Fundamentos de luminotécnica

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INSTALAÇÕES 
ELÉTRICAS 
INDUSTRIAIS 
OBJETIVOS DE APRENDIZAGEM
 > Definir os conceitos básicos de luminotécnica.
 > Descrever os diferentes tipos de lâmpadas e luminárias.
 > Reconhecer diferentes métodos para o cálculo de iluminação de interiores 
e exteriores.
Introdução
Instalações industriais são compostas por linhas de produção, escritórios, esta-
cionamentos, almoxarifados, áreas para carga e descarga de equipamentos, entre 
diversos outros ambientes. Cada um dos ambientes da instalação será ocupado por 
colaboradores, que, para exercer suas atividades de maneira efetiva, precisarão 
que os níveis de iluminação do local sejam adequados à tarefa que executam. 
Para se obter essa adequação, é necessário um projeto luminotécnico que seja 
devidamente dimensionado e que busque qualidade e eficiência energética.
Neste capítulo, você poderá compreender os conceitos fundamentais que estão 
por traz de um projeto luminotécnico coerente e conhecer os diferentes tipos 
de lâmpadas utilizadas nesses projetos. Por fim, apresentaremos dois métodos 
bastante empregados no desenvolvimento de projetos luminotécnicos: o método 
de lumens e o método ponto a ponto.
Fundamentos de 
luminotécnica
Eduardo Scheffer Saraiva
Luminotécnica: conceitos fundamentais
A luminotécnica estuda o efeito da iluminação artificial e a sua implementação 
em ambientes externos e internos. Sendo assim, uma vez que neste capítulo 
falaremos sobre iluminação, devemos inicialmente compreender o conceito 
de luz. A luz é uma onda eletromagnética que pode se propagar em diferentes 
direções e em diferentes comprimentos. Nossos olhos são sensíveis a de-
terminadas faixas de comprimento de onda, as quais são conhecidas como 
“espectro da luz visível”. Os diferentes comprimentos de onda dentro do 
espectro da luz visível são interpretados por nossos olhos como diferentes 
cores, que podem ir do violeta, em comprimentos de onda menores, até o 
vermelho, em comprimentos de onda maiores (Figura 1).
Figura 1. Espectro da luz visível.
Fonte: Adaptada de Macrovector/Shutterstock.com.
Espectro da luz visível
Raios cósmicos
Raios gama
Raios X
Ultravioleta C (UVC)
Ultravioleta B (UVB)
Ultravioleta A (UVA)
Ondas infravermelhas de alta intensidade
Ondas infravermelhas de baixa intensidade
Ondas de rádio
Ondas acústicas
Ondas infrassônicas
Fundamentos de luminotécnica2
Os principais conceitos presentes em projetos luminotécnicos são fluxo 
luminoso, intensidade luminosa, Iluminância, luminância, eficiência luminosa, 
refletância e emitância, os quais apresentaremos a seguir, de acordo com 
Mamede Filho (2000).
Fluxo luminoso
O fluxo luminoso (ϕ) corresponde à potência irradiada em todas as direções 
por uma fonte de luz. Sua unidade é o lúmen (lm).
Intensidade luminosa
A intensidade luminosa (I) é a potência irradiada em uma direção específica 
por uma fonte de luz. Sua unidade é a candela (cd).
Iluminância
Fundamental em projetos luminotécnicos, a iluminância (E) pode ser entendida 
como a quantidade de fluxo luminoso incidente sobre uma unidade de área. 
Sua unidade é o lux (lx).
O cálculo da iluminância pode ser feito pela Equação 1:
= (lx) (1)
onde:
 � ϕ = fluxo luminoso, em lumens;
 � S = área de superfície iluminada, em m².
A iluminância é ilustrada na Figura 2, que também representa o fluxo 
luminoso e a intensidade luminosa.
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Figura 2. Iluminância, fluxo luminoso e intensidade luminosa.
Fonte: Adaptada de Você... (2018).
Luminância
A luminância (L) corresponde à relação entre a intensidade luminosa e uma 
determinada superfície quando avaliada por um observador externo, ou seja, 
é a sensação de claridade quando observada pelo observador. Sua unidade 
é candela por metro quadrado (cd/m²).
