources used. The work is divided into four parts, first presenting a general theoretical study on street lighting. The second part presents methodologies for the analysis of the quality of public lighting, following Brazilian technical norms, followed by the application of the methodologies directly in the streets of interest. Finally, the results of the analyzes are presented, with indications of improvements via simulation software of public lighting sections based on Brazilian technical standards.

LISTA DE FIGURAS

Figura 1 - Malha de verificação ... 23

Figura 2 - Método de cálculo de compatibilidade com a arborização ... 26

Figura 3 - Análise da via ... 27

Figura 4 – Componentes do sistema de iluminação pública ... 28

Figura 5 - Lâmpada incandescente ... 30

Figura 6 - Lâmpada a vapor de mercúrio ... 32

Figura 7 - Lâmpada a vapor de sódio ... 33

Figura 8 - Disposição unilateral ... 35

Figura 9 - Disposição bilateral alternado ... 35

Figura 10 - Disposição bilateral frente a frente ... 36

Figura 11 - Disposição em canteiro central com braço ... 36

Figura 12 - Disposição em canteiro central com suporte entre luminárias ... 37

Figura 13 - Disposição em canteiros com largura superior a 6 metros ... 37

Figura 14 – Metodologia proposta ... 38

Figura 15 – Quadro malha de medição ... 41

Figura 16 – Localização da Avenida 21 de Abril (com canteiro central) ... 44

Figura 17 – Localização da Avenida 21 de Abril (sem canteiro central) ... 44

Figura 18 - Localização da Rua Emilio Glitz ... 45

Figura 19 - Localização da Rua do Comércio ... 45

Figura 20 – Fluxo luminoso de luminárias “PHILIPS BGP762 T25 1 xLED170-4S/740 DM10” ... 56

Figura 21 – Fluxo luminoso de luminárias “PHILIPS BGP762 T25 1 xLED170-4S/740 DPL1” ... 58

Figura 22 – Fluxo luminoso de luminárias “PHILIPS BGP762 T25 1 xLED170-4S/740 DM10” ... 59

Figura 23 – Fluxo luminoso de luminárias “PHILIPS BGP623 T25 1 xLED240-4S/757 DPR1” ... 61

LISTA DE QUADROS

Quadro 1 – Classificação do tráfego de veículos ... 20

Quadro 2 – Classificação do tráfego de pedestres ... 20

Quadro 3 – Tráfego de Veículos: Classes de iluminação para cada tipo de via ... 21

Quadro 4 – Tráfego de Veículos: Iluminância média mínima e fator de uniformidade mínimo para cada classe de iluminação ... 22

Quadro 5 – Tráfego de Pedestres: Classes de iluminação para cada tipo de via ... 22

Quadro 6 – Tráfego de Pedestres: Iluminância média mínima e fator de uniformidade mínimo para cada classe de iluminação ... 22

Quadro 7 – Número de pontos em função do número de faixas de rolamento ... 24

Quadro 8 – Quadro de análise da via ... 43

Quadro 9 – Resultados da iluminância média na Avenida 21 de Abril (com canteiro central) ... 47

Quadro 10 – Resultados do fator de uniformidade na Avenida 21 de Abril (com canteiro central) ... 48

Quadro 11 – Resultados da iluminância média na Avenida 21 de Abril (sem canteiro central) ... 49

Quadro 12 – Resultados do fator de uniformidade na Avenida 21 de Abril (sem canteiro central) ... 50

Quadro 13 – Resultados da iluminância média na Rua Emilio Glitz ... 52

Quadro 14 – Resultados do fator de uniformidade na Rua Emilio Glitz ... 53

Quadro 15 – Resultados da iluminância média na Rua do Comércio ... 54

Quadro 16 – Resultados do fator de uniformidade na Rua do Comércio ... 55

Quadro 17 – Resultados da iluminância média e do fator de uniformidade na Avenida 21 de Abril (com canteiro central) ... 57

Quadro 18 – Resultados da iluminância média e do fator de uniformidade na Avenida 21 de Abril (sem canteiro central) ... 59

Quadro 19 – Resultados da iluminância média e do fator de uniformidade na Rua Emilio Glitz ... 60

Quadro 20 – Resultados da iluminância média e do fator de uniformidade na Rua do Comércio ... 62

SUMÁRIO 1 INTRODUÇÃO ... 12 1.1 TEMA ... 12 1.2 DELIMITAÇÃO DO TEMA ... 12 1.3 FORMULAÇÃO DO PROBLEMA ... 12 1.4 JUSTIFICATIVA ... 12 1.5 OBJETIVOS ... 15 1.5.1 Objetivo Geral... 15 1.5.2 Objetivo Específico ... 15 2 EMBASAMENTO TEÓRICO ... 17

2.1 HISTÓRIA DA ILUMINAÇÃO PÚBLICA ... 17

2.2 IMPACTOS SOCIAIS ... 18

2.3 ABNT NBR 5101 - PROCEDIMENTO ... 19

2.3.1 Classificação das Vias ... 19

2.3.2 Iluminância e Uniformidade ... 20

2.3.3 Inspeção ... 23

2.3.4 Compatibilidade com a Arborização ... 25

2.3.5 Análise Complementar ... 26

2.4 COMPONENTES DO SISTEMA DE ILUMINAÇÃO PÚBLICA ... 28

2.4.1 Rede de Distribuição da Concessionária ... 28

2.4.2 Braço ... 28 2.4.3 Relé Fotoelétrico ... 29 2.4.4 Reator ... 29 2.4.5 Luminária ... 29 2.4.6 Lâmpadas ... 30 2.4.7 Perfis de Posteamento ... 34 3 METODOLOGIA ... 38 3.1 MÉTODO DE ABORDAGEM ... 39 3.2 TÉCNICAS DE PESQUISA ... 39

3.3 ELABORAÇÃO DOS QUADROS ... 40

3.4 VIAS EM ANÁLISE ... 43

4.1 RESULTADOS DAS MEDIÇÕES NAS VIAS ... 46

4.1.1 Avenida 21 de Abril (com canteiro central) ... 46

4.1.2 Avenida 21 de Abril (sem canteiro central) ... 48

4.1.3 Rua Emilio Glitz ... 51

4.1.4 Rua do Comércio ... 53

4.2 RESULTADO DAS SIMULAÇÕES NAS VIAS ... 55

4.2.1 Avenida 21 de Abril (com canteiro central) ... 56

4.2.2 Avenida 21 de Abril (sem canteiro central) ... 57

4.2.3 Rua Emilio Glitz ... 59

4.2.4 Rua do Comércio ... 60

5 CONSIDERAÇÕES FINAIS... 63

5.1 CONCLUSÕES ... 63

5.2 SUGESTÕES DE TRABALHOS FUTUROS ... 64

REFERÊNCIAS ... 65

APÊNDICE A – RESULTADOS DAS MEDIÇÕES NA AVENIDA 21 DE ABRIL (COM CANTEIRO CENTRAL) ... 67

APÊNDICE B – RESULTADOS DAS MEDIÇÕES NA AVENIDA 21 DE ABRIL (SEM CANTEIRO CENTRAL) ... 124

APÊNDICE C – RESULTADOS DAS MEDIÇÕES NA RUA EMILIO GLITZ... 166

APÊNDICE D – RESULTADOS DAS MEDIÇÕES NA RUA DO COMÉRCIO ... 205

APÊNDICE E – GRADIENTE DOS DADOS NA AVENIDA 21 DE ABRIL (COM CANTEIRO CENTRAL) UTILIZANDO O SOFTWARE SURFER ... 247

APÊNDICE F – GRADIENTE DOS DADOS NA AVENIDA 21 DE ABRIL (SEM CANTEIRO CENTRAL) UTILIZANDO O SOFTWARE SURFER ... 249

APÊNDICE G – GRADIENTE DOS DADOS NA RUA EMILIO GLITZ UTILIZANDO O SOFTWARE SURFER ... 251

APÊNDICE H – GRADIENTE DOS DADOS NA RUA DO COMÉRCIO UTILIZANDO O SOFTWARE SURFER ... 253 APÊNDICE I – RESULTADOS DAS SIMULAÇÕES CORRETIVAS NA AVENIDA 21 DE ABRIL (COM CANTEIRO CENTRAL) UTILIZANDO O SOFTWARE DIALUX 255 APÊNDICE J – RESULTADOS DAS SIMULAÇÕES CORRETIVAS NA AVENIDA 21 DE ABRIL (SEM CANTEIRO CENTRAL) UTILIZANDO O SOFTWARE DIALUX 263

APÊNDICE K – RESULTADOS DAS SIMULAÇÕES CORRETIVAS NA RUA EMILIO GLITZ UTILIZANDO O SOFTWARE DIALUX ... 271 APÊNDICE L – RESULTADOS DAS SIMULAÇÕES CORRETIVAS NA RUA DO COMÉRCIO UTILIZANDO O SOFTWARE DIALUX ... 279

1 INTRODUÇÃO

Este projeto vem sendo desenvolvido pelo aluno de graduação do curso de Engenharia Elétrica da Universidade Regional do Noroeste do Estado do Rio Grande do Sul (UNIJUI), Rodrigo Schettert Jablonski, sob orientação da Prof. Me. Caroline Daiane Radüns.

