Por: Silvia Bigoni

Introdução

O uso de luminárias LED em ambientes corporativos e comerciais tem crescido significativamente devido à sua eficiência energética e longa vida útil. No entanto, o desempenho dessas luminárias não depende apenas da qualidade dos componentes internos, mas também das condições ambientais em que estão instaladas. Fatores como temperatura ambiente e umidade relativa do ar podem provocar alterações no fluxo luminoso, na temperatura de cor correlata (TCC) e até mesmo na reprodução de cor, afetando o conforto visual e a durabilidade do sistema.

Os critérios utilizados foram: parâmetro geográfico, a partir da escolha de duas localizações – Cotia – SP e Fortaleza – CE , com diferentes parâmetros climáticos (variações de temperatura ambiental e umidade relativa do ar); o segundo critério foi a determinação dos períodos de ensaio em campo e em laboratório; o terceiro critério foi a determinação dos objetos de ensaio – luminárias LED com suas características fotométricas e colorimétricas – variações de fluxo luminoso, intensidade luminosa, potência elétrica consumida e eficácia luminosa, levantamento das coordenadas de cromaticidade “x, y”, IRC, Ra, temperatura de cor correlata (TCC), índice de fidelidade (Rf) e índice de Gamut (RG).

 

Métodos e materiais

Os procedimentos metodológicos adotados tiveram início com um amplo levantamento de dados, por meio de experimentações e medições para a determinação de indicadores de projeção da manutenção do fluxo luminoso, da alteração espectral, reprodução de cor, e consistência de cor de luminárias LED aplicadas no setor comercial.

Não foi analisado o comportamento do sistema eletrônico, do controle térmico, conector e carcaça, considerando que são componentes indiretos da luminária.

Os sistemas de iluminação, denominados de objetos de ensaio, foram cuidadosamente determinados, assim como a definição dos parâmetros geográficos, temporais e de laboratório para a obtenção do desempenho fotométrico e colorimétrico dos sistemas. Igualmente, foram determinadas a identificação, codificação, quantidade de amostragens, intervalos e duração dos experimentos das luminárias de testes.

 

Determinação dos sistemas de iluminação

Os principais componentes de uma luminária LED são o diodo emissor de luz, a óptica secundária, a óptica terciária, o controlador eletrônico – também chamado de driver ou fonte alimentadora –, o dissipador térmico e o conector.

Para este experimento foram ensaiadas luminárias completas e, para efeito de avaliação do comportamento e desempenho dos sistemas, foram considerados o emissor de luz LED, individual ou em arranjo, a óptica secundária, considerando a lente colimadora ou refletor, e a óptica terciária, por meio de difusor frontal.

A Figura abaixo apresenta os componentes da luminária em estado sólido.

Fonte: Adaptado de Scopacasa, 2016.

Fazem parte dos componentes diretos e indiretos de uma luminária LED:

•  LED – Diodo emissor de luz de alta potência individualmente fabricado ou montado em placas de circuito impresso de núcleo metálico e inserido em luminárias do mercado (direto);
• Óptica secundária – Colimadores moldados e injetados em plástico, refletores em policarbonato com superfície refletora metalizada, ou refletor em alumínio anodizado. As ópticas servem para favorecer o direcionamento do facho luminoso (direto);
• Óptica terciária – Difusor produzido em plástico, projetado para controle, difusão e distribuição da luz do LED (direto);
• Eletrônica – Driver ou fonte alimentadora, que é um dispositivo de controle de luz que harmoniza as tensões padronizadas da rede de corrente alternada (127 e 220 V) ou outras tensões em corrente contínua conforme, necessária para funcionamento do É um circuito eletrônico para o funcionamento e controle do LED (indireto);
• Térmica – Segundo Mello (1980), o controle térmico por meio de dissipador, que permite que o diodo dissipe maior potência e tenha a temperatura de junção mais baixa que a máxima permissível (indireto);
• Carcaça – Os componentes mecânicos que fazem parte do envoltório, a estrutura geral da luminária e os componentes mecânicos para fixar a luminária; normalmente o corpo é produzido em chapa de aço, ou alumínio, com pintura eletrostática (indireto).