Pode-se obter o valor da luminância por meio da Equação 2:
= cos (cd/m2) (2)
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onde:
 � I = intensidade luminosa, em candelas;
 � θ = ângulo entre a superfície iluminada e a vertical, que é ortogonal à 
direção do fluxo luminoso.
Eficiência luminosa
Uma das características mais procuradas em projetos que desejam diminuir 
custos a longo prazo, a eficiência luminosa (η) traz a relação da quantidade 
de fluxo luminoso gerado por uma determinada demanda de potência. A sua 
unidade é o lúmen/watt (lm/W).
A eficiência luminosa pode ser obtida pela Equação 3:
= (lm/W) (3)
onde:
 � φ = fluxo luminoso, em lumens, emitido por determinada fonte de luz;
 � P = potência, em watts, demandada pela fonte de luz.
Refletância
Nossos olhos conseguem atribuir determinadas cores aos objetos devido à 
capacidade das superfícies de refletir parte do fluxo luminoso que incide sobre 
elas, ao mesmo tempo em que o restante desse fluxo é por elas absorvido. 
A refletância corresponde à relação entre essa luminosidade refletida pela 
superfície e o fluxo luminoso que incide sobre ela.
Emitância
A emitância mede a quantidade de fluxo luminoso emitido por metro qua-
drado de uma determinada fonte de luz. Sua unidade é o lúmen por metro 
quadrado (lm/m²).
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Tipos de lâmpadas e luminárias
Lâmpadas e luminárias desempenham um papel essencial em um projeto 
luminotécnico. Isso porque a escolha do tipo de lâmpada e/ou luminária tem 
impacto direto na vida útil, no rendimento luminoso ou na reprodução das 
cores para o ambiente.
É comum que as lâmpadas sejam caracterizadas como lâmpadas incan-
descentes, lâmpadas de descarga ou lâmpadas de diodo emissor de luz (LED, 
do inglês light-emitter diode). A seguir, descreveremos cada um desses tipos 
(MAMEDE FILHO, 2000; CREDER, 2007).
Lâmpadas incandescentes
O funcionamento das lâmpadas incandescentes se dá pela passagem de 
corrente elétrica por um fio de tungstênio até a sua incandescência. Devido 
ao seu baixo rendimento e à sua curta vida útil em comparação aos demais 
tipos de lâmpadas, as incandescentes vêm caindo em desuso e sendo reti-
radas do mercado. Elas continuam sendo adotadas apenas em alguns casos 
específicos (p. ex., em usos automotivos) ou em suas versões mais modernas, 
como as lâmpadas incandescentes halógenas (Figura 3).
Figura 3. Lâmpada incandescente (a) tradicional e (b) halógena.
Fonte: (a) quimono/Pixabay.com e (b) Janson_G/Pixabay.com.
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Lâmpadas de descarga
As lâmpadas de descarga se caracterizam por um funcionamento que envolve a 
passagem de corrente elétrica em meio a gases metálicos, como, por exemplo, 
mercúrio, xenônio e sódio. Entre a grande variedade de lâmpadas de descarga 
existentes, a mais conhecida é a lâmpada fluorescente.
As lâmpadas fluorescentes (Figura 4) apresentam um excelente desem-
penho e, devido a essa característica, são as lâmpadas mais utilizadas em 
escritórios e indústrias. No entanto, elas não permitem um destaque ade-
quado das cores e, além disso, precisam de dispositivos auxiliares para o seu 
funcionamento, como o starter (dispositivo necessário para a partida) e o 
reator (dispositivo utilizado para limitar a corrente e produzir sobretensão).
Figura 4. Lâmpadas fluorescentes.
Fonte: Voitille (2018, documento on-line).