1.1 TEMA

Análise luminotécnica do sistema de iluminação pública.

1.2 DELIMITAÇÃO DO TEMA

Estudar e avaliar diferentes vias de interesse social no município de Ijuí, no que diz respeito a níveis de iluminância, analisando se este encontra-se dentro das normas, além de propor possíveis melhorias via software de simulação.

1.3 FORMULAÇÃO DO PROBLEMA

O sistema de iluminação pública em vias de interesse social, na cidade de Ijuí, está adequado ao que dizem as normas?

1.4 JUSTIFICATIVA

A iluminação pública é de suma importância para a vida de todos, por possibilitar o cidadão usufruir do espaço público durante o período noturno, trazendo benefícios para todas as áreas da sociedade, uma vez que viabiliza a circulação de pedestres e o funcionamento de estabelecimentos.

O sistema de iluminação pública tem o principal objetivo de proporcionar visibilidade para a segurança do trafego de veículos e pedestres, provendo, redução de acidentes noturnos, melhoria nas condições de vida, auxilio a proteção policial, facilidade do fluxo do trafego, eficiência energética, destaque a edifícios e obras públicas durante a noite (NBR 5101, 2018).

No Brasil, o gasto de energia elétrica na parte de iluminação pública vem aumentando nos últimos anos, sendo que, segundo o anuário estatístico de energia elétrica, no ano de 2013 o consumo foi de 13.512 Gigawatt-hora (GWh), já no ano de 2017 foi de 15.443 GWh (EPE, 2018).

Mesmo esses números parecendo pouco significantes comparados ao gasto energético total de 467.161 GWh em 2017, com o intuito de diminuir esses níveis, novas tecnologias vão sendo estudadas, procurando um menor consumo e melhor eficiência.

Segundo Gianelli et al. (2009), as lâmpadas de LED são vistas como uma “iluminação verde”, trazendo vantagens como, baixa poluição, reduzindo a emissão de CO2 e facilitando o descarte, uma vez que não apresenta componentes tóxicos em sua fabricação, como é o caso das lâmpadas de sódio e mercúrio. Sua alta eficiência, sendo esta, a quantidade de fluxo luminoso pela potência, e, por conta da lâmpada de LED apresentar menos potência que as demais, acarreta na redução do consumo de energia.

A lâmpada de LED apresenta uma vida útil de 50 mil horas, sendo isso mais que o dobro dos outros tipos de lâmpadas, diminuindo gastos com manutenção, além de que a mesma permite uma reprodução de cores superior as lâmpadas de sódio, o que possibilita uma melhor percepção do ambiente (CREA-PR, 2016).

Por conta de seu alto nível de fluxo luminoso, se faz necessárias novas análises, pois, em caso de superdimensionamento da iluminação, ocorre a poluição luminosa, isto é, toda iluminação artificial utilizada de modo excessivo e inapropriado (LNA, 2012).

Segundo o laboratório nacional de astrofísica (2012), a poluição luminosa tem sérias consequências ambientais, afeta os ciclos migratórios e reprodutivos de diversos animais além do período de floração das plantas. Em relação aos impactos sociais, a poluição luminosa pode causar problemas leves, como dor de cabeça e stress, mas também problemas mais graves, pelo fato de ser comprovado o aumento da incidência e desenvolvimento de alguns tipos de câncer, uma vez que, a presença de luz inibe a produção de melatonina, sendo a redução deste hormônio relacionado com o aumento do risco de câncer de mama.

Ainda, da forma que a iluminação está ligada diretamente com a redução dos níveis de criminalidade e acidentes de trânsito, o excesso da mesma pode causar

efeito contrário em ambas as situações por conta do ofuscamento, sendo este, causado principalmente pela transição de uma via com iluminação precária para uma bem iluminada (LNA, 2012). Com base na NBR 5101 (2018), a poluição luminosa é traduzida em projetos com níveis de iluminância superdimensionados, não condizentes com a iluminação recomendada na norma.

A NBR 5101 (2018), indica níveis de iluminância mínimos tanto para vias de pedestres como para vias de veículos, que variam dependendo do volume de pedestres e volume de tráfego, respectivamente, presente na mesma, e, quanto maior este volume, maiores os níveis de iluminância necessária na via. A norma apresenta, também, de que forma deve ser realizada a aferição dos níveis, projetando uma malha de medição entre duas luminárias, dividindo a área em pontos, aferindo a iluminância em cada um, somando a medição de todos esses pontos e tirando a média dos mesmos, sendo, uma análise para a rua e uma para cada calçada, devendo esta, ser superior ao mínimo indicado em norma.

A atual realidade encontrada, vem sendo um sistema de iluminação pública precário, onde nem se quer os níveis mínimos indicados por norma são alcançados, principalmente nas periferias das cidades. Em outros pontos, como em vias de interesse social, nas ruas principais e nos centros das cidades, o sistema recebe maior atenção, o que, em caso de superdimensionamento, além de causar os problemas citados anteriormente, resultaria um investimento excessivo em certos locais que poderiam ser divididos em áreas maiores.

Uma vez que a NBR 5101 (2018) não apresenta níveis máximos de iluminância para serem seguidos, algumas cidades padronizam esses valores em seu plano diretor, para que seja realizado o correto dimensionamento, como é o caso da cidade de Porto Alegre/RS, que em seu plano diretor para manutenção e ampliação do parque de iluminação pública, Lei No _{11.096/2011, Artigo 4}o_{, Parágrafo 2}o_{, indica:}

§ 2º A fim de garantir a eficiência energética e evitar o desperdício de iluminação, serão avaliados aspectos como dispersão da luz, poluição luminosa e níveis máximos de iluminação, que não deverão ultrapassar o dobro do nível mínimo estabelecido na NBR 5101 - ABNT.

§ 3º Em caso de relevante necessidade associada à segurança pública, devidamente fundamentada, a critério da SMOV, os níveis máximos de iluminação poderão ultrapassar o dobro do nível mínimo estabelecido na NBR 5101 - ABNT.

As luminárias contendo lâmpadas de LED, por ainda ser uma tecnologia recente, não apresentam muitos estudos e estas vêm sendo instaladas em manutenções e ampliações por todas as cidades. Uma vez que, as luminárias substituídas, diretamente dos pontos existentes, que, segundo o GED 3670 (2017), normalmente são instalados em postes destinados a sustentar a rede de distribuição, e, sem que seja feito um novo projeto, surge a necessidade de uma aferição dos níveis de iluminância, a fim de avaliar se os mesmos se enquadram no que diz a norma.

Diversas vias na cidade de Ijuí apresentam perfis diferenciados ao longo do seu trajeto, avenidas parte com canteiro central parte sem o mesmo, ruas espaçadas com larguras diferentes durante todo o seu percurso. Diferenças ocorrem também para a iluminação pública, uma vez que as lâmpadas são substituídas em certos pontos e não acompanham o restante da via, por conta desses pontos serem de interesse social e apresentarem um tráfego maior.

Com isso, será realizado o estudo de caso, na cidade de Ijuí, para avaliar se os níveis de iluminância, em vias de interesse social, que apresentam perfis, tanto da via quanto de iluminação pública diferentes, a fim de verificar se estes se encontram dentro dos níveis exigidos por norma.

