Universidad de La Salle Universidad de La Salle

Ciencia Unisalle Ciencia Unisalle

Ingeniería Eléctrica Facultad de Ingeniería

1-1-2001

Análisis de la calidad de servicio del alumbrado público de Análisis de la calidad de servicio del alumbrado público de

Bogotá D.C., proponiendo un complemento a la normatividad Bogotá D.C., proponiendo un complemento a la normatividad

existente existente

Jairo Alejandro Rodríguez Niño Universidad de La Salle, Bogotá

Carlos Alexander Romero Gómez Universidad de La Salle, Bogotá

Follow this and additional works at: https://ciencia.lasalle.edu.co/ing_electrica

Citación recomendada Citación recomendada Rodríguez Niño, J. A., & Romero Gómez, C. A. (2001). Análisis de la calidad de servicio del alumbrado público de Bogotá D.C., proponiendo un complemento a la normatividad existente. Retrieved from https://ciencia.lasalle.edu.co/ing_electrica/564

This Trabajo de grado - Pregrado is brought to you for free and open access by the Facultad de Ingeniería at Ciencia Unisalle. It has been accepted for inclusion in Ingeniería Eléctrica by an authorized administrator of Ciencia Unisalle. For more information, please contact ciencia@lasalle.edu.co.

ANÁLISIS DE LA CALIDAD DE SERVICIO DEL ALUMBRADO PÚBLICOANÁLISIS DE LA CALIDAD DE SERVICIO DEL ALUMBRADO PÚBLICOANÁLISIS DE LA CALIDAD DE SERVICIO DEL ALUMBRADO PÚBLICOANÁLISIS DE LA CALIDAD DE SERVICIO DEL ALUMBRADO PÚBLICODE BOGOTÁ D.C., PROPONIENDO UN COMPLEMENTO A LADE BOGOTÁ D.C., PROPONIENDO UN COMPLEMENTO A LADE BOGOTÁ D.C., PROPONIENDO UN COMPLEMENTO A LADE BOGOTÁ D.C., PROPONIENDO UN COMPLEMENTO A LA

NORMATIVIDAD EXISTENTENORMATIVIDAD EXISTENTENORMATIVIDAD EXISTENTENORMATIVIDAD EXISTENTE

JAIRO ALEJANDRO RODRÍGUEZ NIÑOJAIRO ALEJANDRO RODRÍGUEZ NIÑOJAIRO ALEJANDRO RODRÍGUEZ NIÑOJAIRO ALEJANDRO RODRÍGUEZ NIÑOCARLOS ALEXANDER ROMERO GÓMEZCARLOS ALEXANDER ROMERO GÓMEZCARLOS ALEXANDER ROMERO GÓMEZCARLOS ALEXANDER ROMERO GÓMEZ

UNIVERSIDAD DE LA SALLEUNIVERSIDAD DE LA SALLEUNIVERSIDAD DE LA SALLEUNIVERSIDAD DE LA SALLEFACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICAFACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICAFACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICAFACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA

ÁREA DE ILUMINACIÓNÁREA DE ILUMINACIÓNÁREA DE ILUMINACIÓNÁREA DE ILUMINACIÓNBOGOTÁ D.C.BOGOTÁ D.C.BOGOTÁ D.C.BOGOTÁ D.C.

2001200120012001

ANÁLISIS DE LA CALIDAD DE SERVICIO DEL ALUMBRADO PÚBLICOANÁLISIS DE LA CALIDAD DE SERVICIO DEL ALUMBRADO PÚBLICOANÁLISIS DE LA CALIDAD DE SERVICIO DEL ALUMBRADO PÚBLICOANÁLISIS DE LA CALIDAD DE SERVICIO DEL ALUMBRADO PÚBLICODE BOGOTÁ D.C., PROPONIENDO UN COMPLEMENTO A LADE BOGOTÁ D.C., PROPONIENDO UN COMPLEMENTO A LADE BOGOTÁ D.C., PROPONIENDO UN COMPLEMENTO A LADE BOGOTÁ D.C., PROPONIENDO UN COMPLEMENTO A LA

NORMATIVIDAD EXISTENTENORMATIVIDAD EXISTENTENORMATIVIDAD EXISTENTENORMATIVIDAD EXISTENTE

JAIRO ALEJANDRO RODRÍGUEZ NIÑOJAIRO ALEJANDRO RODRÍGUEZ NIÑOJAIRO ALEJANDRO RODRÍGUEZ NIÑOJAIRO ALEJANDRO RODRÍGUEZ NIÑOCARLOS ALEXANDER ROMERO GÓMEZCARLOS ALEXANDER ROMERO GÓMEZCARLOS ALEXANDER ROMERO GÓMEZCARLOS ALEXANDER ROMERO GÓMEZ

Monografía para optar al título deMonografía para optar al título deMonografía para optar al título deMonografía para optar al título deIngeniero ElectricistaIngeniero ElectricistaIngeniero ElectricistaIngeniero Electricista

DirectorDirectorDirectorDirectorEDGARD ALFONSO PRADA ARÉVALOEDGARD ALFONSO PRADA ARÉVALOEDGARD ALFONSO PRADA ARÉVALOEDGARD ALFONSO PRADA ARÉVALO

Ingeniero ElectricistaIngeniero ElectricistaIngeniero ElectricistaIngeniero Electricista

UNIVERSIDAD DE LA SALLEUNIVERSIDAD DE LA SALLEUNIVERSIDAD DE LA SALLEUNIVERSIDAD DE LA SALLEFACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICAFACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICAFACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICAFACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA

ÁREA DE ILUMINACIÓNÁREA DE ILUMINACIÓNÁREA DE ILUMINACIÓNÁREA DE ILUMINACIÓNBOGOTÁ D.C.BOGOTÁ D.C.BOGOTÁ D.C.BOGOTÁ D.C.

2001200120012001

Nota de Aceptación Nota de Aceptación Nota de Aceptación Nota de Aceptación

____________________________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________________________DirectorDirectorDirectorDirector

________________________________________________________________________________________JuradoJuradoJuradoJurado

________________________________________________________________________________________JuradoJuradoJuradoJurado

Bogotá D.C., 21 de Mayo de 2001Bogotá D.C., 21 de Mayo de 2001Bogotá D.C., 21 de Mayo de 2001Bogotá D.C., 21 de Mayo de 2001

A nuestros padres, por todoA nuestros padres, por todoA nuestros padres, por todoA nuestros padres, por todosu amor y comprensiónsu amor y comprensiónsu amor y comprensiónsu amor y comprensióndurante esta etapa de nuestrasdurante esta etapa de nuestrasdurante esta etapa de nuestrasdurante esta etapa de nuestrasVidas.Vidas.Vidas.Vidas.

Ni la Universidad, ni el asesor,Ni la Universidad, ni el asesor,Ni la Universidad, ni el asesor,Ni la Universidad, ni el asesor,ni el jurado calificador, ni el jurado calificador, ni el jurado calificador, ni el jurado calificador, son responsablesson responsablesson responsablesson responsablespor las ideas expuestas por el graduando.por las ideas expuestas por el graduando.por las ideas expuestas por el graduando.por las ideas expuestas por el graduando.