Outras lâmpadas de descarga usualmente encontradas são as lâmpadas 
a vapor de mercúrio, que funcionam pela passagem de corrente elétrica em 
meio ao mercúrio e, assim como as lâmpadas fluorescentes, necessitam de 
reatores para o seu funcionamento; as lâmpadas a vapor de sódio de alta 
pressão, que apresentam alta eficiência luminosa e longa vida útil; e as 
lâmpadas a multivapor metálico, que têm alta eficiência luminosa e grande 
índice de reprodução de cores.
Há, ainda, as lâmpadas de luz mista, que oferecem a eficiência da lâmpada 
de vapor metálico e o destaque de cores das lâmpadas incandescentes, ao 
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combinar o tubo de descarga a vapor de mercúrio com o filamento de tungs-
tênio. As lâmpadas de luz mista não necessitam de equipamentos auxiliares, 
mas têm uma eficiência menor em comparação às lâmpadas fluorescentes.
No Quadro 1, éapresentado um comparativo entre o rendimento e a vida 
útil das lâmpadas de descarga e das lâmpadas incandescentes.
Quadro 1. Vida útil e rendimento das lâmpadas
Vida útil (horas) Rendimento (lm/W)
Incandescente 1.000 a 6.000 10 a 20
Fluorescente 7.500 a 12.000 43 a 84
Vapor de mercúrio 12.000 a 24.000 44 a 63
Multivapor metálico 10.000 a 20.000 69 a 115
Luz mista 6.000 a 8.000 17 a 25
Vapor de sódio 12.000 a 16.000 75 a 105
Sódio de alta pressão Acima de 24.000 68 a 140
Fonte: Adaptado de Creder (2007).
Os valores tradicionais para o fluxo luminoso das lâmpadas incandescen-
tes, fluorescentes e de vapor de mercúrio podem ser observados no Quadro 2.
Quadro 2. Valores típicos de fluxo luminoso de lâmpadas
Incandescente Fluorescente Vapor de mercúrio
Potência
(W)
Fluxo 
luminoso
(lm)
Potência
(W)
Fluxo 
luminoso
(lm)
Potência
(W)
Fluxo 
luminoso
(lm)
25 230 20 1.100 80 3.600
40 450 32 2.950 125 6.300
60 800 40 3.000 250 12.700
100 1.500 110 7.800 400 22.000
Fonte: Adaptado de Creder (2007).
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Lâmpadas de LED
As lâmpadas de LED (Figura 5) são as favoritas para as próximas gerações de 
projetos luminotécnicos, pois apresentam grande eficiência luminosa e uma 
vida útil que pode chegar a 100 mil horas. O maior empecilho em relação a 
essas lâmpadas é seu preço. Embora ele venha se igualando ao dos outros 
tipos de lâmpada com o passar do tempo, a escolha por lâmpadas de LED 
ainda segue se refletindo em um custo inicial maior para o projeto — apesar 
de o seu desempenho em longo prazo ser melhor.
Figura 5. Lâmpada de LED.
Fonte: Tipos... (c2021, documento on-line).
Escolha das luminárias
A escolha das luminárias deve levar em consideração aspectos tanto estéticos 
quanto técnicos. Elas têm a capacidade de modificar o fluxo luminoso da fonte 
de luz e permitem uma manutenção facilitada nas instalações.
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Segundo Mamede Filho (2000), o direcionamento das luminárias pode ser 
direto, indireto, semidireto, semi-indireto e geral difuso, como detalhamos 
a seguir.
 � Direto: fluxo luminoso incide diretamente sobre o plano de trabalho.
 � Indireto: fluxo luminoso incide diretamente em posição contrária ao 
plano de trabalho.
 � Semidireto: parte do fluxo incide diretamente no plano de trabalho, 
e o restante atinge o plano de trabalho por reflexão.
 � Semi-indireto: parte do fluxo é dirigido diretamente ao plano de tra-
balho, ao passo que a outra parte chega ao plano de trabalho por 
efeito indireto.
 � Geral-difuso: fluxo luminoso de mesma intensidade em todas as 
direções.
Mamede Filho (2000) também apresenta as classificações da modificação 
do fluxo luminoso, que são as seguintes.
 � Absorção: capacidade de absorção do fluxo luminoso incidente na 
superfície da luminária.