1.5 OBJETIVOS

1.5.1 Objetivo Geral

Analisar o sistema de iluminação pública, com base na NBR 5101: Iluminação Pública – Procedimento, na cidade de Ijuí/RS.

Foram estabelecidos os seguintes objetivos específicos para o projeto de pesquisa:

• Revisar normas e leis referentes a iluminação pública;

• Realizar o levantamento das informações, referente as vias em análise, junto aos órgãos competentes da cidade de Ijuí/RS;

• Elaborar planilhas com base na NBR 5101: Iluminação Pública - Procedimento (2018) e na norma técnica GED 3670 (2017), para uso, durante a verificação dos índices de iluminância das vias;

• Realizar a aferição dos índices nas vias escolhidas;

• Propor melhorias no sistema instalado, utilizando ferramentas computacionais para simulação.

2 EMBASAMENTO TEÓRICO

2.1 HISTÓRIA DA ILUMINAÇÃO PÚBLICA

As origens da iluminação pública e de seu papel social, se dão na Inglaterra, em meados de 1415, quando comerciantes solicitaram providencias para combater o crime (ROSITO, 2009).

No Brasil, a iluminação pública teve início no século XVIII, sendo instaladas 100 luminárias a óleo de azeite, na cidade do Rio de Janeiro, em 1794. Em Porto Alegre, no ano de 1874, foram instalados postes de iluminação a gás (ROSITO, 2009).

As primeiras luminárias com lâmpadas elétricas voltadas para iluminação pública começaram a ser instaladas em 1879, nos Estados Unidos, porém, pela falta de confiabilidade nos sistemas elétricos, estes eram utilizados em conjunto com lampiões (SANTANA, 2010).

Em 1887, uma usina elétrica começa a operar em Porto Alegre, iniciando-se assim o primeiro serviço municipal de iluminação elétrica, sendo esse sistema, logo expandido para as outras cidades, sendo este um grande salto para a iluminação pública (ROSITO, 2009).

Com a evolução da geração de energia no Brasil, cidades como o Rio de Janeiro apresentavam um acréscimo de aproximadamente 10 mil pontos de iluminação pública por década, durante a primeira metade do século XX, tendo esse acréscimo intensificado a partir de 1960 com a utilização de lâmpadas de descarga (ROSITO, 2009).

Em 2010, a Agência Nacional de Energia Elétrica (ANEEL), a partir da sua resolução normativa No _{414/2010, estabeleceu que a responsabilidade pela gestão} dos ativos de iluminação pública deixou de ser das distribuidoras de energia e passou para as prefeituras, conforme citado em seu artigo 21, Seção X Da Iluminação Pública: Art. 21. A elaboração de projeto, a implantação, expansão, operação e manutenção das instalações de iluminação pública são de responsabilidade do poder público municipal ou distrital, ou ainda de quem tenha recebido deste a delegação para prestar tais serviços (ANEEL, 2010).

No início de 2018, começou a implementação do sistema de LED na iluminação pública na cidade de Ijuí/RS, sendo substituídas todas as lâmpadas da principal via da cidade (IJUÍ, 2018).

Desde o princípio, a iluminação pública tem mostrado seu grande impacto social, sendo esta fundamental na melhoria da qualidade de vida da população. É difícil de se pensar em uma cidade sem a presença desse sistema, e, mesmo que ofereça iluminação inadequada, as prefeituras tem consciência dos benefícios de um sistema de qualidade.

2.2 IMPACTOS SOCIAIS

A iluminação pública é de suma importância para a qualidade de vida nas cidades, possibilitando ao cidadão usufruir do espaço urbano no período noturno, servindo como instrumento de cidadania (COPEL, 2018).

Estudos referentes aos impactos causados pela falta de iluminação pública comprovam esta importância. Santana (2010), cita um estudo realizado em 1974, onde ouve um aumento de 100% nos indicadores de furto e 50% nos índices de criminalidade, em uma área que teve a iluminação pública reduzida em 50%. Além de situações de tumulto, tendo seu controle dificultado pela falta de iluminação.

Com relação ao trânsito, Santana (2010) cita estudos onde a melhora na qualidade da iluminação pública, reduziu em mais de 50% os indicadores de acidentes.

A melhora na qualidade da iluminação pública está diretamente ligada a uma melhor imagem da cidade, favorecendo os setores do turismo, comercio e lazer noturno, contribuindo para o desenvolvimento social e econômico da população (COPEL, 2018).

Uma vez que esses indicadores apresentam fatores positivos, sistemas de iluminação pública mal projetados pode acarretar em uma má visibilidade, poluição luminosa, e, desperdício de energia e financeiro.

Dessa forma, todo novo projeto ou manutenção, exigem fatores de uniformidade mínima, que devem ser levados em consideração. A norma vigente no país, referente a iluminação pública é a NBR 5101 de 2018, sendo o uso correto desta, fator de garantia para um sistema de qualidade.

A NBR 5101 (2018), cita os seguintes itens, que se mostram atendidos em caso de correto dimensionamento e uso da norma:

a) Redução de acidentes noturnos;

b) Melhoria das condições de vida principalmente nas comunidades carentes; c) Auxílio à proteção policial, com ênfase na segurança dos indivíduos e

propriedades;

d) Facilidade do fluxo do tráfego;

e) Desta a edifícios e obras públicas durante à noite; f) Eficiência energética.

Para que sejam garantidos os níveis de iluminância em uma via, a NBR 5101 (2018) aponta o método de análise para aferição do sistema de iluminação pública, estes são apresentados no item a seguir.

2.3 ABNT NBR 5101 - PROCEDIMENTO

A NBR 5101 – Procedimento (2018), estabelece os requisitos para iluminação de vias públicas, a fim de propiciar segurança aos tráfegos de pedestres e de veículos. A seguir serão apresentados os itens citados na norma, estes que devem ser considerados durante a análise de uma via.

2.3.1 Classificação das Vias

A NBR 5101 (2018) traz uma via como sendo uma superfície por onde transitam veículos, pessoas e animais, podendo esta ser composta por pista, calçada, acostamento, ilha e canteiro central.

O Código de Trânsito Brasileiro classifica vias como:

1) Vias Urbanas: Caracterizada pela existência de construções em suas margens, com presença de tráfego motorizado e de pedestres, podendo ser dos tipos:

- Via de trânsito rápido; - Via arterial;

- Via colateral; - Via local.

2) Vias Rurais: Mais conhecida como estradas de rodagem, sendo esta, grande parte composta de tráfego motorizado, sendo esta, dividida em:

- Rodovias; - Estradas.

A fim de classificar o volume do tráfego de veículos e pedestres passantes em uma via pública, o valor máximo das médias horarias durante o período noturno das 18h às 21h, devem seguir a padronização da NBR 5101 (2018). Os números referentes aos veículos são apresentados no Quadro 1.

Quadro 1 – Classificação do tráfego de veículos

Classificação Volume de tráfego noturno de veículos por hora, em ambos os sentidos, em posta única

Leve (L) Médio (M) Intenso (I) 150 a 500 501 a 1200 Acima de 1200 Fonte: Adaptado NBR 5101 (2018).

Para tráfego inferior a 150 veículos por hora, a norma indica que seja considerada a classificação leve, e, para tráfego superior a 2400 veículos, a mesma indica que se utilize a classificação intensa.

Já para o tráfego de pedestres, em vias que apresentem tráfego motorizado, a norma indica que seja classificado pelo tipo da via em questão, como mostra o Quadro 2.

Quadro 2 – Classificação do tráfego de pedestres

Classificação Pedestres cruzando vias com tráfego motorizado Sem tráfego (S)

Leve (L) Médio (M) Intenso (I)

Como nas vias arteriais Como nas vias residenciais médias Como nas vias comerciais secundárias

Como nas vias comerciais principais Fonte: Adaptado NBR 5101 (2018).

A NBR 5101 (2018), traz as iluminâncias médias mínimas como sendo os valores obtidos da média aritmética das leituras realizadas, ou seja, a soma da iluminância de todos os pontos medidos, divididos pelo número de pontos. A média aferida deve ser maior ou igual ao mínimo indicado.

Além disso outras duas exigências devem ser consideradas, sendo estas: a) Fator de uniformidade (iluminância mínima dividida pela iluminância média) indicado conforme o tipo de via;

b) Iluminância mínima deve ser necessariamente superior a 1 lux.

