OBSERVATÓRIO ASTRONÔMICO ALPHA


Proposições Para Otimização da Iluminação Pública

Odilon Simões Corrêa

(Trabalho escrito em 1995 e veiculado na Cia Energética de Minas Gerais - CEMIG)


Poluição luminosa gerada pela iluminação púbica de Araxá (MG)

 


Apresentação:

Numa época em que o racionamento de energia elétrica nos ameaça com um futuro literalmente negro, é difícil compreender porque tanta energia é desperdiçada. Estima-se, hoje, que 25% de toda a energia gerada no Brasil, é perdida de alguma forma. Um dos setores onde o consumo de energia é desproporcionalmente grande em relação aos benefícios gerados é a iluminação pública (IP). A luz originada de lâmpadas guarnecidas por luminárias mal projetadas, espalha-se em todas as direções. Toda a luz emitida horizontalmente e para cima, em nada contribui para a iluminação noturna útil, uma vez que a única luz que realmente importa é aquela dirigida para o solo adjacente à fonte.

O fulgor do céu, observado acima de cidades e povoados, é uma prova inquestionável do enorme desperdício de energia, que a cada ano, atinge bilhões de dólares em todo o mundo. Essas bolhas de luz, que se convencionou chamar de poluição luminosa, costumam ser erroneamente consideradas como indicativas de boa iluminação, mas, na realidade, são o resultado do lançamento dispendioso, e na direção errada, de cerca de 30% de toda a luz produzida!

Paralelamente ao desperdício, a poluição luminosa vem causando um enorme prejuízo à ciência e ao meio ambiente. A luz que ilumina o céu, impede a observação dos astros mais distantes, de brilho mais débil, cujo estudo pode nos conduzir às soluções dos grandes enigmas cosmológicos que intrigam a humanidade desde os primórdios de nossa civilização. Além disso, este tipo de poluição constitui grave violação ao direito inato de todas as pessoas à beleza do céu noturno. Por causa desta cortina nebulosa, causada pelo excesso de luz, poucos são aqueles que ainda contemplam o céu. A grande maioria de nossas crianças jamais viu a Via Láctea e pensa que planetas são coisas acessíveis apenas aos cientistas.

A Companhia Energética de Minas Gerais (CEMIG), disposta a trabalhar no sentido de ser reconhecida como uma das melhores empresas energéticas do mundo, deve buscar, com empenho, soluções para iluminar as nossas cidades com a máxima eficiência, mantendo íntegro o aspecto natural do céu noturno, que constitui um patrimônio de toda a humanidade.

Este trabalho foi desenvolvido com o intuito de demonstrar nossa preocupação com este crescente problema, além de sugerir medidas efetivas para o seu controle. Esperamos que a CEMIG, através de sua área técnica responsável, avalie criteriosamente esta importante e delicada questão e que num futuro próximo, nossa empresa possa se transformar num modelo a ser seguido pelas demais concessionárias de energia de nosso país.

Odilon Simões Corrêa
Araxá (MG), novembro de 1995


Lâmpadas:

Introdução:

Predominam, hoje, em nossas vias públicas, as lâmpadas a vapor de mercúrio (VM), nas potências de 80, 125, 250 e 400 Watts. As lâmpadas incandescentes existem em pequena quantidade, tendendo à extinção total num futuro bem próximo. Já as lâmpadas de vapor de sódio de alta pressão (VSAP), substituem gradualmente as VM de maior potência, principalmente em trevos rodoviários, cruzamentos de vias, grandes avenidas e acessos a rodovias. A utilização destas lâmpadas deverá ser intensificada com a cogitada introdução das VSAP de 70 W em novos loteamentos, onde, até então, predominam as VM de 80 e 125 W. As potências usuais das VSAP são 50, 70, 150, 250, 350/360 e 400 W.

O gráfico abaixo permite uma visualização da situação existente na CEMIG em setembro de 1995, no tocante à quantidade de cada um dos tipos de lâmpadas citados.

Figura 1: Distribuição do número total de lâmpadas

Considerações:

O quadro a seguir apresenta as principais características destes três tipos de lâmpadas, e, para efeito de comparação, introduzimos um quarto tipo, a lâmpada a vapor de sódio de baixa pressão (VSBP), que ainda não está disponível no mercado nacional, e, portanto, não é utilizada pela CEMIG.