 � Refração: capacidade de direcionamento do fluxo luminoso da lâmpada.
 � Reflexão: modifica a distribuição do fluxo luminoso por meio da geo-
metria interna da luminária.
 � Difusão: visa a diminuir a luminância da fonte.
Métodos para projetos de iluminação
Os projetos luminotécnicos devem garantir uma iluminância média adequada 
à tarefa que será executada pelos colaboradores, de modo a proporcionar 
conforto visual e, com isso, possibilitar um maior rendimento durante o 
trabalho. ABNT (2013) fornece uma tabela que apresenta a iluminância média 
para determinadas tarefas e atividades. Alguns exemplos retirados dessa 
tabela podem ser observados no Quadro 3.
Fundamentos de luminotécnica10
Quadro 3. Tarefas e atividades com a especificação da iluminância
Tipo de ambiente Tarefa/atividade Em lux
Subestações Salas de controle 500
Indústria elétrica
Montagem média 500
Montagem fina 750
Montagem de precisão 1.000
Oficinas eletrônicas 1.500
Escritórios
Arquivamento 300
Escrever, teclar, ler, processar dados 500
Estações de projeto por computador 500
Fonte: Adaptado de ABNT (2013).
A seguir, apresentaremos dois métodos largamente utilizados para o de-
senvolvimento de projetos luminotécnicos: o método dos lumens e o método 
ponto a ponto.
Método dos lumens
O método dos lumens consiste em obter o fluxo luminoso total necessário 
para garantir a iluminância média do local de trabalho. Isso pode ser feito 
por meio da Equação 4:
=
∙
∙
 (4)
onde:
 � ϕ = fluxo total que deverá ser fornecido pelas lâmpadas para atingir 
a iluminância média (Em);
 � u = fator de utilização, que expressa a relação entre o fluxo luminoso 
emitido pelas lâmpadas e o que chega ao plano de trabalho (este fator 
geralmente está presente em tabelas disponibilizadas pelo fabricante 
da luminária);
Fundamentos de luminotécnica 11
 � d = expressa o fator de manutenção, que relaciona o fluxo luminoso 
emitido por uma luminária entre o início de funcionamento e o fim do 
período de manutenção.
Exemplos de fatores de manutenção são apresentados no Quadro 4.
Quadro 4. Exemplos de fatores de manutenção para sistemas de iluminação 
de interiores com lâmpadas fluorescentes
Fator de manutenção Exemplo
0,80 � Ambiente muito limpo
 � Ciclo de manutenção de um ano
 � 2.000 h/ano de vida até a queima
 � Substituição da lâmpada a cada 8.000 h
 � Substituição individual
 � Luminárias direta e direta/indireta com uma 
pequena tendência de coleta de poeira
0,67 � Carga de poluição normal no ambiente
 � Ciclo de manutenção de três anos
 � 2.000 h/ano de vida até a queima
 � Substituição da lâmpada a cada 12.000 h
 � Substituição individual
 � Luminárias direta e direta/indireta com uma 
pequena tendência de coleta de poeira
0,57 � Carga de poluição normal no ambiente
 � Ciclo de manutenção de três anos
 � 2.000 h/ano de vida até a queima
 � Substituição da lâmpada a cada 12.000 h
 � Substituição individual
 � Luminárias com uma tendência normal de coleta 
de poeira
0,50 � Ambiente sujo
 � Ciclo de manutenção de três anos
 � 8.000 h/ano de vida até a queima
 � Substituição da lâmpada a cada 8.000 h
 � LLB
 � Substituição em grupo
 � Luminárias com uma tendência normal de coleta 
de poeira
Fonte: Adaptado de ABNT (2013).
Fundamentos de luminotécnica12
Para se obter corretamente o fator de utilização da tabela do fabricante, 
é preciso determinar o índice de reflexão típica e o índice local. Para o índice 
de reflexão típica, considere o Quadro 5, em que devemos obter o índice para 
teto-paredes-piso de modo a formar um índice de três dígitos.