O Quadro 3 apresenta a classe de iluminação que deve ser considerada para cada tipo de via de trafego de veículos, estas indo de V1 até V5.

Quadro 3 – Tráfego de Veículos: Classes de iluminação para cada tipo de via

Descrição da via Classe de

Iluminação Vias de trânsito rápido; 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; Autoestradas

Volume de tráfego intenso Volume de tráfego médio

V1 V2 Vias arteriais; vias de alta velocidade de tráfego com separação de pistas; vias de

mão dupla, com cruzamento e travessias de pedestres eventuais em pontos bem definidos; vias rurais de mão dupla com separação por canteiro ou obstáculo Volume de tráfego intenso

Volume de tráfego médio

V1 V2 Vias coletoras; vias de tráfego importante; vias radiais e urbanas de interligação

entre bairros, com tráfego de pedestres elevado Volume de tráfego intenso

Volume de tráfego médio Volume de tráfego leve

V2 V3 V4 Vias locais; vias de conexão menos importante; vias de acesso residencial

Volume de tráfego médio Volume de tráfego leve

V4 V5 Fonte: Adaptado NBR 5101 (2018).

Os níveis tanto de iluminância média mínima, como o fator de uniformidade mínimo são apresentados no Quadro 4, dependendo das classes indicadas anteriormente.

Quadro 4 – Tráfego de Veículos: Iluminância média mínima e fator de uniformidade mínimo para cada classe de iluminação

Classe de Iluminação

Iluminância média mínima Emed,mín

lux

Fator de uniformidade mínimo U = Emín/Emed V1 30 0,4 V2 20 0,3 V3 15 0,2 V4 10 0,2 V5 5 0,2 Fonte: Adaptado NBR 5101 (2018).

Da mesma forma que o Quadro 3, o Quadro 5 indica a classe de iluminação dependendo do tipo de via, sendo estas voltadas as pistas de trafego de pedestres.

Quadro 5 – Tráfego de Pedestres: Classes de iluminação para cada tipo de via

Descrição da via Classe de Iluminação

Vias de uso noturno intenso por pedestres (por exemplo, calçadões, passeios de zonas comerciais)

P1

Vias de grande tráfego noturno de pedestres (por exemplo, passeios de avenidas, praças, áreas de lazer)

P2

Vias de uso noturno moderado por pedestres (por exemplo, passeios, acostamentos)

P3

Vias de pouco uso por pedestres (por exemplo, passeios de bairros residenciais)

P4

Fonte: Adaptado NBR 5101 (2018).

Já o Quadro 6 apresenta os níveis de iluminância média mínima e fator de uniformidade, para as pistas de trafego de pedestres.

Quadro 6 – Tráfego de Pedestres: Iluminância média mínima e fator de uniformidade mínimo para cada classe de iluminação

Classe de iluminação

Iluminância horizontal média Emed lux

Fator de uniformidade mínimo U = Emín/Emed P1 20 0,3 P2 10 0,25 P3 5 0,2 P4 3 0,2 Fonte: Adaptado NBR 5101 (2018).

2.3.3 Inspeção

A NBR 5101 (2018) indica que, para que haja detalhamento do vão em analise, se faz necessária a utilização da malha de verificação, onde os pontos desta malha devem ser definidos pelas interseções das linhas transversais e longitudinais à pista de rolamento e às calçadas, considerando a existência de:

a) Uma linha transversal alinhada com cada luminária;

b) Uma linha transversal no ponto médio entre as duas luminárias; c) Uma linha longitudinal no eixo de cada faixa;

d) Uma linha longitudinal no eixo de cada calçada. A malha em questão é apresentada na Figura 1.

Figura 1 - Malha de verificação

Fonte: Adaptado NBR 5101 (2018).

Os espaçamentos entre os pontos da malha são definidos pelos cálculos apresentados nas equações 1 e 2:

Sgl = S/16 (1) Sgt = 0,2*fr (2) Sendo:

Sgl – Espaçamento longitudinal; Sgt – Espaçamento transversal; S – Espaçamento entre postes; fr – Largura da faixa de rolamento.

A matriz apresenta 17 colunas de pontos na direção longitudinal e cinco fileiras de pontos em cada faixa de rolamento, sendo que os pontos da malha de medição devem ser definidos pela interseção das seguintes linhas longitudinais e transversais para vão em questão:

- Linhas transversais

a) Linhas que passam pelas luminárias (extremidades do vão);

b) Linhas que dividem o vão em quadro partes iguais (inclui a linha que divide o vão ao meio).

- Linhas longitudinais

a) Linhas de centro das faixas de rolamento;

b) Linhas com afastamento igual a 0,1*fr em relação às linhas limítrofes das faixas de rolamento.

O Quadro 7 apresenta o número de pontos das malhas de cálculo e medição em função do número de faixas de rolamento.

Quadro 7 – Número de pontos em função do número de faixas de rolamento Número de faixas

de rolamentos

Quantidade de pontos da grade de cálculo Quantidade de pontos da grade de medição 1 17*5 = 85 15 2 17*10 = 170 30 3 17*15 = 255 45 4 17*20 = 340 60 5 17*25 = 425 75 Fonte: Adaptado NBR 5101 (2018).

O cálculo para iluminância média, dá-se pelo somatório das iluminâncias dos pontos medidos, dividido pela quantidade de pontos, sendo que, essa iluminância,

deve ser igual ou superior aos níveis indicados em 7.3.2, dependendo da via em questão.

2.3.4 Compatibilidade com a Arborização

Muitas vias apresentam diversos tipos de árvores em suas calçadas, acabando por manter estas mal iluminadas, inutilizando os benefícios do sistema de iluminação pública deste lado da via, resultando em um correto dimensionamento e investimento desperdiçados.

Para permitir uma melhor convivência entre a iluminação pública e a arborização, a NBR 5101 (2018) apresenta uma equação que deve ser utilizada para desobstruir a iluminação na via. Esta é dada na equação 3:

Z = H – (A x D) (3) Sendo:

Z – Altura mínima de um galho;

H – Altura de montagem da luminária;

AL – Cotangente de 75o_{, igual a 0,26 (ângulo de máxima incidência de luz para} o sentido longitudinal);

AT – Cotangente de 60o_{, igual a 0,57 (ângulo de máxima incidência de luz para} o sentido transversal);

D – Distância mínima do galho de menor altura.

Figura 2 - Método de cálculo de compatibilidade com a arborização

Fonte: Adaptado NBR 5101 (2018).

O seguinte método deve ser utilizado para auxiliar os gestores de iluminação pública municipais nas seguintes situações:

a) Adequação dos sistemas existentes, onde já existam os postes e as árvores, auxiliando na definição da linha de poda.

b) Implantação de novos sistemas de iluminação pública em locais onde já existam árvores.

c) Plantio de árvores em locais onde já exista um sistema de iluminação pública.

2.3.5 Análise Complementar

O GED 3670 (2017) apresenta um quadro o qual pode ser usado durante a aferição dos resultados na via de estudo, este considera alguns fatores complementares ao método de análise da NBR 5101 (2018), acrescentando alguns pontos que servem para detalhar o local e as condições durante a análise.

Este é apresentado na Figura 3.

Figura 3 - Análise da via

Fonte: Adaptado GED 3670 (2017).

Utilizando deste quadro juntamente a malha de verificação, possibilita o estudo correto da via, podendo certificar se as medições adquiridas se encontram dentro dos limites indicados pela norma, mesmo com as variantes encontradas, como é o caso da presença de arborização e de luz intrusa.

A fim de possibilitar esta análise, se faz necessário um entendimento sobre o sistema de iluminação pública, compreendendo seus principais componentes e funcionalidades.

2.4 COMPONENTES DO SISTEMA DE ILUMINAÇÃO PÚBLICA

Os principais componentes do sistema de iluminação pública, no seu geral, são apresentados na Figura 4, sendo cada um deles explicados nos itens a seguir.

Figura 4 – Componentes do sistema de iluminação pública

Fonte: Adaptado COPEL (2018).

2.4.1 Rede de Distribuição da Concessionária

O sistema de iluminação pública é alimentado diretamente da rede de distribuição da concessionaria de energia elétrica, esta que transporta a energia a diferentes pontos do município. Na maior parte das redes existentes no Brasil, operam em sistema trifásico com tensões de 13,2 kV (quilovolt) na rede primária e 220/110 V (Volts) na rede secundária, com frequência de 60 Hz (Hertz) (SANTANA, 2010).

