Alumbrado_Publico

8/4/2019 Alumbrado_Publico

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Presentacin

Para la Unidad de Planeacin Minero Energca UPME, es sasfactorio colocar a dis-posicin de la sociedad en general, la gua didcca de URE en iluminacin para alumbra-do pblico.

Con esta publicacin, esperamos aportar un instrumento gil de consulta de los ele-

mentos que debemos tener en cuenta para realizar un uso racional de la energa en loque a iluminacin respecta en nuestro alumbrado pblico.

Su sencillo lenguaje hace de esta carlla una herramienta de consulta permanenteque redundar en benecio de los recursos energcos de nuestro pas. Est dirigido atodos los agentes involucrados con el servicio de alumbrado pblico.

En la medida que hagamos un uso eciente de la iluminacin en el alumbrado pblicose tendrn signicavos ahorros econmicos los cuales podrn ser ulizados en otrasnecesidades.

Estamos en la era de la eciencia energca. Aportes como este brindan bienestar a

la poblacin en general.

Lo invitamos a que lea con detenimiento el contenido de esta carlla y adopte las re-comendaciones que en sta se presentan.

ALBERTO RODRGUEZ HERNNDEZ

Director General (E)


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Alumbrado pblico exterior

Uso Racional de Energa enAlumbrado Pblico

El alumbrado pblico

Es un servicio pblico no domiciliario que se presta con el n de iluminar lugares de libre cir-culacin, que incluyen las vas pblicas, los parques y dems espacios que se encuentren a cargodel municipio, con el n de permir el desarrollo de acvidades nocturnas dentro del permetrourbano y rural. Pero sin duda, el objevo principal es proporcionar condiciones de iluminacin quegeneren sensacin de seguridad a los peatones y una adecuada visibilidad a los conductores de

vehculos en zonas con alta circulacin peatonal.

El Alumbrado Pblicoproporciona seguridad alos peatones y visibilidad

a los conductores devehculos!

Consumo de energa elctrica en alumbradopblico

La energa elctrica es la fuerza vital de la sociedad porque gra-cias a ella se encienden los electrodomscos, se puede enfriarlos alimentos, se obene calefaccin y se puede iluminar tanto elhogar como las calles. La energa elctrica consumida se mide en

kilovaos-hora (kWh) y el proveedor de energa cobra una tarifapor cada kWh consumido.

Recuerde

Para calcular la

energa consumida

por una luminaria

encendida durante un determinado perodo de

empo, se mulplica la potencia de la bombillaen kW (los vaos de la bombilla 1000) por elempo en horas del perodo determinado. Por

ejemplo, una bombilla de 70 W encendida du-rante diez (10) horas consumir 0.7 kWh, mien-tras que una bombilla de 400 W encendida elmismo empo consumir 4 kWh, es decir msde cinco veces la energa consumida por la pri-mera.


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Si todos tomamos concienciade la importancia del URE

podemos regular y ahorrarenerga de muchas maneras

para benefcio de la sociedad

Una solucin para reducir el consumo de

energa por alumbrado pblico es el cambio de

tecnologa pasando de bombillas de mercurio

a bombillas de sodio de alta presin, las cualesson de mayor eciencia y menor potencia.

Pero qu es URE?

URE es el Uso Racional de Energa. Esto signica apro-vecharla al mximo, sin perder calidad de vida. Claro est,se puede connuar ulizando el computador, el automvil,la iluminacin o cualquier elemento que requiera energa

para funcionar, pero se debe evitar su desperdicio y la pro-duccin de desechos contaminantes.

Aplicando URE, regulando y opmizando el uso de laenerga, se lograra un gran impacto econmico y ambien-tal en la sociedad.

Consumo de energa elctrica en alumbradopblico en Colombia!

En el siguiente cuadro se observa que el 3% del consumototal de energa elctrica en Colombia para el ao 2005 fuepor funcionamiento del alumbrado pblico.

Aunque este porcentaje de energa es bajo, se puededistinguir al alumbrado pblico como un importante focopara el ahorro de energa y la aplicacin del uso racional de

la energa o URE, ya que la demanda estimada de energapara el ao 2007 est alrededor de 52 850 GWh. Este 3%se traduce en 1 600 GWh que en costos, con la tarifa pro-medio de 228 $/kWh, representa la no despreciable sumade $364 800 millones de pesos al ao.

Cundo y cmo hacemos URE?

El uso racional de energa en alumbrado pblico se hace

ulizando luminarias de potencias adecuadas y en canda-des sucientes para lograr niveles de iluminacin pmos.Tambin se regula y se hace URE cuando se manenen lasinstalaciones del alumbrado pblico en buen estado, ve-lando por su seguridad y sobre todo cuando se realizanacvidades de limpieza a las luminarias para evitar que lacapa de suciedad haga ineciente el uso de la energa.


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En las siguiente tabla se puede observar que reemplazando, por ejemplo, una candad de 1000 luminariasde Mercurio de 250 W por su equivalente en Sodio de 150 W, se contribuye a la opmizacin de la capacidad degeneracin elctrica instalada, ahorrando 438 000 kWh al ao y al municipio ahorrando $ 99 864 000 en costosanuales (aplicando la tarifa promedio nacional del kWh ao 2007), por concepto de energa no consumida.

Datos a considerar

de sustucin detecnologas para un

municipio

Energa ahorrada (kWh) cada ao en lasustucin de mercurio por sodio

Dinero ahorrado (miles de pesos) cadaao en la sustucin de mercurio por

sodio.

