Os investimentos em infraestrutura para a realização da Copa do Mundo em 2014 e dos Jogos Olímpicos em 2016 trazem a necessidade de testes nos equipamentos que serão instalados nas arenas esportivas, em particular dos projetores para iluminação de grandes áreas. Para atender a esta demanda, os pesquisadores do Laboratório de Equipamentos Elétricos e Ópticos do IPT criaram uma instalação especial para a execução do primeiro ensaio no Instituto em um projetor de iluminação direcionada para grandes estádios.
É neste espaço que está instalado o principal equipamento para os testes, o goniofotômetro, um sistema informatizado que executa a medição de parâmetros como direção e intensidade da luz emitida pelo projetor em sua posição normal de uso. Os dados coletados nos ensaios são compilados para a composição das chamadas “curvas fotométricas”, que serão fornecidas pelo fabricante aos projetistas e especificadores para a definição do número de projetores e da posição de instalação, contribuindo com a melhor solução para visualização e registro das atividades esportivas.
O projetor em estudo é um modelo desenvolvido para grandes áreas, como estádios de futebol, ginásios e até mesmo para plataformas de aeroportos, e emprega lâmpadas HQI (de Halogen Quartz Iodide) de vapor metálico de 2.000 W de potência, que são um paradigma das tecnologias de iluminação em grandes áreas. Segundo Oswaldo Sanchez Jr, pesquisador responsável pelo projeto, esse modelo de lâmpada de alta intensidade proporciona um consumo relativamente pequeno em relação ao resultado: “Ela emprega um espectro de iluminação muito próximo ao da luz de sol, em uma abrangência de quase todas as cores. Essa é uma vantagem em relação às lâmpadas de vapor de sódio, que têm um espectro mais voltado ao amarelo”.
Projetor em estudo é um modelo desenvolvido para estádios de futebol e ginásios, que emprega lâmpadas de vapor metálico de 2 mil watts de potência
Outro ponto positivo da lâmpada, segundo o pesquisador, é a possibilidade de instalação em refletores do tipo parabolóide, que direcionam toda a energia luminosa produzida para uma área bem definida. Isso vem ao encontro da demanda dos clientes pela maximização no funcionamento dos equipamentos e garantia de uma operação ininterrupta e de alta qualidade – sem esquecer a questão dos custos, pois é necessária uma grande quantidade de projetores para uma única instalação (cerca de 400 em um estádio com capacidade para 40 mil pessoas, por exemplo) e seu preço de aquisição é alto, na faixa de R$ 1.500 a unidade.
NOVAS COMPETÊNCIAS – Antes da instalação da lâmpada no projetor, a equipe técnica do IPT realizou a sua caracterização na esfera integradora do Laboratório de Equipamentos Elétricos e Ópticos. Este é um sistema radiométrico capacitado para medir a intensidade, o fluxo e outras características espectrais da luz emitida pelas lâmpadas e fornecer leituras com minimização de incertezas.
Foi feita uma sazonagem da lâmpada de 100 horas, ou seja, o seu ‘envelhecimento’ antes da execução do ensaio. “Este processo funciona como um desgaste inicial; isso é necessário para o trabalho com uma lâmpada mais próxima de sua condição nominal ao longo da vida útil, já que ela apresenta uma emissão maior no início da operação”, explica o pesquisador.
Em seguida, a lâmpada foi montada dentro do projetor para realizar a caracterização do conjunto e comparar o fluxo luminoso que emerge do projetor em relação ao que a lâmpada produz – em outras palavras, o rendimento energético. Para a execução dos ensaios no laboratório, a equipe técnica do IPT desenvolveu ainda uma instalação para atender à especificidade de alimentação do projetor, já que era necessária uma tensão no padrão de 380 V.
CICLO DE VIDA – O estudo poderá subsidiar as ações realizadas ao longo das três principais fases do ciclo de vida dos equipamentos, que são a fabricação, a utilização e a destinação final. É na primeira etapa que os projetistas estabelecem a geometria, escolhem os materiais, os acabamentos, os componentes e definem os processos de fabricação. “A maior parte dos impactos ambientais associados ao ciclo de vida do produto pode ser mitigada ou eliminada pelas decisões do projetista neste momento”, explica o pesquisador. “Estas escolhas devem ser feitas de acordo com a característica da curva fotométrica do projetor, que revela como o equipamento atenderá aos requisitos para a função a ser executada. É também nesta fase a decisão sobre os principais custos de fabricação, que definirão o preço de mercado”.
Antes da fase de utilização, é importante lembrar que os projetores são instalados para atender a requisitos do projeto luminotécnico da arena esportiva. É por meio das informações da curva fotométrica que os especificadores decidem o modelo a ser usado, o modo de instalação e manutenção e, muitas vezes, fazem comparações de desempenho. “Quando é possível a instalação de um número menor de unidades, os impactos ambientais associados à extração de matéria-prima e ao uso de insumos para a fabricação são reduzidos. Isso, no final, impacta na avaliação dos impactos de todo o empreendimento”, afirma Sanchez Jr.
Os principais impactos ambientais ocorrem na fase de utilização dos projetores e aí são contabilizados os principais custos para o usuário. Isto ocorre porque os equipamentos são desenvolvidos basicamente para converter energia elétrica em fluxo luminoso direcionado: “O consumo deve ser otimizado não somente porque a energia elétrica tem um alto custo financeiro, mas porque a sua geração e distribuição causam um alto impacto ao meio ambiente”. Segundo o pesquisador, cerca de 19% de toda a energia elétrica produzida, transmitida e distribuída no País é consumida com serviços de iluminação.
A fase de destinação final dos produtos deve ser pensada pelo projetista na seleção dos materiais e dos componentes de fabricação, seja ela reciclagem, descarte ou reutilização. “Os requisitos para tratamento de resíduos sólidos e a logística reversa estão cada vez mais presentes em todas as cadeias produtivas; eles impõem restrições que podem ser solucionadas com a escolha adequada de materiais e o estabelecimento de processos de fabricação adaptados ao reaproveitamento e à manutenção”, afirma o pesquisador, ressaltando que o compromisso com o desempenho fotométrico não deve ser alterado. “As opções poderão levar a melhores resultados somente com a análise da curva fotométrica, que traduz o resultado final para cada configuração de projeto de produto”.