2.4.2 Braço

Tem a função de fixar a luminária ao poste, sustentando-a na posição e altura desejada, suportando diferentes velocidades dos ventos, vibrações e até mesmo vandalismo (COPEL, 2018).

2.4.3 Relé Fotoelétrico

O relé funciona como um tipo de chave, tendo sua função fotoelétrica a partir da luminosidade do local (SANTANA, 2010). Com a presença de luminosidade, o relé aciona, ligando ou desligando o sistema de iluminação pública, dependendo da forma em que o mesmo foi instalado (podendo este, ser utilizado tanto como uma chave normalmente aberta, como normalmente fechada).

A fabricação do relé deve ser realizada com base na NBR 5123 (2016), uma vez que os níveis de sensibilidade à luz são predeterminados pela norma. O não cumprimento desta norma, ou a utilização de relés defeituosos, causa um problema muito comum, que pode ser tanto o acionamento da iluminação pública durante o dia, como a ausência da mesma durante a noite (COPEL, 2018).

2.4.4 Reator

Componente utilizado em instalações que apresentam lâmpadas de descarga, devido a característica de ter sua impedância reduzida com a elevação da corrente, podendo esta ser elevada até a destruição da lâmpada, sendo o reator um limitador de corrente. Servindo também para que a lâmpada opere dentro dos limites adequados em função do sistema (SANTANA, 2010).

2.4.5 Luminária

Segundo Santana (2010), as principais funções das luminárias são:

a) Fornecer meios para a instalação da luminária ao braço, além de apresentar formas para instalação dos demais componentes elétricos;

b) Servir como proteção para os componentes, devido as condições climáticas adversas;

c) Distribuir o fluxo luminoso de forma correta, evitando o direcionamento da luz para o céu.

Sendo que, a NBR 15129 (2012), estabelece os requisitos para a fabricação de luminárias para iluminação pública, esta apresenta considerações que vão desde métodos construtivos, resistências a condições adversas e ensaios de durabilidade.

2.4.6 Lâmpadas

Como mostrado no contexto histórico da iluminação pública, diversos modelos de lâmpadas foram desenvolvidos ao longo dos anos, sendo os modelos mais antigos, ainda utilizados apenas pela falta de manutenção e substituição. A fabricação e comercialização dessas lâmpadas devem seguir as normas vigentes, e, por algumas apresentarem um baixo desempenho, certos modelos não são mais considerados pelas prefeituras ao realizar substituições ou novas instalações.

A seguir serão apresentados os principais tipos de lâmpadas ainda encontrados no sistema de iluminação pública Brasileiro.

1) Lâmpada incandescente

As lâmpadas incandescentes são comercializadas desde 1907, e por muito tempo foi a mais popular dentre todas as tecnologias de fontes luminosas. A produção da luz ocorre pelo aquecimento de um filamento, normalmente fabricado em tungstênio, por corrente elétrica. Para que não haja a queima precoce do filamento, o mesmo é montado dentro de um bulbo, contendo gases inertes, como o argônio e o nitrogênio (COPEL, 2012). Os componentes da mesma são apresentados na Figura 5.

Figura 5 - Lâmpada incandescente

Essas lâmpadas apresentam uma baixa eficiência luminosa, em torno de 20 lm/W (lúmen/Watt), e baixa vida mediana, que é cerca de 1000 horas (COPEL, 2012). Seu índice de reprodução de cor é de 100% e a temperatura de cor de 2400 K, sendo esta, quente, o que proporciona ao ambiente uma maior sensação de conforto (COPEL, 2012).

Segundo o Instituto Nacional de Metrologia, Normalização e Qualidade Industrial (INMETRO, 2016), até 2010, aproximadamente 70% dos lares brasileiros apresentavam este tipo de lâmpada, mas, devido a portaria No _{1007/2010 indicar} limites de eficiência energética, estas foram proibidas no mercado nacional, ressalvo produtos que se enquadrem nos limites citados pela portaria. Em 2016, aproximadamente 30% dos lares brasileiros ainda apresentavam lâmpadas incandescentes.

2) Lâmpada a vapor de mercúrio de alta pressão

Este tipo de lâmpada começou a ser comercializado a partir de 1908, sendo sua produção de luz através da excitação de gases provocada por corrente elétrica (COPEL, 2012).

Para a partida desta lâmpada, realiza-se a ionização de um gás, normalmente o argônio, provocando assim um aquecimento no bulbo, fazendo com que o mercúrio seja evaporando, produzindo uma luz amarelada pelo movimento dos elétrons.

Após isso, ocorre a ionização do mercúrio, e as colisões entre os elétrons livres deste com o argônio, produz uma luz azulada, sendo a composição das duas, o resultado obtido desta lâmpada (COPEL, 2012).

Figura 6 - Lâmpada a vapor de mercúrio

Fonte: Adaptado CREDER (2016).

Estas lâmpadas apresentam eficiência e vida média superior as lâmpadas incandescentes, sendo muito empregadas em sistemas de iluminação pública (COPEL, 2012). Sua vida útil varia entre 12000 a 24000 horas e seu rendimento entre 44 a 63 lm/W (CREDER, 2016).

3) Lâmpada a vapor de sódio de alta pressão

Esta lâmpada tem seu princípio de funcionamento muito similar à vapor de mercúrio, tendo como diferença básica a adição do sódio (COPEL,2012).

Sua tonalidade amarelada dá-se por conta da presença do sódio, tendo sua temperatura de cor variando entre 2.000 K e 3.200 K, sendo que, com o tempo de uso, pode ocorrer variação na tonalidade da luz emitida. Seu índice de reprodução de cor (IRC) varia muito conforme o tipo e modelo, indo de 20, para lâmpadas comumente aplicadas na iluminação pública, a 70, em lâmpadas com rendimento de cor melhorado (DAMBISKI, 2007).

Figura 7 - Lâmpada a vapor de sódio

Fonte: Adaptado DAMBISKI (2007).

Sua vida útil é de mais de 24000 horas e seu rendimento varia entre 68 a 140 lm/W (CREDER, 2016).

4) Lâmpada a multivapores metálicos

Esta lâmpada é uma evolução da tecnologia a vapor de mercúrio e fisicamente semelhante a vapor de sódio. Sua radiação é proporcionada por iodeto de índio, tálio e sódio em adição ao mercúrio (CREDER, 2016).

Essas lâmpadas possuem alto rendimento (entre 69 a 115 lm/W), alto IRC, baixa depreciação, vida longa (entre 10000 e 20000 horas) e alta confiabilidade (CREDER, 2016).

Pela luz reproduzida ser extremamente brilhante, realçando e valorizando o ambiente, estas são empregadas nos sistemas de iluminação pública, em locais que se busca o embelezamento urbano (COPEL, 2012).

5) Lâmpada fluorescente de indução magnética

O funcionamento desta lâmpada, dá-se pela excitação do mercúrio e dos gases nobres em seu interior, ao ser aplicado de um campo magnético externo oscilante de alta frequência (COPEL, 2012).

Esta lâmpada apresenta uma vida mediana em torno de 60000 horas, e é indicada para áreas internas e lugares de difícil acesso, como por exemplo túneis (ROSITO, 2009).

No entanto, devido ao seu alto custo e as baixas potências disponíveis, não é recomendada para aplicação em iluminação viária (COPEL, 2012).

6) LED

A luminosidade produzida pelo LED é feita pela liberação de fótons provocada quando uma corrente elétrica flui pelo componente (COPEL, 2012).

Nos últimos anos, o uso de lâmpadas de LED para iluminação pública tem aumentado, isso por conta dos avanços tecnológicos para com este componente. Atualmente estas apresentam uma eficiência em torno de 100 lm/W e uma vida mediana de 50.000 horas (ROSITO, 2009).

Para substituições diretas, dos postes existentes nas vias, as lâmpadas de LED não alcançam os níveis de uniformidade de iluminância e luminância, quando comparados às de vapor de sódio e vapor metálico (ROSITO, 2009).