AGRADECIMIENTOSAGRADECIMIENTOSAGRADECIMIENTOSAGRADECIMIENTOS

Los autores expresan sus agradecimientos a:

Edgard Alfonso Prada Arévalo, Ingeniero Electricista y director de nuestroestudio, por su valiosa experiencia, conocimiento y la orientación prestada a lolargo de este trabajo.

Fernando Gómez Gómez, Ingeniero Electricista, por su valioso aporte a laconstrucción de nuestro proyecto de grado.

Schréder Colombia S.A., Departamento Técnico, por su apoyo incondicional enel suministro de información técnica y estudios fotométricos.

TABLA DE CONTENIDOTABLA DE CONTENIDOTABLA DE CONTENIDOTABLA DE CONTENIDO

pág.RESUMENGLOSARIOINTRODUCCIÓN 261.CONCEPTOS Y DEFINICIONES BÁSICAS1.CONCEPTOS Y DEFINICIONES BÁSICAS1.CONCEPTOS Y DEFINICIONES BÁSICAS1.CONCEPTOS Y DEFINICIONES BÁSICAS 291.1 FLUJO LUMINOSO 291.2 INTENSIDAD LUMINOSA 291.3 ILUMINANCIA 301.3.1 Iluminancia Promedio 301.3.2 Promedio Ponderado 301.4 LUMINANCIA 311.4.1 Relación entre Iluminancia (E) y Luminancia (L) 311.4.2 Importancia de los reflexiones sobre la superficie de la calzada 331.4.3 Propiedades reflectantes de las superficies de las vías 351.4.4 Características de los revestimientos de las vías 371.4.5 Medición de las propiedades de reflexión de un revestimiento 401.5 DESLUMBRAMIENTO 431.5.1 Limitación del Deslumbramiento 431.5.2 Luminancia de Velo 441.5.3 Aumento del Umbral de Contraste T.I. 451.6 BOMBILLAS Y TIPOS DE BOMBILLAS 481.6.1 Bombilla de Vapor de Mercurio 48

1.6.2 Bombilla de Vapor de Sodio 501.7 CLASIFICACIÓN DE LAS BOMBILLAS SEGÚN SU FORMA 521.8 ACCESORIOS ELÉCTRICOS DE UNA LUMINARIA 541.8.1 Balastos 541.8.2 Tipos de Balastos 551.8.2.1 Balasto Reactor Serie 551.8.2.2 Balasto HX 561.8.2.3 Balasto CWA 571.8.3 Fabricación de los Balastos 581.8.4 Arrancadores 581.8.5 Cableado Interno 611.8.6 Condensadores 621.8.7 Carcasa 631.9 ÍNDICES DE PROTECCIÓN CONTRA LA ENTRADA DE CUERPOS SÓLIDOS, POLVO Y HUMEDAD (CLASIFICACIÓN IP) 641.10 RESISTENCIA AL CHOQUE 671.11 INTERPRETACIÓN DE CURVAS DEL FABRICANTE 681.11.1 Matriz de Intensidades 681.11.2 Diagrama Polar 711.11.3 Factor de Utilización de una Luminaria 721.12 PARÁMETROS DE DISEÑO PARA LA ILUMINACIÓN DE VÍAS 731.12.1 Ancho de Calzada (l) 741.12.2 Tipo de Vía 751.12.3 Tipo de Recubrimiento de la Calzada 771.12.4 Luminancia Promedio (Lav) 781.12.5 Uniformidad Promedio (U0) 791.12.6 Uniformidad Longitudinal (UL) 791.12.7 T.I. (Threshold Increment) 801.12.8 Valores de Luminancia e Iluminancia recomendados por

CODENSA para los diferentes tipos de vías 801.13 PARÁMETROS DE INSTALACIÓN DE LUMINARIAS 811.13.1 Altura de montaje (H) 811.13.2 Interdistancia (S) 821.13.3 Avance 831.13.4 Ángulo de Inclinación de la Luminaria 841.13.5 Ancho de calzada (l) 851.13.6 Reglaje del Portabombillas 851.13.7 Altura de montaje de las luminarias, su separación y el anchode la calzada 861.14 DISPOSICIÓN GEOMÉTRICA DE LAS VÍAS 861.15 CÁLCULO DE ILUMINANCIA MEDIA DE ACUERDO AL MÉTODO DE LOS NUEVE PUNTOS 882. ANÁLISIS TÉCNICO2. ANÁLISIS TÉCNICO2. ANÁLISIS TÉCNICO2. ANÁLISIS TÉCNICO 922.1 ANÁLISIS FOTOMÉTRICO 922.1.1 Toma de datos 922.1.1.1 Datos obtenidos para las vías principales 932.1.1.2 Datos obtenidos para vías secundarias 942.1.1.3 Datos obtenidos para barrios (Secundarias tipo V8 y V9) 952.1.1.4 Datos obtenidos para ciclo-rutas 962.1.1.5 Datos obtenidos para la iluminación de puentes vehiculares 962.1.1.6 Datos obtenidos para la iluminación de vías peatonales 972.1.1.7 Datos obtenidos para la iluminación bajo puentes 972.1.1.8 Datos obtenidos para la iluminación de puentes peatonales 982.2 ANÁLISIS DE INSTALACIÓN Y MANTENIMIENTO 982.2.1 Diferencia de longitudes de brazos 992.2.2 Diferencia de ángulos de inclinación de las luminarias 1002.2.3 Diferencias de tipo de luminaria 1012.2.4 Diferencia de altura de postes en un tramo de vía 103

2.2.5 Diferencia de reglajes de bombilla en luminarias 1042.2.6 Diferencia de flujos entre bombillas 1052.2.7 Diferencia de fuentes en un mismo tramo 1062.2.8 Limpieza de las luminarias 1092.2.9 Redes Eléctricas 1102.3 RESUMEN DE PROBLEMAS ENCONTRADOS EN LAS REDES DE ALUMBRADO PÚBLICO DE BOGOTÁ D.C. 1122.4 EJEMPLOS DE CÁLCULO DE VÍAS POR EL MÉTODO DE LOS NUEVE PUNTOS 1133 ESTUDIO AMBIENTAL3 ESTUDIO AMBIENTAL3 ESTUDIO AMBIENTAL3 ESTUDIO AMBIENTAL 1453.1 ¿QUÉ LLAMAMOS CONTAMINACIÓN LUMÍNICA? 1453.2 EFECTOS Y CONSECUENCIAS DE LA CONTAMINACIÓN LUMÍNICA 1483.3 ¿CÓMO LO PODEMOS SOLUCIONAR? 1513.4 CONTAMINACIÓN VISUAL 1524 INNOVACIONES TECNOLÓGICAS EN ALUMBRADO PÚBLICO4 INNOVACIONES TECNOLÓGICAS EN ALUMBRADO PÚBLICO4 INNOVACIONES TECNOLÓGICAS EN ALUMBRADO PÚBLICO4 INNOVACIONES TECNOLÓGICAS EN ALUMBRADO PÚBLICO 1554.1 FOTODISTRIBUCIÓN 1574.2 FUENTES LUMINOSAS 1584.3 LUMINARIAS 1604.4 CONTROL DE LA POLUCIÓN LUMINOSA 1634.5 LUMINARIAS PARA ALUMBRADO DECORATIVO 1665. PROPUESTA DE COMPLEMENTO A LA NORMATIVIDAD5. PROPUESTA DE COMPLEMENTO A LA NORMATIVIDAD5. PROPUESTA DE COMPLEMENTO A LA NORMATIVIDAD5. PROPUESTA DE COMPLEMENTO A LA NORMATIVIDAD EXISTENTEEXISTENTEEXISTENTEEXISTENTE 1686. ESTUDIO ECONÓMICO6. ESTUDIO ECONÓMICO6. ESTUDIO ECONÓMICO6. ESTUDIO ECONÓMICO 1757. CONCLUSIONES7. CONCLUSIONES7. CONCLUSIONES7. CONCLUSIONES 184BIBLIOGRAFÍA ANEXOS

LISTA DE TABLASLISTA DE TABLASLISTA DE TABLASLISTA DE TABLAS

pág.