Candad luminarias sustuidas(unidades)

Candad luminarias sustuidas (unidades)

Existente

Mercurio

SustutoSodio

1 1 000 10 000 1 1 000 10 000

125 W 70 W 240 240 900 2 409 000 $ 54 $ 54 925 $ 549 252

250 W 150 W 438 438 000 4 380 000 $ 99 $ 99 864 $ 998 640

400 W 250 W 657 657 000 6 570 000 $ 149 $ 149 796 $ 1 497 960

Nota: este ejercicio se plantea tomado un valor promedio nacional de $228/kWh, obtenido de los valores,por departamentos, de la tarifa de energa para alumbrado pblico reportada al Sistema unicado de

informacin (SUI) en el ao 2007.

Pero la reduccin en el consumo de energa debe ir acompaada de uncambio en la cultura y costumbres respecto al uso de la iluminacin

Efectos ambientalesdel alumbradopblico


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Qu es la contaminacin lumnica?

Es un efecto producido por el reejo y la emisin inadecuada de laluz arcial de uso exterior e interior, por ejemplo por las luminariasque emiten luz hacia arriba, que puede verse por las noches en el cieloe impide la observacin normal de las estrellas, adems produce des-lumbramiento y reduce la visibilidad del rmamento en las ciudades.

Bsicamente es un efecto producido por la reexin ydifusin de la luz arcial en los gases y en las parculasdel aire y va ms all de ser un problema estco visual,tambin signica un gasto innecesario de energa elctrica.

Funcionamiento alumbrado pblico y

conceptos bsicos de iluminacin

Sistema de alumbrado pblico (AP)

Comprende el conjunto de luminarias, redes,

transformadores de uso exclusivo y en general, to-

dos los equipos necesarios para la prestacin del

servicio de alumbrado pblico, que no formen par-te del sistema de distribucin

Fuente: COLOMBIA. MINISTERIO DE MINAS Y ENER-

GA. Decreto Numero 2424 de Julio 18 de 2006, Arcu-

lo 3. Por el cual se regula la prestacin del servicio de

Alumbrado Pblico. Bogot, D.C. 2006.


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Red de baja tensin

Compone los conductores que llevan energa desde el transformador a las luminarias, los postes que las so-portan, las cajas y las canalizaciones en las que se encuentran los cables.

Conceptos bsicos de iluminacin

Tensin (V)

Se conoce comnmente como voltaje; su unidad de medida es el volo (V).

Los niveles de operacin para sistemas de alumbrado pblico en Colombia, estn denidos de la siguientemanera:

220 V para redes elctricas exclusivas para alumbrado pblico (existe la alternava de 277 V)

208 V o 240 V para redes elctricas en las cuales se comparten conexiones para alumbrado pblico y losusuarios de la red.

Potencia Elctrica (P)

La potencia es la energa consumida por unidad de empo. Su unidad de medida es el vao (W).

Los fabricantes proporcionan informacin de la potencia queconsume cada bombilla mediante su valor en Vaos, por ejemplo,se consiguen en el mercado bombillas de vapor de sodio de alta

intensidad de descarga (HID) de 70 W, 150 W, 250 W, 400 W y 1000 W.

Flujo luminoso ()

Es la candad de luz que emite una fuenteluminosa en todas las direcciones por unidad

de empo.

Lumen (lm):unidad de medida del ujo lu-minoso.

Nivel de luz o iluminancia (E)

La iluminancia es la densidad de ujo lu-minoso que incide sobre una supercie.

Lux (lx): unidad de medida de Ilumi-nancia. Un lux equivale a un lumen por

metro cuadrado. (1lx = 1lm/m2)


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Deslumbramiento

Es una sensacin producida, dentro del campo visual del ob-servador, por una luminancia sucientemente mayor o menorque aquella a la cual los ojos se haban adaptado y que causa

molesas, incomodidad o perdida temporal de la visibilidad.

En alumbrado pblico el deslumbramiento ene dos compo-nentes:

El deslumbramiento molesto que produce falta de como-didad al observador durante la conduccin a travs de un

rea iluminada.

El deslumbramiento incapacivo que consiste en la dis-minucin temporal de la capacidad del observador.

Luminaria

Conjunto de elementos para distribuir, ltrar, controlar, transformar y dirigir la luz emidapor la bombilla, incluye todos los accesorios mecnicos, pcos y elctricos indispensables parael soporte, proteccin de las bombillas y su conexin a la fuente de alimentacin.

En la luminaria se contemplan los siguientes componentes:

Luminancia (L)

Es una medida de la luz emida por unafuente primaria o secundaria. En la gurapara el observador, la fuente primaria es lasupercie del pavimento y la fuente secunda-ria es la luminaria.

Para medir el nivel de Iluminanciaen un terreno determinado se utiliza

un instrumento llamado Luxmetro


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Ecacia lumnica o luminosa

Expresa la relacin que existe entre el ujoluminoso que emite una bombilla y la potencia

elctrica consumida. Su unidad de medida es el

lumen por vao (lm/W).

Eciencia de una luminaria

La eciencia de una luminaria dene la relacin que existe entre el ujo luminoso emido por el conjunto(luminaria+bombilla) y el emido slo por la bombilla en su interior. Es una medida del aprovechamiento que sehace del ujo luminoso total de la bombilla instalada en una luminaria.

En estas dos fguras, laluminaria A y la luminariaB tienen el mismo tipo de

bombilla, pero la luminaria A

tiene mayor efciencia porqueentrega mayor ujo luminoso.


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Indice de reproduccin del color (IRC):

Escala de medida creada para comparar la calidad de reproduccin de los colores en las fuentes de luz. Lamedida se presenta como porcentaje, entre mayor sea, mejor es el resultado. Como referencia, la luz da ene100% de IRC.

Tipos de bombillas para alumbrado pblico

Entre las bombillas de alta intensidad de descarga encontramos:

Bombillas de descarga de gas a alta presin o alta intensidad de descarga (HID)

Bombilla de mercurioa alta presin.

