Manual de Iluminação Exterior Ligada

Detalhes: Categoria: Iluminação; 28 de setembro de 2020

O cluster de iluminação – CICAT – e o cluster de Tecnologias Inteligentes para Cidades, Edifícios e Indústria – Domotys – uniram as suas experiências e conhecimentos para criar um "Manual de Iluminação Exterior Conectada". Este documento visa proporcionar um maior conhecimento e auxiliar os técnicos na elaboração de documentos de concurso, na seleção e na implementação de um sistema de controlo e regulamentação para instalações de iluminação exterior.

O Manual foi concebido e redigido para permitir aos profissionais selecionar o sistema mais adequado às necessidades dos seus projetos, de entre todas as tecnologias atualmente disponíveis no mercado. Da mesma forma, este documento descreve as normas aplicáveis aos sistemas de iluminação exterior ligados, permitindo ao gestor de projeto garantir a qualidade e a eficácia do produto.
Além disso, o 'Manual de Iluminação Exterior Ligada' é uma ferramenta indispensável para a elaboração de avisos de concurso, pois define todos os aspetos a considerar: interoperabilidade, formação e manutenção. Desta forma, fornece a base para a criação de um anúncio de concurso claro e conciso.

Este manual foi escrito por:
- Carlos J. Vives, CEO; David de Paco, Soluções para Cidades Inteligentes e Jordi Vila, Gestor de Produto – Soluções para Cidades Inteligentes, da AFEI Sistemas y Automatización, SA (AFEISA)
- Robert Merchante, Senior Manager de Produto de Iluminação Exterior, da Simon Lighting SA
- Alberto García, Diretor de Marketing e José Ignacio, Gestor de Projetos, da Sinapse Energia.
- Juan Carlos Lopez, Business Development Manager, da Applus Laboratories
- David Rius, Technical Sales e Joan Presas, Executive Director, da Vossloh-Schwabe Ibérica SL
O manual foi revisto por:
- Susana Prieto, Cluster Manager; Sergi Gómez, Gestora de Projetos e Leticia Gómez, Gestora de Projetos, do Cluster de Tecnologias Inteligentes para Cidades, Edifícios e Indústria DOMOTYS
- Jessica Juliette Kamps, Gestora de Cluster, do Cluster de Iluminação CICAT

Índice
1. Informação Geral 5 1.1. Introdução 5 1.2. Objectivo do documento 5 1.3. Âmbito do documento 6 1.4. Público-alvo do documento 6
2. Glossário 7
3. Tecnologias 10 3.1. Nível 1: Iluminação com sistema de acionamento 10 3.1.1. Centros de controlo 10
3.1.1.1. Fotocélula 11 3.1.1.2. Relógio astronómico 12 3.1.1.2.1. Relógio astronómico reprogramável 13 3.1.1.3. Equipamento de controlo remoto 13 3.1.2. Pontos de luz (Drivers) 14 3.2. Nível 2: Iluminação com sistemas de poupança de energia 14 3.2.1. Iluminação com reguladores estabilizadores de caudal 15 3.2.1.1. Equipamento de gestão remota 15 3.2.2. Iluminação com sistema de poupança de energia por pontos de luz 16 3.2.2.1. Protocolos de regulação 17 3.2.2.2. Equipamento de gestão remota para pontos de luz 19 3.3. Grau 3: Sistema de gestão remota 19 3.3.1. Sistema de gestão remota de centros de controlo 19 3.3.1.1. Comunicação com centros de controlo 21
3.3.1.2. Plataformas de gestão remota de centros de controlo 22 3.3.1.3. Principais funções de um sistema de gestão remota 23 3.3.1.4. Outras funções e sistemas de gestão remota 24
3.3.2. Gestão remota bidirecional de pontos de luz 25 3.3.2.1. Gestão remota de pontos de luz por PLC 25 3.3.2.2. Gestão remota de pontos de luz por RF 26
3.3.2.2.1. Integração em luminárias 27
3.3.2.2.2. Tecnologias sem fios 28 3.3.2.3. Gestão remota de pontos de luz IoT 30 3.3.3. Outras funcionalidades da gestão remota de pontos de luz 30 3.3.3.1. Geolocalização 30
3.3.3.2. Sensorização 31 3.3.4. Sistema de gestão remota de pontos de luz 31
4. Adaptação das tecnologias de acordo com as necessidades a satisfazer 33 4.1. Grau 1: Iluminação com sistema de acionamento 33 4.2. Grau 2: Iluminação com sistemas de poupança de energia 34 4.3. Grau 3.1: Sistemas de gestão remota 35 4.4. Grau 3.2: Gestão remota bidirecional de pontos de luz 36
5. Regulamentos e certificações 41 5.1. Regulamentos e funcionamento da instalação 42 5.1.1. Regulamentos eletrónicos de baixa tensão 42 5.1.2. Regulamentos de eficiência energética para iluminação exterior 43 5.2. Regulamentos do produto 44 5.2.1. Luminária 44 5.2.1.1. Segurança elétrica 44 5.2.1.2. Compatibilidade eletromagnética 44 45
5.2.1.3. Exposição humana
5.2.1.4. Ensaios ópticos e segurança fotobiológica 45
5.2.1.5. Requisitos funcionais e desempenho 45 5.2.2. Drivers/fontes de alimentação 45 5.2.2.1. Segurança elétrica 45 5.2.2.2. Requisitos funcionais 45 5.2.3. Módulos de comunicação / Equipamentos de gestão remota 46 5.2.3.1. Segurança elétrica 46 5.2.3.2. Compatibilidade eletromagnética 46 5.2.3.3. Rádio 46 5.2.3.4. Exposição humana 47 5.2.4. Módulo LED 47 5.2.4.1. Segurança elétrica 47 5.2.4.2. Requisitos funcionais/desempenho 47 5.2.5. Colunas e postes 47 5.2.6. Quadros elétricos 48 5.2.6.1. Segurança elétrica 48 5.2.6.2. Compatibilidade eletromagnética 48 5.2.7. Sistemas combinados 48
6. Pontos a considerar na elaboração dos documentos de concurso 49 6.1. Interoperabilidade 49 6.2. Formação 50 6.3. Manutenção de equipamentos e sistemas de gestão remota 50
7. Bibliografia
6.3.1. SaaS (Software as a Service)

Informações Gerais 1.1. INTRODUÇÃO
O desenvolvimento das tecnologias de controlo da iluminação e da transmissão de informação levou ao aparecimento de inúmeros sistemas de controlo e regulação para a gestão da iluminação pública e privada.
Estas inovações podem trazer benefícios significativos, resultando em instalações de iluminação mais eficientes em termos energéticos, custos de manutenção reduzidos e melhor controlo das luminárias por parte do gestor ou proprietário da instalação. Contribuem também para um melhor serviço aos cidadãos, conduzindo a uma melhor qualidade de vida e a uma maior segurança. No entanto,
a proliferação de múltiplos sistemas de controlo e regulação, baseados em diferentes conceitos de controlo, tecnologias de comunicação e funcionalidades, deixa muitas vezes os técnicos responsáveis pela elaboração de projetos de iluminação pública que requerem um sistema de controlo e regulação inseguros quanto à solução ideal para o seu projeto. Além disso, em muitos casos, existe uma genuína falta de compreensão relativamente às possibilidades técnicas, vantagens e desvantagens oferecidas por cada tecnologia. Isto leva à especificação de um sistema muito genérico nos documentos de concurso
Este documento tem como objetivo auxiliar técnicos e demais partes interessadas a familiarizarem-se com as tecnologias básicas disponíveis no mercado, compreenderem as vantagens e desvantagens de cada sistema, conhecerem as normas aplicáveis e, assim, escolherem o sistema mais adequado para o projeto, com base nas necessidades e requisitos desses sistemas de controlo e regulação.
1.2. OBJECTIVO DO DOCUMENTO
O objectivo deste documento é estabelecer a base de conhecimentos mínima necessária para auxiliar os técnicos na elaboração de propostas, selecção e implementação de um sistema de controlo e regulação para uma instalação de iluminação exterior. Para atingir este objetivo, o documento abordará os seguintes pontos:
1. Definir as diversas tecnologias de controlo e regulação disponíveis no mercado, adequadas para aplicação no controlo de iluminação exterior, bem como as suas características fundamentais, capacidades e desempenho.
2.º Auxiliar na determinação do melhor sistema com base nas necessidades a satisfazer.
3.º Elaborar o anúncio de concurso de forma clara e concisa, especificando adequadamente a solução escolhida, as funções que o sistema deve executar, os serviços que
o fornecedor deve prestar e a manutenção associada.
4.Compreender as normas aplicáveis a esta tecnologia e os requisitos que devem ser cumpridos pelos fornecedores e pelos equipamentos que instalam para garantir a qualidade do produto e o
seu funcionamento adequado.

1.3. ÂMBITO DO DOCUMENTO
Este documento abrange todas as aplicações de iluminação exterior, independentemente da dimensão ou tipo de instalação, tanto pública como privada, que serão equipadas com um sistema de controlo e regulação; ou aquelas instalações onde a implementação de um sistema de controlo e regulação está planeada para o futuro e/ou onde os componentes da instalação se destinam a ser preparados para a fácil implementação de equipamento adicional.
1.4. PÚBLICO-ALVO
Este documento destina-se a técnicos responsáveis pela execução de projetos de instalação de iluminação exterior, tanto pública como privada, que incluam um sistema de controlo e regulação. Este grupo de profissionais inclui:
• Engenheiros municipais dos departamentos de serviços técnicos das câmaras municipais.
• Engenheiros dos departamentos de serviços técnicos dos conselhos provinciais que servem os municípios da sua
jurisdição provincial.
• Engenheiros/empresas de engenharia privadas contratadas para executar projetos de iluminação exterior
para cidades, loteamentos, estradas, etc.
• Empresas de manutenção e empresas de serviços de energia.
• Câmaras municipais.
• Instaladores.
• Qualquer outra pessoa envolvida no sector da iluminação pública.