Tabla 1. Límite de valores para los diferentes tipos de calzada. 42Tabla 2. Designación aproximada de las superficies en las clases Típicas. 42Tabla 3. Características de los Balastos. 57Tabla 4. Comparación de los Balastos según su fabricación. 58Tabla 5. Índice de protección contra entrada de polvo, objetos sólidos y Humedad. 65Tabla 6. Resistencia al choque de Luminarias de Alumbrado Público. 67Tabla 7. Matriz de Intensidades. 70Tabla 8. Clasificación de las vías según el DAPD. 75Tabla 9. Velocidad de circulación de tráfico según el DAPD. 76Tabla 10. Tabla comparativa entre clasificación de las vías según IES y DAPD. 76Tabla 11. Tabla comparativa entre clasificación de vías según CIE y DAPD. 77Tabla 12. Clasificación de Revestimientos Normalizados. 78Tabla 13. Valores de luminancia vigentes para vías vehiculares. 81Tabla 14. Comparación de bombillas normales y Super según Phillips. 158Tabla 15. Factores de Mantenimiento. 162Tabla 16. Cuadro Resumen de datos fotométricos obtenidos para vías principales. 121Tabla 17. Cuadro Resumen de datos fotométricos obtenidos para vías

secundarias. 122Tabla 18. Cuadro Resumen de datos fotométricos obtenidos para barrios. 123Tabla 19. Cuadro Resumen de datos fotométricos obtenidos para ciclo - rutas. 124Tabla 20. Cuadro Resumen de datos fotométricos obtenidos para puentes. 125Tabla 21. Cuadro Resumen de datos fotométricos obtenidos para vías peatonales. 126Tabla 22. Cuadro Resumen de datos fotométricos obtenidos bajo puentes 127Tabla 23. Mediciones efectuadas en vías principales. 128Tabla 24. Mediciones efectuadas en vías secundarias. 130Tabla 25. Mediciones efectuadas en barrios. 132Tabla 26. Mediciones efectuadas en ciclo-rutas. 134Tabla 27. Mediciones efectuadas sobre puentes. 136Tabla 28. Mediciones efectuadas en vías peatonales. 138Tabla 29. Mediciones efectuadas bajo puentes. 140Tabla 30. Estado de mantenimiento de las luminarias. 142Tabla 31. Costo de Diseño por Kilómetro. 182

LISTA DE FIGURASLISTA DE FIGURASLISTA DE FIGURASLISTA DE FIGURAS

pág.

Figura 1. Reflexión especular. 32Figura 2. Reflexión difusa. 32Figura 3. Reflexión Compleja. 32Figura 4. Reflexión sobre una superficie de carretera. 34Figura 5. Ángulos relacionados con el coeficiente de luminancia. 36Figura 6. Efecto de velo ocasionado por un rayo incidente sobre el ojo. 45Figura 7. Circuito básico para bombilla de Vapor de Mercurio. 49Figura 8. Control óptico de la superficie con bombilla ovoide y con bombilla tubular. 53Figura 9. Bombillas de Vapor de Sodio. 53Figura 10. Circuito Balasto Reactor. 56Figura 11. Circuito Balasto HX. 56Figura 12. Conexión Balasto CWA. 57Figura 13. Conexión utilizando las espiras del balasto. 60Figura 14. Conexión con arrancador en paralelo. 60Figura 15. Conexión con arrancador en superposición. 60Figura 16.Sistema de coordenadas C γ para la luminarias de alumbrado público. 69Figura 17. Diagrama Polar. 71

Figura 18. Perfil explicativo del coeficiente de utilización. 72Figura 19. Curva Coeficiente de Utilización. 73Figura 20. Altura de montaje de una luminaria. 82Figura 21. Interdistancia entre luminarias. 83Figura 22. Avance de la luminaria sobre la vía o brazo del poste 84Figura 23. Ángulo de inclinación de la luminaria. 85Figura 24. Ancho de vía. 85Figura 25. Cambio de posición de la bombilla dentro del reflector. 86Figura 26. Disposición de luminarias sobre la vía. 87Figura 27. Distribución de los puntos para el cálculo de la luminancia media. 88Figura 28. Ubicación de los puntos sobre la malla de cálculo para localización unilateral y bilateral opuesta. 89Figura 29. Ubicación de los puntos sobre la malla de cálculo para localización bilateral alternada. 89Figura 30. Ubicación de los puntos sobre la malla de cálculo para localización central doble. 90Figura 31. Normas Básicas de utilización del Alumbrado. 152Figura 32. Perfil Avenida Tabor primer diseño (interdistancia 45m). 179Figura 33. Perfil Avenida Tabor segundo diseño (interdistancia 60m). 180

LISTA DE FOTOGRAFÍASLISTA DE FOTOGRAFÍASLISTA DE FOTOGRAFÍASLISTA DE FOTOGRAFÍAS

pág.

Fotografía 1. Diferencia de brazos en la Avenida el Dorado. 100Fotografía 2. Diferencia de inclinaciones de luminarias en un mismo perfil de vía. 101Fotografía 3. Diferencia de tipos de luminaria en una misma vía. 102Fotografía 4. Diferencia de altura de postes en la Calle 13. 103Fotografía 5. Diferencia de altura e postes en la Avenida el Dorado. 104Fotografía 6. Diferencia de reglaje de bombillas en la Avenida Suba. 105Fotografía 7. Diferencia de fuentes de iluminación en la Calle 3ª . 107Fotografía 8. Ubicación de dos tipos de fuente sobre un mismo poste 108Fotografía 9. Diferencia de niveles ocasionado por el cambio de fuente de iluminación. 108Fotografía 10. Luminaria sin limpieza. 110Fotografía 11. Cableado inadecuado de los circuitos de distribución y Alumbrado Público. 111Fotografía 12. Contaminación lumínica de las grandes ciudades. 145Fotografía 13. Efecto de la contaminación lumínica sobre el paisaje nocturno. 148Fotografía 14. Efecto deslumbrante producido por una luminaria tipo farol. 150Fotografía 15. Alumbrado Público en Bélgica. 155

Fotografía 16. Luminarias fotodistributivas. 157

Fotografía 17. Fuente luminosa de Halogenuros. 158Fotografía 18. Nuevo diseño de luminarias. 160Fotografía 19. Postes elevados. 163Fotografía 20. Luminarias ornamentales. 166

LISTA DE GRÁFICASLISTA DE GRÁFICASLISTA DE GRÁFICASLISTA DE GRÁFICAS

pág.

