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Olá, estudante! Bem-vindo(a) ao OVA sobre: física da luz e
conforto
visual.
Hoje, aprenderemos como funciona a visão humana, quais são os critérios de conforto visual que
devemos nos atentar, além de conhecer os aspectos físicos da luz e os principais termos do
vocabulário da luminotécnica. Partiu para nossa jornada?!
A luz, como radiação, tem comportamento eletromagnético e seu comprimento de onda é o que a distingue de outros tipos. O olho humano é capaz de enxergar comprimentos de onda entre 400 e 700 nm, como demonstrado na imagem a seguir. A curva pontilhada em branco corresponde à sensibilidade da nossa visão, demonstrando que é mais sensível entre 500 e 600 nm.
Fonte: TREGENZA, 2015.
Para conferir como acontece todo o processo de captação da luz pelos olhos, além do processamento da informação em imagem no cérebro, clique no play a seguir!
Apresentado o comportamento da visão humana, avançaremos no conhecimento dos principais termos utilizados na luminotécnica, pois isso será de grande importância para nos aprofundarmos nos conceitos da física da luz.
Clique nos cards a seguir e conheça os principais vocábulos da luminotécnica!
Fonte de Luz
Todo corpo que emita luz de forma direta.
Fonte Pontual
Quando a fonte de luz é infinitamente pequena e emite luz de forma homogênea em todas as direções, dizemos que é pontual.
Fonte Linear
Quando a fonte de luz possui uma ou mais dimensões significativamente grandes é denominada linear.
Refletância
Fração de luz que é refletida quando incide sobre uma superfície.
Transmitância
Fração de luz incidente em uma superfície que é transmitida através do material.
Refração
É o desvio de um feixe luminoso na junção de dois materiais transparentes.
Cromaticidade
Definição da cor sem levar em conta a sua luminosidade.
Agora que já conhecemos os termos de luminotécnica e seus significados, que tal aprendermos os principais conceitos da física da luz? É o que veremos adiante!
Para conhecer os principais conceitos da física da luz, clique em cada título a seguir e visualize a descrição associada.
O fluxo luminoso nada mais é do que o próprio fluxo de luz de uma fonte. Na luminotécnica, esse fluxo dependerá das condições da luminária, que definirão como ele será distribuído em feixe de luz no espaço e suas angulações (conhecido como ângulo sólido). Sua unidade de medida é o lúmen (lm).
A partir da fonte, o fluxo luminoso é distribuído em diferentes direções. A quantidade de lúmens que irradia em um feixe angular de luz em certa direção é o que denominados de intensidade luminosa. Sua unidade de medida é a candela (cd).
A quantidade de luz que incide em uma superfície por unidade de área, ou seja, a quantidade de lúmens por unidade de área, é o que denominados de Iluminância. Sua unidade de medida é o lúmen por metro quadrado (lm/m²), convencionalmente chamado de lux (E).
Quando um fluxo luminoso incide em uma superfície, parte desse fluxo é refletida. A quantidade de luz que flui nesse vetor da reflexão é o que denominados de luminância. Sua unidade de medida é a candela por metro quadrado (cd/m²).
Em tempos de sustentabilidade e consciência energética, um dos parâmetros que não podemos olvidar é a eficiência luminosa. Essa é justamente a razão entre o fluxo luminoso e a potência elétrica da lâmpada (lm/W). O Centro Brasileiro de Informação de Eficiência Energética, o PROCEL, é o órgão responsável por fiscalizar e qualificar essa eficácia.
Observe como diferentes tipos de lâmpada apresentam diferentes eficiências luminosas. Quanto menor o valor da eficiência luminosa, menos lúmens por watt a lâmpada vai gerar e, quanto maior o valor da eficiência luminosa, mais lúmens por watt serão gerados (mais luz utilizando a mesma quantidade de energia). Por terem baixa eficiência luminosa, as lâmpadas incandescentes comuns foram retiradas do mercado. Em contrapartida, as lâmpadas LED têm se desenvolvido cada vez mais e aumentado sua eficiência luminosa.
A quantidade de luz que é refletida em uma superfície é descrita em porcentagem e é chamada de coeficiente de reflexão ou refletância (α). A depender do acabamento da superfície, se fosca ou brilhante, a reflexão poderá ser difusa ou especular, respectivamente. Além disso, em materiais opacos, a refletância tem grande influência da cor dos materiais, de modo que as cores mais claras refletem mais a luz e as cores escuras a refletem menos. O conhecimento da refletância dos materiais é de suma importância no cálculo luminotécnico. A saber, em seguida, temos algumas tabelas com esses valores e seus respectivos materiais ou cores.