Glossário
(Application Programming Interface): Uma API representa as capacidades de comunicação entre componentes de software. Consiste num conjunto de chamadas a determinadas bibliotecas que fornecem acesso a serviços específicos a partir de processos e representa um método para conseguir abstração na programação, geralmente (embora não necessariamente) entre as camadas inferiores e superiores do software.
Bluetooth: é uma especificação da indústria para redes pessoais sem fios que permite a transmissão de voz e dados entre diferentes dispositivos utilizando uma ligação de radiofrequência na banda ISM de 2,4 GHz.
Centro de Controlo: um quadro elétrico equipado com dispositivos de atuação e proteção, bem como sistemas de controlo, que fornece energia elétrica a instalações de iluminação pública. Pode conter o equipamento de medição da empresa de energia.
Comunicação Bidirecional: um ambiente entre dois ou mais elementos no qual todos podem enviar e receber mensagens.
Comunicação Unidirecional: um ambiente entre dois ou mais elementos em que um envia mensagens e os restantes apenas as recebem.
DALI (Digital Endereçável Iluminação Interface): Este é um protocolo dedicado para o controlo digital da iluminação que permite a fácil instalação de redes de iluminação robustas, escaláveis e flexíveis. No caso da gestão remota, é utilizado como protocolo de comunicação para os comandos enviados do módulo de gestão remota para o driver. Driver
: Este é o dispositivo de alimentação auxiliar para o módulo LED, que regula e controla a corrente de saída necessária para o funcionamento adequado do LED e para fornecer a potência destinada ao ponto de luz.
Equipamento de gestão remota: Trata-se de um conjunto de componentes concebidos para o controlo remoto de uma instalação de iluminação. O controlo inclui a execução de várias ações, como a ativação, a leitura de dados e a geração de alarmes técnicos.
Equipamento de controlo remoto: São relógios astronómicos com capacidade de comunicação que permitem o envio de comandos de controlo remoto para ligar ou desligar a instalação, reprogramar horários específicos e registar eventos importantes relacionados com a operação de ligar/desligar da instalação.
Fotocélula: Um sensor fotoelétrico que responde a alterações na intensidade da luz ambiente, ativando ou desativando um relé ou contacto com base nos valores de intensidade de luz recebidos.
GPS: Um sistema de posicionamento global que permite determinar a posição de qualquer objeto na Terra com uma precisão de centímetros.
IoT (Internet das Coisas): Um conceito que se refere à interligação digital de objetos do quotidiano através da internet.
LED (Diodo Emissor de Luz): Uma fonte de luz constituída por um material semicondutor com dois terminais. É um díodo de junção pn que emite luz quando é ativado. Se for aplicada uma tensão adequada aos terminais, os eletrões recombinam-se com as lacunas na região da junção pn do dispositivo, libertando energia sob a forma de fotões. Este efeito é designado por eletroluminescência, e a cor da luz gerada (que depende da energia dos fotões emitidos) é determinada pela banda proibida do semicondutor. Esta tecnologia tornou-se amplamente utilizada na iluminação moderna.
LoRaWAN: Esta é uma especificação para redes de baixa potência e longo alcance, concebida especificamente para dispositivos de baixa potência que operam em redes locais, regionais, nacionais ou globais.
NEMA (National Association of Electrical Equipment Manufacturers): Esta é uma associação industrial dos EUA responsável por inúmeros padrões comuns da indústria utilizados no setor elétrico. Entre outros, estabeleceu uma vasta gama de normas para invólucros de equipamentos elétricos, bem como para a ligação de fotocélulas ou nós de comunicação a luminárias. Plataforma de Gestão Remota: Trata-se de um software para controlar e gerir dados de equipamentos de gestão remota. Esta plataforma pode ser alojada num centro de controlo local ou num servidor web.
PLC (Power Line Communications): Refere-se a diversas tecnologias que utilizam linhas de transmissão de energia elétrica convencionais para transmitir sinais para fins de comunicação. A tecnologia PLC de banda larga aproveita a rede elétrica para criar uma linha de transmissão de dados digitais de alta velocidade, permitindo, entre outras coisas, o acesso à internet.
Ponto de luz: Uma luminária completa que é normalmente ligada e alimentada por um centro de controlo.
Regulador/estabilizador de caudal: Dispositivo que permite o ajuste do nível de iluminação através da variação da tensão da linha de alimentação.
Relógio astronómico: Interruptor horário que determina automaticamente as horas do nascer e do pôr do sol, permitindo a ativação ou desativação de um relé ou contacto com base nessas horas.
SigFox: Um operador de rede global de baixo consumo e longo alcance que permite a conectividade da IoT (Internet of Things).
Sonda de lux: Um sensor fotoelétrico que responde a alterações na intensidade da luz ambiente, variando o valor analógico ou numérico da sua saída de acordo com os valores de intensidade de luz recebidos em lux.
Wi-Fi: Um mecanismo que permite o acesso à internet sem fios para diversos dispositivos, ligando-os a uma rede específica.
Zhaga: Uma organização internacional que estabelece especificações da indústria para interfaces de componentes utilizados em luminárias LED. Entre outras coisas, estabeleceu um sistema para ligar nós de comunicação às luminárias.
Zigbee: Este é o nome de uma especificação para um conjunto de protocolos de comunicação sem fios de alto nível para utilização com transmissão digital de baixa potência, baseados na norma IEEE 802.15.4 para redes de área pessoal sem fios (WPANs). Foi concebido para aplicações que exigem uma comunicação segura com baixas taxas de transmissão de dados e máxima duração da bateria.
1-10V: Trata-se de um sistema de regulação baseado num sinal analógico de 1V a 10V que modula o fluxo luminoso entre 10% e 100%. Em aplicações de gestão remota, é utilizado como sistema de comunicação para os comandos enviados para o driver. 6LoWPAN
(IPv6 sobre redes pessoais sem fios de baixa potência): Trata-se de uma norma aberta definida pela IETF (Internet Engineering Task Force) que permite a utilização de IPv6 em redes baseadas na norma IEEE 802.15.4, possibilitando que os dispositivos comuniquem diretamente com outros dispositivos IP.

Tecnologias:
O nível de aplicação do conceito de cidade inteligente à iluminação pública é definido em três níveis de funcionalidade (doravante, níveis) com os seus respetivos subníveis.
Estes permitem a implementação progressiva de medidas que visam a gestão inteligente da iluminação pública, conseguindo uma maior poupança energética e melhoria do serviço para os cidadãos.
Podem ser aplicados diferentes níveis ao mesmo município, dependendo das necessidades de cada tipo de instalação e dos recursos disponíveis. Cada nível é válido e são complementares; assim, um estudo e um plano de implementação para os diferentes níveis devem ser realizados previamente.

3.1. CLASSIFICAÇÃO 1: ILUMINAÇÃO COM SISTEMA DE FUNCIONAMENTO
O sistema de operação garante que a instalação de iluminação exterior se liga e desliga automaticamente durante o período entre o pôr-do-sol e o nascer do sol. O seu objetivo é evitar o consumo fora dos horários necessários e poupar energia, de acordo com as condições detalhadas no artigo 8.º do Real Decreto 1890/2008 sobre o Regulamento de Eficiência Energética das Instalações de Iluminação Exterior (doravante REEA).
Aplicam-se requisitos específicos a certos tipos de iluminação, como a iluminação ornamental ou de instalações desportivas, que devem ter a possibilidade de programar ciclos de funcionamento: diários, semanais, mensais ou anuais, bem como para épocas turísticas, festas locais ou eventos.
É importante salientar que o sistema de operação deve garantir sempre a ativação da instalação por razões de segurança rodoviária e ordem pública e, além disso, ser o mais eficiente possível, desligando-se no momento apropriado e evitando ativações desnecessárias ou prematuras.

3.1.1. Centros de Controlo.
O Nível 1 é válido para qualquer tipo de iluminação, uma vez que envolve apenas o acionamento e desligamento de toda a alimentação do quadro elétrico para toda a instalação de iluminação exterior (doravante, o Centro de Controlo), normalmente utilizando um contactor principal.
O Centro de Controlo corresponde ao painel de proteção, medição e controlo, tal como definido na norma ITC-BT-09 do Real Decreto 842/2002 sobre o Regulamento Eletrotécnico de Baixa Tensão (doravante, o REBT), onde se encontram o sistema operacional correspondente e as proteções elétricas gerais para cada uma das saídas de alimentação dos pontos de iluminação associados.
O Centro de Controlo inclui também, normalmente, a caixa de proteção principal e o equipamento de medição da empresa fornecedora de energia.

3.1.1.1. Fotocélula.
Trata-se de um sensor fotoelétrico que responde a alterações na intensidade da luz ambiente, ativando ou desativando um relé ou contacto com base nos valores de intensidade luminosa recebidos.
A sua principal vantagem é a capacidade de adaptação a alterações inesperadas da intensidade da luz ambiente provocadas pelo clima ou outros fenómenos.
A sua principal desvantagem é o facto de operar com base na intensidade luminosa recebida pelo sensor, que pode ser afetada por obstruções ou interferências na leitura do sensor, bem como por poluição, chuva ou outros elementos que, com o tempo, cubram ou afetem a superfície do sensor. Isto significa que pode ativar a iluminação durante o dia, gerando um consumo de energia indesejado, ou não funcionar corretamente ao nascer e ao pôr do sol.
Consequentemente, pode não ser uma solução energeticamente eficiente e pode exigir mais manutenção, uma vez que é necessária uma limpeza regular para garantir o funcionamento adequado.
De acordo com a regulamentação de eficiência energética (REEA), não é uma solução válida para instalações de iluminação exterior com potência superior a 5 kW.

3.1.1.2. Relógio Astronómico.
Um relógio astronómico é um interruptor horário com um método automático para determinar as horas do nascer e do pôr do sol, permitindo ativar ou desativar um relé ou contacto com base nessas horas.
O desempenho de um relógio astronómico depende do método utilizado para determinar as horas diárias do nascer e do pôr do sol, que é determinado pela localização da instalação.
O método de cálculo diário utilizando um algoritmo astronómico é mais preciso do que os métodos baseados em tabelas e zonas geográficas. Além disso, para operações diárias, é recomendável que o cálculo astronómico seja altamente preciso, idealmente utilizando as coordenadas geográficas do local em graus e minutos.

Deve ainda permitir o ajuste dos horários de acionamento e de desligamento da iluminação, corrigindo as horas de funcionamento com base nos horários do nascer e do pôr do sol em x minutos e/ou no tempo em horas e minutos, conseguindo assim uma maior eficiência energética.
Outro elemento fundamental é a possibilidade de o relógio interno do equipamento sofrer desvios devido às variações de temperatura e à passagem do tempo, o que pode obrigar a reajustes periódicos.
Alguns relógios astronómicos possuem um sistema GPS interno que, para além de localizar automaticamente a posição precisa da instalação, permite a sincronização automática e constante do tempo, aumentando a precisão e eliminando a necessidade de manutenção.
Além disso, para evitar a necessidade de reconfigurar o relógio a cada seis meses, este deve possuir uma função de mudança automática de hora para o horário de inverno e de verão.
Conforme indicado no REEA (Regulamento Espanhol para Equipamentos Astronómicos), deve também permitir a programação personalizada para dias e/ou feriados especiais, como períodos de férias e outros eventos, possibilitando a criação de calendários específicos para cada instalação ou tipo de instalação.
Ademais, deve possuir diversas saídas para ativar outros elementos, como iluminação pública, fontes ornamentais, sistemas de poupança de energia, outdoors, montras, rega de jardins, sinalização rodoviária, monumentos, fachadas de edifícios históricos, acessos a zonas pedonais, etc.
A inclusão de um visor e teclado facilita a monitorização do estado e das operações do relógio, bem como a sua configuração local ou a ativação de diferentes circuitos para manutenção.
Deve ser compatível com a montagem em calha DIN para garantir a compatibilidade com a maioria das normas de centros de controlo elétrico.
O Regulamento Espanhol de Instalações Elétricas (REEA) exige este tipo de solução para instalações com potência superior a 5 kW.

3.1.1.2.1. Relógio Astronómico Reprogramável
A maioria dos relógios astronómicos permite ajustar a hora, alterar a programação e, em alguns casos, até modificar os horários de funcionamento específicos.
Isto é normalmente feito utilizando o próprio teclado do dispositivo, mas alguns modelos permitem uma reprogramação fácil e simples através de controlo remoto, tecnologia Bluetooth ou um dispositivo de armazenamento de memória, embora isto ainda exija uma visita à central de controlo.

3.1.1.3. Equipamento de Controlo Remoto.
O equipamento de controlo remoto consiste em relógios astronómicos com capacidade de comunicação que permite a transmissão de comandos remotos para ligar ou desligar a instalação num horário específico, bem como a reprogramação de horários específicos. Normalmente, este equipamento regista os principais eventos relacionados com o ligar e desligar da instalação.
O equipamento de controlo remoto pode também incorporar entradas de alarme, de forma a detetar e registar alarmes gerados na instalação com base em alterações no estado de funcionamento de dispositivos de corrente residual (DRs), contactores, interruptores manuais, controlos de portas e outros dispositivos.
Todos estes dados podem ser acedidos e descarregados localmente ou remotamente através de uma ligação com ou sem fios ao equipamento.
Além disso, esta capacidade de comunicação deve permitir a transmissão de comandos remotos para ligar ou desligar as instalações num horário específico, bem como a reprogramação de horários específicos.
A função de modelo de programação, baseada no tipo de iluminação, é crucial. Isto permite que um grupo de centros de controlo seja atribuído a um modelo específico e possibilita a transmissão automática de novas programações para todos os centros de controlo atribuídos.
As unidades de controlo e controlo remoto devem ser autónomas, ou seja, mesmo em caso de perda de comunicação com o sistema, ainda executarão as suas sequências de ligar e desligar programadas.
Para o correto funcionamento das manobras programadas no calendário dos diferentes centros de controlo, o relógio do equipamento de controlo remoto deve ser de elevada precisão e atualizar o seu horário periodicamente, por exemplo, através da sincronização automática do seu relógio interno através dos servidores de horário da internet.