Gráfica 1. Niveles y uniformidad para vías principales. 129Gráfica 2. Niveles y uniformidad para vías secundarias. 131Gráfica 3. Niveles y uniformidad para barrios. 133Gráfica 4. Niveles y uniformidad para ciclo-rutas. 135Gráfica 5. Niveles y uniformidades sobre puentes. 137Gráfica 6. Nivel y uniformidad para peatonales. 139Gráfica 7. Niveles y uniformidades para sitios bajo puentes. 141

LISTA DE ANEXOSLISTA DE ANEXOSLISTA DE ANEXOSLISTA DE ANEXOS

ANEXO A. Cálculos de diseño según la empresa Schréder Colombia S.A.,para estudio económico, capítulo 6.ANEXO B. Fotografías de problemas de iluminación encontrados en las vías de Bogotá.ANEXO C. Niveles de Iluminancia / Luminancia para proyectos de Alumbrado Público según la UESP.

GLOSARIOGLOSARIOGLOSARIOGLOSARIO

Altura de Montaje: Altura de Montaje: Altura de Montaje: Altura de Montaje: Es la distancia vertical entre la superficie del áreaconsiderada y el centro de la fuente de luz de la luminaria.

Arrancador:Arrancador:Arrancador:Arrancador: Dispositivo usado conjuntamente con un balasto con el propósitode iniciar el arco en bombillas de descarga.

Balasto: Balasto: Balasto: Balasto: Dispositivo usado para obtener en el circuito eléctrico, las condicionesnecesarias (voltaje, corriente, forma de onda) para el encendido y operación dela bombilla de descarga.

Bombilla:Bombilla:Bombilla:Bombilla: Fuente artificial construida con el objeto de producir luz.

Bombilla de Mercurio:Bombilla de Mercurio:Bombilla de Mercurio:Bombilla de Mercurio: Está conformada por dos bulbos, uno exterior a manerade cubierta hecha de vidrio borosilicato y otro interior que es el "Tubo de arco" otubo de descarga fabricado en cuarzo. El tubo de arco contiene los electrodos, elmercurio puro y una pequeña cantidad de gas argón. La luz que emite estabombilla es de color blanco HID.

Bombilla de Sodio:Bombilla de Sodio:Bombilla de Sodio:Bombilla de Sodio: Está bombilla de descarga tiene dos tubos, uno con gas aalta presión, denominada bombilla de alta intensidad HID (High IntensityDischarge), incluye vapor de sodio a alta presión. La luz que emite es de coloramarillo.

Campo Visual:Campo Visual:Campo Visual:Campo Visual: Conjunto de puntos que pueden ser percibidos cuando la cabezay el ojo del observador están inmóviles. El campo visual puede ser monocular obinocular.

Centro Metropolitano:Centro Metropolitano:Centro Metropolitano:Centro Metropolitano: Según el Plan de Ordenamiento Territorial de la ciudadde Bogotá D.C., es una pieza urbana conformada por las centralidadesdesarrolladas por: La Ciudad Central integrada por el Centro Histórico y por lazona comprendida entre el Centro Internacional y la calle 100 ( inscrita entrelas avenidas Circunvalar al oriente, Ciudad de Quito al occidente, Sexta al sury la calle 100 al norte) y el Centro Urbano Tradicional delimitado por lasavenidas Primera al sur y 26 al norte, Ciudad de Quito al occidente y los cerros

al oriente, lo que define el carácter de esta pieza como nodo de actividadeconómica e institucional.

Coeficiente de Mantenimiento:Coeficiente de Mantenimiento:Coeficiente de Mantenimiento:Coeficiente de Mantenimiento: Es el porcentaje de luminarias que no estánfuncionando (apagadas) de una población total, es un indicador de calidad delservicio.

Conjunto Eléctrico:Conjunto Eléctrico:Conjunto Eléctrico:Conjunto Eléctrico: Son todos los elementos eléctricos necesarios para eladecuado funcionamiento de una bombilla de descarga (balasto, condensador,arrancador, etc).

Deslumbramiento:Deslumbramiento:Deslumbramiento:Deslumbramiento: Apreciación subjetiva tanto estática como dinámica, delgrado de incomodidad o reducción de la habilidad de la visión, debido a unareparación desfavorable de las luminancias o de su rango o por contrasteextremo en el espacio o el tiempo.

Difusión:Difusión:Difusión:Difusión: Cambio de la distribución espacial de una radiación cuando esta esdesviada en muchas direcciones por una superficie o por cualquier otro medio.

Difusor:Difusor:Difusor:Difusor: Dispositivo usado para alterar la distribución espacial del flujoluminoso de una fuente, por el fenómeno de difusión.

Dispersión:Dispersión:Dispersión:Dispersión: Fenómeno de cambio en la velocidad de propagaciones de unaradiación como función de su frecuencia, causando una separación de loscomponentes monocromáticos de la radiación.

Eficiencia de una Luminaria:Eficiencia de una Luminaria:Eficiencia de una Luminaria:Eficiencia de una Luminaria: Relación del flujo luminoso (Lúmenes) emitidopor la luminaria, al flujo emitido por la bombilla usada en ella (Rendimiento deuna luminaria).

Factor de Absorción: Factor de Absorción: Factor de Absorción: Factor de Absorción: Es una relación entre el flujo luminoso absorbido por unmedio y el flujo incidente.

Factor de Conservación: Factor de Conservación: Factor de Conservación: Factor de Conservación: Es el factor usado para indicar el cuidado de unaluminaria y su estado de permanencia en el tiempo. El factor de conservaciónalto indica un esquema de mantenimiento adecuado. El factor de conservaciónbajo indica deterioro en la calidad y mayor tiempo para efectuar elmantenimiento. (Tiene que ver con limpieza y / o reposición).

Factor de Mantenimiento: Factor de Mantenimiento: Factor de Mantenimiento: Factor de Mantenimiento: Razón de la iluminancia promedio sobre un áreadespués de un período específico de uso de la instalación, este factor dependedel período de limpieza de la luminaria, el nivel de polución presente en el sitio

de instalación y la depreciación del flujo luminoso de la fuente después de unperíodo de tiempo.

Factor de Uniformidad Promedio de Iluminancia (sobre una superficie dada):Factor de Uniformidad Promedio de Iluminancia (sobre una superficie dada):Factor de Uniformidad Promedio de Iluminancia (sobre una superficie dada):Factor de Uniformidad Promedio de Iluminancia (sobre una superficie dada):Relación entre la iluminancia mínima y la iluminancia promedio sobre unasuperficie. Uo = Emín / Epro (en %).

Factor de Uniformidad General de las Iluminancias Factor de Uniformidad General de las Iluminancias Factor de Uniformidad General de las Iluminancias Factor de Uniformidad General de las Iluminancias Uo (sobre una superficieUo (sobre una superficieUo (sobre una superficieUo (sobre una superficiedada): dada): dada): dada): Relación entre la iluminancia mínima y la iluminancia máxima sobre lasuperficie de una calzada. Ug = Emín / Emax (en%).

