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Type: Dissertação
Title: Análise e projeto de iluminação a leds de canais vermelho e azul orientados ao cultivo de lúpulo (Humulus lupulus L.)
Author: Tavares, Pedro Laguardia
First Advisor: Braga, Henrique Antônio Carvalho
Referee Member: Bender, Vitor Cristiano
Referee Member: Peixoto, Paulo Henrique Pereira
Referee Member: Almeida, Pedro Santos
Resumo: O cultivo de plantas por meio da suplementação ou do fornecimento integral de radiação empregando fontes de radiação artificiais vem se expandido significativamente com o desenvolvimento dos sistemas de iluminação a LED. Nesse contexto, este trabalho se fundamenta na investigação da relação entre as plantas e a radiação visando contribuir para a formação de uma base técnica e bibliográfica mais sólida tendo como base fatores como o fotoperíodo, o espectro eletromagnético e a densidade de fluxo. A partir dos estudos foi possível desenvolver de uma luminária dedicada ao atendimento integral da demanda diária de radiação de um exemplar de lúpulo adulto, obedecendo critérios estabelecidos considerando-se a proporção espectral de radiação, além da quantidade de fluxo exigido para o crescimento e a produção adequada da planta. O lúpulo foi escolhido como objeto de estudo devido a sua importância econômica no ramo da produção cervejeira e das restrições parciais de plantio visto que são plantas de regiões temperadas, justificando estudos com a planta em meio confinado e adequação em regiões cujas condições climáticas não sejam favoráveis. A luminária prototipada no trabalho foi alvo de estudos radiométricos, elétricos e térmicos no intuito de validar a sua modelagem RET (radio-electro-thermal) e a estimação da densidade de fluxo incidente na superfície do dossel. A validação RET se mostra viável em exatidão, com erro médio de 7,8%, e simplificação de implementação do controle da luminária por um método indireto de estimação de fluxo, através da aquisição de parâmetros estritamente elétricos (tensão e corrente média de cada canal). A validação da densidade de fluxo pelo sistema de quantificação fitométrica também se mostra viável para aplicação no dimensionamento em projetos de iluminação artificial para cultivo de plantas, com erro médio de 4,3% para o cenário avaliado de densidade de fluxo, sem necessidade do controle por meio de medidores radiométricos, que encarecem e aumentam a complexidade do projeto.
Abstract: The plant cultivation supplied partially or totally by artificial radiation source is increasing significantly according to the viability of LED lighting systems. In this context, this work contemplates the relation between plants and radiation in order to consolidate a technical bibliography content, which highlights aspects of photoperiod, electromagnetic spectrum and flux density. The approached studies have provided the development of a luminaire dedicated to attend integrally the radiation required by an adult Hop plant. Moreover, this issue is analyzed by focusing in the spectrum proportion, specific wavelength bands of radiation and flux density quantities defined backwards for healthy development and production of the plant. The hops has been chosen as research object due to its high economy importance in the brewery industry and its restrictions on being cultivated successfully mostly in temperate zones, which justifies studies on climatic adaptations where conditions are not favorable for the plant growth. The luminaire prototyped in this work targets studies on RET (radio-electro-thermal) model and flux density prediction incident on canopy surfaces. The RET validation has shown the model feasibility since the average error presented of 7.8% is reasonable low and facilitates the luminaire controllability by an indirect flux prediction method, through only electrical parameters (average voltage and current of each channel). The flux density prediction in the Phytometric system also presents viability for applications in lighting design while considering plant cultivation chambers. In this case, an acceptable average error of 4.3% has been found for the analyzed scenario, with no need of radiometric measurements that increase cost and complexity of the project.
Keywords: Iluminação artificial
Lúpulo
Diodos emissores de luz
Modelagem radio-eletro-térmica de LEDs
Estimação de densidade de fluxo
Sistema Fitométrico
Artificial light
Hops
Light-emitting diode
Radio-electro-thermal characterization of LEDs
Radiant flux density prediction
Phytometric system
CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA
Language: por
Country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF)
Institution Initials: UFJF
Department: Faculdade de Engenharia
Program: Programa de Pós-graduação em Engenharia Elétrica
Access Type: Acesso Aberto
URI: https://repositorio.ufjf.br/jspui/handle/ufjf/9081
Issue Date: 25-Sep-2018
Appears in Collections:Mestrado em Engenharia Elétrica (Dissertações)



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