Tabela 1: Tipos de lâmpadas e principais características

Através de uma análise sumária da tabela 1, fica patente a ineficácia da lâmpada incandescente. Apesar do seu baixo custo inicial e de não necessitar de equipamento auxiliar, possui vida curta e baixíssima eficiência luminosa.

A VM se destaca por seu bom rendimento cromático e vida útil bem mais longa que da incandescente. Mostra-se ainda atrativa pelo seu custo inicial relativamente baixo, mas deixa a desejar quanto ao rendimento luminoso.

A VSAP, de cor dourada, pode causar alguns problemas de reprodução de cores. Devido à sua longa vida útil e alta eficiência luminosa (o dobro da VM), tornou-se, inicialmente, boa opção para iluminação de estradas, grandes praças e cruzamentos. Agora, começa-se a cogitar sobre o seu emprego também em novos bairros residenciais.

A VSBP, apesar de seu espectro quase monocromático (luz amarela), surge como uma opção extremamente vantajosa, numa época em que já mergulhamos, de forma óbvia, numa emergente crise energética, pois, além de possuir vida útil longa, é dotada de altíssimo rendimento luminoso. De todos os tipos, é a que proporciona a menor sensação de ofuscamento, por isso, é de grande utilidade em auto-estradas e em locais sujeitos a nevoeiros e más condições de visibilidade. Obviamente que pode ser empregada também em qualquer logradouro público, onde a reprodução de cores não seja um fator primordial.

Análise e sugestões:

A International Dark-Sky Association (IDA), é uma entidade norte-americana, sem fins lucrativos, que advoga em prol da preservação do céu noturno e pela utilização de sistemas de iluminação eficientes e econômicos.

Apresentamos a seguir, a síntese de um estudo comparativo, realizado pela IDA, que ressalta importantes aspectos da relação custo-benefício, no tocante ao emprego das lâmpadas VM e VS. Para se levar a efeito este estudo, foram consideradas as seguintes circunstâncias.

  1. O tempo de operação de uma lâmpada, controlada por um sensor fotoelétrico, é da ordem de 4100 horas por ano, que perfaz uma média de 11,23 horas por noite;
  2. O custo médio da energia elétrica foi estabelecido em US$ 0.08 (oito centavos de dólar) por kWh;
  3. A potência do circuito inclui as perdas acarretadas pelos equipamentos auxiliares, principalmente o reator;
  4. Lumens/Watt (quantidade de luz emitida por unidade de energia despendida) e custo operacional anual, são valores que nos permitem medir a eficiência-economia das fontes de luz;
  5. Lumens médios indica a quantidade de luz emitida por uma fonte, após 2 anos de uso, estimando-se a sua vida útil como sendo de 4 anos;
  6. Todos os valores considerados foram extraídos de catálogos de fabricantes, ou obtidos através da experiência operacional em diversas cidades norte-americanas.

Tabela 2: Dados operacionais e econômicos das lâmpadas VM e VS

Os dados da tabela 2 traduzem, de forma óbvia, a hegemonia das lâmpadas VSAP sobre as VM e ainda nos incitam a um estudo meticuloso sobre a viabilidade da introdução das VSBP em nossos sistemas de iluminação pública.

Através de um memorando, sob o título: Análise Comparativa: Lâmpadas VS 70-150W x VM 80-125-250W, a CEMIG deu um grande passo no sentido de estimular os órgãos de projetos da empresa, ao uso das lâmpadas VSAP em novos projetos. Entretanto, o citado estudo deixou de analisar a lâmpada VSAP de 50W, que nos parece ser a substituta ideal para a VM de 80W.

Na tabela 2 do presente estudo, não dispomos de dados para a VM de 80W. Mas, se compararmos a VSAP de 50W com a VM de 100W, constataremos um fluxo inicial apenas 3% superior, a favor da VM. Contudo, após dois anos de vida útil, esta condição é revertida em favor da VS, que passa a ter um fluxo 11% superior ao da VM. É evidente que, se a comparação for feita com a VM de 80W, as vantagens pela utilização da VS de 50W serão ainda maiores.

Outro fato que viria colaborar positivamente neste aspecto, é o emprego de luminárias tipo full-cutoff, que concentram melhor o fluxo luminoso sobre a área a ser iluminada, evitando as enormes perdas de luz verificadas nos dispositivos atualmente em uso. Desta forma, uma lâmpada de determinada potência, instalada em uma luminária bem projetada, teria um rendimento luminoso equivalente ou superior ao de outra de potência mais elevada, alojada em uma luminária de má qualidade. Dada a sua importância, este assunto será objeto de considerações pormenorizadas em outro tópico deste trabalho.