Factor de Uniformidad Longitudinal de Luminancia Factor de Uniformidad Longitudinal de Luminancia Factor de Uniformidad Longitudinal de Luminancia Factor de Uniformidad Longitudinal de Luminancia Ul:Ul:Ul:Ul: La medida menor de larelación Lmín / Lmáx sobre un eje longitudinal paralelo al eje de la vía quepasa por la posición del observador.

Factor de Utilización:Factor de Utilización:Factor de Utilización:Factor de Utilización: Relación entre flujo luminoso recibido por la superficie dela calzada y el flujo luminoso total emitido por las fuentes.

K = Flujo Sobre la superficie considerada (en%)Flujo de las fuentes

Flujo Luminoso:Flujo Luminoso:Flujo Luminoso:Flujo Luminoso: Se define como la radiación visible que emite una fuenteluminosa en todas las direcciones. Su unidad es el Lúmen. Símbolo: φ

Fotometría:Fotometría:Fotometría:Fotometría: Es la ciencia de la medición de la luz realizada por medio deinstrumentos, que utilizan la energía radiante incidente sobre un receptor queproduce cantidades eléctricas medibles (voltaje o corriente) . Estosinstrumentos son conocidos como fotómetros, esferas de integración fotométrica(Esfera de Ulbricht) y fotogoniómetros.

Luxómetro:Luxómetro:Luxómetro:Luxómetro: Instrumento electrónico empleado para la medición de laintensidad de la luz, da la medida en luxes.

Fuente Luminosa:Fuente Luminosa:Fuente Luminosa:Fuente Luminosa: Objeto que emite la luz producida por una transformación deenergía.

Iluminancia:Iluminancia:Iluminancia:Iluminancia: Es la densidad de flujo luminoso que incide sobre una superficie, osea el cociente del flujo luminoso al área de la superficie. Su unidad es el Lux.Símbolo: E

Iluminación:Iluminación:Iluminación:Iluminación: Es el acto de iluminar.

Intensidad LuminosaIntensidad LuminosaIntensidad LuminosaIntensidad Luminosa (de una fuente puntual en una dirección dada(de una fuente puntual en una dirección dada(de una fuente puntual en una dirección dada(de una fuente puntual en una dirección dada) :) :) :) : Flujoluminoso por unidad de ángulo sólido en la dirección considerada. Su unidad esla candela, cd. Símbolo : I.

Lúmen:Lúmen:Lúmen:Lúmen: Unidad de Flujo luminoso. Fotométricamente es el flujo luminosoemitido dentro de un ángulo sólido unitario (un esterorradián), por una fuentepuntual uniforme que produce una intensidad luminosa uniforme de unacandela. Símbolo: 1m.

Luminancia (de un punto de una superficie en una direcciónLuminancia (de un punto de una superficie en una direcciónLuminancia (de un punto de una superficie en una direcciónLuminancia (de un punto de una superficie en una dirección) : ) : ) : ) : Se interpretacomo el cociente de la intensidad luminosa en esa dirección, producida por unelemento de la superficie que rodea el punto, al área de la proyección ortogonaldel elemento de superficie sobre un plano perpendicular a la dirección dada.

Luminaria:Luminaria:Luminaria:Luminaria: Aparato que sirve para distribuir la luz emitida por las bombillas,incluyendo todas las piezas necesarias para fijar y proteger las bombillas ydemás elementos necesarios para su conexión a la red eléctrica de suministro.

Lux:Lux:Lux:Lux: Unidad de iluminancia. Corresponde a la iluminancia de una superficie deun metro cuadrado que recibe un flujo de un lumen uniformemente repartido.Símbolo: lx.

Poste:Poste:Poste:Poste: Columna de concreto, metal o madera hincada para sostener laluminaria y las redes de alumbrado público.

Potencia Nominal de una Fuente Luminosa:Potencia Nominal de una Fuente Luminosa:Potencia Nominal de una Fuente Luminosa:Potencia Nominal de una Fuente Luminosa: Potencia de funcionamiento de lafuente luminosa indicada por el fabricante. Se expresa en vatios (W).

Protector: Protector: Protector: Protector: Es la parte traslúcida de una luminaria cerrada, destinada aproteger las fuentes luminosas y los reflectores del polvo y los agentes externos.

Proyector:Proyector:Proyector:Proyector: Luminaria que por medio de lentes o espejos concentra la luz en unángulo sólido determinado por su sistema óptico, lo cual permite conseguir unaintensidad luminosa elevada.

Punto de Iluminación:Punto de Iluminación:Punto de Iluminación:Punto de Iluminación: Grupo de luminarias de alumbrado público instaladasen un mismo poste, varia de una a seis luminarias.

Radiación:Radiación:Radiación:Radiación: Emisión o transferencia de energía en forma de ondaselectromagnéticas o de partículas.

Reflector:Reflector:Reflector:Reflector: Dispositivo que se utiliza para redirigir el flujo luminoso de la fuentede luz por el proceso de reflexión.

Reflexión:Reflexión:Reflexión:Reflexión: Retorno de una radiación por una superficie sin que se cambie sufrecuencia o las componentes monocromáticos de las cuales esta compuestaestá radiación. Usualmente es una combinación de una reflexión regular(especular) y una reflexión difusa.

Reflexión Difusa:Reflexión Difusa:Reflexión Difusa:Reflexión Difusa: Se presenta cuando un haz de rayos luminosos que incidesobre una superficie, se refleja en múltiples direcciones, sin que exista lareflexión regular.

Refracción:Refracción:Refracción:Refracción: Cambio en la dirección de propagación de una radiacióndeterminada por el cambio en su velocidad de propagación al pasar a través deun medio ópticamente no homogéneo o al pasar de un medio a otro.

Refractor:Refractor:Refractor:Refractor: Dispositivo usado para alterar la distribución espacial del flujoluminoso de una fuente, por el proceso de refracción.

Temperatura del Color:Temperatura del Color:Temperatura del Color:Temperatura del Color: Es un término que se utiliza para describir el color deuna fuente luminosa, comparándolo con el de un cuerpo negro. Un cuerpo negrocambia de color al aumentar su temperatura, poniéndose primero rojo oscuro,después rojo claro, naranja, amarillo y físicamente blanco, blanco azulado yazul. La temperatura del color en grados Kelvin relaciona entonces el colorpercibido de la fuente, con la temperatura del color producido para el cuerponegro radiante.

Tensión:Tensión:Tensión:Tensión: Voltaje con que se realiza una transmisión de energía eléctrica.

Vida Normal de una Bombilla de Descarga: Vida Normal de una Bombilla de Descarga: Vida Normal de una Bombilla de Descarga: Vida Normal de una Bombilla de Descarga: Se define como el período defuncionamiento expresado en horas a voltaje nominal de alimentación en ciclosde 10 horas y en la posición recomendada.

Vida Promedio de una Bombilla: Vida Promedio de una Bombilla: Vida Promedio de una Bombilla: Vida Promedio de una Bombilla: Período de funcionamiento de una bombillamedido en horas, tomado de la muestra de un lote de bombillas fabricadas, endonde el 50% de dichas bombillas al cabo de cierto número de horas estánapagadas y el otro 50% están en funcionamiento.

Vida Útil de una Bombilla:Vida Útil de una Bombilla:Vida Útil de una Bombilla:Vida Útil de una Bombilla: período de servicio efectivo de una fuente quetrabaja bajo condiciones y ciclos de trabajo nominales hasta que su flujoluminoso sea el 70% del flujo luminoso nominal.