A temperatura de cor, medida em Kelvin (K), é um conceito focado no aspecto visual da luz. Similarmente a um corpo metálico ao aquecer, quanto maior for a temperatura, mais ela se aproxima da tonalidade branca (cor “fria”). Do contrário, aproxima-se da tonalidade vermelha (cor “quente”). Lembrando que a temperatura de cor nada tem a ver com a eficiência energética, não sendo válida a falsa impressão de que quanto mais clara a lâmpada, mais potente ela é.
O Índice de Reprodução de Cores, ou IRC, é um parâmetro qualitativo em relação à fidelidade da reprodução de cor de um objeto quando incidida uma luz sobre este. Veja o vídeo abaixo para entender melhor o conceito, clique no play e confira!
Para potencializar os estudos, conheceremos agora o tripé do conforto visual que nos guia em direção a um bom projeto de luminotécnica. Olhos atentos!
Clique a seguir e conheça as principais temáticas que compõem o conforto visual!
Nível de iluminação
É imprescindível buscar o equilíbrio entre a qualidade e a quantidade de iluminação de um ambiente. Isto é alcançado através de uma iluminância suficiente com boa distribuição das fontes de luz. Abaixo, temos algumas indicações de nível de iluminância (lux) a ser obtido para cada tipo de tarefa.
A medição do nível de iluminância é realizada por meio de um instrumento chamado luxímetro que, através de uma fotocélula (elemento sensível a luz), capta a iluminância no ambiente, apresentando os valores na unidade de medida Lux.
Contraste
O contraste é definido pela relação de luminância de uma superfície com a luminância do seu entorno imediato. A proporção dessa relação deve seguir, sempre que possível, aos valores apresentados na tabela abaixo para que não cause qualquer tipo de desconforto, fadiga ou estresse visual.
O equipamento eficaz para a medição dessas luminâncias é o luminancímetro (já percebeu que os equipamentos de luminotécnica são bem diretos nos seus nomes, né?). O instrumento mede a luz proveniente de um ângulo sólido de 20° a 0,33°.
Ofuscamento
As sensações de perturbação, desconforto e até perda na visibilidade são causadas por um efeito chamado de ofuscamento. Esse efeito acontece por duas razões:
Abaixo, a ilustração e a fotografia demonstram situações nas quais a luz natural incidente provoca o ofuscamento, seja na incidência direta à visão, seja na refletância de uma superfície.
Mas isso não ocorre tão somente com a luz solar, pois as luminárias possuem grande potencial de gerar ofuscamento. Por isso, os fabricantes têm desenvolvido diferentes soluções de design para mitigar esse problema. Nas imagens abaixo, temos alguns exemplos.
No exemplo abaixo, temos uma comparação de duas luminárias (A e B) com o uso ou não de aletas e seus efeitos no campo da visão. Observe que o uso das aletas gerou desvio do feixe de luz em relação ao ângulo de visão do usuário, reduzindo assim as chances do desconforto visual por ofuscamento.
Portanto, cabe à(ao) projetista especificar corretamente as luminárias e seus acessórios de modo a evitar o problema do ofuscamento.
Pense a respeito!
Parabéns, chegamos ao final deste OVA! Compreender como a nossa visão se comporta frente à luz e conhecer os aspectos físicos desta, nos mune para projetar espaços mais humanizados e focados na experiência do usuário. Mas será que os espaços que convivemos atendem aos requisitos de conforto visual? Que tal aplicar os conceitos aprendidos e observar tal questão?
Referências
GARCIA, M. S.; CASTRO, M. A. C.; SOUZA, R. V. G. Perspectivas para a difusão da tecnologia LED face à configuração do paradigma da sustentabilidade. Cadernos Proarq, p. 160-177, 2015.
GUERRINI, Délio Pereira. Iluminação: teoria e projeto. 2. ed. São Paulo: Érica. 2014. ISBN 9788536501802.
LAMBERTS, R.; DUTRA, L.; PEREIRA, F. O. R. Eficiência energética na arquitetura. 3 ed. Rio de Janeiro, 2014.
POTÊNCIA EDUCAÇÃO. Índice de reprodução de cores (IRC). Disponível em: https://www.youtube.com/watch?v=d23LOBIFlkQ. Acesso em: 30 mar. 2023.
TREGENZA, Peter et al. Projeto de iluminação. 2. ed. São Paulo: Bookman, 2015.