Recorrendo ao banco de dados físicos da CEMIG, podemos quantificar a economia que seria obtida, se a empresa substituísse todas as VM existentes por lâmpadas VSAP. Tomemos por base a Superintendência Triângulo (DT), onde a rede de distribuição urbana convencional (RDU) sustentava, até o mês de setembro do corrente ano, 184.991 lâmpadas VM. O quadro abaixo mostra os resultados que seriam alcançados com a substituição destas lâmpadas. Para este propósito, foi considerada apenas a potência absorvida pelas lâmpadas.

Tabela 3: Economia obtida na conversão de lâmpadas VM para VSAP

Os 10,6 MW poupados na DT, seriam suficientes para suprir os sistemas de iluminação pública das cidades de Uberlândia, Uberaba e Araxá.

Com a aplicação de percentuais equivalentes a toda a área de concessão da CEMIG, a potência economizada saltaria para nada menos que 63 MW. Isto eqüivaleria à redução de 1400 transformadores de 45 kVA em nossas redes de distribuição.

Com relação à lâmpada VSBP, mesmo uma análise concisa deixa transparecer os benefícios que adviriam da sua utilização. Vimos que esta lâmpada deixa a desejar no tocante à reprodução de cores, pelo fato de irradiar quase que exclusivamente na faixa amarela do espectro. Mas, outras características como altíssima eficiência luminosa, baixa sensação de ofuscamento, e fluxo praticamente constante ao longo de sua vida útil, tornam esta lâmpada uma opção muito atraente em qualquer estudo de IP.

Voltando ao quadro 2, constatamos, prontamente, que as lâmpadas VSBP de 35, 90 e 135 W, podem substituir, respectivamente, as VM de 100, 250 e 400 W, com vantagens consideráveis. É simplesmente fascinante a possibilidade de gerarmos economias da ordem de 66%, pela substituição de uma lâmpada VM de 400W, por uma VSBP de 135W! Como exemplo prático, consideremos a avenida Araxá-Barreiro e a estrada de acesso à Cia Brasileira de Metalurgia e Mineração - CBMM, locais onde a reprodução de cores deixa de ser um fator relevante. Ao longo dessas vias existem 173 lâmpadas VM de 400 W. Substituíndo-as por fontes VSBP de 135 W, economizaríamos 3 transformadores de 15 kVA. Portanto, esta é uma questão que merece ser estudada meticulosamente.

Analisamos, de maneira objetiva, como podemos economizar energia pela simples alteração da relação lumens/Watt. Vimos que a solução reside no emprego de lâmpadas que, consumindo quantidades idênticas ou menores de energia, são capazes de gerar maior luminosidade. Este fato, apesar de muito alentador, deve ser tratado com extrema cautela, por razões que veremos a seguir.


Luminárias:

Introdução:

Antes de qualquer consideração sobre luminárias, é imperioso que tenhamos sempre em mente duas regras básicas que qualificam os bons sistemas de iluminação pública:

  1. Iluminar demais não é sinônimo de iluminar bem;
  2. O bom sistema de iluminação é aquele onde não se vê a fonte luminosa, mas apenas o objeto iluminado.

Irrefutavelmente, a grande maioria dos dispositivos para iluminação, instalados em todo o mundo, burla impiedosamente pelo menos um dos princípios acima enunciados. Por conseqüência, nosso planeta está se transformando num verdadeiro mar de luzes.

Figura 2: Vista noturna dos Estados Unidos, obtida por satélites meteorológicos

Este fato é bem testemunhado pelos satélites artificiais, que monitoram incessantemente a Terra. A figura 2, mostrada acima, é a reprodução de uma fotografia noturna dos Estados Unidos, obtida por satélites meteorológicos da Força Aérea Americana, situados a 450 milhas de altitude. Quando ampliada, esta fotografia permite localizar qualquer cidade com pelo menos 5000 habitantes. O mapa político da figura 3 foi fornecido para facilitar a identificação dos vários centros urbanos mostrados na imagem do satélite.

Figura 3: Mapa político dos Estados Unidos

Os sistemas de iluminação pública projetados pela CEMIG, fazem uso, basicamente, de quatro tipos de luminárias, que estão ilustrados a seguir.