Bombilla de vapor desodio a alta presin.

Bombilla de metal-halide(haluros metlicos)

Otras tecnologas de fuentes de luz

Bombillas de Induccin

Es una tecnologa reciente que an ene una reducida gama de potenciasy un elevado costo. Sin embargo presentan una larga vida l de aproximada-mente 60 000 horas y un arranque inmediato.

Aplicacin en faros, tneles, alumbrado pblico y bsicamente en lugaresdonde resulta dicil el mantenimiento.

Se debe tener en cuenta el efecto de contaminacin electromagnca asociado.

.


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Alumbrado Pblico con Leds

El led ( diodo emisor de luz), es un disposivo de una tecnologa emergente en el campo de la iluminaciny podra llegar, en unos aos, a reemplazar a las lmparas convencionales. La iluminacin con leds essensible a altas temperaturas, costosa y no podr ser mundialmente aplicada hasta que su precio reduzca.

Tipos de balastos para alumbrado pblico

Los pos de balastos ms ulizados en alumbrado pblico son:

Balasto tipo reactor

Prdidas elctricas bajas comparadas con las de balastos autorreguladosCWA.

La corriente para encendido de bombilla es alta.

Precio competitivo.

Problemas de regulacin de tensin en la bombilla ante variaciones en la red.

Balasto autorregulado o tipo CWA(Constant Wattage Autotrasformador)

Prdidas elctricas mayores a las de balasto reactor.

La corriente para encendido de bombilla es menor a la de balasto reactor.

Precio superior al del balasto reactor.

Asegura la regulacin de tensin en la bombilla ante variaciones en la red.

Balasto electrnico

Prdidas elctricas inferiores comparadas con balastos reactor y CWA.

Garantiza la corriente para encendido instantneo de la bombilla.

Precio superior al de balasto CWA, pero con tendencia a la baja.

Asegura la regulacin de tensin en la bombilla ante variaciones en la red.

Este po de alumbrado representa un granahorro debido a su bajo consumo, largaduracin y robustez mecnica, adems deser ms ecolgica, por su menor consumode energa, reduciendo as la candadde residuos txicos en la atmsfera


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Dispositivos de control

Fotocontrol.

Es un disposivo ulizado para conectar y desconectar de manera au-tomca las luminarias de alumbrado pblico en funcin del nivel de ilu-minacin del ambiente. En el caso ms comn el fotocontrol enciende la

bombilla durante la noche y la apaga durante el da.

Fotocontroles como el presentado en la gura, realizan control individualpara cada luminaria; sin embargo, existen otros fotocontroles asociados conun contactor los cuales pueden controlar un grupo de luminarias.

Marco legal servicio de alumbradopblico en Colombia

Cada ente que interviene en la prestacin de servicio de alumbrado pblico ene unas responsabilidades, talcomo se muestra en el siguiente diagrama:

Defnicin Servicio de alumbrado pblico: Es el servicio pblico no domiciliario que se prestacon el objeto de proporcionar exclusivamente la iluminacin de los bienes de uso pblico y dems

espacios de libre circulacin con trnsito vehicular o peatonal, dentro del permetro urbano y ruralde un municipio o distrito. El servicio de alumbrado pblico comprende las acvidades de suministrode energa al sistema de alumbrado pblico, la administracin, la operacin, el mantenimiento, lamodernizacin, la reposicin y la expansin del sistema de alumbrado pblico. Arculo 2- DECRETONMERO 2424 DE JULIO 18 DE 2006 MINISTERIO DE MINAS Y ENERGA

El alcalde como represen-tante del municipio ene laresponsabilidad de garanzarla prestacin del servicio de

alumbrado pblico.

La prestacin del servi-cio implica eciencia y eca-cia, criterios que aplicados alalumbrado pblico ene lassiguientes caracterscas:


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Debe ser prestado con calidad, y esto implicael cumplimiento de unos niveles mnimos de

iluminacin. Dichos niveles se miden y se evalan

con metodologas establecidas por la norma tcnica

vigente, como la NTC 900, ulizando equipospara medicin de luminancia e iluminancia.

La eciencia aplica directamente a la implementacinde medidas de URE, por ejemplo la sustucin debombillas de mercurio por sodio de alta intensidad

de descarga; esto sin olvidar el cumplimiento

de los niveles mnimos de iluminacin, peroprocurando la eciencia energca y econmica.

Para la prestacin del servicio de

alumbrado pblico, el municipio debegaranzar el suministro de la energaelctrica; para lo cual el mecanismo

contemplado en la regulacin, es laconstucin de un Contrato de Presta-cin del Servicio entre el municipio y el

operador de red o comercializador, eneste contrato el cliente es el municipio.

Adicionalmente, es obligacin dela alcalda realizar las acvidades dealumbrado pblico y en especial, lasexpansiones considerando el Plan de

Ordenamiento Territorial (POT) de sumunicipio.

RESOLUCIN

CREG 043 DE

CONTRATO

SUMINSITRO PRESTACIN

ARTCULO 20ELCTRICA

PARA A.P.

SERVICIO AP

ALCALDA

OPERADOR DE

RED LOCAL

COMERCIAIZADOR

Calidad implica que todas las luminarias instaladas en unmunicipio, incluyendo la cabecera municipal y las zonas

rurales funcionen correctamente; lo que conlleva accionesde mantenimiento prevenvo y correcvo en caso de falla.

Garanzar niveles de iluminacin adecuados implicaprogramacin de trabajos de limpieza que tengan como objevo

recuperar las condiciones de ujo emido por las luminarias.