Quadro 5. Índice de reflexão típica
Índice Reflexão Significado
1 10% Superfície escura
3 30% Superfície média
5 50% Superfície clara
7 70% Superfície branca
Fonte: Adaptado de Creder (2007).
Para determinar o índice local, é preciso utilizar a Equação 5:
=
∙
ℎ ( + )
 (5)
onde:
 � c = comprimento do local;
 � l = largura do local;
 � hm = distância entre a fonte de luz e o plano de trabalho.
Uma vez obtido o fluxo luminoso total, é necessário calcular o número de 
luminárias necessárias, o que pode ser feito por meio da Equação 6:
= (6)
onde φ é a quantidade de fluxo luminoso entregue por luminária.
Para que você compreenda melhor esses conceitos, a seguir apresentamos 
um exemplo.
Fundamentos de luminotécnica 13
Considere um projeto luminotécnico para a sala de controle de uma 
subestação cujas dimensões são 10 x 15 metros. Nessa sala, que tem 
teto branco e paredes e piso escuros, a distância entre a luminária e o plano 
de trabalho é de 3 metros.
A partir desses dados, calcule a quantidade de luminárias necessárias ao 
projeto, considerando um fator de manutenção de 0,67. A tabela a seguir apre-
senta as informações disponibilizadas pelo fabricante da luminária, a qual utiliza 
duas lâmpadas fluorescentes de 32 W.
Índice 
do local 
(k)
Refletâncias
751 731 711 551 531 511 331 311
0,80 0,34 0,28 0,25 0,32 0,32 0,24 0,28 0,24
1,00 0,48 0,36 0,32 0,42 0,38 0,42 0,38 0,40
2,00 0,66 0,62 0,58 0,56 0,62 0,59 0,56 0,58
2,50 0,70 0,68 0,59 0,69 0,67 0,68 0,64 0,66
3,00 0,72 0,70 0,68 0,70 0,69 0,70 0,65 0,68
Para resolver o exercício, começamos pelo cálculo do índicedo local:
=
ℎ ( + )
=
10 ∙ 15
3(10 + 15)
= 2 
Utilizando o Quadro 5 e sabendo que o ambiente apresenta teto branco 
e paredes e piso escuros, obtemos uma reflexão de 711. A partir dessas duas 
informações (isto é, o índice de reflexão e o índice do local), podemos obter na 
tabela disponibilizada pelo fabricante um fator de utilização de 0,58.
Com isso, considerando uma iluminância média, conforme apresenta o Quadro 3, 
podemos calcular o fluxo total:
=
∙
∙
=
10 ∙ 15 ∙ 500
0,58 ∙ 0,67
= 193.000 lm 
O Quadro 2 nos informa que a iluminância proveniente de uma lâmpada 
fluorescente de 32 W é de 2.950 lm. Então, podemos obter o número de luminárias 
por meio da seguinte expressão:
= =
193.000
2 ∙ 2.950
= 32,71 → 33 
Fundamentos de luminotécnica14
Assim, 33 é o valor mínimo de luminárias que entregará a quantidade ne-
cessária de lumens.
Utilizando-se o método dos lumens, o espaçamento entre as luminárias 
no ambiente deve ser uniforme. Já a distância entre a luminária e a parede 
costuma corresponder a aproximadamente metade da distância entre as 
luminárias. Além disso, importa salientar que a distância máxima entre as 
luminárias não deverá ser maior do que a medida entre o plano de trabalho 
e a luminária.
Método ponto a ponto
Embora seja mais complexo, o método ponto a ponto permite o cálculo da 
iluminância em qualquer ponto da superfície de trabalho, podendo ser adotado 
tanto para projetos internos quanto para projetos externos. Nesse método, 
emprega-se o cálculo da iluminância vertical e horizontal, conforme Equação 7:
ℎ =
∙ cos
3
2
 (7)
onde:
 � EPh = iluminância horizontal, em lux;
 � I = intensidade do fluxo luminoso, em candela;
 � θ = ângulo entre uma direção do fluxo luminoso e a vertical que passa 
pelo centro da lâmpada;
 � H = altura vertical da luminária, em metros.