3.1.2. Pontos de Luz (Drivers)
Embora o sistema de controlo esteja centralizado, através da ativação ou desativação da alimentação principal dos pontos de luz, devem ser consideradas as novas funções proporcionadas pelos drivers LED.
O driver é o dispositivo auxiliar de alimentação do módulo LED, regulando e controlando a corrente de saída necessária para o funcionamento adequado do LED e para fornecer a potência destinada a cada ponto de luz. A potência total de cada ponto de luz é obtida considerando a potência nominal do driver e o consumo de energia do módulo LED.
Os drivers das luminárias LED devem estar equipados com um sistema capaz de gerir o fluxo luminoso emitido. Isto é conseguido através de uma operação autónoma que se inicia quando a alimentação é ativada a partir da central de controlo e termina quando a alimentação é desligada. Durante este período, o controlador controla o ciclo de arranque e operação.
Normalmente, o fornecedor do ponto de luz configura os drivers de uma determinada forma, e esta pode ser acordada entre o fornecedor e o cliente, dependendo do tipo de iluminação e instalação.

3.2. NÍVEL 2: ILUMINAÇÃO COM SISTEMAS DE ECONOMIA DE ENERGIA
O principal objetivo da utilização da iluminação de Nível 2 é conseguir poupanças de energia, adaptando o consumo às necessidades de iluminação da instalação durante o seu horário de funcionamento.
A iluminação com sistema de poupança de energia permite ajustar o nível de brilho da iluminação pública em determinados períodos, racionalizando o consumo de eletricidade durante períodos de menor necessidade de iluminação e obtendo poupanças significativas nos custos de energia elétrica.
Estes sistemas reduzem a potência consumida pelo ponto de luz durante um período noturno específico e, consequentemente, o nível de iluminação em instalações onde a diminuição da atividade ou das características de utilização o justifiquem.
Esta classificação é válida para qualquer tipo de lâmpada que permita uma determinada redução da tensão ou da potência de alimentação sem provocar o seu desligamento ou avaria. Assim sendo, a poupança energética destes sistemas dependerá do tipo de lâmpada utilizada e da sua potência, sendo que as lâmpadas LED oferecem a maior poupança e as lâmpadas de iodetos metálicos a menor.
Esta redução de tensão ou de potência pode ser implementada a partir da central de controlo, afetando toda a instalação, ou localmente em cada ponto de luz.
Normalmente, todos estes sistemas, para além de reduzirem a tensão ou a potência, possuem também uma função de estabilização para corrigir o consumo excessivo provocado por tensões que excedem o valor nominal.
Para um controlo adequado do sistema e para acompanhar as poupanças obtidas, é necessário instalar um sistema de gestão remota baseado na unidade de controlo do centro de controlo.

3.2.1. Iluminação com Reguladores e Estabilizadores de Fluxo.
Os sistemas de iluminação com reguladores e/ou estabilizadores de caudal são aqueles que, variando a tensão da rede elétrica a partir da central de controlo, permitem que o nível de iluminação seja adaptado às necessidades, proporcionando uma poupança energética.
Exemplo do ciclo de diferentes níveis de tensão num regulador de caudal. Fonte: AFEISA.
Um sistema de iluminação com reguladores ou estabilizadores de caudal é composto pelos seguintes componentes:
Central de Controlo
• Um regulador e/ou estabilizador de caudal na central de controlo, que varia a tensão da rede elétrica de acordo com os comandos recebidos e mantém essa tensão estabilizada em todos os momentos.
• Um relógio astronómico ou equipamento de gestão remota que envia os comandos para acender as luzes e reduzir o seu brilho para o regulador ou estabilizador de caudal.
A manutenção e a reprogramação dos reguladores de caudal serão efetuadas na central de controlo.
Ponto de Luz
• Os dimers e/ou estabilizadores são normalmente utilizados com lâmpadas de descarga, especialmente lâmpadas de vapor de sódio. Isto porque utilizam balastros magnéticos que ajustam a tensão de entrada à tensão de saída. Também podem ser utilizados com tecnologia LED, desde que o driver LED tenha a opção de regulação no final da linha.
Estes tipos de sistemas ainda são instalados em muitos sistemas de iluminação pública, mas hoje em dia, as novas instalações são geralmente feitas com sistemas de iluminação que incorporam sistemas de poupança de energia em cada ponto de luz, ligados ao driver LED.

3.2.1.1. Equipamento de Gestão Remota
O regulador/estabilizador de caudal pode ser operado por um relógio astronómico ou por um equipamento de gestão remota. Além das funções de controlo remoto explicadas nas secções anteriores, possui funções adicionais concebidas para garantir a gestão da eficiência energética.
Exemplos incluem:
Registo de parâmetros elétricos e consumo de energia.
O equipamento de gestão remota regista as medições periodicamente, desde o acendimento até ao corte da iluminação, sendo o período de registo de 15 minutos o mais comum.

Os principais parâmetros elétricos registados para cada fase são os medidores de energia ativa e reativa trifásica, tensão, corrente, potência ativa, potência reativa e fator de potência.
Consumo médio mensal de vários centros de controlo. Fonte: AFEISA.
É também importante dispor de contadores de horas de funcionamento para cada uma das saídas de relé para o controlo de: iluminação astronómica, sistema de poupança de energia e outros circuitos de controlo.
Controlo de alarmes:
O equipamento de gestão remota deverá ser capaz de detetar alarmes gerados pela leitura de parâmetros elétricos, como pontos de regulação máximos e mínimos para parâmetros elétricos e/ou o estado de funcionamento das lâmpadas, entre outros.
Deverá também monitorizar as entradas de alarme com base em alterações no estado de funcionamento dos dispositivos de corrente residual (DRs), contactores, interruptores manuais, comandos de portas, etc.
Registo de outros parâmetros:
O equipamento de gestão remota deverá ser capaz de ler outros sensores, como os de isolamento elétrico da instalação, sensores ambientais, temperatura, ruído, etc.

3.2.2. Iluminação com Sistema de Poupança de Energia Baseado em Pontos

. O sistema de poupança de energia baseado em pontos permite definir os diferentes níveis de iluminação noturna, proporcionando uma poupança significativa de energia durante as horas de menor consumo.

Um sistema de controlo baseado em pontos é constituído pelos seguintes componentes:
• Um relógio astronómico ou equipamento de gestão remota no quadro elétrico, que controlará o
acionamento dos dispositivos de controlo instalados em cada luminária.
• Um dispositivo de controlo instalado em cada luminária, que pode ser programado e reprogramado posteriormente, com o nível de iluminação inicial e os seus diferentes níveis ao longo da
noite.
Inicialmente, o dispositivo de controlo deve ser programado com a hora do dia em que será instalado, para aplicar as variações horárias que ocorrem durante a noite devido às necessidades de iluminação.
O dispositivo de controlo pode ser integrado no próprio driver.
Recomenda-se que este dispositivo tenha a opção de ler o programa atual, para verificar a programação posteriormente e copiar/colar o programa de um dispositivo para outro.
• Um driver de corrente constante em cada luminária para controlar os módulos LED. O
controlador deve possuir capacidade de comunicação (DALI ou 1-10V) para comunicar com o dispositivo de controlo.
A principal vantagem deste sistema é que o dispositivo de controlo não requer um comissionamento complexo, e o fabricante da iluminação envia as luminárias com o dispositivo de controlo já programado de acordo com as especificações de cada projeto de iluminação. Além disso, quaisquer modificações no nível de iluminação ou nos níveis de iluminação noturna podem ser facilmente reprogramadas a partir do quadro elétrico ou remotamente, caso esteja disponível um sistema de gestão remota.
A comunicação para reprogramação dos diferentes dispositivos de controlo a partir do quadro elétrico é realizada através da rede elétrica (PLC: Power Line Communication). Trata-se de uma comunicação PLC unidirecional, sem limite para o número de dispositivos que podem comunicar ou distâncias máximas; desde que haja rede elétrica disponível, a comunicação existe e a reprogramação é possível. A reprogramação será realizada a jusante de cada contactor no quadro elétrico. Se pretender reconfigurar apenas parte da iluminação, deixe abertos os contactores que controlam as luminárias que não pretende reconfigurar.
Num sistema de poupança de energia ponto a ponto, a comunicação através da linha elétrica entre o quadro elétrico e os dispositivos de controlo de cada luminária é unidirecional. A sequência de configuração é transmitida a partir da central de controlo, e os dispositivos de controlo são reprogramados para operar cada luminária.
O dispositivo de controlo pode ser externo e compatível com diferentes drivers, utilizando protocolos de regulação, ou pode ser integrado no próprio driver.

3.2.2.1. Protocolos de Regulação
Estão disponíveis dois protocolos de regulação amplamente utilizados para o controlo de drivers: DALI e 1-10V. O DALI é um sinal digital bidirecional e identificado, capaz de comunicar com diferentes elementos de iluminação ligados por um barramento de dados simples (dois fios) e formando grupos independentes de forma lógica (via software).

Para controlar e parametrizar as luminárias DALI, é necessário instalar uma unidade de controlo compatível. Estes dispositivos podem geralmente gerir até 64 drivers (64 luminárias independentes).
Já o sistema 1-10V permite a regulação do fluxo luminoso, entre aproximadamente 10% e 100%, utilizando um sinal analógico que chega ao equipamento através de uma linha de controlo adicional de dois fios proveniente da central de controlo ou do dispositivo de controlo da luminária. Estes fios de controlo possuem polaridades positiva e negativa, respetivamente, que devem ser respeitadas durante a fiação.
O sinal analógico tem um valor de tensão CC entre 1V e 10V. O nível mínimo de luminosidade é obtido com 1V ou curto-circuitando a entrada de controlo do equipamento, e o nível máximo de luminosidade com 10V ou deixando a entrada de controlo em circuito aberto.

A linha de controlo é utilizada apenas para regular o fluxo luminoso. Ligar e desligar a luz, o que pode ocorrer em qualquer momento durante a regulação, é feito através de um interruptor localizado na linha de alimentação do equipamento. Ambas as linhas, a de controlo e a de alimentação, estão eletricamente isoladas uma da outra.
número
de dispositivos ligados a serem controlados. Estes dispositivos determinam a corrente que atravessa a linha e a secção transversal do cabo utilizado.

3.2.2.2. Equipamento de Gestão Remota para Pontos de Iluminação
A incorporação de equipamento de gestão remota num sistema de iluminação com características de poupança de energia em pontos de iluminação individuais deve, para além das funções descritas acima para a gestão da eficiência energética, facilitar a monitorização do funcionamento do sistema de poupança de energia.
Por exemplo, o estado das luminárias pode ser monitorizado medindo o consumo elétrico no centro de controlo. Se o consumo descer abaixo dos níveis predefinidos, o equipamento de gestão remota instalado no centro de controlo pode alertar os serviços de manutenção.
Outra característica importante é a capacidade de reprogramar os pontos de iluminação remotamente através da rede elétrica, permitindo a reprogramação à distância sem necessidade de deslocação até ao centro de controlo.

3.3. NÍVEL 3: SISTEMA DE GESTÃO REMOTO O
Nível 3 envolve a instalação e integração dos equipamentos de controlo e poupança de energia necessários para a gestão geral das instalações de iluminação, incluindo a possibilidade de comunicação com outros elementos, como relés de proteção diferencial ou contadores de energia da concessionária.
Para alcançar o desempenho ideal da instalação e a poupança de energia, o controlo e a operação podem ser implementados para cada linha de saída individual, permitindo inclusive o controlo de cada ponto de luz individualmente.
Este tipo de controlo é o que pode gerar a máxima poupança e otimização da instalação, integrando os equipamentos de controlo dos diferentes níveis numa plataforma de gestão remota.
3.3.1. Sistema de Gestão Remota para Centros de Controlo
Os sistemas de gestão remota que gerem as unidades de controlo acima referidas devem ser concebidos para gerir, de forma escalável, projetos de pequena a grande dimensão que exijam a gestão contínua destas instalações elétricas de iluminação pública.
Estes sistemas devem fornecer informações detalhadas sobre as instalações e as ferramentas utilizadas para as gerir. Os dados registados pelo equipamento de controlo ou gestão remota são processados e transformados em informação prática sobre os principais parâmetros operacionais da instalação.
A informação deve ser apresentada de forma organizada e simplificada para facilitar a tomada de decisões, dado que estas contribuem para um elevado grau de fiabilidade nas medições realizadas e na subsequente verificação dos resultados obtidos.