En caso de proyectos nuevos, se debe garanzar laopmizacin desde el diseo que tenga como objevo eluso eciente de la energa ulizando fuentes de luz con

potencias adecuadas y ante todo, garanzando condicionesde mantenimiento que eviten desde el inicio, la instalacin

de luminarias de mayor potencia y/o en mayores candades.


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ALUMBRADO PBLICO: MANTENIMIENTO-MODERNIZACIN-EXPANSIN

ACTIVIDAD: MUNICIPIO EJECUCIN:MANTENIMIENTO:-Preventivo correctivo.

MODERNIZACIN:

ALCALDA -Lo realizadirectamente elMunicipio, a

Cambio detecnologasMercurio por Sodio

de Alta Presin.

PRESENTAPROYECTO

APRUEBAPROYECTO

competente, quepuede ser el mismo

operador de red

EXPANSIN:-Nuevos proyectosde alumbradopblico por

CONCEJOMUNICIPAL

.

-Si se define laejecucin a travsde un tercero, se

crecimiento dereas urbanizadaso para iluminacinde zonas nocubiertas por este

procede a constituirun contrato.

servicio.

Es responsabilidad del municipio el cumplimiento de las normastcnicas que apliquen, incluyendo las propias del operador dered local as comoel se uimientoal Re lamento Tcnico deInstalaciones Elctricas RETIE (RESOLUCIN 18 0466RETIE-ABRIL 02 2007-MINISTERIO DE MINAS Y ENERGA)

MINISTERIO DEMINAS Y ENERGA

MUNICIPIOCOBRO COMO

CREGALCALDA TRIBUTO:

- Lo realizadirectamente el

RESOLUCIN043 DE 1995:

Q x Fu x T = kWh

PRESENTAPROYECTO

APRUEBAPROYECTO

u n c p o , o atravs del

comercializador deenerga local.

CONCEJOMUNICIPAL

1996:

CORRECCIN AFRMULA POR EFECTO

Q: Carga (sumatoria de luminarias instaladas en kW).

DE LUMINARIASAPAGADAS.

Fu: Factor de Utilizacin (50%).

T: Horas de perodo: 720 para liquidacin mensual y 1440 para bimestral.

kWh: Kilovatios-hora de consumo en el perodo.

Desde el punto de vista tcnico, y considerandoel diseo, construccin, mantenimiento y gesndel alumbrado pblico, una importante referen-cia tcnica es la Norma Tcnica Colombiana NTC900 Reglas generales y especicaciones para elalumbrado pblico 2006-10-25; la cual coneneinformacin detallada respecto a los requisitos de

niveles de iluminacin, y las metodologas paramedir y evaluar.

De especial cuidado, es el manejo de bombillasde alta intensidad de descarga, por los componen-tes del tubo central, como el caso de las bombillasde vapor de mercurio. Es obligacin de la Alcalda,conocer las normas y directrices sealadas por lasautoridades ambientales para garanzar su cum-plimiento.

Otras consideraciones respecto al manejo del alumbrado pblico.

Por su objevo de iluminar vas y zonas comunes, el sistema de alumbrado pblico est expuesto a riesgospermanentes, como acciones vandlicas o accidentes de trnsito en los cuales la infraestructura y especialmentelos postes resultan afectados, as como los robos de cable, de bombillas y de componentes en las luminarias.

Debido a la obligacin de mantener el funcionamiento eciente y ecaz del alumbrado pblico, el municipiodebe encaminar acciones prevenvas y/o correcvas.

En zonas en las cuales los rboles puedan presentar problemas por obstruir la iluminacin generada porluminarias (efectos de sombra), riesgos por contacto con los cables elctricos, se deben programar acvidadesde poda tala, las cuales se encuentran reguladas y reglamentadas por las autoridades ambientales. Es obliga-cin del Municipio dar cumplimiento tcnico desde el punto de vista ambiental a los procedimientos de poda y

tala, as como a la disposicin de los residuos segn dispongan las autoridades ambientales.


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Recomendaciones prcticas URE

en alumbrado pblicoProyectos nuevos eciencia energtica:

En el momento de plantear un proyecto de alumbrado pblico, bien sea para iluminacin de una zona nueva(expansin), como parte de programas de ampliacin de cobertura de alumbrado pblico en un municipio, oinclusive para proyectos de modernizacin de tecnologa de mercurio por sodio de alta intensidad de descarga(modernizacin), debe plantearse la siguiente pregunta:

Cmo hacer una instalacin de alumbrado pblico con los lineamientos de Uso Racio-

nal de Energa?

Mediante los procedimientos de ingeniera y arquitectura para el diseo, combinandoadecuadamente las propiedades luminotcnicas de las luminarias (curvas de intensidadluminosa para ejes transversal y longitudinal), las potencias a instalar y la calidad de laluz requerida para apreciar el color (IRC), se puede cumplir con los niveles de iluminacinrequeridos para una aplicacin en trnsito vehicular o peatonal.

Esto implica una decisin que considere cuatro aspectos:

1. Geometra de la zona a iluminar.

2. Adecuada seleccin de luminaria.

3. Seleccin del po de tecnologa (sodio alta presin, haluros metlicos o mercurio) de acuerdocon los requerimientos de calidad de apreciacin del color.

4. Considerar una polca de mantenimiento que evite el sobredimensionamiento inicial en undiseo.

La gesn implica la opmizacin de los recursos, y en el caso de alumbrado pblico las inversiones por pro-yectos nuevos sern ejecutadas por las alcaldas.

Por lo tanto, en el diseo se debe buscar la opmizacin econmica pensando en el corto plazo para la etapade construccin del proyecto, de la siguiente forma:

Si el diseo incluye la separacin entre postes para instalacin de luminarias, menos puntos luminosos sernecesario instalar y la inversin inicial ser ms baja.