Visibilidad:Visibilidad:Visibilidad:Visibilidad: Es una cualidad o un estado que puede ser percibido por el ojo. Enalumbrado exterior, visibilidad se define en términos de la distancia a la cualun objeto puede ser percibido por el ojo.

Bogotá D.C., Diciembre 4 de 2001

DoctorHERNÁN CARVAJALDecano Facultad de Ingeniería EléctricaUniversidad de la SalleCiudad

Respetado Doctor:

Por medio de la presente, le hacemos entrega del documento correspondiente a lamonografía de trabajo de grado “ANÁLISIS DE LA CALIDAD DEL ALUMBRADOPÚBLICO DE BOGOTÁ D.C., PROPONIENDO UN COMPLEMENTO A LANORMATIVIDAD EXISTENTE”, donde se incluyen las correcciones planteadaspor usted en la última revisión (30/05/01)

El documento aquí entregado se ajusta a la norma ICONTEC 1486, para lapresentación de proyectos de grado y de acuerdo a su última solicitud se hanrealizado los cambios recomendados por usted para finalizar el proceso decorrección, y realizar asignación de jurados.

Agradeciendo su atención prestada y en espera de su pronta respuesta.

Reciba un cordial saludo,

Carlos Alexander Romero G. Jairo Alejandro RodriguezCod. 42941086 Cod. 42941014

UNIVERSIDAD DE LA SALLEFACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA

PROYECTO DE GRADO

ANÁLISIS DE LA CALIDAD DE SERVICIO DEL ALUMBRADO PÚBLICO DE BOGOTÁ D.C.,PROPONIENDO UN COMPLEMENTO A LA NORMATIVIDAD EXISTENTE.

AUTORES: Jairo Alejandro Rodríguez Niño y Carlos Alexander Romero GómezDIRECTOR: Ing. Edgard Alfonso Prada

2001-05-09

RESUMEN

El objetivo de esta monografía es realizar un análisis de la calidad de prestación de servicio en elAlumbrado Público de la ciudad, mediante la realización de un estudio técnico basado en lasnormas vigentes, con la toma de datos fotométricos en campo y verificación visual del estado de lasluminarias, lo cual permite establecer un diagnóstico del estado de las redes de Alumbrado Públicode la ciudad, las causas de las fallas presentes y elaborar una crítica al cumplimiento de las normas,a la eficacia de la interventoría en los proyectos de Alumbrado Público y la la periodicidad delmantenimiento de dichas redes.

Actualmente en la ciudad, existen una serie de fallas en el cumplimiento de las normas deAlumbrado Público, lo cual afecta directamente a los usuarios (conductores y peatones), ya que sepresentan problemas de deslumbramiento, cansancio visual, vandalismo, robos y accidentesautomovilísticos, debido a que no se le da la importancia adecuada al mantenimiento y al buenfuncionamiento de las redes de Alumbrado Público.

Con base en lo anterior, se procedió a recolectar toda la documentación pertinente en cuanto anormas de Alumbrado Público, tanto nacionales como internacionales, tipos de bombillas paraAlumbrado Público y los accesorios eléctricos involucrados en el funcionamiento de las luminarias.Luego se comenzó a elaborar la toma de datos fotométricos en la ciudad, de acuerdo a laclasificación de las vías, se elaboraron los respectivos cálculos para luego elaborar el análisis delestado de las redes de Alumbrado Público de la ciudad.

Por consiguiente, se elaboró un estudio de tipo ambiental, en el cual se destaca la falta deconciencia a nivel mundial acerca del tema de la contaminación visual y la polución lumínica, loscuales crean problemas de cansancio, deslumbramiento y derroche energético en las ciudades; luegose dan a conocer varios avances tecnológicos en iluminación, los cuales son de gran ayuda parasolucionar los problemas existentes en cuanto al tema del Alumbrado Público.

Finalmente se elabora un complemento a la normatividad existente, proporcionandorecomendaciones de tipo técnico y ambiental; terminando con un ejemplo de cálculo para unproyecto futuro, en el cual se sugiere el diseño óptimo al menor costo.

UNIVERSIDAD DE LA SALLE – FACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICACra 2 No. 10-70 Bogotá D.C.

Teléfono (091) 2438619 – Fax: 2868391; e-mail: ing-elec@jupiter.lasalle.edu.co

26

INTRODUCCIÓNINTRODUCCIÓNINTRODUCCIÓNINTRODUCCIÓN

El ejercicio de toda ingeniería se debe orientar a la optimización de los recursosfinancieros aplicados en los proyectos para lograr un trabajo realizado concalidad, cumpliendo con las normas y ser económicamente razonables deacuerdo a las necesidades existentes.

Las condiciones actuales de prestación del servicio de Alumbrado Públicoindican deficiencias determinadas en pérdidas de energía, debido a la falta demantenimiento de las redes de alumbrado, lo cual genera bajos niveles deiluminación en las vías y espacios públicos de la ciudad. Como consecuencia delos bajos niveles en las vías se presenta un gran índice de accidentalidad, queva desde choques simples hasta muerte de los conductores y/o peatones, ya quela capacidad de reacción del conductor se ve disminuida por la ausencia de unnivel adecuado de iluminación sobre la calzada; también estos accidentes sepresentan cuando el conductor está bajo el efecto del deslumbramiento opérdida parcial de la percepción visual.

Los niveles de delincuencia y vandalismo nocturno son altos, debido a la faltade iluminación en algunos sectores de la ciudad, puesto que al no efectuar unmantenimiento adecuado, se presentan sectores parcial o totalmente oscuros,en donde la gran mayoría o todas las luminarias se encuentran fuera deservicio, facilitando la ejecución de robos, atracos y hasta asesinatos en algunoslugares críticos de la Capital.

27

Existen sitios en la ciudad en donde se presenta lo contrario al problemainicial; sectores en donde los niveles de iluminación son extremadamente altosy llevan como consecuencia un derroche energético, problemas dedeslumbramiento en los conductores y un alto costo de instalación ymantenimiento de dichos proyectos.

Esta serie de problemas generó el interés en crear un complemento a lanormatividad existente, tendiente a mejorar la calidad en la prestación delservicio de Alumbrado Público de la ciudad de Bogotá, haciendo especial énfasisen el mantenimiento e interventoría de los proyectos de iluminación, ademásdel aspecto ambiental, el cual es parte primordial en la vida de las grandesciudades a nivel mundial, puesto que existen aspectos básicos para la buenaconservación del medio ambiente, tales como la polución lumínica, lacontaminación visual y la conservación del espacio público.

La implementación del complemento a la normatividad existente comprende larecopilación y estudio de normas de alumbrado público vigentes tantonacionales como internacionales, con el fin de tener un punto de partida para elanálisis de las deficiencias en el alumbrado público de la ciudad, el cual se basóen la toma de datos fotométricos en los diferentes sectores de la ciudad,teniendo en cuenta que la medición se efectuó desde vías principales hasta víassecundarias tipo barrio, en donde se presentan los niveles más bajos y la mayorausencia de mantenimiento de la Capital.