Uma das vantagens desta gestão contínua é a possibilidade de visualizar e monitorizar constantemente aspetos fundamentais da instalação, como eventos operacionais, variáveis dos parâmetros elétricos, consumo de energia e alarmes. Isto permite detetar anomalias operacionais, verificar os seus efeitos e atuar de imediato.
Para facilitar a gestão e simplificar a monitorização do estado da instalação, estes sistemas devem fornecer resumos da operação diária e evolutiva das instalações.
Estes relatórios permitirão identificar oportunidades de melhoria, auxiliando na determinação das ações de gestão mais eficazes para melhorar o desempenho da instalação.
A capacidade destes sistemas utilizarem mapas cartográficos permite a localização das instalações através de mapas interativos. Isto possibilita uma visualização simples da localização geográfica das instalações, facilitando a monitorização do seu estado e a sua manutenção.
Para a gestão da eficiência energética, o sistema oferece ferramentas analíticas com múltiplos formatos de filtragem e representação gráfica dos contadores de energia, tanto ativa como reativa, bem como análise horária dos parâmetros elétricos.
O sistema de gestão remota irá também monitorizar o correto funcionamento das manobras programadas nos horários dos diversos centros de controlo.
O sistema deve permitir o acionamento de circuitos para ligar ou desligar uma instalação, bem como a ativação de sistemas de poupança de energia e o funcionamento de iluminação especial, como refletores de praia ou de monumentos.
É crucial que o equipamento de controlo ou gestão remota seja autónomo, ou seja, que mesmo em caso de perda de comunicação com o sistema de gestão remota, este ainda execute os seus horários de ligar/desligar programados.

3.3.1.1. Comunicação com os Centros de Controlo
As informações dos equipamentos de gestão remota que controlam cada centro de controlo devem ser centralizadas, armazenadas e geridas numa plataforma de gestão remota. Esta informação pode ser transmitida de duas formas básicas: por cabo ou radiofrequência.
Atualmente, a forma mais comum de comunicação com fios é uma LAN de fibra ótica, com os custos associados de infraestrutura e manutenção. As redes de cabos de par entrançado também existem, embora o seu alcance seja tipicamente menor.
Entre as redes de radiofrequência, inicialmente a abordagem mais comum era a criação de uma rede dedicada de modems rádio, mas os custos deste tipo de infraestruturas e a necessidade da sua manutenção levaram à procura de outras alternativas.
A utilização de redes M2M de operadores telefónicos é a opção mais utilizada para a comunicação com os equipamentos de gestão remota no centro de controlo. A sua principal vantagem é a utilização de uma rede existente, que é mantida e atualizada pelo operador, e permite também que os dados sejam enviados diretamente para uma plataforma na nuvem. Isto significa que deve ser paga uma taxa mensal à operadora, embora a quantidade limitada de dados transmitidos e o número de centros de comando numa cidade tornem estes custos controláveis.
Modem M2M para comunicação entre equipamentos de gestão remota. Fonte: AFEISA.
Existem outras alternativas de comunicação por radiofrequência que iremos examinar em maior detalhe na secção Tecnologias sem fios.
Para garantir a transmissão de dados e protegê-los contra uma utilização fraudulenta, é recomendável utilizar uma ligação numa rede que incorpore mecanismos para estabelecer uma ligação segura e ofereça garantias de que os dados são utilizados exclusivamente pela aplicação em questão, de forma segura.

3.3.1.2. Plataformas de Gestão Remota para Centros de Controlo
Existem diferentes plataformas que permitem a gestão da iluminação pública, sendo estas abertas e interoperáveis em diferentes graus. Como iremos abordar na secção de Interoperabilidade, é recomendável que o sistema utilizado seja integrável com plataformas horizontais de Cidades Inteligentes e interoperável com outras soluções disponíveis para a cidade.
Outros aspetos-chave são a facilidade de acesso, a incorporação de atualizações e a manutenção; estes dependem em grande parte do tipo de plataforma utilizada.
Existem basicamente duas formas de alojar e aceder a plataformas de gestão de iluminação pública: podem ser alojadas por um fornecedor de serviços na nuvem ou num servidor local, que pode pertencer ao cliente.
No caso de um servidor local, a principal diferença é que a configuração é muito mais complexa e requer a colaboração do departamento de TI da câmara municipal ou do cliente final. Além disso, como depende destes departamentos, o sistema não funcionará em caso de falha do servidor. A administração da aplicação e as atualizações de software devem ser coordenadas entre o utilizador e o fornecedor da aplicação. Todos os dados permanecem nas instalações do utilizador, que é responsável pelos backups e pela gestão da segurança dos dados. Normalmente, o utilizador paga o custo do software uma única vez, para além do custo adicional de integração da infraestrutura de hardware e software no servidor. Os serviços de suporte (como o help desk) e as atualizações de software também acarretam custos adicionais.
No caso de um fornecedor de serviços na nuvem, o acesso à aplicação é feito através de sessões de utilizador encriptadas, utilizando uma ligação segura (https). A administração da aplicação (atualizações, segurança, etc.) é gerida pelo fornecedor do sistema de gestão remota. O cliente acede ao software através do seu perfil, que utiliza um nome de utilizador e uma palavra-passe. Dependendo da aplicação, podem existir diferentes funções ou perfis de utilizador: técnico, administrador, visualizador, etc. O acesso autenticado também deve ser implementado para impedir que indivíduos ou dispositivos não autorizados acedam à rede.

É aconselhável que os sistemas implementados sejam sustentáveis ao longo do tempo, por isso, recomenda-se uma solução de Software como Serviço (SaaS), pois facilita atualizações de software, correções de bugs, melhorias no sistema e assim por diante. As atualizações de software garantem que os sistemas estão sempre robustos e impedem que os hackers obtenham acesso no futuro.
Estas plataformas de acesso baseadas na cloud envolvem frequentemente uma taxa de serviço e fazem parte de um contrato SaaS (Software as a Service).

3.3.1.3. Principais Funções de um Sistema de Gestão Remota:
Registo de Parâmetros Elétricos e Consumo de Energia.
A monitorização do consumo do painel de controlo de iluminação é amplamente utilizada e útil tanto para a manutenção/instalação como para a administração municipal, no que diz respeito à gestão energética da instalação.
Os principais parâmetros elétricos registados podem ser, para cada fase: medidores de energia ativa e reativa trifásica, tensão, corrente, potência ativa, potência reativa e fator de potência.
É também útil dispor de contadores de horas de funcionamento para cada uma das saídas de relé, para o controlo de: fuso horário astronómico da iluminação, sistema de poupança de energia e outros circuitos de controlo.
Controlo de Alarmes.
O equipamento de controlo ou gestão remota pode detetar alarmes gerados pela leitura de parâmetros elétricos: valores de ajuste máximo e mínimo para parâmetros elétricos, estado de funcionamento das lâmpadas, etc.
Deve também monitorizar as entradas de alarme com base em alterações no estado de funcionamento dos dispositivos de corrente residual (DRs), contactores, interruptores manuais, controlos de portas, etc.
Registo de outros parâmetros:
As unidades de gestão remota podem ler outros sensores, como o isolamento elétrico da instalação, sondas ambientais, temperatura, ruído e outros.
Comunicação com a unidade de controlo:
A comunicação deve ser online, com o sistema a receber alarmes prioritários em tempo real. Outros alarmes e eventos podem ser descarregados periodicamente, por exemplo, uma vez por dia.
É também essencial que o equipamento de controlo ou gestão remota tenha a capacidade de enviar um alarme para o sistema indicando falta de energia no centro de controlo. Em caso de falha de comunicação, é necessário diferenciar se a causa é uma falha de energia no painel, um alarme prioritário ou um problema de comunicação.

3.3.1.4. Outras Funções e Sistemas de Gestão Remota:
Sistemas de Controlo Baseados na Luz Natural Ambiente.
Existem sistemas que controlam o funcionamento dos centros de gestão remota com base na monitorização online do nível de luz ambiente numa cidade ou área. Isto permite ações automáticas em situações críticas ou especiais, onde os fenómenos climáticos podem afetar o nível de luz natural em diferentes ruas da cidade, tornando necessário o uso de iluminação artificial.
Este tipo de solução funciona de forma semelhante a uma fotocélula, mas utiliza sensores de lux de alta precisão que detetam o nível de iluminância e enviam um comando ao sistema de gestão remota para forçar o acionamento ou desligamento da iluminação em todos os painéis de iluminação atribuídos. Se não for recebido qualquer comando, o equipamento de gestão remota no centro de controlo realiza o acionamento e o encerramento programados astronomicamente.

Da mesma forma, se as condições meteorológicas forem favoráveis, são enviados comandos para o sistema de gestão remota para atrasar o horário de acionamento ou antecipar o horário de desligamento dos painéis de iluminação correspondentes.
Estas soluções permitem normalmente a definição de diferentes zonas com níveis variáveis de intervenção, possibilitando ajustes na iluminação artificial em zonas onde os níveis de luz ambiente diminuem ou aumentam.
regulam
a intensidade da luz com base em estatísticas obtidas a partir da contagem de tráfego, utilizando diversas técnicas como o radar, a visão por computador, a contagem pneumática de tráfego, entre outras.
Esta informação é processada pelo sistema de gestão remota, que depois ajusta a iluminação de acordo com os parâmetros definidos para os dados recolhidos.

3.3.2. Gestão Remota Bidirecional de Pontos de Iluminação
A diferença entre os sistemas de poupança de energia para pontos de iluminação discutidos no nível 2 e os sistemas de gestão remota para pontos de iluminação reside na comunicação bidirecional com a luminária.
As soluções de controlo de iluminação bidirecional permitem a conectividade com a luminária, proporcionando um controlo completo sobre o seu funcionamento e parâmetros elétricos essenciais, como corrente, tensão e consumo de energia, bem como alarmes de funcionamento, caso ocorram. Isto possibilita a gestão eficiente de instalações de iluminação exterior.
Além disso, a capacidade de comunicação com o driver através dos principais padrões de comunicação, DALI e 1-10V, permite também a incorporação de funções de poupança de energia e de controlo total sobre a regulação da iluminação.
É importante realçar que a crescente procura por sistemas de gestão remota está a impulsionar economias de escala, resultando em preços mais baixos para estes equipamentos tecnológicos. As principais diferenças entre os vários sistemas de gestão remota para pontos de iluminação resultam da tecnologia utilizada para a comunicação com o ponto de iluminação. As tecnologias de comunicação atualmente disponíveis são detalhadas de seguida.

3.3.2.1. Gestão remota de pontos de luz por PLC.
Gestão remota por meio de cabo (Power Line Communication), ou seja, utilizando os circuitos de alimentação das luminárias para comunicação bidirecional através de uma onda portadora.

Os sistemas PLC (Power Line Control) têm a vantagem de, como a informação é transmitida pelo cabo existente, não ser necessário modificar a luminária para permitir a comunicação.

Os principais pontos fortes incluem:
• Utilização da infra-estrutura de rede existente.
• Tempo de resposta rápido com novas linhas.
• Imunidade a interferências de rádio.
• Menor suscetibilidade aos bloqueadores de sinal.
• A instalação do módulo de comunicação baseado no operador no centro de controlo simplifica
a manutenção.
• Não há necessidade de adicionar ou manter infra-estruturas adicionais para além da dos centros de controlo.

