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Tese sobre o que está descrito no titulo
Tipologia: Teses (TCC)
Compartilhado em 12/05/2025
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Resumo
Tendo por referência a diretiva 2006/95/CE, o trabalho desenvolvido no contexto da disciplina de Dissertação/Projeto/Estágio do Mestrado de Engenharia de Instrumentação e Metrologia, decorreu nas instalações do IEP (Instituto Electrotécnico Português) e teve como objetivo principal o desenvolvimento de um procedimento de avaliação dos efeitos fotobiológicos no olho e pele provocados por fontes de emissão contínua (LED), doravante designado método alternativo ao de referência. Os dois métodos, alternativo e de referência, utilizam respectivamente um foto-radiómetro multicanal e um espetro-radiómetro.
O procedimento desenvolvido (método alternativo) de acordo com a norma EN/IEC62471) consiste na aquisição dos valores de irradiância com recurso a um foto-radiómetro e posterior determinação dos valores da radiância, com os quais se faz a avaliação dos efeitos fotobiológicos, para fontes de luz LED (Light Emitting Diode) ou GLS (General Lighting Service).
A consulta detalhada da norma EN/IEC62471 e a pesquisa sobre os conceitos, definições, equipamentos e metodologias relacionadas com o tema em causa, constituiu o primeiro passo deste projecto.
Com recurso aos dois equipamentos, uma fonte de luz LED (módulo de 12 lâmpadas LED) é avaliada em relação aos perigos (ou riscos) actínico UV e UV-A, ao perigo da luz azul e ainda o perigo térmico na retina e térmico na pele, permitindo fazer uma análise comparativa dos resultados.
O método alternativo revelou-se bastante flexível e eficaz, proporcionando bons resultados em termos da irradiância e radiância dos referidos efeitos fotobiológicos. A comparação destes resultados com os valores limites de exposição mencionados na norma EN/IEC6247 permitiu afirmar que a fonte de luz LED avaliada não representa perigo fotobiológico para a saúde humana e classifica-se no grupo de risco “isento”.
Uma vez cumpridos os objectivos, entendeu-se que seria uma mais-valia para o trabalho já realizado, estudar outro caso prático. Sendo assim, fez-se a avaliação da radiação de apenas um dos LED´s que constituíam a fonte usada nos ensaios anteriores, com o espetro-radiómetro (método de referência) e com uma distância de 200 mm entre a fonte e o medidor. Neste caso verificaram-se diferenças significativas nas quantidades obtidas quando comparadas com os
valores normativos. Concluiu-se que o efeito fotobiológico da luz azul insere-se no grupo de “isento”, sem perigo para a saúde. Contudo, o efeito térmico da retina apresenta um aumento considerável da quantidade de radiância, embora dentro do grupo de risco “isento”. Esta classificação de grupos de risco.
Face aos resultados obtidos, pode confirmar-se que as lâmpadas LED apresentam segurança fotobiológica, atendendo aos baixos valores de irradiância e radiância dos efeitos fotobiológicos estudados.
Pode ainda afirmar-se que a utilização do foto-radiómetro em alternativa ao espetro-radiómetro se revela mais eficaz do ponto de vista de metodologia prática.
Este trabalho demonstra a robustez desses dois equipamentos de avaliação dos efeitos fotobiológicos, e procura estabelecer uma linha de orientação para a prevenção dos efeitos adversos na pele e olhos de todos os seres humanos sujeitos à radiação ótica artificial.
Quanto às incertezas de medições, em relação ao processo de medição com foto-radiómetro, a sua estimação não se realizou, devido a não rastreabilidade entre as medições indicadas pelo fabricante, no certificado de calibração e as medidas realizadas por outras entidades. Contudo, é propõe-se a sua realização em trabalhos futuros dentro desse âmbito. As incertezas dos resultados de medições com espetro-radiómetro foram parcialmente estimadas.
Atendendo às potencialidades do sistema de medição, propõe-se como trabalho futuro, a aplicação da norma IEC62478, que faz parte da aplicação da norma EN/IEC62471 na avaliação do efeito da luz azul, com base na determinação da temperatura de cor correlacionada (CCT) de lâmpadas ou sistemas de lâmpadas incluindo luminárias.
Os valores de irradiância e radiância adquiridos nos processos de avaliação, tanto com foto-radiómetro como espectro-radiómetro foram gravados em ficheiro Excel para um CD e anexados a este trabalho.
part of the group of "1" with some risk to human health. However, the thermal effect of the retina, presents a considerable increase in the amount of radiation, although within the "exempt" group of risk.
Considering our results, it can be confirmed that the LED bulbs feature photo- biological safety, given the low values of irradiance and radiance of the studied photo-biological effects.
It can also be stated that the use of photo-radiometer alternatively the radiometer-spectrum reveals more effective from the viewpoint of practical methodology.
This work demonstrates the robustness of these two outfits assessment of photo-biological effects, and seeks to establish a guideline for the prevention of adverse effects on the skin and eyes of all human beings subject to artificial optical radiation.
As the uncertainties of measurements in relation to measurement process with photo-radiometer, it was not performed due to lack of traceability of measurements indicated by the manufacturer certificate of calibration and measurements performed by other entities. However, it proposes to its realization in future work within this framework. The uncertainties of the results of measurements with spectrum-radiometer were partially estimated.