Pensando en el largo plazo, se debe garanzar el funcionamiento de todos los puntos luminosos instalados,por lo tanto, entre menos puntos existan, ms fcil ser manejar las operaciones de reparacin, porque las pro-babilidades de falla sern ms bajas si existe menor candad de elementos instalados.


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En lo que a la calidad por cumplimiento de los niveles de iluminacin se reere, existen dos alternavas:

1. No plantear la ejecucin de programas de limpieza de luminarias en el mantenimiento, lo que conllevageneralmente a instalar potencias mayores a las requeridas, teniendo como efecto inicial niveles de iluminacinmuy por encima de los requeridos por las normas, para que a largo plazo, por efectos de la capa de suciedadcausada por la polucin exterior, se tengan los niveles mnimos exigidos.

Haciendo cuentas:

Cunto tendr que pagar el municipio por la potencia adicional instalada?

Es importante recordar que la factura depende del consumo y como ya se mencion, ste est relacionadodirectamente con la potencia de las luminarias instaladas.

2. Pensar desde el comienzo en la ejecucin de programas de limpieza peridica de las luminarias.

Esto facilita la opcin de instalar luminarias de potencias adecuadas y el municipio pagar por consumo deenerga lo que realmente necesita para garanzar la calidad, teniendo como criterio el cumplimiento de los ni-veles de iluminacin.

A connuacin se presentan criterios de carcter tcnico que son importantes en la etapa de diseo de unproyecto de alumbrado pblico:

Niveles de iluminacin requeridos

Para vas de po vehicular:

Los requisitos de niveles de iluminacin, as como las deniciones de los criterios que se enen en cuentapara evaluar una instalacin de alumbrado pblico po vehicular se encuentran en la tabla 12 de la norma NTC900. Sin embargo, es importante idencar las exigencias en niveles de iluminacin a parr de dos criterios b-sicos presentados en la tabla 2 de la misma norma:

La velocidad de circulacin de los vehculos en las vas (en km/h). Para efecto de anlisis en los munici-

pios, estas velocidades se encuentran en dos categoras:

Velocidades entre 30 km/h y 60 km/h (clasicadas segn norma como po M2)

Velocidades menores a 30 km/h (clasicadas segn norma como po M3)

Un criterio auxiliar contemplado en la NTC 900 es la candad de vehculos que circulan por la va en unperodo de una hora (en horas nocturnas).

Los valores mnimos denidos por la norma para estas zonas son:

Tipo de va

Luminancia media

(cd/m2)

Uniformidad

global

Valores de

Iluminanciacalculados (lx)

M2 1,0 0,4 10 - 25M3 0,75 0,4 7 - 20

Por otra parte, las supercies de las vas se clasican en cuatro pos segn la capacidad para reejar la luz emi-da por las luminarias, es decir, que tan clara pueda ser una supercie (cemento, por ejemplo) oscura y spera (conmenor capacidad para reejar luz). Esta clasicacin se encuentra ilustrada en la tabla 11 de la norma NTC 900.


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Para vas de circulacin peatonal:

Los requisitos de niveles de iluminacin, as como las deniciones de los criterios que se enen en cuentapara evaluar una instalacin de alumbrado pblico para uso peatonal se encuentran en la tabla 3 de la normaNTC 900; los niveles de iluminacin requeridos se obenen de la descripcin del uso de la zona. A manera deilustracin se presenta una muestra, considerando los usos ms comunes en los municipios colombianos:

Uso nocturno intenso por peatones por ciclistas. Se le clasica segn norma como po P2.

Uso nocturno moderado por peatones por ciclistas. Se clasica como po P3.

Uso nocturno menor por ciclistas por peatones nicamente asociados con propiedades adyacentes. Seclasica como po P4.

Los valores mnimos denidos por la norma se encuentran en la siguiente tabla:

Tipo de va Iluminancia media.Em (lx)Iluminancia mnima.

Emin (lx)P2 10 3

P3 7,5 1,5P4 5 1

Ecacia de la bombilla

La candad de luz se mide en lmenes. La candad de energaconsumida se mide en Vaos. Si por una determinada candadde vaos, se obene mayor candad de luz, se aplica URE.

A manera de ejemplo, una bombilla de vapor de sodio que emite54 800 lmenes y consume 400 W, su ecacia es de 137 lm/W

Una bombilla de haluro metlico produce 34 000 lmenesy consume 400 W, su ecacia es de 85 lm/W

Por esta razn, el uso de bombillas de vapor de sodio de alta presin seha extendido mucho en sistemas de alumbrado pblico a nivel mundial.

Parmetros luminotcnicos de la luminaria curva cie 0 - 0


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Tener menor cantidad de luminariasinstaladas reduce los costos

por consumo de energa

Dependiendo de la caractersca de alcance seleccionada, combinada con unapotencia adecuada y una altura de montaje pma para obtener los niveles deiluminacin requeridos, se pueden lograr mayores interdistancias (separacinentre postes), lo que implica instalar menor infraestructura (postes y luminarias).

La caractersca de alcance largo permiteobtener mayores interdistancias.

La caractersca de alcance corto reduce la interdistancia.

El ngulo de referencia es 45, equivalente a una condicin de altura del montaje de la luminaria igualal ancho de la va.

Con este criterio se determina la altura de montaje, el poste para el montaje de la luminaria y potencia dela luminaria.

Tener luminarias de la potencia ms baja posible cumpliendo con niveles de iluminacin requeridos, reducelos costos por consumo de energa.

Indice de proteccin de la luminaria.

ndice de proteccin (IP)

Corresponde a una caractersticade las luminarias que se

presenta como dos dgitosde la siguiente forma:

IP XX

Parmetros luminotcnicos de la luminaria curva cie 0-0


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La norma NTC 2230 en las tablas J1 y J2 presenta los detalles de IP.