As principais desvantagens incluem:
• Necessidade de instalação de acessórios como filtros que requerem manutenção.
• Equipamentos mais caros devido às elevadas cargas.
• Sensibilidade ao ruído eletromagnético gerado em ambientes urbanos (máquinas, elétricos,
iluminação pública).
• Diafonia e interferência entre cabos (variáveis dependendo do estado do cabo).
• Limitações de largura de banda da portadora.

3.3.2.2. Gestão Remota de Pontos de Iluminação via RF.
A gestão remota através de ondas de rádio (Radiofrequência) implica a utilização de frequências de rádio específicas e a instalação de uma rede de comunicação dedicada acima da rede elétrica.
Os benefícios da conectividade sem fios incluem a poupança em cablagem e a flexibilidade na implementação e instalação de sistemas de controlo, permitindo o controlo de infraestruturas rodoviárias que antes eram ineficientes com o uso de cablagem.

As principais vantagens incluem:
• A área gerida remotamente é independente da configuração elétrica (circuitos).
• Recomendado para locais com redes elétricas instáveis.
• Não requer nova cablagem (é independente do estado do cabo) ou componentes adicionais, como
filtros.
• Expansibilidade do sistema para integração de outros sensores em toda a cidade.

As principais desvantagens incluem:
• A necessidade de incorporar e manter infraestruturas adicionais, como concentradores, gateways, repetidores, etc.
• A necessidade de cálculo prévio da cobertura, dimensionamento, etc.
• A necessidade de contornar obstáculos rádio.
• Áreas com bloqueadores de sinal.
Nos sistemas de rádio, na maioria dos casos, uma saída física deve ser ativada para permitir a comunicação entre dispositivos, seja através de antenas ou de padrões predefinidos. Isto pode modificar o isolamento, a imunidade e a certificação da luminária.

3.3.2.2.1. Integração em Luminárias.
Uma alternativa é utilizar um padrão de integração de hardware na luminária, que garante que toda a luminária possa ser certificada segundo um padrão específico e, posteriormente, incorporar módulos compatíveis certificados, bem como substituí-los por outros à medida que a tecnologia evolui.
Em relação às normas, existem basicamente dois sistemas que se estão a tornar dominantes: o NEMA e o ZHAGA. Estas normas permitem que os sistemas de gestão remota sejam separados das luminárias, facilitando a expansão das soluções, uma vez que não estão sujeitos a integração dentro das luminárias. Isto permite que tanto os instaladores como os clientes finais (municípios, conselhos provinciais, conselhos regionais, etc.) disponham de equipamentos compatíveis.
• Sistema NEMA: A National Electrical Manufacturers Association (NEMA) é uma associação industrial americana, criada a 1 de setembro de 1926. Esta organização é responsável por inúmeros padrões comuns da indústria utilizados no setor elétrico. Entre outros, a NEMA estabeleceu uma vasta gama de normas para o encapsulamento de equipamentos elétricos. No caso da iluminação, o standard utilizado é o ANSI C136.41, que permite a conectividade plug-and-play dos equipamentos. Através destas encapsulações utilizadas para incorporar fotocélulas, é possível implementar equipamentos de gestão remota para melhorar a eficiência energética com os recursos de regulação e controlo que oferecem. Isto é possível através da regulação de 0-10 VCC ou DALI (Digital Addressable Lighting Interface). A interligação é feita através de um sistema de encaixe por torção. O sistema mais difundido atualmente, dada a sua versatilidade, é o NEMA ANSI C136.41 de 7 pinos, uma vez que permite a regulação tanto de 1-10 VCC como de DALI. De notar que estas ligações são de 120 ou 240 VCA, o que implica requisitos de segurança elétrica que devem ser tidos em conta.
• Sistema ZHAGA: O Consórcio Zhaga é uma organização internacional, fundada em fevereiro de 2010, que estabelece as especificações da indústria para interfaces de componentes utilizados em luminárias LED. As especificações Zhaga, também conhecidas como "Os Livros", abordam interfaces elétricas, mecânicas, óticas, térmicas e de comunicação, permitindo a interoperabilidade dos componentes. A comunidade Zhaga inclui fabricantes de luminárias, fabricantes de lâmpadas, produtores de módulos LED e empresas que fornecem componentes e materiais para a indústria da iluminação. De salientar que estas ligações são de 24 VCC, ou seja, extra baixa tensão de segurança.
Hoje, com a ascensão das Cidades Inteligentes, cada vez mais municípios demonstram interesse em métodos de controlo já existentes. Um relatório recente da Navigant Research afirmou: "A iluminação pública inteligente está a ser reconhecida por muitos líderes municipais como o primeiro passo para o desenvolvimento de cidades inteligentes". Nesta procura de sistemas, a NEMA tem a vantagem de ser uma tecnologia com um longo historial de testes rigorosos. Por outro lado, as vantagens do sistema Zhaga não devem ser subestimadas; reduz o tamanho dos nós e garante uma maior segurança elétrica. Este ponto é muito importante para a estética das luminárias, que, em última análise, definem o aspeto e o caráter das cidades. Apesar de tudo isto, ainda existem muitos elementos integrados nas luminárias, pois o design é um valor a ter em conta tanto pelas administrações como pelos arquitetos.

3.3.2.2.2. Tecnologias sem fios
Dada a constante emergência de novos desenvolvimentos sem fios e a multiplicidade de tecnologias disponíveis — Wi-Fi, NB-IoT, Zigbee, Bluetooth, Bluetooth Mesh, LoRa, Sigfox, 4G/5G, 6LoWPAN, etc. — e o facto de nenhuma delas se ter ainda tornado dominante, escolher uma pode ser um desafio. Podemos agrupar as redes principalmente em:
• Licenciadas (NB-IoT (específicas para cada país), Sigfox, 2G, 3G, 4G, 5G)
Acesso baseado em tarifas.
A utilização deste tipo de comunicação, tipicamente direta para a cloud (tecnologia licenciada), torna-a muito útil e segura. Como não requer gateways, a sua elevada velocidade de transmissão e o facto de esta tecnologia, seja 2G, 3G ou 4G, cobrir quase todo o planeta, fazem dela um dos métodos de comunicação mais utilizados em determinadas plataformas verticais para a gestão de Smart Cities. O facto de a iluminação pública abranger um grande número de dispositivos torna os custos de comunicação muito elevados, dificultando a implementação em larga escala deste tipo de tecnologia, embora a evolução do 5G possa alterar este cenário.
• Sem licença (Aplicações ISM) (Wi-Fi, NB-IoT, Zigbee, Bluetooth, Bluetooth Mesh, LoRa, 6LoWPAN, etc.) Embora na maioria dos casos a taxa de licenciamento seja paga no momento da compra do dispositivo, o fabricante paga um custo ou royalty à organização ou associação que gere a tecnologia.
Acesso gratuito concedido a todos os utilizadores. As principais gamas de frequência por região são:
- Europa: 315 MHz, 433 MHz, 868 MHz, 2,4 GHz
- Ásia-Pacífico: 315 MHz, 2,4 GHz
- Médio Oriente e África: 433 MHz, 2,4 GHz
- Nova Zelândia: 864-868 MHz, 915-928 MHz, 2,4 GHz - Américas e Ásia: 915 MHz, 2,4 GHz
- Índia: 865-867 MHz, 2,4 GHz
- Austrália: 915-928 MHz, 2,4 GHz - Japão: 920 MHz, 2,4 GHz
Podemos agora agrupar as tecnologias enquadradas nas gamas ISM:
• Tecnologias baseadas em LPWA (Low Power Wide Area Network)
- LoRaWAN: As redes LoRaWAN são redes específicas que implementam redes ad hoc para implementar equipamentos de baixa taxa de transferência de dados. A rede pertence à empresa que a implementa e é utilizada principalmente para dispositivos IoT. Se um repetidor falhar, toda a rede fica inoperacional. Por outras palavras, a rede não depende de outras tecnologias para transmitir dados, como o 3G/4G/GPRS, que dependem de operadores telefónicos, embora possam ser instalados gateways para este fim.
- Sigfox: Esta é uma solução de um operador de rede global (Abertis/Cellnex) que implementa redes sem fios para ligar dispositivos de baixo consumo energético. Tem sido utilizada principalmente para contadores de eletricidade, sistemas de alarme e smartwatches, que necessitam de estar continuamente ligados e a enviar pequenas quantidades de dados.

• Frequências de rádio baseadas na norma IEEE 802.15.X

- Bluetooth: estabelece uma comunicação de curto alcance a 1 Mbps. O Bluetooth é baseado na norma IEEE 802.15.1. Foi concebido para pequenos dispositivos de computação pessoal e pode ser uma solução para comunicação em pequena escala (por exemplo, um condutor para verificar e programar uma luminária no local ou em áreas de curto alcance). Utiliza a banda dos 2,4 GHz.
- Wi-Fi: baseia-se na norma IEEE 802.11. É muito fácil de instalar e gerir, e muitos dispositivos já têm antenas Wi-Fi integradas. A sua principal desvantagem é o curto alcance da rede. O Wi-Fi Max foi desenvolvido para estender este alcance, mas o principal problema é o elevado consumo de energia dos nós com este tipo de antena, resultando em desperdício de largura de banda se tal rede for estabelecida para dispositivos de baixo nível, como nós numa rede de cidade inteligente. Utiliza normalmente as bandas de 2,4 GHz ou 5 GHz.
- ZigBee: baseia-se na norma de rede sem fios IEEE 802.15.4. As suas principais características são o baixo consumo de energia, uma rede mesh robusta, fácil integração e significativo desenvolvimento global. Destina-se principalmente ao uso doméstico. Pode utilizar as bandas de 868 MHz (Europa) e 915 MHz (EUA), embora 2,4 GHz seja a mais comum.
O LowPAN, também baseado na norma IEEE 802.15.4, apresenta uma rede mesh, baixo consumo de energia e melhor compatibilidade com a IoT, permitindo IPv6 e comunicação direta entre dispositivos e outros dispositivos IP. Oferece liberdade de banda de frequência.
Considerando a topologia da iluminação pública, fatores importantes incluem:
• Espaçamento entre os pontos de luz (entre 20 e 40 metros)
• Obstáculos à comunicação, como edifícios, árvores, etc. • Condições meteorológicas, como chuva e nevoeiro.
Isto torna recomendável a utilização de tecnologias que operam em bandas sub-GHz (≤1 GHz), especificamente 433 MHz, 868 MHz e 915 MHz (LoRaWAN ou SigFox), uma vez que oferecem um alcance duas a três vezes superior aos padrões que operam a 2,4 GHz. Os custos de implementação são relativamente baixos e o consumo de energia é mínimo. Estas tecnologias são reguladas por cada país, sendo essencial verificar se a frequência da solução está em conformidade com a legislação em vigor. Além disso, devido à natureza inerente da tecnologia, as soluções baseadas em Bluetooth ou Wi-Fi têm um alcance mais reduzido, exigindo a adição de gateways.
Por isso, compreender a configuração da rede é crucial para garantir a qualidade da comunicação. Existem dois tipos principais:
• A comunicação direta entre uma série de pontos e o gateway individualmente requer uma configuração detalhada e individual, sendo, por isso, mais dispendiosa. Além disso, os pontos devem ter uma linha de visão desimpedida para o concentrador ou estar localizados junto a este.
• Comunicação em malha: Cada dispositivo pode transmitir e retransmitir informação, saltando sinais e aumentando a distância até ao gateway. Podemos controlar entre 150 a 300 luminárias (dependendo da topografia do terreno e da topologia da instalação) que estejam separadas umas das outras.
Expandir este tipo de implementação requer simplesmente adicionar mais gateways e implementar uma rede semelhante à sua volta.