A luminária aberta estampada (opcionalmente com tela protetora), abriga lâmpadas VM de 80 e 125W, VS de 50 e 70W e incandescentes de 100 a 200W. É instalada principalmente em vias classe C (bairros residenciais).

Figura 4: Luminária aberta estampada

A luminária estampada fechada possui refrator prismático de vidro boro-silicato e recebe lâmpadas VM e VS de 250 a 400W. É empregada em vias classe A e B (centros urbanos, vias de ligação entre estes e áreas suburbanas, estradas e acessos a rodovias).

Figura 5: Luminária fechada com refrator prismático

A luminária fechada tipo pétala, com lente plana de vidro temperado, é usada em menor escala, principalmente por ser de custo mais elevado. Abriga lâmpadas VM ou VS com potências a partir de 250W. A VS pode ser ovóide ou tubular e a luminária pode conter de 1 a 2 lâmpadas. É instalada em centros urbanos de maior porte e em locais onde se necessite posicionar os dispositivos de iluminação em alturas superiores, mantendo um nível de iluminamento adequado.

Figura 6: Luminária tipo pétala com refrator plano

A luminária ornamental, geralmente dotada de refrator esférico de vidro transparente ou leitoso, aloja lâmpadas VM de 80 e 125W. É usada em praças e áreas ajardinadas, onde se faz necessário o emprego de dispositivos de baixa altura.

Figura 7: Luminária ornamental

Análise e sugestões:

Um importante aspecto, que deve ser abordado de inicio, é a inclinação vertical (da ordem de 15 a 25 graus), conferida às luminárias através dos diversos tipos de braços utilizados. Entendemos que não há razões plausíveis para a aplicação deste ângulo vertical às luminárias, pois, como podemos perceber pelo diagrama da figura 8 (em escala), o cone de luz lançado por uma luminária bem projetada, tendo seu eixo horizontal paralelo à pista de rolamento, abrange, com eficácia, toda a área do logradouro público a ser iluminada.

Figura 8: Projeção do cone de luz, em vista transversal do logradouro

Vale ressaltar que, com a inclinação atualmente usada, o cone luminoso atinge facilmente as cumeeiras das edificações térreas, situadas do lado oposto à posteação. Em alguns casos, chegam a iluminar as copas de árvores de grande porte, como coqueiros. Definitivamente, este não é o papel da IP, que tem como função, iluminar eficientemente as áreas abrangidas pelos logradouros públicos. Conclui-se, portanto, que tal ângulo vertical se integra ao rol dos fatores que contribuem para o desperdício de energia, e assim sendo, deve ser eliminado. Vide ilustrações 9 e 10, a seguir.

Figura 9: Luminária instalada em braço com inclinação vertical elevada

Figura 10: Luminária instalada em braço com inclinação vertical nula

O modelo ideal de luminária é aquele onde o cone de luz é nitidamente descendente e nenhum raio luminoso incide acima do plano horizontal que contém a borda da luminária, como mostra o esquema da figura 11.

Figura 11: Esquema simplificado de uma luminária full-cutoff

Dos dispositivos para iluminação pública usados pela CEMIG, apenas a luminária tipo pétala, com lente plana, aproxima-se do modelo ideal. Podemos afirmar que o único detalhe comprometedor desta luminária, é a presença do citado ângulo vertical.

A luminária aberta possui dimensões insuficientes para abrigar adequadamente a lâmpada. O problema reside principalmente em sua altura (distância entre o extremo superior de sua parte côncava, até sua borda). Normalmente a lâmpada ultrapassa os limites da luminária, ficando parcialmente exposta. Desta forma, emite luz acima de sua horizontal e pode ser vista a grandes distâncias.

Em certos casos, a luminária aberta é provida de uma aba acrílica leitosa, fixada em sua borda por meio de parafusos, o que constitui aspecto meramente estético. Esta luminária poderia ser otimizada, se a peça de acrílico fosse substituída por uma aba de alumínio com largura não inferior a 5 cm, como mostra a figura 12.

Figura 12: Modificação proposta para a luminária aberta

Esta simples modificação já permitiria a geração de um cone luminoso descendente, e como conseqüência teríamos uma concentração maior de luz na área desejada - o pavimento do logradouro público. Com um melhor aproveitamento da luz global irradiada, poderiam ser usadas lâmpadas de potência inferior, com a manutenção do nível de iluminamento. Em termos práticos, as VS de 50 e 70 W substituiriam, respectivamente, as VM de 80 e 125 W.