El primer dgito representa proteccin contra objetos slidos, los clase 5 y 6 indican hermecidad a polvodentro de la luminaria.

El segundo dgito representa proteccin contra el agua, siendo los nmeros 3 en adelante y hasta el 8, prote-gidos contra lluvia.

El IP se observa en la forma como se encuentra sellada la luminaria, siendomenor el IP si la luminaria est abierta (sin proteccin). El costo de las luminariases directamente proporcional al grado IP, el criterio de seleccin del IP dependedirectamente de la polca de mantenimiento por limpieza denida por la alcalda.

Luminarias con grado IP alto requieren perodos de limpieza ms largos.

Luminarias con grado IP bajo, requieren perodos de limpieza ms cortos.

La decisin depende de la evaluacin econmica de costo luminaria

por IP Vs Costos de limpieza proyectados en el empo.

Efectos de las condiciones atmosfricas (calor, humedad y polvo)

Se recomienda el uso de luminarias con segundo dgito de IP con valor

alto, superior a 3, independiente del clima en la zona de instalacin. Enzonas clidas, se recomienda ulizar luminarias con suciente volumen

interior para reducir los efectos de incremento de temperatura porefecto de la sumatoria de temperaturas de la bombilla y el ambiente.

URE y mantenimiento del alumbrado pblico

Actividades de mantenimiento

El mantenimiento de alumbrado pblico generalmente es correcvo porque se programan trabajos cuandose presenta falla (apagado). Entonces, se programa un mantenimiento cuyo objevo es ubicar la falla, solucio-narla y dejar la luminaria nuevamente funcionando.

Sin embargo, hay acvidades de po prevenvo que programadas en periodos adecuados de empo, ge-neran un efecto de mejoramiento en las condiciones de iluminacin por efecto de limpieza en las partes delconjunto pco de una luminaria.

En una instalacin nueva, los componentes de una luminaria se encuentran limpios, los contactos elctricosbien ajustados y los equipos en el inicio de su vida l. Pero, conforme avanza el empo de operacin, unainstalacin de alumbrado pblico esta expuesta a la contaminacin ambiental, a vibraciones y efectos de poelctrico (como variacin en la tensin de alimentacin proveniente de la red), los cuales generan deterioro enlos componentes, en el conjunto pco de las luminarias y en la reduccin de los niveles de iluminacin.


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Por lo tanto, se debe tener en cuenta un nuevo elemento a considerar en la etapa de diseo, operacin, ges-n y administracin del sistema: el factor de manteniemiento (FM).

Componentes elctricos

Es recomendable revisar contactoselctricos, ya que la luminaria

instalada vibra frecuentementepor el trnsito de vehculos y los

contactos tienden a aflojarse.

Depreciacin de ujo luminoso (DLB)

Por efectos de envejecimiento, el tubo interior de descarga se va oscureciendo por evaporacin del material

del electrodo y su acumulacin en las paredes del mismo. Esto va aumentando gradualmente con el paso delempo hasta el nal de la vida l de la bombilla.

Segn la tabla de NTC 900, para bombillas de vapor de sodio de alta presin el ujo se deprecia 1,1% cada1 000 horas de operacin; para bombillas de vapor de mercurio es del 1,15% en el mismo empo. Esto signi-ca que la prdida de ujo luminoso es ms rpida en las bombillas de mercurio.

Se debe tener en cuenta que, de acuerdo con la CREG, se deben rerar las bombillas con menos del 70% delujo inicial.


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Conjunto pco

Por efectos de contaminacin ambiental (polucin), la luminaria va acumulando suciedad y por lotanto se va perdiendo en forma gradual, la candad de luz emida.

Los niveles de contaminacin son bsicamente tres y estn denidos en la tabla 17 de la normaNTC 900:

- Bajo

- Medio

- Alto

Este lmo est asociado a zonas industriales o a carreteras destapadas, en las cuales el trcovehicular expone directamente las luminarias al polvo.

Se observa que en luminarias con IP bajo (IP23), expuestas a condiciones de polucin media, sepierde gradualmente la candad de luz emida de acuerdo con la lnea azul en la grca

La prdida de flujo luminoso emitido por la bombilla conforme avanza el tiempo no se puedesolucionar por mantenimiento. Pero es propio de las bombillas y debe tenerse en cuenta.

Depreciacin por suciedad de la luminaria (DLL)


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Este aspecto es clave. Al observar las grcas, la primera muestra que la depreciacin por acumulacin desuciedad de la luminaria en 60 meses (5 aos), implica prdidas en el ujo emido hasta un 60%. Como conse-cuencia directa del requisito en los niveles de iluminacin, implicara en el diseo, un sobredimensionamientodel 50% al inicio, de tal forma que al nal de estos 5 aos, los niveles de iluminacin se cumplan sin haber reali-zado labores de limpieza en la luminaria.

En la segunda grca se observa que realizando labores de limpieza peridica (en este caso cada 2 aos), las

prdidas solamente alcanzan un 20% y por efecto de limpieza se recupera el ujo luminoso emido, siendo elvalor tope el correspondiente a la depreciacin nominal de ujo luminoso de la bombilla.

Para calcular la inuencia del ensuciamiento de la luminaria por polucin (DLL) en el factor de mantenimien-to, se ene como referencia los valores presentados en la tabla 19 de la NTC 900; tomando como factor a ulizarel resultante de cruzar el ndice de proteccin (IP) de la luminaria instalada, el nivel de contaminacin y el empotranscurrido sin hacer limpieza.