3.3.2.3. Gestão Remota de Pontos de Iluminação Baseada em IoT:
Gestão remota de cada ponto de iluminação através da rede celular (rede de telemóveis), ou seja, instalando e assinando um cartão SIM em cada ponto de iluminação.
Entre os pontos fortes deste tipo de gestão remota, podemos destacar:
• Redes celulares mantidas pelas operadoras telefónicas
• Redução de elementos redundantes (não há necessidade de instalar e manter
infraestruturas adicionais, como concentradores/gateways). As principais desvantagens são:
• O ponto de iluminação é fixo e não pode ser movido em busca de uma melhor cobertura.
• A rede e a cobertura dependem do número total de utilizadores, bem como do operador.
• Custos fixos de comunicação para cada ponto de iluminação.
• Dependência da operadora e fidelização do cliente; para mudar de operador, o cartão SIM necessita de ser substituído
.
• Potenciais ciberataques e custos adicionais de comunicação.
3.3.3. Outras Funcionalidades da Gestão Remota da Iluminação
Para além das funcionalidades já referidas, os sistemas de gestão remota da iluminação podem incluir elementos adicionais que disponibilizam outras funcionalidades para além das abordadas.
3.3.3.1. Geolocalização:
Alguns dispositivos de controlo remoto possuem geolocalização através de comunicação GPS, permitindo o seguimento posterior do equipamento e o planeamento de ajustes com base na sua localização. A geolocalização pode ser obtida tanto pela presença de um chip GPS na luminária como através de uma ferramenta externa que geolocaliza o dispositivo utilizando as suas coordenadas.
Fonte: Sinapse.
Na avaliação destas tecnologias, devem ser considerados aspetos como o custo adicional de integração em cada dispositivo. A mobilidade das luminárias também deve ser tida em conta, dado que estes elementos são geralmente estáticos. Por fim, a precisão dos dispositivos GPS deve ser considerada, uma vez que existem sempre margens de erro.

3.3.3.2. Sensores
Os postes de iluminação, pela sua própria natureza — estando presentes em toda a cidade, a cada poucos metros (30-40 metros), e tendo acesso à rede elétrica — são um local ideal para a incorporação de novos dispositivos IoT para a recolha de dados urbanos. Estes

sensores podem ser divididos em:
• Sensores/atuadores que interagem com os postes de iluminação
- Sensor de ruído com aumento de brilho
- Sensor de movimento
• Sensores/atuadores não relacionados com o funcionamento da iluminação
- Partículas em suspensão, pluviómetro, humidade, etc.

3.3.4. Sistema de Gestão Remota para Pontos de Iluminação
Como vimos, existem diferentes formas de enviar e receber dados dos pontos de iluminação, dependendo do tipo de tecnologia utilizada no sistema de iluminação ligado.
No caso da tecnologia IoT com comunicação 3G/4G/5G, cada ponto de iluminação comunicará diretamente com a plataforma de gestão remota baseada na cloud.

Com outras tecnologias, os dados serão ligados a um concentrador que transmitirá a informação para a plataforma de gestão remota. Isto pode ser feito através de um sistema de comunicação que utilize: com fios (Ethernet/Fibra), sem fios (3G, LTE, 4G) ou WiMAX.

Na tecnologia baseada em PLC (Programmable Logic Controller), o concentrador está localizado no centro de controlo e comunica normalmente com o equipamento de gestão remota do centro de controlo para enviar informações para a plataforma de gestão remota.
Na tecnologia baseada em RF (Radiofrequência), os concentradores estão localizados em diferentes pontos da instalação e normalmente comunicam independentemente do equipamento de gestão remota do centro de controlo para enviar informações para a plataforma de gestão remota.
Os sistemas de gestão remota para luminárias individuais incorporam frequentemente um sistema de gestão remota para o centro de controlo.
Existem diferentes tipos de sistemas de gestão remota ponto a ponto com níveis variados de capacidade de controlo. No entanto, todos partilham algumas funcionalidades básicas, tais como:
• A capacidade de criar grupos de luminárias para gestão remota.
• A capacidade de desligar/diminuir a intensidade luminosa de cada ponto de luz individualmente.
• Programação para cada ponto de luz ou grupo.
• Configuração de grupos de luminárias para gestão remota.
• A capacidade de variar as definições de regulação por grupo/horário e de acordo com os calendários.
• A capacidade de criar curvas de regulação específicas para feriados e eventos.
• Medição da potência ativa de cada ponto de luz.
• Detecção de avarias em lâmpadas individuais para melhorar a qualidade do serviço e a manutenção.
Atualmente, muitos concursos exigem monitorização de consumo ponto a ponto. Neste sentido, a monitorização ponto a ponto permite obter uma grande quantidade de informação, como:
• Saber se está a ocorrer dimerização.
• Conhecer o estado das luminárias.
• Saber se existem picos de tensão.
Tudo isto requer também suporte para a gestão de todos estes dados, pois esta sobrecarga de informação pode tornar-se um obstáculo na gestão da instalação. Além disso, esta monitorização de consumo resulta frequentemente em custos de hardware mais elevados, o que aumenta o custo da instalação e, por isso, este tipo de monitorização de consumo nem sempre é necessário. No entanto, é importante realçar que, em determinadas circunstâncias, a monitorização de consumo peer-to-peer pode fornecer informações extremamente valiosas.

Adaptação das Tecnologias a Necessidades Específicas:
As tecnologias acima descritas são comummente aplicadas em diversas aplicações de iluminação, incluindo:
• Iluminação pública.
• Iluminação residencial.
• Iluminação de parques e jardins. •
Iluminação comercial.
• Iluminação industrial.
• Iluminação decorativa. •
Iluminação festiva e natalícia.
• Iluminação de áreas desportivas.
• Outras.
A tecnologia escolhida dependerá do tipo de iluminação, mas sobretudo das necessidades específicas e dos requisitos de desempenho de cada instalação. Assim sendo, relacionaremos agora os diferentes níveis de desempenho com as tecnologias disponíveis para cada uma das categorias indicadas.

Conforme detalhado na tabela, os principais aspetos a considerar na escolha de um sistema de gestão remota, seja ele atual ou futuro, são:

• Rede própria ou paga.
• Alcance da rede e facilidade de expansão das unidades de controlo (escalabilidade).
• Número de gateways por ponto de luz e redundância em caso de falha da rede.
• Quantidade de dados transmitidos e possibilidade de reprogramação ou atualização remota.
• Opção para ligar outros sensores ou dispositivos.
• Segurança da rede contra ataques cibernéticos.
Outros aspetos a considerar na escolha de uma tecnologia e/ou unidade de controlo são:
• A integração da unidade de controlo, se deve ser instalada no interior da luminária ou se permite a ligação à luminária através de uma caixa NEMA ou ZHAGA.
• Outros custos adicionais, para além das despesas diretas com comunicação, alojamento, etc., como o custo adicional de manutenção e operação de sistemas não redundantes e não escaláveis, que são menos seguros contra ataques cibernéticos, etc.
• O contributo que cada fabricante oferece às suas soluções, com o seu conhecimento e experiência. Assim sendo, devem ser avaliados aspetos como os anos de experiência, o serviço pós-venda e a equipa, a implementação do sistema, etc. Em muitos casos, isto pode levar à implementação bem-sucedida e à continuidade do sistema, bem como a futuras poupanças nos custos de manutenção.

Regulamentos e Certificações
Marcação CE: Significa que o produto cumpre os requisitos de segurança para comercialização e pode circular livremente na União Europeia. A marcação CE para luminárias é regida pela Diretiva 89/106/CE e pelo Regulamento Europeu dos Produtos de Construção (UE) n.º 305/2011.
Existem duas formas de obter a marcação CE: através de certificação de terceiros ou por autodeclaração. No caso da autodeclaração, o fabricante certifica que o seu produto está em conformidade com os regulamentos aplicáveis, com base em testes realizados nos seus próprios laboratórios ou em laboratórios externos, em luminárias de amostra ou protótipos. No entanto, para garantir a conformidade regulamentar, é necessário seguir orientações, para as quais existem laboratórios acreditados por organismos nacionais de acreditação que garantem a conformidade. A marcação CE para luminárias não implica o controlo de todo o processo de produção.
Para garantir que os testes são realizados de acordo com os regulamentos, foram criados organismos nacionais de acreditação.
ENAC: Entidade Nacional de Acreditação. É a entidade designada pelo Estado para operar em Espanha como o único organismo nacional de acreditação, em conformidade com o Regulamento (CE) n.º 765/2008, que rege o funcionamento da acreditação na Europa. Acreditação ENAC: A acreditação é a ferramenta internacionalmente reconhecida que proporciona aos utilizadores finais a confiança na correta aplicação da marcação CE através da avaliação da conformidade, um procedimento que inclui ensaios, calibração, inspeção, certificação e verificação, entre outros serviços.
Na avaliação dos relatórios de ensaio para efeitos de conformidade, recomenda-se que sejam endossados por um Organismo de Avaliação da Conformidade (OAC) acreditado pela ENAC ou por um organismo europeu equivalente. Se um documento de ensaio for elaborado por um laboratório acreditado pela ENAC ou por outro organismo de acreditação, em conformidade com o Regulamento (CE) n.º 765/2008 do Parlamento Europeu e do Conselho, de 9 de julho de 2008, que estabelece os requisitos para a acreditação e a fiscalização do mercado relativos à colocação de produtos no mercado, o selo do organismo de acreditação constará do relatório, proporcionando rastreabilidade do ensaio e uma assinatura eletrónica que garante a autenticidade do documento. É obrigatório que o OAC (laboratório de certificação) esteja acreditado para a norma a certificar; verificar se o âmbito da acreditação inclui a norma em causa é essencial. Os relatórios de ensaio não garantem a conformidade com todos os regulamentos aplicáveis, e continua sob a responsabilidade do fabricante o cumprimento das normas em vigor.
Um certificado de produto é um documento no qual um organismo independente, designado por organismo de certificação, verifica e assegura que os produtos fornecidos por um fabricante cumprem os requisitos técnicos de uma ou mais normas. Nestes casos, o organismo de certificação notificado garante a conformidade regulamentar do produto.
É importante compreender as diferenças entre uma Directiva e uma Norma. Uma directiva aprovada pelo Parlamento Europeu torna-se um requisito obrigatório, mas deve ser traduzida em regulamentos aplicáveis. São as normas, através de ensaios, que demonstram a conformidade com a directiva
.

5.1. REGULAMENTAÇÃO E FUNCIONAMENTO DA INSTALAÇÃO
Embora uma instalação de iluminação exterior forneça energia luminosa, utiliza energia elétrica. Por conseguinte, a regulamentação considera cuidadosamente ambos os aspetos: a instalação de iluminação e a instalação elétrica. Além disso, são consideradas sob duas perspetivas: a segurança e a funcionalidade.
Por exemplo, a segurança da iluminação significa que a instalação deve acender todas as noites ao pôr-do-sol e manter um nível mínimo de iluminação adequado ao tipo de via em que é utilizada. A segurança elétrica significa, por exemplo, que a instalação e os equipamentos possuem uma proteção elétrica adequada contra o contacto direto e indireto.
Os aspetos funcionais de uma instalação de iluminação abordam questões como a poluição luminosa e a luz difusa, enquanto os aspetos funcionais da instalação elétrica incluem, por exemplo, a poupança de energia e a eficiência energética.
Na legislação espanhola em vigor sobre os aspetos discutidos, a principal norma para a segurança elétrica das instalações de iluminação é o Real Decreto 842/2002 sobre o Regulamento Eletrotécnico de Baixa Tensão (doravante REBT). Para outros aspetos, o Real Decreto 1890/2008 sobre o Regulamento de Eficiência Energética para Instalações de Iluminação Exterior (REEA) é também relevante.
Devemos também considerar as várias directivas europeias adoptadas em Espanha e que, por isso, fazem parte da legislação espanhola. Estas aplicam-se principalmente aos equipamentos e componentes utilizados em instalações, tais como luminárias e seus componentes, suportes, cabos, painéis de controlo de iluminação e seus componentes, etc. A Secção 8.2 aprofunda estas directivas e normas.
No que diz respeito às normas UNE, EN, IEC, ISO e outras, é importante notar que apenas aquelas que são especificamente designadas como obrigatórias em directivas ou regulamentos oficialmente publicados são juridicamente vinculativos.
As restantes normas são referências técnicas comprovadas, avalizadas por organismos de normalização, que podemos incluir como requisito técnico num concurso público.