A possível alegação de que tal aba limitaria de forma prejudicial o alcance do cone luminoso, gerado pelo conjunto de iluminação, é falsa. Como podemos visualizar através do diagrama da figura 13, em escala, um ângulo limite de 20 graus permite que os raios periféricos alcancem distâncias superiores à metade do vão médio de RDU, que é de 35 metros. Assim sendo, toda a extensão do pavimento será iluminada, sem a formação de franjas escuras. Por força de projeto, onde não for possível manter a distância padrão entre os postes (d > 35m), poderá ser usada uma aba mais estreita, o que possibilitará a redução do ângulo com a horizontal, o qual, entretanto, não deverá atingir valores inferiores a 15 graus.

Figura 13: Projeção do cone de luz, em vista longitudinal do logradouro

O grande inconveniente da luminária fechada é o refrator prismático, que age como uma fonte secundária de luz. É como se tivéssemos uma lâmpada de dimensões maiores, exposta pela metade.

É enorme o desperdício de energia nos dispositivos que usam este tipo de refrator, pois os raios de luz são lançados em quase todas as direções. Além disso, as características intrínsecas do vidro boro-silicato concorrem para que boa parte da luz que o atravessa seja absorvida. Da mesma forma, o acúmulo de detritos, formados por uma mistura de poeira e restos de insetos, que se depositam na concavidade do difusor, concorrem para a perdas acarretadas pelo conjunto. Neste caso, o refrator prismático deveria ser substituído por um envoltório de alumínio, que poderia sustentar, próximo de sua abertura, uma lente plana de vidro transparente, como ilustrado na figura 14.

Figura 14: Modificação proposta para a luminária fechada

Como no caso anterior, devido ao redirecionamento do fluxo luminoso, agora concentrado sobre o pavimento, poderiam ser utilizadas potências inferiores, mantendo-se o nível de iluminamento do logradouro. Desta forma, as VM de 250 e 400W seriam substituídas por VS de 150 e 250W, respectivamente.

A luminária esférica ornamental, amplamente utilizada em praças e jardins, é algo absolutamente inadmissível nos dias atuais. Além de perdulária em potencial, cumpre muito mal o seu papel de iluminar, pois irradia em todas as direções, principalmente na zenital.

Devido às grandes dimensões e formato de seus refratores, o que os tornam evidentes e acessíveis a grandes distâncias, tanto as luminárias ornamentais, quanto as fechadas com refratores proeminentes, têm sido alvos preferenciais dos praticantes do vandalismo. Conseqüentemente, necessitam de freqüentes manutenções, que, quase sempre, resultam na substituição de todo o conjunto.

O modelo mostrado na figura 15 é uma ótima opção para praças e jardins. Esta luminária pode ser montada com uma ou duas pétalas, em postes de 3 a 4,5 metros de altura. Tanto o poste como a chapa da pétala são produzidos em aço bicromatizado. Possui refletor em chapa de alumínio alto brilho e difusor de vidro temperado plano e transparente.

Figura 15: Luminária cutoff apropriada para praças e jardins

A figura 16 apresenta a luminária Starlite com refletor multiflector, corpo em alumínio anodizado e lente plana de cristal temperado. São apropriadas para a iluminação de áreas externas de shopping centers, estacionamentos, parques, avenidas, praças e jardins. Ambas as luminárias são dotadas de distribuição luminosa tipo cutoff (não ofuscante).

Figura 16: Luminária Starlite tipo cutoff com refrator plano

Nos Estados Unidos, a indústria de iluminação Hubbell Lighting Inc., lançou um kit para substituir um tipo de luminária amplamente difundido naquele país, conhecido como "cobra-head". Esse dispositivo possui as mesmas características da luminária fechada com refrator prismático, comum em nosso meio. O kit tem um custo de US$ 45 e converte a luminária para o tipo cutoff. Desta forma, onde existia uma lâmpada de 175 W, passa a funcionar outra de 75 W.

Em 1992, o sistema de IP da cidade de Los Angeles, na Califórnia, sustentava 225.000 lâmpadas alojadas em luminárias obsoletas. Desde essa época, somente luminárias full-cutoff têm sido instaladas na cidade, e, sempre que possível, os antigos conjuntos de IP são substituídos pelos novos modelos. Mesmo com o empenho das autoridades locais, foi estimado um período de 40 anos para que esta conversão seja totalmente realizada.