Essa tecnologia, além de apresentar um custo elevado, com o passar dos anos a luminosidade de um LED não se mantem constante, podendo se degradar, por conta da temperatura que este é submetido (NOVICKI et al, 2009). Com o aumento dos estudos nesta área, as lâmpadas de LED têm se mostrado a alternativa mais viável para o sistema de iluminação pública.

2.4.7 Perfis de Posteamento

Em grande parte, os pontos de iluminação pública são instalados nos próprios postes da concessionaria de energia, que são utilizados em seu sistema de distribuição de energia elétrica. A norma técnica GED 3670 (2017), indica métodos otimizados para disposição de postes de iluminação, que devem ser considerados durante o planejamento de novas instalações. Estes são apresentados a seguir, tendo cada modo de instalação, dependente tanto da altura do poste, como do perfil e largura da via.

1) O método unilateral é indicado para casos onde a altura da montagem da luminária é maior ou igual à largura da via, sendo a disposição dos postes em apenas um lado, como mostra a Figura 8.

Figura 8 - Disposição unilateral

Fonte: GED 3670 (2017).

2) A disposição bilateral alternada é indicada para vias onde a largura da via meça entre 1 e 1,6 vezes a altura da montagem das luminárias. Os postes são instalados nos dois lados da via para que ambos sejam iluminados igualmente. Esta é apresentada na Figura 9.

Figura 9 - Disposição bilateral alternado

Fonte: GED 3670 (2017).

3) Quando a largura da via for superior a 1,6 vezes a altura da montagem das luminárias, a disposição bilateral frente a frente é indicada. Esta apresenta montagens dos dois lados da via e os postes de ambos os lados devem ficar frente a frente, como mostra a Figura 10.

Figura 10 - Disposição bilateral frente a frente

Fonte: GED 3670 (2017).

4) As disposições em vias que apresentam canteiro central, devem ser feitas dependente da largura da via, da altura da montagem das luminárias e também da largura do canteiro central.

Para canteiros que apresentem largura entre 3 e 6 m (metros), ou no caso de o canteiro medir menos de 3 m e a largura da via for superior a 1,6 vezes a altura da montagem das luminárias, o GED 3670 (2017) indica que sejam ambas instaladas em poste único, como mostra a Figura 11.

Figura 11 - Disposição em canteiro central com braço

Fonte: GED 3670 (2017).

Quando a distância do canteiro for inferior, ou igual a 3 m e a largura da via for menor ou igual a altura da montagem, a indicação é que as luminárias não sejam instaladas em braços, como no caso anterior, sendo necessária a instalação de um suporte no topo do poste para fixar as mesmas. A Figura 12 apresenta como deve ser feita a instalação.

Figura 12 - Disposição em canteiro central com suporte entre luminárias

Fonte: GED 3670 (2017).

Por fim, para canteiros centrais com largura superior a 6 m, é indicado que sejam instalados postes em ambas as laterais do canteiro, como mostra a Figura 13. A forma de instalação da luminária irá depender da largura da via, sendo instalado o suporte para vias inferiores a 1,6 vezes a altura da montagem ou instalado o braço, para vias superiores a 1,6 m.

Figura 13 - Disposição em canteiros com largura superior a 6 metros

3 METODOLOGIA

Figura 14 – Metodologia proposta

3.1 MÉTODO DE ABORDAGEM

A pesquisa possuí caráter indutivo, uma vez que, partindo da análise particular, os resultados podem servir para considerações mais abrangentes. Este também apresenta caráter quantitativo, uma vez que, as medições realizadas trarão conclusões de formas numéricas para que sejam comparados com índices indicados pelas normas.

3.2 TÉCNICAS DE PESQUISA

Primeiramente será realizada a revisão nas normas regulamentadoras e normas técnicas, sendo estas a NBR 5101 (2018) e o GED 3670 (2017), para entendimento dos métodos utilizados para verificação de vias.

A coleta de dados, referente ao projeto de iluminação pública da via, será feita juntamente aos órgãos competentes da cidade de Ijuí/RS, sendo estes: os tipos de lâmpadas utilizadas nos trechos em analise e suas respectivas potências, como também a tensão da rede em que o sistema está ligado.

Além disso será necessário saber o tipo da via, seguindo o plano diretor da cidade de Ijuí/RS e o fluxo de veículos para aferição dos níveis de luminosidade necessários indicados pela NBR 5101 (2018).

Com base na malha de medição apresentada na NBR 5101 (2018), será produzido um quadro para uso durante as medições nos trechos, sendo essas realizadas com um luxímetro para aferição dos níveis de iluminância em cada ponto da malha.

Será produzido, também, um quadro com base no apresentado pelo GED 3670 (2017), a fim de resumir neste, os detalhes das vias, como níveis de arborização, luz intrusa e média de iluminância.

A conclusão da pesquisa dar-se-á pela análise de cada via escolhida e dos resultados obtidos das medições realizadas, e, além disso, serão realizadas simulações computacionais, a fim de propor correções para o sistema de iluminação pública.

3.3 ELABORAÇÃO DOS QUADROS

Com base na malha de pontos apresentada na Figura 1, retirada da NBR 5101 (2018), foi criado um quadro para utilização durante as medições.

A malha apresenta 16 pontos de um poste até outro, sendo que, estes devem ser divididos da distância total do trecho medido e devem apresentar valores menores ou igual a 5 m entre cada um.

Para as vias de pedestres, foram divididos em 4 partes para espaçamentos de até 3 m e em 3 partes para menores que 3 m, como apresentado pela NBR 5101 (2018).

Em questão das vias de veículos, as divisões devem ser feitas apresentando no máximo uma distância de 1 m entre cada ponto, ou a partir da equação (2), para vias com distâncias de até 5 m.

O quadro resultante, que será utilizado nas medições é apresentado na Figura 15, sendo que, durante a medição este apresente algumas variações dependente da largura da via e da presença ou não do canteiro central em cada uma das vias.

Figura 15 – Quadro malha de medição

O segundo quadro utilizado foi com base no quadro apresentado pelo GED 3670 (2017), na Figura 3, sendo que, alguns detalhes foram alterados destes, retirando informações mais voltadas as concessionárias de energia, como tempo de uso efetivo das lâmpadas (durante as medições em trocas recentes) e a forma de sustentação da luminária.

Além disso alguns detalhes foram acrescidos, como é o caso da hora das medições e a indicação da iluminância média para ambos os lados das pistas.

Quadro 8 – Quadro de análise da via

Local da Medição: Nome da via e Trecho Medido Data:

Hora: Classificação da Via de

Veículos: Leve, Médio ou Intenso V1, V2, V3, V4 ou V5 Classificação da Via de Pedestres: Pouco, Moderado, Grande ou Intenso P1, P2, P3 ou P4 Emed.min (Lux) U (Emín/Emed)

Índices Médios Mínimos - ABNT NBR - 5101

Via de Veículos:

Via de Pedestres: Fonte Luminosa

(Tipo/Potência): Poste 1: Poste 2:

Luminária Suja: ( ) Sim ( ) Não Observação:

Altura da Montagem (m): Largura da Via de Pedestres (m):

Vão (m): Largura da Via de

Veículos (m):

Tensão da Rede (V): Tom do Piso da Via de Pedestres:

Condição do Tempo: Tom do Piso da Via de Veículos:

Arborização: ( ) Sim ( ) Não Observação:

Luz Intrusa: ( ) Sim ( ) Não Observação:

Emed (Lux) U

(Emín/Emed)

Índices Médios Medidos

Via de Pedestres Superior: Via de Veículos Superior: Canteiro Central: Via de Veículos Inferior: Via de Pedestres Inferior: Fonte: O Autor (2019). 3.4 VIAS EM ANÁLISE

Serão analisados aproximadamente 500 m de cada espaçamento de via, sendo no total 3 vias, com uma delas sendo analisada em dois pontos distintos, uma vez que que cada um dos espaçamentos apresenta um perfil diferente, tanto físico da via em si, como diferentes distâncias, com ou sem canteiro central. Outro detalhe no qual os espaçamentos se diferem são nas montagens da iluminação pública, com postes de alturas diferentes, espaçamento entre postes diferentes, lâmpadas e potências de lâmpadas diferentes.

O primeiro espaçamento, são 523 m medidos na Avenida 21 de Abril, este espaçamento apresenta postes no canteiro central, sendo, uma luminária com lâmpada de LED, direcionada para cada lado um dos lados da via. Este é apresentado na Figura 16.