Clculo del factor de mantenimiento

Para efectos prccos el factor de mantenimiento (FM) se calcula as:

FM = FB x DLB x DLL

donde: FB: factor de balasto = 0.97

DLB: factor de depreciacin de ujo luminoso bombilla.

DLL: factor de mantenimiento de la luminaria (por limpieza)

De la frmula se observa que el nicofactor sobre el cual se puede actuar es el de

mantenimiento de la luminaria (DLL).

De ah su importancia, porque permite opmizarel diseo de una instalacin con luminariasde menor consumo de potencia, siempre y

cuando se cumpla el programa de limpieza paragaranzar los niveles de iluminacin requeridos.

Anlisis de casoA connuacin se presentan ejercicios prccos para ilustrar los conceptos presentados en la presente carlla.

IMPORTANTE

Para la presentacin de cada uno de los casos a analizar se uliz una aplica-cin desarrollada nicamente con objeto de anlisis acadmico e ilustravo, no esuna herramienta para diseo. Para este n existen herramientas de soware espe-cializadas, las cuales conenen las curvas especcas para cada po de luminariaexistente en el mercado. Es importante saber que los proveedores de luminarias y

productos de iluminacin disponen de estas herramientas y las colocan al servicio

de sus clientes con el n de que se tome una decisin adecuada en el momento detomar decisiones de compra.


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En la siguiente gura se ilustra el objeto de anlisis para los casos de uso.

Caso . Sustitucin sodio mercurio tipo de va M

CONDICIN INICIAL

Para este caso, se enen instaladas luminarias de 125 W de vapor de mercurio, las cuales llevan en funcio-

namiento 3 aos y no se ha realizado limpieza de la luminaria, razn por la cual se toma un factor de manteni-miento de la luminaria DLL- de 0.76.

Las condiciones de reexin de la calzada son buenas y por lo tanto los requisitos de iluminacin para estepo de va estn en:

Iluminancia Media (Emedia): 13 lx . Uniformidad (U): 0.4. Se observa que en estas condiciones la ilumina-cin cumple el criterio de uniformidad, pero no con los niveles de iluminacin media requeridos.

RESULTADO SUPERFICIE VA

Cambio a 70 W sodio alta presinPara este caso, se cambian las luminarias de 125 W de vapor de mercurio por luminarias de vapor de sodio

de alta presin 70 W.

Las condiciones implican un cambio, se ha realizado limpieza por mantenimiento, por esto el DLL es 1 , losrequisitos de niveles de iluminacin son los mismos que en el caso anterior.

Los resultados obtenidos son:


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RESULTADO SUPERFICIE VIA:

Caso : sobredimensionamiento en diseo:

En este caso la va sera po m3 con los siguientes requisitos de iluminacin:

Iluminacin media (Emedia): 16lx Uniformidad (u):0.4

Condicin I:

Luminancia IP23

Factor de mantenimiento por limpieza (DLL):0.53

Tipo de polucin: media

Sin limpieza durante 3 aos.

Condicin II:

Luminaria IP23 Factor de mantenimiento por limpie-za (DLL): 1 Con limpieza a la luminaria

Se obenen resultados similares cumpliendo con losrequisitos; pero con una diferencia fundamental: la con-dicin I implica el uso de luminarias de 250W de sodiode alta presin, mientras la condicin II luminarias de150W de sodio de alta presin.

Se observa que se cumplen los valo-res de Iluminancia media y uniformidad,por lo tanto realizando la sustucin deMercurio de 125 W por Sodio de 70 W,y considerando planes de limpieza de

luminarias se cumple con los requisitosgaranzando calidad en la prestacin delservicio de alumbrado pblico.


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RESULTADO SUPERFICIE VIA:

Consideraciones econmicasEn la tabla siguiente, se presentan los costos bsicos asociados a una instalacin de alumbrado pblico, to-

mados como referencia para denir una evaluacin econmica de alternavas tcnicas.

Nota: Es conveniente aclarar que todos los valores en esta carlla corresponden a pesos colombianos para el ao 2007.

Para la revisin de la informacin se debe considerar:

1. Los costos de instalacin estn aproximados en mlplos de $50 000, al valor ms cercano.

2. La tarifa en Col $/ kWh, se obtuvo de un promedio estadsco entre la informacin de tarifas reportada alSUI en 2007 por cada departamento.