Ganhos na otimização de dispositivos auxiliares na IP:

A revista Eletricidade Moderna, em sua edição de setembro de 1992, apresentou um artigo sobre uma experiência muito interessante, realizada pela Companhia Paulista de Força e Luz - CPFL, visando a economia de energia na iluminação pública.

Trata-se da redução de potência das lâmpadas, durante as horas da madrugada, através de um comutador fotoeletrônico, projetado para substituir o relé fotoelétrico. O conjunto temporizador comanda o acendimento da lâmpada, quando a luminosidade ambiente cai ao nível de 5 lux. Cerca de 5 horas após o acionamento, a lâmpada tem sua potência reduzida a 40% da nominal, ocasionando diminuição de 60% na intensidade luminosa. Este estado se mantém por mais 5 horas, após o que o dispositivo devolve à lâmpada a sua potência nominal. Neste instante, já se passaram 10 horas desde o acionamento, e, portanto, aproxima-se o alvorecer.

A CPFL concluiu que, desta forma, é possível economizar 20% do consumo de energia no sistema de IP, sem acarretar qualquer prejuízo para a população ou para o funcionamento das lâmpadas e reatores. Além de serem tecnicamente mais eficientes que os relés fotoelétricos, os dispositivos testados apresentaram índices de avarias bem inferiores.

Esperamos que a CEMIG empreenda esforços no sentido de desenvolver tecnologias semelhantes.


Áreas prioritárias para atuação:

O texto base da Norma de Distribuição (ND) 3.4 - Projetos de IP e Especiais, elaborado na CEMIG, apresentou um tópico denominado: Iluminação nas Proximidades a Sítios de Observatórios Astronômicos - Novas Instalações, que estabelece o seguinte. "Para regiões próximas a sítios de observatórios astronômicos oficiais, situados até 30 quilômetros em linha reta, deverão ser observados, nos projetos de IP, algumas recomendações visando diminuir o nível de interferência da iluminação nas observações astronômicas. Os braços de iluminação, para novas instalações, deverão ser adaptados, reduzindo-se o ângulo vertical de 15º ± 2° para 0° ± 2°. Esta adaptação deverá ser providenciada pela própria Região de Distribuição envolvida. As luminárias utilizadas deverão ser do tipo cutoff ou semi cutoff."

O Brasil possui apenas um observatório de porte competitivo. É o Laboratório Nacional de Astrofísica (LNA), situado nas proximidades de Brasópolis, no sul de Minas Gerais. Ali se encontra instalado um telescópio refletor com abertura de 1,60 metro, utilizado em pesquisas astrofísicas. A este instrumento são incorporados coletores eletrônicos ultra-sensíveis, destinados à captação das fraquíssimas radiações eletromagnéticas emanadas de astros longínquos. Diante de grandezas físicas tão ínfimas, qualquer fonte de luz mal projetada, na circunvizinhança do observatório, pode comprometer irremediavelmente os resultados das pesquisas astronômicas. A luz proveniente dos aglomerados urbanos gera uma claridade, a que os astrônomos chamam de luminosidade de fundo do céu. A região do LNA tem o fundo do céu conturbado em cerca de 50% pela luz das cidades de Brasópolis, Itajubá e Campos do Jordão, dentre outras.

Cuidados semelhantes devem ser dispensados também ao sítio do Observatório Astronômico da Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG), situado na serra da Piedade, região de Caeté, o qual tem enfrentado situação similar. Este centro de pesquisas desempenha importante papel na formação acadêmica de novos astrônomos.

As alterações nos sistemas de IP, previstos na ND-3.4, visam apenas as novas instalações. Isso quer dizer que a atual estrutura deverá ser mantida, ainda que pese a perturbação do céu noturno nas áreas de pesquisa astronômica. Considerando-se que a política científica brasileira deverá se manter nos moldes atuais por anos a fio, conclui-se prontamente que nenhum observatório astronômico de grande porte será erigido em nosso país, nos próximos anos. Desta forma, resta-nos como única opção, preservarmos o pouco que temos, que, bem ou mal, tem permitido aos nossos astrônomos, manterem-se fora da marginalidade científica. A situação é séria e requer medidas decisivas e urgentes. Precisamos não só adotar estratégias diferenciadas para novos projetos de IP nessas áreas, bem como buscar soluções visando amenizar os problemas já existentes.