El análisis particular de las redes de Alumbrado Público de la ciudad consistióen la verificación de los niveles de iluminación, comparando los datos obtenidosen campo contra los niveles exigidos por normas de CODENSA, IES, CIE y lainspección del estado de mantenimiento de las luminarias (estado de limpieza

28

exterior e interior (bloque óptico)), estado de la bombilla y estado del refractor(para el caso de luminarias cerradas).

Para las redes de Alumbrado Público se verificó visualmente el montaje generalde las mismas, observando las alturas de montaje, interdistancias entre postes,longitudes de brazos, inclinación de las luminarias, tipos de luminaria y estadode las redes eléctricas (tendido del conductor y empalmes); este análisiscolaboró con el estudio ambiental, ya que al presentarse fallas en las alturas demontaje, inclinaciones e interdistancias, se presenta un alto índice decontaminación visual.

Finalmente, se determinaron las fallas más comunes en el sistema deAlumbrado Público de la ciudad, de donde se sugiere el complemento a lanormatividad existente, el cual es el objeto principal de esta monografía.

Una de las limitaciones encontradas durante la elaboración de este proyecto,radicó en la dificultad para la recopilación de la información acerca de losvoltajes de alimentación de las redes de Alumbrado Público, dado que dichainformación no era de fácil acceso en esa época. Se tenía proyectado realizarmediciones de tensión en campo, con el objeto de realizar el análisis dedisminución de los niveles de iluminación por posibles caídas de tensión, factorque influye en el flujo luminoso entregado por la bombilla.

Los temas desarrollados en el proyecto se encuentran en auge en la actualidad,debido a su utilidad práctica y a la contribución del mejoramiento de laprestación del Alumbrado Público, haciendo que dicho servicio sea cada vezmás confiable para los usuarios y más rentable para las empresas responsablesde la prestación del mismo.

29

1. CONCEPTOS Y DEFINICIONES BÁSICAS.1. CONCEPTOS Y DEFINICIONES BÁSICAS.1. CONCEPTOS Y DEFINICIONES BÁSICAS.1. CONCEPTOS Y DEFINICIONES BÁSICAS.

1.1 FLUJO LUMINOSO (F).1.1 FLUJO LUMINOSO (F).1.1 FLUJO LUMINOSO (F).1.1 FLUJO LUMINOSO (F).

Se denomina flujo luminoso a la cantidad de radiación visible producida poruna fuente. La unidad de medida es el LUMEN LUMEN LUMEN LUMEN que se define como la cantidadde luz que cae en un metro cuadrado (m2) de la superficie de una esferaunitaria, de radio un metro y provista de una fuente unitaria ubicada en elcentro que emita una candela en todas las direcciones. Como la superficie de laesfera unitaria es 4πr2 = 12.56 m2 podemos deducir que el flujo total emitidopor una candela es 12.56 lúmenes.

1.2 INTENSIDAD LUMINOSA (I).1.2 INTENSIDAD LUMINOSA (I).1.2 INTENSIDAD LUMINOSA (I).1.2 INTENSIDAD LUMINOSA (I).

La intensidad de una fuente luminosa puntual en una dirección definida sedenomina como la variación de flujo luminoso (F) emitido con respecto a unángulo (W) que rodea dicha dirección, dividido por el valor de dicho ángulocuando este es muy pequeño (tiende a cero). La unidad de medida de laintensidad luminosa es la candela.

I= Lim ∆F/ ∆W∆W→0

30

1.3 ILUMINANCIA (E)1.3 ILUMINANCIA (E)1.3 ILUMINANCIA (E)1.3 ILUMINANCIA (E)

Es la densidad de flujo luminoso que incide sobre una superficie. En términosmatemáticos es el cociente entre el flujo luminoso y el área de la superficie. Suunidad de medida es el LUX. Por lo tanto:

E = E = E = E = F(lúmenes) / S (superficie en mF(lúmenes) / S (superficie en mF(lúmenes) / S (superficie en mF(lúmenes) / S (superficie en m2222))))

Foot Foot Foot Foot Candle (Candle (Candle (Candle (Fc):Fc):Fc):Fc): Es la unidad de iluminación cuando el pie es la unidad delongitud; la iluminancia sobre una superficie de área de un pie cuadrado sobrela cual existe un flujo luminoso uniformemente distribuido de un (1) lumen.

10.76 Luxes = 1.0 Foot Candle

1.3.1 1.3.1 1.3.1 1.3.1 Iluminancia Iluminancia Iluminancia Iluminancia Promedio (Promedio (Promedio (Promedio (Epro)Epro)Epro)Epro)

Es un valor que se obtiene por el promedio aritmético de las iluminancias Ei,obtenidas en el centro de n superficies elementales, que componen unasuperficie considerada.

nnnnEpro = Epro = Epro = Epro = ΣΣΣΣ ( ( ( (Ei/n)Ei/n)Ei/n)Ei/n)

i=1i=1i=1i=1

1.3.2 Promedio ponderado.1.3.2 Promedio ponderado.1.3.2 Promedio ponderado.1.3.2 Promedio ponderado.

Método utilizado en el cálculo de la luminancia e iluminancia de vías y cuandose realizan mediciones de campo. (referirse a sección 1.15).

31

1.4 LUMINANCIA (L)1.4 LUMINANCIA (L)1.4 LUMINANCIA (L)1.4 LUMINANCIA (L)

La luminancia es la intensidad luminosa, emitida o reflejada por unidad deárea en una dirección dada. La superficie puede ser un emisor de luz como lasuperficie de una luminaria; o también, reflejar la luz, por otra fuente como lasuperficie de una vía. La unidad de medida de la luminancia es la Candela pormetro cuadrado (cd/m2). En pocas palabras, es la intensidad luminosa reflejadapor una superficie en una dirección definida.

Las superficies con diferentes propiedades de reflexión, pueden tener con lamisma iluminancia, diferentes luminancias, ejemplo:

- Una tubo fluorescente tiene una luminancia de 5000 a 15000 cd/m2.- La superficie de la luna llena 2500 cd/m2.- La superficie de una vía con iluminación artificial de unos 30 luxes puede

tener una luminancia de 2 cd/m2.

Dado que la intensidad luminosa y la superficie aparente son independientesde la distancia, LA LUMINANCIA ES INDEPENDIENTE DE LA LA LUMINANCIA ES INDEPENDIENTE DE LA LA LUMINANCIA ES INDEPENDIENTE DE LA LA LUMINANCIA ES INDEPENDIENTE DE LADISTANCIA.DISTANCIA.DISTANCIA.DISTANCIA.

1.4.1 Relación entre Iluminancia (E) y Luminancia (L).1.4.1 Relación entre Iluminancia (E) y Luminancia (L).1.4.1 Relación entre Iluminancia (E) y Luminancia (L).1.4.1 Relación entre Iluminancia (E) y Luminancia (L).

Para superficies perfectamente difusoras, existe una relación entre lailuminancia (E) de la superficie, el coeficiente de reflexión (ρ) y la luminancia(L) de la superficie. Es decir:

L = (L = (L = (L = (ρρρρE)/E)/E)/E)/ππππ

32

Esta ecuación no es válida más que para superficies perfectamente difusoras(mates). No es válida para superficies especulares o aquellas cuya reflexióncomprende una componente especular y una componente difusa. Acontinuación se podrán observar algunos ejemplos de reflexión:

η l r

Figura 1: Reflexión Especular (espejo perfecto). El ángulo de incidencia de la luz es igual al ángulo de reflexión. ( I, r, η, están en un mismo plano). I

L

Figura 2: Reflexión difusa. Es la misma en todas las direcciones de una superficie completamente difusora y mate. Debido a las características de la superficie del material la luz incidente es reflejada en todas las direcciones.