Figura 16 – Localização da Avenida 21 de Abril (com canteiro central)

Fonte: Adaptado Google Maps (2019).

O segundo espaçamento, de 520 m, também se encontra na Avenida 21 de Abril, porém este não apresenta canteiro central, sendo os postes todos em um lado da via, com lâmpadas de vapor de sódio. O espaçamento é apresentado na Figura 17.

Figura 17 – Localização da Avenida 21 de Abril (sem canteiro central)

O terceiro espaçamento, de 524 m, fica na Rua Emilio Glitz, este apresenta postes de iluminação pública no canteiro central, sendo uma luminária, com lâmpadas de vapor de sódio, direcionadas uma para cada uma das vias. A localização desta é apresentada na Figura 18.

Figura 18 - Localização da Rua Emilio Glitz

Fonte: Adaptado Google Maps (2019).

Por fim o quarto espaçamento, de 493 m, fica na Rua do Comércio, sendo que, esta não apresenta canteiro central e os postes estão todos dispostos em um lado da via. As lâmpadas são todas de LED e o espaçamento é apresentado na figura 19.

Figura 19 - Localização da Rua do Comércio

4 RESULTADOS

4.1 RESULTADOS DAS MEDIÇÕES NAS VIAS

As medições das iluminâncias foram realizadas com um luxímetro Minipa MLM-1011, em todos os pontos das malhas, como indicado pela NBR 5101 (2018), tendo os resultados de cada via apresentados nos itens a seguir.

Para um melhor entendimento, as malhas foram passadas para o software Surfer

16, uma vez que esse apresenta os dados em forma de gradiente, semelhante aos

apresentados pelo software Dialux 4.13, utilizado para realizar as simulações em cada uma das vias, sendo os valores limitados entre 0 e 100 lux.

4.1.1 Avenida 21 de Abril (com canteiro central)

Neste espaçamento, a Avenida 21 de Abril apresenta disposição no meio do canteiro central, sendo uma luminária direcionada para cada lado da via. As lâmpadas são de LED, com 100 W de potência em cada.

Pelo tipo da via, os valores médios mínimos de lúmens é 20 lux para a via de veículos e 5 lux para a via de pedestres, segundo a NBR 5101 (2018), dessa forma, para melhor visualização dos resultados, as médias que ultrapassaram duas vezes o valor mínimo foram marcadas com a cor amarela, os valores inferiores aos valores mínimos foram marcados em vermelho. Os valores que, ficaram entre o mínimo e menor que o dobro, estão com a cor branca.

A espaçamento da avenida 21 de Abril, com canteiro central, apresentou em grande parte dos seus trechos valores superiores ao dobro indicado pela norma, para iluminância média mínima, sendo que, nesses trechos, a distância entre ambos os postes poderia ser maior, assim diminuindo o número de postes e lâmpadas utilizadas. Os trechos que apresentam iluminâncias médias inferiores aos níveis informados pela NBR 5101 (2018), são causados pela grande distância entre os postes, uma vez que, nos 500 m medidos, não são todos os trechos que apresentam mesmas distâncias.

O resumo geral do resultado encontrado na via é apresentado do Quadro 9, para análise da iluminância média, juntamente com o gradiente gerado a partir dos valores medidos, sendo estes, com valores de 0 a 100 lux.

Quadro 9 – Resultados da iluminância média na Avenida 21 de Abril (com canteiro central) Avenida 21 de Abril (Com Canteiro Central) Emed (Lux) Via de Pedestres Superior Via de Veículos Superior Canteiro Central Via de Veículos Inferior Via de Pedestres Inferior Trecho 1 24.72 52.57 70.35 50.88 21.9 Trecho 2 19.12 38.46 57.28 40.42 19.49 Trecho 3 18.56 41.78 59.39 44.6 18.35 Trecho 4 9.57 23.36 32.22 22.32 9.63 Trecho 5 20.72 57.4 77.02 52.89 20.63 Trecho 6 22.21 50.49 70.68 52.65 22.16 Trecho 7 21.82 52.88 72.8 55.24 20.78 Trecho 8 19.62 46.6 64 43.83 16.9 Trecho 9 15.44 22.13 25.78 15.2 5.41 Trecho 10 14.74 35.89 44.9 32.6 12.22 Trecho 11 17.02 42.74 57.41 42.14 19.28 Trecho 12 17.43 42.83 61.35 46.9 20.62 Trecho 13 17.6 31.07 34.33 22.18 9.24 Trecho 14 19.22 45.43 63.16 43.57 17.78 Trecho 15 16.68 40.34 61.29 47.73 21.87 Trecho 16 12.12 37.4 54.12 39.7 16.93 Trecho 17 11.43 29.21 41.57 32.16 17.25 Trecho 18 14.84 36.82 54.2 40.44 14.16 Trecho 19 7.5 19.45 29.47 24.22 9.13 Fonte: O Autor (2019).

Para esta via, o fator de uniformidade mínimo apresentou deficiências em trechos onde a distância entre os postes era muito grande, ou que havia algum obstáculo para o fluxo luminoso, como placas ou mesmo a arborização da via.

O Quadro 10 traz um resumo dos resultados do fator de uniformidade em cada trecho, e, para melhor entendimento, os valores inferiores ao valor mínimo indicado pela NBR 5101 (2018), são apresentados na cor vermelha e os valores acima do mínimo da norma em branco. Para as vias de pedestres, o fator mínimo deve ser de 0,2 e para as de veículos 0,3.

Quadro 10 – Resultados do fator de uniformidade na Avenida 21 de Abril (com canteiro central) Avenida 21 de Abril (Com Canteiro Central) U (Emín/Emed) Via de Pedestres Superior Via de Veículos Superior Canteiro Central Via de Veículos Inferior Via de Pedestres Inferior Trecho 1 0.61 0.5 0.77 0.41 0.64 Trecho 2 0.52 0.34 0.38 0.37 0.62 Trecho 3 0.32 0.31 0.27 0.38 0.11 Trecho 4 0 0.04 0.06 0.04 0.1 Trecho 5 0.29 0.35 0.47 0.24 0.49 Trecho 6 0.59 0.38 0.43 0.34 0.45 Trecho 7 0.6 0.44 0.52 0.31 0.43 Trecho 8 0.51 0.34 0.42 0.37 0.41 Trecho 9 0.26 0 0.04 0.07 0 Trecho 10 0.2 0.33 0.4 0.15 0 Trecho 11 0.12 0.37 0.35 0.19 0.26 Trecho 12 0.34 0.4 0.41 0.34 0.58 Trecho 13 0.06 0.13 0.12 0.14 0.22 Trecho 14 0.05 0.48 0.43 0.37 0.28 Trecho 15 0.54 0.32 0.51 0.34 0.55 Trecho 16 0 0.35 0.39 0.38 0.53 Trecho 17 0 0.14 0.12 0.16 0.23 Trecho 18 0 0.27 0.39 0.15 0 Trecho 19 0 0 0 0.4 0 Fonte: O Autor (2019).

O Apêndice A apresenta, para cada trecho, tanto as malhas de medições baseadas na NBR 5101 (2018), como as informações do quadro apresentado pelo GED 3670 (2017). Apresenta também a análise gráfica via software Surfer 16, em escala de 1 cm (centímetro) para cada 4 m reais, em cada trecho.

O Apêndice E apresenta o gradiente de todos os trechos, com mesma escala anterior, sendo os níveis medidos entre 0 e 100 lux, compatibilizando valores maiores que 100 para que haja uma padronização entre todas as vias.

4.1.2 Avenida 21 de Abril (sem canteiro central)

No espaçamento da Avenida 21 de Abril que não apresenta canteiro central, os postes são dispostos pelo método unilateral, ou seja, existem postes apenas em um

lado da via, sendo neste estudo, chamado de “via superior”. As lâmpadas são de vapor de sódio, com 150 W de potência.

Pelo tipo da via, os valores médios mínimos de lúmens são também de 20 lux para a via de veículos e 5 lux para a via de pedestres, segundo a NBR 5101 (2018), dessa forma, para melhor visualização dos resultados, as médias serão marcadas como no item anterior.