5.1.1. Regulamento de Instalações Elétricas de Baixa Tensão (REBT)
Publicado pelo Real Decreto 842/2002, de 2 de agosto de 2002, este regulamento sofreu algumas alterações desde então, como a inclusão da norma ITC-BT-52 sobre Infraestrutura de Recarga de Veículos Elétricos, publicada no Real Decreto 1053/2014, e a atualização da norma ITC-BT-02 sobre normas de referência obrigatórias, publicada na BOE-A-2020-612. As atualizações mais recentes podem ser consultadas no BOE.
As instalações de iluminação exterior devem cumprir todos os requisitos gerais aplicáveis do REBT e, em particular, o artigo 9.º e a norma ITC-BT-09, bem como as normas nelas incluídas, mas nas suas versões atuais.
Assim sendo, uma tabela atualizada com as normas correspondentes à ITC-BT-09, de acordo com a recente atualização da ITC-BT-02, é apresentada abaixo.

De notar que esta é a situação à data deste relatório, mas que as normas estão em constante revisão e desenvolvimento. Assim sendo, as versões atuais podem ser consultadas no site da UNE. É o caso, por exemplo, da norma UNE-EN 60298-2-5:2015 para projetores, que substituiu a UNE-EN 60598-2-5:1999.
É também importante considerar os Guias de Aplicação Técnica para as diversas ITC-BT (Instruções Técnicas para Baixa Tensão) publicadas pelo Ministério da Indústria. Conforme indicado no Artigo 29 do REBT (Regulamento Eletrotécnico de Baixa Tensão), estes guias são uma aplicação prática das ITC-BT correspondentes, mas não são vinculativos, ou seja, a conformidade não é obrigatória. Para instalações de iluminação exterior, a edição atual é a GUIDE-BT-09: setembro de 2004, Revisão 1.
Para projetos noutros países, devem ser tidas em conta as normas nacionais correspondentes, embora seja importante destacar a série de normas internacionais IEC 60364 e o seu equivalente europeu, a série HD 60364 para instalações elétricas de baixa tensão.
A este respeito, a norma UNE-HD 60364-7-714:2013 sobre Requisitos para instalações de iluminação exterior, equivalente às normas IEC 60364-7-714:2011 e HD 60364-7-714:2012, também pode ser considerada na elaboração dos requisitos técnicos para concursos nacionais e internacionais.
Para a iluminação festiva de ruas e de Natal, bem como para outras instalações elétricas temporárias, deve também ser aplicada a norma ITC-BT-34 do REBT (Regulamento Espanhol de Eletrotécnica de Baixa Tensão).
5.1.2. Regulamento de Eficiência Energética para Iluminação Exterior
Publicado pelo Real Decreto 1890/2008, de 14 de novembro de 2008, embora, à data da redação deste documento, estivesse pendente a publicação de uma importante atualização resultante da implementação da tecnologia LED em instalações de iluminação exterior.

O objetivo fundamental do REEA (Regulamento para Instalações de Iluminação Exterior) é estabelecer os requisitos técnicos de projeto, implementação e manutenção para instalações de iluminação exterior, visando melhorar a eficiência e a economia de energia. O seu âmbito de aplicação abrange instalações com potência superior a 1 kW, em conformidade com o REBT (Regulamento Eletrotécnico de Baixa Tensão) e a Instrução Técnica ITC-BT-09 (Regulamento Eletrotécnico de Baixa Tensão).
Para além dos aspetos funcionais da instalação elétrica para alcançar a eficiência energética, o regulamento inclui também aspetos funcionais da iluminação, devido à sua relação direta com a eficiência energética.
Este documento centra-se no controlo da instalação e dos seus componentes ligados, independentemente da sua adequação do ponto de vista da iluminação. Assim sendo, focamo-nos no Artigo 8 e na Instrução Técnica ITC-EA-04, com especial atenção para a secção sobre Sistemas de Controlo.
É também importante considerar os Guias de Aplicação Técnica para os diversos regulamentos ITC-EA publicados pelo Ministério da Indústria, que, como indicado, são aplicações práticas dos regulamentos ITC-BT correspondentes, mas não são vinculativos, ou seja, não são obrigatórios. No caso do guia ITC-EA-04, a edição atual é GUIDE-EA-04: maio de 2013; Revisão: 1.1.

5.2. NORMAS DE PRODUTO
Atualmente, os sistemas de iluminação incluem inúmeros sistemas de gestão remota, rádio e iluminação, tornando essencial uma avaliação completa de todas as normas aplicáveis. Aplicam-se diferentes diretrizes dependendo do produto e do sistema.
5.2.1. Luminária
5.2.1.1. Segurança Elétrica
• UNE-EN 60598-1. Luminárias. Requisitos gerais e ensaios.
• UNE-EN 60598-2-3. Luminárias. Requisitos particulares. Luminárias para iluminação pública.
• UNE-EN 60598-2-5. Luminárias. Requisitos particulares. Projetores.
• UNE-EN 60598-2-20. Luminárias. Parte 2-20: Requisitos particulares. Cordões de luz.
• UNE-EN 60598-2-21. Luminárias. Parte 2-21: Requisitos particulares. Cabos de luz.
Luminária.

5.2.1.2. Compatibilidade Eletromagnética
• UNE-EN 61547. Equipamentos de iluminação de uso geral. Requisitos de imunidade EMC.
• UNE-EN 61000-3-2. Compatibilidade eletromagnética (EMC). Parte 3-2: Limites. Limites para
emissões de corrente harmónica (equipamentos com corrente de entrada de 16 A por fase).
• UNE-EN 61000-3-3. Compatibilidade eletromagnética (EMC). Parte 3: Limites. Secção 3: Limitação das variações de tensão, flutuações de tensão e cintilação em redes de distribuição pública de baixa tensão para equipamentos com uma corrente de entrada de 16 A por fase e não sujeitos
a ligação condicional.
• UNE-EN 55015. Limites e métodos de medição para as características de interferência rádio
de equipamentos de iluminação e similares.

5.2.1.3. Exposição Humana
• UNE-EN 62493. Avaliação de equipamentos de iluminação quanto à exposição humana a campos electromagnéticos.
5.2.1.4. Testes Ópticos e Segurança Fotobiológica
• UNE-EN 13032-1. Luz e iluminação. Medição e apresentação de dados fotométricos de lâmpadas e luminárias. Parte 1: Medição e formato de ficheiro.
• UNE-EN 13032-4. Luz e iluminação. Medição e apresentação de dados fotométricos. Parte 4: Lâmpadas LED, módulos LED e luminárias LED.
• UNE-EN 62471. Segurança fotobiológica de lâmpadas e equipamentos que utilizam lâmpadas.
• IEC TR 62778. Aplicação da IEC 62471 para a avaliação do risco da luz azul em fontes de luz
e luminárias.

5.2.1.5. Requisitos funcionais e desempenho
• UNE-EN 62722-1. Desempenho de luminárias. Parte 1: Requisitos gerais
• UNE-EN 62722-2-1. Desempenho de luminárias. Parte 2-1: Requisitos particulares para
luminárias LED
• UNE-EN 62262 (UNE-EN 50102). Graus de proteção previstos pelos invólucros para
equipamentos elétricos contra impactos mecânicos externos (código IK)
• Secção 9.2 UNE-EN 60598-1. Luminárias. Requisitos gerais e ensaios. (Classificação IP)

5.2.2. Drivers/Fontes de Alimentação
5.2.2.1. Segurança Elétrica
• UNE-EN 61347-1. Dispositivos de controlo de lâmpadas. Parte 1: Requisitos gerais e requisitos de segurança.
• UNE-EN 61347-2-11. Dispositivos de controlo de lâmpadas. Parte 2-11: Requisitos particulares para circuitos eletrónicos diversos utilizados com luminárias.
• UNE-EN 61347-2-13. Dispositivos de controlo de lâmpadas. Parte 2-13: Requisitos particulares para dispositivos de controlo eletrónico alimentados por CC ou CA para módulos LED.
5.2.2.2. Requisitos Funcionais
• UNE-EN 62384. Dispositivos de controlo eletrónico alimentados por CC ou CA para módulos LED. Requisitos de desempenho.
46

5.2.3. Módulos de Comunicação / Equipamentos de Gestão Remota
5.2.3.1. Segurança Elétrica
• UNE-EN 62368-1. Equipamentos de áudio e vídeo, equipamentos de tecnologias de informação e comunicação. Parte 1: Requisitos de segurança.
• UNE-EN 60950-22. Equipamentos de informática. Segurança. Parte 22: Equipamento para instalação no exterior.
• UNE-EN 61010-1. Requisitos de segurança para equipamentos elétricos de medição, controlo e laboratório. Parte 1: Requisitos gerais.

5.2.3.2. Compatibilidade Eletromagnética
• UNE-EN 60870-2-1 - Equipamentos e sistemas de telecontrolo. Parte 2: Condições de funcionamento. Secção 1: Alimentação e compatibilidade eletromagnética.
• UNE-EN 61326-1 - Equipamento elétrico para medição, controlo e utilização em laboratório. Requisitos de compatibilidade eletromagnética (CEM). Parte 1: Requisitos gerais.
• ETSI EN 303 446-1 - Norma de Compatibilidade Eletromagnética (CEM) para equipamentos combinados e/ou integrados de rádio e não rádio; Parte 1: Requisitos para equipamentos destinados a ser utilizados em locais residenciais, comerciais e industriais ligeiros.
• ETSI EN 303 446-2 - Norma de Compatibilidade Eletromagnética (CEM) para equipamentos combinados e/ou integrados de rádio e não rádio; Parte 2: Requisitos para equipamentos destinados a serem utilizados em locais industriais.
• ETSI EN 301 489-1 - Norma de Compatibilidade Eletromagnética (CEM) para equipamentos e serviços de rádio; Parte 1: Requisitos técnicos comuns; Norma harmonizada que abrange os requisitos essenciais do artigo 3.1(b) da Diretiva 2014/53/UE e os requisitos essenciais do artigo 6 da Diretiva 2014/30/UE.
• ETSI EN 301 489-3 - Norma de Compatibilidade Eletromagnética (CEM) para equipamentos e serviços de rádio; Parte 3: Condições específicas para dispositivos de curta distância (DCA) que operam a frequências entre 9 kHz e 246 GHz; Norma harmonizada que abrange os requisitos essenciais do artigo 3.1(b) da Diretiva 2014/53/UE.
• ETSI EN 301 489-17 - Norma de Compatibilidade Eletromagnética (CEM) para equipamentos e serviços de rádio; Parte 17: Condições específicas para Sistemas de Transmissão de Dados em Banda Larga; Norma harmonizada para a Compatibilidade Eletromagnética.
• ETSI-EN 301 489-19 - Norma de Compatibilidade Eletromagnética (EMC) para equipamentos e serviços de rádio; Parte 19: Condições específicas para Estações Terrestres Móveis de Receção (ROMES) que operam na banda de 1,5 GHz que fornecem comunicações de dados e recetores GNSS que operam na banda RNSS (ROGNSS) que fornecem dados de posicionamento, navegação e temporização; Norma harmonizada que abrange os requisitos essenciais do artigo 3.1(b) da Diretiva 2014/53/UE.
• ETSI EN 301 489-52 - Norma de Compatibilidade Eletromagnética (EMC) para equipamentos e serviços de rádio; Parte 52: Condições específicas para equipamentos de rádio e acessórios móveis e portáteis (UE) de comunicação celular; Norma harmonizada que abrange os requisitos essenciais do artigo 3.1(b) da Diretiva 2014/53/UE.