Temperatura: o fator que mais influencia a performance

O aquecimento excessivo é um dos principais responsáveis pela degradação precoce das luminárias LED.
Segundo o engenheiro Scopacasa (2016), cerca de 40% da energia elétrica consumida pelo LED é convertida em calor, o que requer um sistema eficiente de gerenciamento térmico.

Quando o ambiente é muito quente — como em Fortaleza, com temperaturas médias próximas a 31 °C — o fluxo luminoso pode cair e a temperatura de cor tende a se elevar, gerando alterações perceptíveis na luz emitida. Além disso, o fósforo do LED, responsável por transformar a luz azul em luz branca, sofre degradação, resultando em uma tonalidade mais fria e azulada.

 

Umidade: o inimigo invisível da durabilidade

A umidade relativa do ar também afeta o desempenho dos componentes, podendo acelerar corrosões, oxidação e degradação de lentes e difusores.
Em locais úmidos, como Fortaleza (68%), é recomendável adotar materiais anticorrosivos e proteção IP adequada.

Já em regiões mais amenas, como Cotia (57%), os impactos são menores, mas ainda assim perceptíveis ao longo do tempo, especialmente em ambientes sem climatização e com acúmulo de calor interno.

 

Resultados da pesquisa

O estudo de campo acompanhou as luminárias por até 12.000 horas contínuas de operação, revelando:

• Redução do fluxo luminoso nos modelos sem difusor após 12.000 horas;
• Elevação da temperatura de cor (TCC), indicando degradação natural do fósforo;
• Estabilidade nos índices de reprodução de cor (IRC e Rf), demonstrando boa qualidade dos LEDs;
• Maior impacto térmico em luminárias com difusor, devido ao acúmulo de calor interno.

Mesmo com essas variações, todas as luminárias mantiveram funcionamento pleno até o final do experimento, confirmando vida útil superior a 50.000 horas, conforme recomendações da IES (Illuminating Engineering Society).

 

O projeto de luminárias LED mais resistentes

Para garantir alta performance e longevidade em ambientes comerciais, é essencial que o projeto considere:

1. Estudo das condições climáticas locais;
2. Uso de drivers certificados e eficientes;
3. Materiais resistentes à umidade e alta temperatura;
4. Sistemas de dissipação térmica dimensionados corretamente;
5. Testes laboratoriais conforme as normas da ABNT e  internacionais.

Insight técnico: A análise de variáveis ambientais deve fazer parte do processo de especificação luminotécnica e projetos de retrofit, especialmente em edificações sem climatização artificial.

 

Conclusão

O estudo evidencia que o desempenho das luminárias LED está fortemente relacionado ao ambiente de instalação. Ambientes quentes e úmidos tendem a acelerar a degradação dos componentes, reforçando a importância de projetos bem especificados e de componentes com alta qualidade e proteção.

 

Considerações finais

As medições foram realizadas em condições médias de temperatura ambiente entre 25°C e 31°C e umidade relativa do ar variando de 55% a 70%, representando um cenário realista e aplicável às instalações comerciais.

Os dados coletados oferecem subsídios valiosos para o desenvolvimento de novos produtos e para a requalificação de luminárias já existentes, promovendo avanços significativos em eficiência, durabilidade e desempenho luminotécnico.

Este estudo fornece embasamento técnico consistente para o aperfeiçoamento da indústria e da academia, consolidando-se como um instrumento estratégico de inovação e desenvolvimento científico e tecnológico no setor de iluminação em estado sólido.

 

Fonte e Referência Acadêmica

Compilação baseada no artigo científico publicado na Revista Arte 21 (São Paulo, v. 20, n. 1, p. 44–62, jan./jun. 2023), disponível em: https://revistas.belasartes.br/arte21/article/view/449  e na Tese de Doutorado defendida na Universidade de São Paulo (USP) em 2020, intitulada “O comportamento de luminárias LED utilizadas em instalações no setor comercial e a sua relação com a temperatura ambiente e umidade relativa do ar.”.
Disponível em: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/16/16132/tde-28032021-232732/ — Acesso em: 03 out. 2025.

 

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