Como medidas mais imediatas, sugerimos a anulação do ângulo vertical nos braços de IP, que poderia ser realizada de forma paulatina e concomitante à conversão das luminárias para as do tipo full-cutoff, seja por adaptação ou por substituição. A médio prazo, seria conveniente um estudo meticuloso sobre a viabilidade de aplicação das lâmpadas VS de baixa pressão nesses locais, pois, como já foi mencionado, estas fontes de luz emitem principalmente numa estreita região espectral, em torno de 5.900 angströns, o que facilita o seu bloqueio através da utilização de filtros especiais.

A cidade de Tucson, no estado americano do Arizona, situa-se a 60 quilômetros do Observatório Nacional de Kitt Peak e possui cerca de 700.000 habitantes. O seu sistema de IP mantinha próximo de 20.000 lâmpadas VM, quando teve inicio um processo de reposição das mesmas pelas VSBP. Hoje, a cidade conta com leis que regulamentam a iluminação externa e sua população orgulha-se em viver num dos locais mais despoluídos do mundo, tornando-se, mesmo, uma cidade modelo neste aspecto. A exemplo de Tucson, várias cidades norte-americanas têm se empenhado na modernização de seus sistemas de iluminação e na elaboração de leis para coibir o uso irracional de energia para este fim, seja em áreas públicas ou privadas.


A iluminação pública vista sob o prisma da ISO 14000:

Independentemente da existência de instalações de qualquer instituição astronômica oficial nas circunvizinhanças dos conglomerados urbanos, as empresas distribuidoras de energia elétrica devem estar atentas e adotar todas as medidas preventivas cabíveis, no sentido de evitar o desperdício e de preservar o céu noturno, que em nada difere dos santuários ecológicos e de tantas outras riquezas naturais que temos a obrigação solene de manter intactas para as futuras gerações.

Segundo as previsões atuais, até o ano 2030 a população mundial terá um crescimento superior a 3 bilhões de indivíduos. Conseqüentemente, o consumo de energia deverá quintuplicar nos países em desenvolvimento.

Com o crescente avanço das periferias urbanas e a contínua expansão da eletrificação nas áreas rurais, tornar-se-á cada vez mais difícil encontrar lugares onde a iluminação artificial não esteja presente. Por essa razão, simultaneamente a esses planos de expansão das malhas de distribuição de energia elétrica, tanto os governos quanto as empresas concessionárias precisam elaborar estudos profundos e abrangentes para a avaliação do conseqüente impacto ambiental, bem como organizar programas educativos, dirigidos às populações beneficiadas, instruindo-as quanto ao uso correto das novas facilidades, tanto sob o aspecto econômico como ecológico.

Um comitê específico da International Organization for Standardization está elaborando uma série de normas, a ISO 14000, que deverá vigorar a partir de 1996. A exemplo da ISO 9000, voltada para o controle da qualidade nas empresas, a ISO 14000 versará sobre a padronização dos processos industriais de forma a minimizar ou mesmo anular os impactos ambientais resultantes dessas atividades. Nenhuma empresa será obrigada a obedecer tais normas, mas, logo ficará patente que quem não se adequar aos padrões oferecidos pela ISO 14000, perderá sua competitividade, característica vital para a sobrevivência de qualquer empresa. Somente quem for competitivo conseguirá manter sua clientela, que se tornará cada vez mais consciente e exigente. As empresas de energia elétrica precisam não apenas se moldar aos ditames da ISO 14000, como também exigir de seus fornecedores, produtos de alta qualidade, rotulados com eco labels.


Conclusão:

Através deste breve estudo, procuramos levantar alguns aspectos negativos, inerentes aos sistemas de iluminação pública atualmente em uso pela CEMIG. Tais características, sem sombra de dúvida, extrapolam-se às áreas de atuação de outras concessionárias de energia elétrica do Brasil e de outros países.

Elaboramos algumas sugestões que podem ser aplicadas como forma mais imediata de minimizar os problemas existentes. Além disso, apontamos meios que, se postos em prática, trarão, a médio e longo prazos, ganhos substanciais de natureza econômica, social, ecológica e científica.

Como salientamos no início deste trabalho, a poluição luminosa e o conseqüente desperdício de energia é uma questão de proporções globais e como tal deve ser tratada. Somente com a conscientização de todas as nações e através de uma convergência de esforços é que poderemos atacar proficientemente este mal planetário.