5.2.3.3. Rádio
• ETSI EN 300 330 - Dispositivos de Curto Alcance (SRD); Equipamentos de rádio na gama de frequências de 9 kHz a 25 MHz e sistemas de laço indutivo na gama de frequências de 9 kHz a 30 MHz; Norma harmonizada que abrange os requisitos essenciais do artigo 3.2 da Diretiva 2014/53/UE.
• ETSI EN 300 220-2 - Dispositivos de Curto Alcance (SRD) que operam na gama de frequências de 25 MHz a 1 000 MHz; Parte 2: Norma harmonizada para o acesso ao espectro rádio para equipamentos rádio não específicos.
• ETSI EN 300 328 - Sistemas de transmissão de banda larga; Equipamentos de transmissão de dados operando na banda ISM de 2,4 GHz e utilizando técnicas de modulação de banda larga; Norma harmonizada que abrange os requisitos essenciais do artigo 3.2 da Diretiva 2014/53/UE.
• ETSI EN 300 440 - Dispositivos de Curto Alcance (SRD); Equipamento de rádio para utilização na gama de frequências de 1 GHz a 40 GHz; Norma harmonizada que abrange os requisitos essenciais do artigo 3.2 da Diretiva 2014/53/UE.
• ETSI EN 301 893 - RLAN de 5 GHz; Norma harmonizada que abrange os requisitos essenciais do artigo 3.2 da Diretiva 2014/53/UE.
• ETSI EN 301 511 - Sistema Global para Comunicações Móveis (GSM); Equipamentos de Estações Móveis (MS); Norma harmonizada que abrange os requisitos essenciais do artigo 3.2 da Diretiva 2014/53/UE.
• ETSI EN 301 908-1 - Redes celulares IMT; Norma harmonizada para o acesso ao espectro radioeléctrico; Parte 1: Introdução e requisitos comuns.
• ETSI EN 301 908-2 - Redes celulares IMT; Norma harmonizada que abrange os requisitos essenciais do artigo 3.2 da Diretiva 2014/53/UE; Parte 2: Equipamento de utilizador (UE) CDMA Direct Spread (UTRA FDD).
• ETSI EN 301 908-13 - Redes celulares IMT; Norma harmonizada para o acesso ao espectro radioelétrico; Parte 13: Equipamento de utilizador (UE) Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA).
• ETSI EN 301 908-25 - Redes celulares IMT; Norma harmonizada para o acesso ao espectro radioelétrico; Parte 25: Equipamento de utilizador (UE) New Radio (NR).

5.2.3.4. Exposição Humana
• UNE-EN 62479 - Avaliação da conformidade de equipamentos elétricos e eletrónicos de baixa potência com as restrições básicas de exposição humana a campos eletromagnéticos (10 MHz - 300 GHz).
• UNE-EN 62311 - Avaliação de equipamentos elétricos e eletrónicos em relação às restrições de exposição humana a campos eletromagnéticos (0 Hz - 300 GHz).

5.2.4. Módulo LED
5.2.4.1. Segurança elétrica
• UNE-EN 62031. Módulos LED para iluminação geral. Requisitos de segurança.
5.2.4.2. Requisitos funcionais/desempenho
• UNE-EN 62717. Módulos LED para iluminação geral. Requisitos de desempenho.

5.2.5. Colunas e postes
Requisitos mecânicos:
• UNE-EN 40-4:2006: Colunas e postes de iluminação. Parte 4: Requisitos para colunas e postes de iluminação em betão armado e pré-esforçado.
• UNE-EN 40-5:2003: Colunas e postes de iluminação. Parte 5: Requisitos para colunas e postes de iluminação em aço.
• UNE-EN 40-6:2003: Colunas e postes de iluminação. Parte 6: Requisitos para colunas e postes de iluminação em alumínio.
• UNE-EN 40-7:2003: Colunas e postes de iluminação. Parte 7: Requisitos para colunas e postes de iluminação em compósitos de polímero reforçado com fibras.
• UNE-EN 1090-1:2011+A1:2012: Execução de estruturas em aço e alumínio. Parte 1: Requisitos para a avaliação da conformidade dos componentes estruturais.

5.2.6. Quadros elétricos
5.2.6.1. Segurança elétrica
• UNE-EN 61439-1. Conjuntos de manobra e controlo de baixa tensão. Parte 1: Regras gerais.
• UNE-EN 61439-2. Conjuntos de manobra e controlo de baixa tensão. Parte 2:
Conjuntos de manobra e controlo de potência.

5.2.6.2. Compatibilidade eletromagnética
• UNE-EN 61439-1. Conjuntos de manobra e controlo de baixa tensão. Parte 1: Regras gerais.
• UNE-EN 61439-2. Conjuntos de manobra e controlo de baixa tensão. Parte 2:
Conjuntos de manobra e controlo de potência.

5.2.7. Sistemas Combinados.
A certificação dos sistemas combinados dependerá dos elementos que compõem o sistema, definindo, por isso, um conjunto de ensaios que devem estar em conformidade com as normas mais rigorosas para os elementos que o constituem. De notar que a soma das marcações CE de cada elemento individual nunca poderá ser considerada suficiente para validar a certificação de todo o sistema.

6. Pontos a considerar na elaboração dos documentos de concurso

6.1. INTEROPERABILIDADE
Uma das premissas importantes na escolha de um sistema de gestão remota é a sua interoperabilidade com outras plataformas, tanto para sistemas de gestão remota como para plataformas de Cidades Inteligentes de nível superior. Este é um fator crucial para as autarquias, pois, se o sistema for aberto, a autarquia não ficará ligada a um fornecedor de tecnologia específico.

Para facilitar a integração de diferentes plataformas, as Interfaces de Programação de Aplicações (APIs) estão a tornar-se cada vez mais comuns, facilitando a integração de diferentes sistemas com outras plataformas. A facilidade de integração da API depende geralmente do protocolo utilizado, dado que um protocolo padrão fornece à equipa de TI os recursos necessários para a integração. Alguns exemplos de normas incluem:
• MQTT (Message Queue Telemetry Transport), um protocolo utilizado para a comunicação máquina-máquina (M2M) na Internet das Coisas. A API está disponível gratuitamente e define conectores que permitem uma fácil integração com os serviços REST: http://docs.oasis-open.org/mqtt/mqtt/v3.1.1/mqtt-v3.1.1.html
• O protocolo 6LowPAN (IPv6 sobre Redes de Área Pessoal Sem Fios de Baixa Potência) é uma norma aberta definida pela IETF (Internet Engineering Task Force). Esta norma permite a utilização de IPv6 em redes baseadas na norma IEEE 802.15.4, permitindo que os dispositivos comuniquem diretamente com outros dispositivos IP.
• Outra alternativa é integrar o sistema de gestão remota com uma série de plataformas abertas que se estão a tornar referências nacionais e internacionais, tais como:
• Sentilo: uma plataforma de sensores e atuadores de código aberto concebida para se adaptar à arquitetura das Cidades Inteligentes de qualquer cidade que procure abertura e fácil interoperabilidade. http://www.sentilo.io/wordpress/
• FIWARE: Esta é uma plataforma, impulsionada pela União Europeia, para o desenvolvimento e implantação global de aplicações da Internet do Futuro. A FIWARE tem como objetivo fornecer uma arquitetura totalmente aberta, pública e gratuita, bem como um conjunto de especificações que permita aos desenvolvedores, prestadores de serviços, empresas e outras organizações desenvolver produtos que satisfaçam as suas necessidades, mantendo-se abertos e inovadores. https://www.fiware.org/
• WI-SUN: A Wi-SUN Alliance é um ecossistema global de empresas membros que procura acelerar a implementação de Redes de Área de Campo (FANs) baseadas em normas abertas e na Internet das Coisas (IoT). https://www.wi-sun.org/
• Consórcio TALQ: O seu objetivo é definir um protocolo de cidade inteligente globalmente aceite para que o software de gestão central possa configurar, controlar, ordenar e monitorizar redes heterogéneas de dispositivos de cidades inteligentes.

6.2. FORMAÇÃO
Um aspeto importante a considerar é a receção de formação adequada sobre a utilização e operação do hardware e do software, fornecida pelo gestor da plataforma ou pelo fornecedor do equipamento. Esta formação deve abranger os seguintes aspetos:
• Instalação, substituição e manutenção dos dispositivos.
• Utilização do software de gestão remota.
• Manutenção da infraestrutura de comunicação e da plataforma de gestão remota.
Os níveis de formação necessários dependerão do tipo de equipamento de controlo, sistema de poupança de energia e plataforma de gestão remota escolhidos. Em muitos casos, a formação pode ser realizada online, enquanto que, noutros, é necessária formação presencial.
Se for necessário um plano de formação, este deverá ser devidamente planeado e o seu custo avaliado.

6.3. MANUTENÇÃO DE EQUIPAMENTOS E SISTEMAS DE GESTÃO REMOTO
Outro aspeto importante a considerar é o serviço de manutenção dos equipamentos e da plataforma de gestão remota. Não se trata de um serviço de manutenção de iluminação pública; ou seja, não substitui as empresas/equipas de manutenção municipais, mas antes serve como ferramenta de suporte a estes serviços.
Os diferentes níveis de suporte podem ser classificados da seguinte forma:
• NÍVEL 1 (N1): Este é o suporte oferecido pela empresa de manutenção de iluminação pública e envolve trabalho presencial para substituição de equipamentos, inspeção e verificação de componentes físicos. Neste nível, a empresa fornecedora do equipamento e/ou plataforma de gestão remota pode prestar apoio online para diagnóstico, configuração e/ou atualizações de equipamentos, bem como serviços de reparação ou atualização no local.
• NÍVEL 2 (N2): Este nível é o serviço de suporte para a manutenção e atualizações da plataforma de gestão remota, oferecido pela empresa que gere a plataforma (SaaS).
• NÍVEL 3 (N3): Este serviço é oferecido pelo fornecedor do hardware e inclui suporte online e serviços de reparação do Nível 1, juntamente com o serviço do Nível 2. Este modelo apresenta o maior potencial de crescimento futuro, pois permite a evolução do sistema de gestão remota com atualizações constantes.
6.3.1. SaaS (Software as a Service)
Muitas destas soluções são geridas através de um serviço SaaS; ou seja, trata-se de um modelo de distribuição de software em que o software e os dados que gere são alojados nos servidores de uma empresa de TIC.

Este tipo de serviço inclui normalmente três componentes:
• ALOJAMENTO: São servidores na nuvem (como o AWS ou o Microsoft Azure) acedidos via internet pelo cliente. Recomenda-se que esta infraestrutura possua firewalls redundantes para garantir a máxima segurança e disponibilidade dos dados. O serviço de alojamento deve ser adaptável a necessidades futuras de expansões e/ou novas funcionalidades de software.
• COMUNICAÇÕES: Os Gateways/Centros de Comando utilizam normalmente a comunicação M2M para comunicar com o software. Na maioria dos casos de SaaS, o fornecedor da solução gere estas comunicações, uma vez que isto garante uma comunicação fiável e evita o efeito "ping-pong" entre o fornecedor da solução e o fornecedor de comunicações, o que pode prejudicar o desempenho do sistema.
• SUPORTE, MANUTENÇÃO E ATUALIZAÇÕES: A manutenção e as atualizações adequadas são essenciais para o correto funcionamento da plataforma. As atualizações incluem melhorias, novas funcionalidades e correções de bugs. O suporte é geralmente oferecido com base no número de pontos de luz, pontos de acesso (Gateways) e/ou quadros elétricos a gerir. O nível de serviço varia de acordo com as necessidades do cliente, podendo incluir diferentes requisitos e/ou módulos, tais como:
- Inventário.
- Gestão de Energia. - Relatórios.
- Envio de Faturas.

Bibliografia
https://www.une.org/encuentra-tu-norma/busca-tu-norma https://lucescei.com/articulo-schreder-conectividad-en-la-smart-city-a-traves-del-alumbrado-publico-copia/ https://smart-lighting.es/tecnologias-comunicacion-inalambricas-iluminacion-vial-exteriores/ https://es.wikipedia.org/wiki/Banda_ISM https://www.energy.gov/sites/prod/files/2015/09/f26/what-to-look-for-today-in-control-systems_1.pdf
https://www.talq-consortium.org/
https://www.boe.es/eli/es/rd/2008/11/14/1890 https://www.boe.es/buscar/act.php?id=BOE-A-2002-18099&tn=2&p=20200620

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