Given the potential of the measuring system, is proposed as future work, applying the standard IEC62478, (part of the EN/IEC62471 application) in the photo-biological effect evaluating of blue light, based on the determination of the correlated color temperature (CCT ) of lamp or lamps systems, including luminaries.
The values of irradiance and radiance acquired in assessment processes, both with photo-radiometer as spectrum-radiometer were recorded in Excel file to a CD attached to this work.
Agradecimentos
Agradeço aos responsáveis do IEP, que estiveram direta ou indiretamente envolvidos na realização deste trabalho e que contribuíram para o seu sucesso. Em particular, um agradecimento especial ao Eng.º Esaú Cardoso (orientador e responsável técnico do laboratório de ensaios do IEP), pelo apoio prestado. Agradeço a todos os intervenientes do departamento de física do ISEP, aos diretores do curso e à orientadora Doutora Elizabete Nogueira pelo seu apoio.
Agradeço a todas as outras pessoas, incluindo familiares, colegas e amigos que deram os seus contributos para a realização deste trabalho.
Capítulo 1: Introdução
1.1 Enquadramento Académico
A realização deste trabalho pertence ao âmbito da disciplina de Dissertação, Projeto, Estágio Profissional, do segundo ano do Mestrado de Engenharia em Instrumentação e Metrologia do Instituto Superior de Engenharia do Porto.
O trabalho foi realizado (com visitas previamente estabelecidas), nas instalações do Instituto Electrotécnico Português, localizado em Matosinhos, sob a orientação do Engenheiro Esaú Cardoso, responsável técnico do Laboratório de ensaios daquela Instituição e com a orientação, da Doutora Elisabete Nogueira professora do departamento de física do Instituto Superior de Engenharia do Porto, na escrita da dissertação.
1.2 Motivação
A proposta apresentada pelo IEP foi bastante motivadora, uma vez que permitia que os conhecimentos teóricos abordados ao longo do percurso académico nomeadamente nas disciplinas de instrumentação e metrologia ótica fossem aplicados na experiência laboratorial profissional.
A possibilidade de realizar um projeto num ambiente empresarial de qualificada excelência, com todas as condições necessárias para o cumprimento dos objetivos traçados bem como a aprendizagem da relação interpessoal, contribuiu de forma decisiva na escolha deste projecto.
O facto de que os resultados da avaliação dos efeitos fotobiológicos na pele e olho, pudessem servir de referência para outras instituições, criou em mim entusiasmo para abraçar este projeto, que considero ser de grande importância para a sociedade.
medições. As contribuições e reflexões, trabalhos futuros e referências bibliográficas são abordados no sétimo capítulo sobre a conclusão.
1.5 Enquadramento legal
O desenvolvimento deste trabalho teve como principal referência bibliográfica a diretiva 2006/95/CE do parlamento europeu relativa à harmonização da legislação sobre material elétrico destinado a ser utilizado dentro de certos limites de tensão (baixa tensão) e a diretiva 2006/25/CE de 5 de Abril de 2006 relativa às prescrições mínimas de saúde e segurança em matéria de exposição dos trabalhadores aos riscos devidos a agentes físicos (radiação ótica não coerente). Os principais objetivos de segurança do referido material elétrico constam no Anexo I da própria diretiva.
As orientações para as pesquisas teóricas e procedimentos técnicos estão contidas nos seguintes documentos:
Capítulo 2: Fontes de luz (LED), radiação ótica e
grandezas de medição
O homem está constantemente sob exposição da radiação proveniente de fontes de luz natural (sol) e fontes de luz artificial como lâmpadas de iluminação domésticas, LED´s dos computadores, televisores, grandes sistemas de iluminação contendo lâmpadas ou LED´s nas indústrias e instituições onde trabalham. A estas radiações, que incluem radiações ultravioletas, visíveis e infravermelhas, estão associados os efeitos fotobiológicos para os olhos e pele. Se as regras de segurança não se cumprirem, poderão originar graves danos como por exemplo o cancro da pele e a lesão da córnea. Na maioria das vezes estamos expostos a essas radiações sem nos apercebermos dos perigos a que estamos sujeitos. Com o avanço das novas tecnologias de investigação, com o desenvolvimento de aparelhos sofisticados e procura crescente de melhor qualidade de vida e de condições de trabalho, o homem sujeita-se à exposição da radiação de fontes de luz artificial. É imprescindível uma avaliação rigorosa, no sentido de garantir a segurança e preservar a saúde de todos os indivíduos, através da realização da medição da radiação em ambiente adequado com instrumentos sofisticados e técnicos especializados.
A norma IEC62471 fornece orientações para avaliação de segurança fotobiológica de lâmpadas e sistemas de lâmpadas, incluindo luminárias. Especifica essencialmente o seguinte:
O limite de exposição; As técnicas de medição de referência e alternativa; Classificação e etiquetagem no âmbito da avaliação e controlo dos riscos fotobiológicos da radiação ótica (fontes elétricas incoerentes de banda larga (200 nm e 3000 nm)) incluindo LED’s.
Este trabalho faz a avaliação de uma fonte de lâmpadas LED segundo as diretrizes da referida norma. Neste capítulo abordam-se os conceitos teóricos que caraterizam as fontes emissão de radiação contínua (fontes LED) com relevância ao espetro da radiação ótica e às quantidades radiométricas e fotométricas usadas na medição da radiação.