Como nessa metodologia desejamos conhecer o efeito que diferentes 
luminárias têm sobre um determinado ponto, é necessário calcular a con-
tribuição de cada luminária. O somatório dessas contribuições vai gerar a 
iluminância horizontal total, conforme Equação 8:
ℎ = ℎ1 + ℎ2 + ⋯+ ℎ (8)
Fundamentos de luminotécnica 15
De maneira semelhante, temos a iluminância vertical, dada pela Equação 9:
=
∙ sen3
2
 (9)
onde:
 � D = distância entre a luminária e o ponto localizado no plano vertical, 
em metros;
 � EPv = iluminância vertical, em lux.
Para calcular a contribuição de todas as luminárias para a iluminância 
vertical, é utilizada a Equação 10:
= 1 + 2 +⋯+ (10)
A determinação da intensidade do fluxo luminoso é obtida utilizando-se 
curvas de distribuição luminosa para um determinado tipo de luminária.
A partir do ambiente apresentado na Figura 6, calcule a iluminân-
cia vertical e horizontal no ponto O, considerando que HL1 = 2,5 m; 
HL2 = 2 m; DL1 = 8 m; DL2 = 6 m; IL1 = 3.850 cd; IL2 = 4.100 cd; θL1 = 20°; e θL2 = 38°.
Figura 6. Exemplo de iluminação em ambiente.
Fonte: Adaptada de Mamede Filho (2000).
Fundamentos de luminotécnica16
Para resolver o exercício, devemos calcular os componentes de iluminância 
vertical e horizontal para cada lâmpada no ambiente. Considerando os valores 
apresentados, temos para a iluminância horizontal:
ℎ1 =
1 ∙ cos3
1
1
2
=
3.850 ∙ cos3 20°
2,52
= 511,13 lm 
ℎ2 =
2 ∙ cos3
2
2
2
=
4.100 ∙ cos3 38°
22
= 501,55 lm
 
Com esses dados, podemos calcular o valor de iluminância horizontal total 
por meio da soma dos valores obtidos no cálculo anterior:
ℎ = ℎ1 + ℎ2 = 511,13 + 501,55 = 1.012,68 
De modo semelhante, temos para a iluminância vertical as seguintes 
expressões:
1 =
1 ∙ sen3
1
1
2 =
3.850 ∙ sen3 20°
82
= 2,40 lm 
2 =
2 ∙ sen3
2
2
2 =
4.100 ∙ sen3 38°
62
= 26,57 lm 
= 1 + 2 = 28,9 lm
 
Pode-se perceber que, quanto maior for o número de luminárias, mais ex-
tensos serão os cálculos. Sendo assim, se desejarmos conhecer a iluminância 
para diversos pontos no ambiente, o método ponto a ponto se mostrará de-
masiadamente complexo. Diante dessa complexidade, utilizam-se recursos 
computacionais para o desenvolvimento de projetos por meio dessa metodologia.
Referências
ABNT. NBR ISSO 8995-1 – Iluminação de Ambientes de Trabalho. Brasília, DF: ABNT, 2013.
CREDER, H. Instalações elétricas. Rio de Janeiro: LTC, 2007.
MAMEDE FILHO, J. Instalações Elétricas Industriais. Rio de Janeiro: LTC, 2000.
TIPOS de lâmpadas LED: um guia prático. Blog Decorwatts, c2021. Disponível em: http://
blogdecorwatts.com/lampadas/tipos-de-lampadas-led/. Acesso em: 1 fev. 2021.
VOCÊ sabe a diferença entre lúmen, candela e lux? Conheça os conceitos luminotécnicos 
básicos. VivaDecoraPRO, 18 mar. 2018. Disponível em: https://www.vivadecora.com.br/
pro/iluminacao/conceitos-luminotecnicos/. Acesso em: 1 fev. 2021.
Fundamentos de luminotécnica 17
VOITILLE, N. Lâmpadas Fluorescentes. Clique Arquitetura, 23 abr. 2018. Disponível em: 
https://www.cliquearquitetura.com.br/artigo/lampadas-fluorescentes.html. Acesso 
em: 1 fev. 2021.
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