Como ponto de partida, propomos a criação de um comitê científico, composto por técnicos da CEMIG e demais concessionárias, engenheiros da área de iluminação, astrônomos profissionais e amadores, fabricantes de materiais para iluminação e demais pessoas ligadas diretamente ao assunto, ou simplesmente interessadas em oferecer suas contribuições. Desta forma, estabeleceremos um fórum permanente de pesquisas e debates sobre meios alternativos para otimizarmos nossos sistemas de iluminação.


Glossário:

  • ANGSTRÖN: unidade de medida freqüentemente usada para comprimento de onda. Um angström é igual a 10-10 metros.
  • ÂNGULO CUTOFF (de uma luminária): é o ângulo entre o eixo vertical que passa pelo centro da luminária e a primeira linha de visada de um observador situado no solo, sob a qual o bulbo da lâmpada deixa de ser visivel. É medido a partir da vertical inferior.
  • COEFICIENTE DE UTILIZAÇÃO: razão entre o fluxo luminoso de uma luminária, recebido no plano de trabalho (a área onde a luz é necessária) e o fluxo emitido efetivamente pela luminária.
  • EFICIÊNCIA LUMINOSA: é a relação entre o fluxo luminoso total emitido por uma fonte e a potência por ela absorvida. Sua unidade é lumens por Watt (lum/W).
  • ESPECTRO ELETROMAGNÉTICO: distribuição de energia emitida por uma fonte de radiação, ordenada segundo seu comprimento de onda e freqüência. Se extende desde os raios-gama (ondas curtíssimas de altas freqüências), até as ondas de rádio (grandes comprimentos e baixas freqüências). A janela ótica do espectro vai do violeta (3.800 angströns) ao vermelho (7.800 angströns).
  • FOTOMETRIA: medição quantitativa dos níveis de luz e sua distribuição.
  • ILUMINÂNCIA ou ILUMINAMENTO: é a densidade do fluxo luminoso incidente em uma superfície. Sua unidade de medida é o lux, que é equivalente ao iluminamento produzido por um fluxo de 1 lumem, uniformemente distribuido sobre uma área de 1 m².
  • INTENSIDADE LUMINOSA: é o grau ou a quantidade de energia ou luz.
  • LÂMPADA A VAPOR DE MERCÚRIO (VM): fonte na qual a luz é produzida pela passagem da corrente elétrica através do vapor de mercúrio.
  • LÂMPADA A VAPOR DE SÓDIO DE ALTA PRESSÃO (VSAP): fonte onde a luz é produzida pela passagem da corrente elétrica através do vapor de sódio, a pressões relativamente altas (100 torr.).
  • LÂMPADA A VAPOR DE SÓDIO DE BAIXA PRESSÃO (VSBP): fonte na qual a luz é produzida pela passagem da corrente elétrica através do vapor de sódio a pressões relativamente baixas (0,001 torr.).
  • LÂMPADA INCANDESCENTE: fonte onde a luz é produzida pelo aquecimento de um filamento metálico a alta temperatura, por uma corrente elétrica.
  • LEIS DOS ILUMINAMENTOS: o iluminamento é diretamente proporcional à intensidade da fonte luminosa e ao cosseno do ângulo de incidência, e inversamente proporcional ao quadrado da distância da fonte ao objeto iluminado. (E = I x cos i / d²)
  • LUMEM: unidade de medida do fluxo luminoso.
  • LUMINÁRIA: conjunto destinado a abrigar a lâmpada num sistema de iluminação. Inclui elementos designados para o direcionamento e controle do fluxo emitido, tais como refletores (espelhos) e refratores (lentes).
  • LUMINÁRIA CUTOFF: luminária caracterizada por gerar um cone luminoso descendente. Evita a luz intrusa, a poluição luminosa e proporciona um ótimo aproveitamento da luz produzida.
  • LUZ INTRUSA ou OBSTRUSIVA: é a luz dirigida para onde ela é indesejada ou desnecessária.
  • LUX: unidade de medida da iluminância e equivalente a um lumem por metro quadrado.
  • POLUIÇÃO LUMINOSA: qualquer efeito adverso causado pelas luzes artificiais. É freqüentemente utilizada para designar as bolhas de luz verificadas no céu, sobre os aglomerados urbanos.
  • RENDIMENTO CROMÁTICO: efeito de uma fonte de luz artificial na cor aparente de um objeto, em comparação com sua cor aparente sob a luz do dia. O mesmo que reprodução de cores.


Referências:

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