Os trechos que apresentam iluminâncias médias inferiores aos níveis informados pela NBR 5101 (2018), são causados principalmente pelo baixo nível de iluminância oferecido pelas lâmpadas de sódio. Além disso, a grande distância entre os postes e a disposição unilateral mantém os níveis ainda mais baixos, principalmente nas vias contrárias aos postes.

Os valores que ficaram dentro ou acima do dobro dos valores da norma é devido a poluição luminosa provida pelas peças comerciais presentes na via. Com isso, o resumo geral do resultado encontrado na via é apresentado do Quadro 11, para análise da iluminância média.

Quadro 11 – Resultados da iluminância média na Avenida 21 de Abril (sem canteiro central)

Avenida 21 de Abril (Sem Canteiro Central) Emed (Lux) Via de Pedestres Superior Via de Veículos Superior Via de Veículos Inferior Via de Pedestres Inferior Trecho 1 5.65 7.69 1.78 0.54 Trecho 2 8.41 10.31 3.09 0.29 Trecho 3 7.79 10.45 3.14 3.18 Trecho 4 6.22 10.32 2.72 3.66 Trecho 5 8.65 9.2 2.52 0.38 Trecho 6 10.43 14.23 4.69 3.32 Trecho 7 8.47 11.82 5.72 2.74 Trecho 8 3.62 7.28 4.01 0.96 Trecho 9 5.28 7.41 3.64 1.29 Trecho 10 21.29 11.09 5.07 1.07 Trecho 11 5.4 8.89 4.4 1.09 Trecho 12 2.24 4.39 1.94 0.12 Trecho 13 2.99 5.69 2.73 1.56 Trecho 14 4.07 5.59 2.71 2.02 Fonte: O Autor (2019).

Os problemas quanto ao fator de uniformidade mínimo se devem tanto a grande distância entre postes, como pela baixa eficiência das lâmpadas de sódio, sendo que quase todos os trechos apresentaram medições de 0 lux, tornando o fator também 0.

O Quadro 12 traz um resumo dos resultados do fator de uniformidade em cada trecho, e, para melhor entendimento, os valores inferiores ao valor mínimo indicado pela NBR 5101 (2018), são apresentados na cor vermelha e os valores acima do mínimo da norma em branco. Para as vias de pedestres, o fator mínimo deve ser de 0,2 e para as de veículos 0,3.

Quadro 12 – Resultados do fator de uniformidade na Avenida 21 de Abril (sem canteiro central) Avenida 21 de Abril (Sem Canteiro Central) U (Emín/Emed) Via de Pedestres Superior Via de Veículos Superior Via de Veículos Inferior Via de Pedestres Inferior Trecho 1 0 0 0 0 Trecho 2 0 0 0 0 Trecho 3 0 0 0 0 Trecho 4 0 0.1 0 0 Trecho 5 0 0.11 0 0 Trecho 6 0 0.21 0 0 Trecho 7 0 0.17 0.35 0.37 Trecho 8 0 0 0 0 Trecho 9 0 0 0 0 Trecho 10 0 0.18 0 0 Trecho 11 0 0.11 0.23 0 Trecho 12 0 0 0 0 Trecho 13 0 0 0 0 Trecho 14 0 0 0 0 Fonte: O Autor (2019).

O Apêndice B apresenta, para cada trecho, tanto as malhas de medições baseadas na NBR 5101 (2018), como as informações do quadro apresentado pelo GED 3670 (2017). Apresenta também a análise gráfica via software Surfer 16, em escala de 1 cm para cada 4 m reais, em cada trecho.

O Apêndice F apresenta o gradiente de todos os trechos, com mesma escala anterior, sendo os níveis medidos entre 0 e 100 lux.

4.1.3 Rua Emilio Glitz

A Rua Emilio Glitz apresenta disposição no meio do canteiro central, sendo uma luminária direcionada para cada lado da via. As lâmpadas são de sódio, com 150 W de potência em cada.

Por apresentar tráfego leve, os valores médios mínimos de lúmens para a via é 10 lux para a via de veículos e 5 lux para a via de pedestres, segundo a NBR 5101 (2018), dessa forma, para melhor visualização dos resultados, as médias serão marcadas como nos itens anteriores.

A espaçamento da Rua Emilio Glitz, apresentou em grande parte dos seus trechos, valores dentro do que dizem a NBR 5101 (2018), para iluminância média mínima.

Os trechos que apresentam iluminâncias médias inferiores aos níveis informados pela NBR 5101 (2018), são causados por diversos motivos, sendo eles, a grande distância entre postes, luminárias antigas e até mesmo sujas, arborização fora do padrão obstruindo o fluxo luminoso e a baixa eficiência das lâmpadas de sódio.

O resumo geral do resultado encontrado na via é apresentado do Quadro 13, para análise da iluminância média.

Quadro 13 – Resultados da iluminância média na Rua Emilio Glitz Rua Emilio Glitz Emed (Lux) Via de Pedestres Superior Via de Veículos Superior Canteiro Central Via de Veículos Inferior Via de Pedestres Inferior Trecho 1 4.32 6.55 7.88 5.83 1.37 Trecho 2 7.4 9.44 9.28 6.57 2.71 Trecho 3 6.91 9.24 10.41 11.99 3.56 Trecho 4 3.09 4.98 6.33 7.65 5.21 Trecho 5 9.21 14.24 18.49 16.65 11.12 Trecho 6 8.24 12.9 17 16.24 13.22 Trecho 7 9.79 12.13 12.98 11.03 6.81 Trecho 8 10.12 16.74 19.8 18.79 13 Trecho 9 8.62 12.52 15.8 13.72 9.5 Trecho 10 3.1 3.33 3.28 2.34 1.02 Trecho 11 7.04 8.55 9.37 8.01 4.77 Trecho 12 6.25 10.36 12.14 9.82 5.99 Trecho 13 7.04 9.87 10.78 7.58 5.34 Fonte: O Autor (2019).

Para esta via, o fator de uniformidade mínimo apresentou deficiências em trechos onde a distância entre os postes era muito grande, ou que havia algum obstáculo para o fluxo luminoso sendo grande parte devido a arborização da via.

O Quadro 14 traz um resumo dos resultados do fator de uniformidade em cada trecho, e, para melhor entendimento, os valores inferiores ao valor mínimo indicado pela NBR 5101 (2018), são apresentados na cor vermelha e os valores acima do mínimo da norma em branco. Para as vias de pedestres, o fator mínimo deve ser de 0,2 e para as de veículos 0,2.

Quadro 14 – Resultados do fator de uniformidade na Rua Emilio Glitz Rua Emilio Glitz U (Emín/Emed) Via de Pedestres Superior Via de Veículos Superior Canteiro Central Via de Veículos Inferior Via de Pedestres Inferior Trecho 1 0 0 0 0 0 Trecho 2 0.14 0.21 0.22 0.15 0 Trecho 3 0.58 0.43 0.38 0.08 0 Trecho 4 0 0 0 0 0 Trecho 5 0.33 0.21 0.22 0.12 0.18 Trecho 6 0.24 0.16 0.18 0.25 0.15 Trecho 7 0 0 0 0 0 Trecho 8 0 0.24 0.35 0.21 0 Trecho 9 0 0.08 0.06 0.07 0 Trecho 10 0 0 0 0 0 Trecho 11 0.28 0.23 0.21 0 0 Trecho 12 0 0.19 0.17 0 0 Trecho 13 0 0 0 0 0 Fonte: O Autor (2019).

O Apêndice C apresenta, para cada trecho, tanto as malhas de medições baseadas na NBR 5101 (2018), como as informações do quadro apresentado pelo GED 3670 (2017). Apresenta também a análise gráfica via software Surfer 16, em escala de 1 cm para cada 4 m reais, em cada trecho.

O Apêndice G apresenta o gradiente de todos os trechos, com mesma escala anterior, sendo os níveis medidos entre 0 e 100 lux.

4.1.4 Rua do Comércio

Como a Rua do Comércio não apresenta canteiro central, os postes são dispostos pelo método unilateral, sendo a via onde os postes se fazem presentes, chamada de “via superior”. As lâmpadas são de LED, com 150 W de potência.

Pelo volume de tráfego médio, os valores médios mínimos de lúmens são de 20 lux para a via de veículos e 10 lux para a via de pedestres, segundo a NBR 5101 (2018), dessa forma, para melhor visualização dos resultados, as médias serão marcadas como nos itens anteriores.