Edição 16 - dezembro de 2018

Artigo: Iluminação com LED e os desafios para a Fotometria

Ivo Ázaraⁱ e Iakyra B. Couceiroⁱⁱ
Diretoria de Metrologia Científica e Tecnologia/ Divisão de Metrologia Óptica (Dimci/Diopt)

A pesquisa e o desenvolvimento da Fotometria têm impacto em todas as atividades da vida humana e contribuem, entre outras, para sua segurança. O estudo da fotometria pode ser classificado em dois grupos de acordo com o tipo de grandeza estudada - grandezas quantitativas e grandezas qualitativas ou colorimétricas, descritas na tabela 2.

Tabela 2: Descrição das grandezas quantitativas e qualitativas da Fotometria:

Grandezas Quantitativas
fluxo luminoso	quantidade de luz produzida por uma fonte luminosa, como lâmpadas e luminárias
iluminância	fluxo luminoso que atinge determinada área
luminância	fluxo luminoso emitido por determinada área
Grandezas Qualitativas ou Colorimétricas
temperatura correlata de cor (TCC)	calor da fonte luminosa
índice de reprodução de cores (IRC)	medida do quanto as cores percebidas do objeto Iluminado por esta fonte, se aproximam daquelas do mesmo objeto iluminado por uma fonte padrão iluminante de referência)

O advento da iluminação com LED trouxe um desafio para a área da Fotometria porque há grande variação entre as características de TCC e IRC entre lâmpadas LED, enquanto os padrões de referência tradicionais na fotometria são lâmpadas incandescentes que não diferenciam estas características suficientemente. Para atender a esta necessidade de diferenciação na medição de TCC e IRC, a Diopt está trabalhando em um padrão de referência com lâmpadas LED que meça a faixa adequada de variações.

Um desafio é propor uma solução prática que atenda à necessidade de manter constante a temperatura do padrão, evite o longo tempo para a sua estabilização e seja independente da temperatura ambiente.

O primeiro protótipo na área já foi montado, é descrito na Figura 1 e, após testes e caracterização, poderá ser utilizado como um padrão de referência de iluminação com LED.

Figura 1 – Fotografia e desenho esquemático do primeiro protótipo desenvolvido.

Outro desafio trazido pela iluminação com LED é a grande variação entre os espectros das lâmpadas, analisados por meio da intensidade relativa de emissão e o comprimento da onda, conforme exemplo descrito na figura 2.

Figura 2 - Representação gráfica do espectro de uma luminária com leds, medido no Laraf.

Como a iluminação pública no Brasil está migrando para a adoção de lâmpadas LED, a avaliação do espectro é fundamental para caracterizar o uso da lâmpada em que o desempenho visual depende da composição da luz emitida. Este desempenho visual é chamado de visão mesópica e é o desempenho visual intermediário entre visões fotópica (luz do dia ou em locais como uma sala de aula ou um escritório) e escotópica (luz de um céu noturno sem nuvens).

O laboratório, hoje, já desenvolveu uma metodologia de medição que contempla essa região e dispõe de condições para medir o espectro luminoso das fontes LEDs, além de determinar o fator específico para avaliação do desempenho na função mesópica, chamado S/P (dos termos em inglês scotopic e photopic).

Este artigo é uma adaptação do artigo “Contribuições do Inmetro para o desenvolvimento da área de iluminação” publicado na Revista Analytica (Ano 16, edição 93, Fev/Mar 2018). Disponível em https://revistaanalytica.com.br/analytica-93/

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ⁱ Pesquisador no Laboratório de Radiometria e Fotometria - programa Pronametro
ⁱⁱ Chefe da Divisão de Metrologia Óptica