3. Los valores de gastos por reparaciones y limpieza se aproximan en mlplos de $5.000 al valor ms cer-cano.

Costos bsicos asociados a instalaciones de alumbrado pblico por punto luminoso

ITEM DESCRIPCIN CANTIDADVR. UNITARIO

70 WSodio

150 WSodio

250 WSodio

400 WSodio

1 GASTOS DE INSTALACIN (miles de pesos)

1.1 Costo instalacin luminaria UNIDAD $ 150 $ 150 $ 150 $ 150

1.2 Costo alambrado luminaria UNIDAD $ 50 $ 50 $ 50 $ 50

1.3 Costo luminaria UNIDAD $ 200 $ 350 $ 400 $ 450

1.4 Costo cable red area 50 m $ 150 $ 200 $ 150 $ 150

1.5 Costo postes red area UNIDAD $ 900 $ 900 $ 900 $ 900

SUBTOTAL INSTALACIN $ 1 450 $ 1 600 $ 1 650 $ 1 700

2 GASTOS CONSUMO ENERGA

2.1 Tarifa promedio kWh $ $ 218 $ 218 $ 218 $ 218

3 GASTOS POR CAMBIO DE LUMINARIAS ( miles de pesos)

3.1 Valor luminaria UNIDAD $ 200 $ 350 $ 400 $ 4503.2 Costo mano de obra UNIDAD $ 50 $ 50 $ 50 $ 50

SUBTOTAL $ 250 $ 400 $ 450 $ 500

4 GASTOS POR LIMPIEZA (miles de pesos)

4.1 Costo mano de obra horas/hombre $ 25 $ 25 $ 25 $ 25

5 GASTOS POR REPARACIONES

Costo mano de obra cambio bombilla UNIDAD $ 35 $ 35 $ 35 $ 35

Costo bombilla UNIDAD $ 15 $ 25 $ 35 $ 45

SUBTOTAL REPARACIONES $ 50 $ 60 $ 70 $ 80


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Un ejercicio econmico consiste en presentar los resultados de los costos de un proyecto de alumbrado pbli -co, teniendo en cuenta solamente el efecto de la inversin en la construccin y los costos por consumo de ener-ga. Con el objeto de simplicar el anlisis, se manenen el valor del kWh constante en $ 228 (valor promedionacional ao 2007). Para realizar anlisis en el empo se uliza la metodologa de Valor Presente Neto (VPN),con una tasa de inters del 4% anual, la cual incluye los costos nancieros asociados a recaudo, administracin ypago del dinero en las operaciones relacionadas con gesn de alumbrado pblico.

Situacin I: sustitucin sodio por mercurioPara este anlisis se consideran los costos asociados a inversin en el ao cero por efectos de cambio de

luminaria y mano de obra; cada cinco aos se considera el costo por insumo y mano de obra asociado al cambiode bombilla por reposicin, as como el costo anual por concepto de consumo de energa manteniendo constan-te el valor de 228 $/kWh.

Los ujos de costos anuales se presentan en la siguiente tabla:

tem Perodo Mercurio 250 W Sodio 150 W

Costo de inversin en cambio luminaria acomienzo del ao 1 Una vez $ 0 $ 500 000

Costos energa (valor anual durante 15 aos) Cada ao $ 249 660 $ 149 796Inversin bombilla Cada 5 aos $ 50 000 $ 60 000

Consideraciones ambientales

Realizando la evaluacin y calculando elValor Presente Neto (VPN)para cada ao,se observan los resultados obtenidos en lasiguiente fgura:

Se observa que en el ao 3 se presenta elpunto de equilibrio (VPN para mercurio 250W igual a VPN para sodio 150 W incluyendolos costos de cambio de luminaria), y a partir

de este momento, la luminaria de sodio de150 W presenta mejor rentabilidad porquelos costos de valor presente para cada ao,son menores a los obtenidos para mercuriode 250 W.

Con respecto al medio ambiente, la alcalda debe considerar el impacto ambiental en las acvi-

dades propias de modernizacin, expansin y mantenimiento. Por lo tanto debe incluir y desarrollarPlanes de Manejo Ambiental (PMA), los cuales tendrn en cuenta los lineamientos del Ministerio delMedio Ambiente y la autoridad ambiental local.

De especial cuidado, es el manejo de bombillas para alumbrado pblico, por los componentesdel tubo central. Es obligacin de la alcalda, conocer las normas y directrices sealadas por las au-toridades ambientales para garanzar su cumplimiento, en los procedimientos de manipulacin deelementos con residuos peligrosos, el manejo general de los residuos slidos y su adecuado tratoen el almacenamiento y disposicin nal.


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Referencias bibliogrcas

1) Comisin de Regulacin de Energa y Gas - CREG. Carlla del Usuario de los servicios pblicos de EnergaElctrica y Gas Combusble. Bogot D.C., Colombia. Junio de 2005.

2) MINISTERIO DE MINAS Y ENERGA. Decreto Numero 2424 de Julio 18 de 2006, Por el cual se regula laprestacin del servicio de Alumbrado Pblico. Bogot, D.C., Colombia. 2006.

3) UNIDAD DE PLANEACIN MINERO ENERGTICA. Bolen Estadsco de Minas y Energa 1999-2005. Co-lombia. Mayo de 2006. ISBN 95897855-0-6

4) DEPARTAMENTO NACIONAL DE PLANEACION. Estrategias y acciones para fomentar el uso eciente yracional de energa. Bogot D.C., Colombia. Agosto 23 de 1995. 25 p. (Documento CONPES 2801).

5) SUPERINTENDENCIA DE SERVICIOS PBLICOS DOMICILIARIOS. Carlla de servicios pblicos para alcaldes.Bogot D.C. Colombia. Noviembre de 2007.

6) Unidad Ejecuva de Servicios pblicos - UESP. Manual nico de Alumbrado Pblico para Bogot, D.C.Bogot: Imprenta Distrital, 2004. 847 p. (Resolucin N 17 del 10 de Febrero de 2004). No. 3069. ISSN0124-0552.

7) INSTITUTO COLOMBIANO DE NORMAS TCNICAS Y CERTIFICACIN. Reglas generales y especicacionespara el alumbrado pblico. Bogot: ICONTEC, 2004. 150 p. (NTC 900).

8) ________ . Luminarias: Requisitos generales y ensayos. Bogot: ICONTEC, 1999. (NTC 2230).

9) CIE TECHNICAL REPORT. Recommendaons for the lighng of roads for motor and pedestrian trac.Commission Internaonal de Lclairage, Publicaon No. 115. ISBN 3-900-734-59-3.

10) Uso Racional y Eciente de la Energa / Mundo Elctrico. Vol. 21, No. 69 (Oct. Dic. 2007). Bogot, Colom-

bia. ISSN 1692-7052.

11) SILVA L., Jorge y PORRAS R., Gregorio. Implantacin de las polcas de eciencia energca. [en lnea].Colombia. Universidad de los Andes. Disponible en .

12) UNIDAD DE PLANEACION MINERO ENERGTICA. Programas de Uso Racional de Energa. En: 13er Con-greso Mercado de Energa Mayorista. [en lnea]. Colombia, 2007. UPME. Disponible en .

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