η

l r

Figura 3: Reflexión compleja (superficie de carreteras). Es la característica del material que recubre las vías públicas, en donde el comportamiento de la luz reflejada es la mezcla de los dos sistemas de reflexión anteriores.

33

1.4.2 Importancia de las Reflexiones sobre la Superficie de la Calzada.1.4.2 Importancia de las Reflexiones sobre la Superficie de la Calzada.1.4.2 Importancia de las Reflexiones sobre la Superficie de la Calzada.1.4.2 Importancia de las Reflexiones sobre la Superficie de la Calzada.

Lo que el ojo percibe a partir una fuente secundaria, tal como una superficieiluminada de una vía depende, no solamente de la iluminación que recibe dichasuperficie, sino también de sus propiedades reflectantes: la luminancia de unasuperficie perfectamente negra es nula para cualquier iluminancia que ellarecibe.

La percepción visual de un obstáculo sobre una vía resulta de la percepción deun contraste de luminancia y/o de color, producida por una diferencia entre laluminancia del obstáculo y la del fondo (en este caso la vía).

Las reflexiones de una calzada resultan importantes puesto que uno de loscriterios actuales para definir la calidad de la iluminación en vías públicas es laluminancia media de la calzada que debe sobrepasar un cierto nivel mínimopara garantizar la seguridad, la comodidad del conductor y de los demásusuarios de la vía sin olvidar las condiciones económicas tales como número deluminarias, alturas de montaje y potencias de bombillas. La luminancia media,depende no solamente de la cantidad de flujo luminoso recibido por la calzadasino también de la relación entre la distribución fotométrica de la luminaria(flujo luminoso) y de la reflexión de la superficie de la vía (ver Norma IES 1987.Road Surface Clasification. P.14-3), razón por la cual es importante conocer losdiferentes tipos de superficies de calzadas (ver norma CIE 1995. Criterios deCalidad y clases de Alumbrado para tráfico motorizado. C5).

34

Figura 4: Reflexión sobre una superficie de carretera

Rayo incidente de la luminaria en dirección del observador. Gran cantidad deluz es reflejada en la dirección del observador.

Rayo incidente de la luminaria en dirección opuesta al observador, aportemenor de luz reflejada.

Aporte mínimo de luz reflejada al conductor.

35

La reflexión en la dirección del observador es la suma de todos los rayosincidentes sobre la vía.

1.4.3 Propiedades reflectantes de las superficies de vías.1.4.3 Propiedades reflectantes de las superficies de vías.1.4.3 Propiedades reflectantes de las superficies de vías.1.4.3 Propiedades reflectantes de las superficies de vías.

Las propiedades reflectantes de las superficies de las carreteras pueden serdescritas completamente con ayuda de un conjunto de coeficientes deluminancia.

El coeficiente de luminancia q está definido como el cociente entre laluminancia L en un punto de la calzada y la iluminancia horizontal Eh

producida por una sola fuente luminosa en este mismo punto.

q= L/Eq= L/Eq= L/Eq= L/Ehhhh

El coeficiente de la luminancia es una función de la naturaleza de la superficiede la calzada y de la posición relativa del observador y de la fuente luminosacon relación al punto considerado. Los ángulos que determinan este coeficienteson (ver figura 5):

36

q= q(calzadaq= q(calzadaq= q(calzadaq= q(calzada, , , , αααα,,,,ββββ, , , , γγγγ, , , , δδδδ)))) KKKK

HHHH llll γγγγ I I I I ββββ K´ K´ K´ K´

0000 αααα δδδδ

0´ 1/4l se asume que el conductor del vehículo va a ¼l 0´ 1/4l se asume que el conductor del vehículo va a ¼l 0´ 1/4l se asume que el conductor del vehículo va a ¼l 0´ 1/4l se asume que el conductor del vehículo va a ¼l

Figura 5: Ángulos relacionados con el coeficiente de luminancia.

α: ángulo de observación (desde la horizontal).β: ángulo entre el plano vertical de incidencia y el plano vertical deobservación.γ: ángulo de incidencia (desde la vertical).δ: ángulo entre el plano vertical de observación y una línea paralela al eje de lacalzada.

37

O: Posición del observador; este debe estar ubicado a 60 metros del puntoobservado,(Norma CIE 115 de 1995).

1.4.4 Características de los revestimientos de las vías.1.4.4 Características de los revestimientos de las vías.1.4.4 Características de los revestimientos de las vías.1.4.4 Características de los revestimientos de las vías.

Los revestimientos de las calzadas presentan diversas características dereflexión y difusión. Estas características varían con la naturaleza delpavimento, su granulación y método de construcción, además del estadohigrométrico (seco o húmedo).

Las características de reflexión influyen directamente sobre el nivel lumínico yla luminancia. Entre los diferentes revestimientos se distinguen los pavimentosclaros y los pavimentos oscuros; los pavimentos brillantes que presentan uníndice de reflexión mixto con tendencia especular y los pavimentos mate, en loscuales el índice de reflexión es aproximadamente difuso. El pavimento idealdebe ser de color claro y superficie rugosa, debe presentar una gran resistenciaal uso y patinaje de los vehículos y su perfil se recomienda tal que las aguaslluvias se evacuen rápidamente.

La iluminancia horizontal Eh en un punto sobre la calzada sólo proporciona unaindicación de la cantidad de luz que recibe la calzada en dicho punto. Este valorno es numéricamente útil, ya que no proporciona ninguna información sobre lacalidad de la instalación de alumbrado público, debido a que si comparamosuna vía seca con una húmeda, la iluminancia es la misma, pero el aspecto de lacalzada cambia por completo. El factor que determina la utilidad del alumbradopúblico en la vía es la visibilidad para el usuario. Para un conductor que circulasobre una vía iluminada la zona de interés está entre 60m y 160m delante desu vehículo; en forma general se considera que el observador se encuentra

38

ubicado a una altura de 1.5m respecto a la vía, de esta forma se deduce que elángulo de observación se encuentra comprendido entre 0.5 y 1.5º. El aspecto dela vía bajo estos ángulos se caracteriza por la luminancia del pavimento queconstituye por consiguiente el criterio principal de visibilidad.

En el caso de una fuente de iluminación única, la luminancia en un punto esproporcional a la densidad del flujo luminoso recibido a la luminanciahorizontal de acuerdo con la siguiente relación:

hEqL *=

Donde:q = Coeficiente de luminancia en un punto P.Eh = Iluminancia horizontal en el punto P.

Este coeficiente de luminancia para una calzada dada es función de la direcciónde incidencia de la intensidad luminosa, de la dirección de observación y de loscuatro ángulos (α, β, γ, δ) representados en la figura 5. Diferentesinvestigaciones han demostrado que dentro este intervalo la dependencia delcoeficiente de luminancia q respecto al ángulo α es despreciable para losrevestimientos conocidos, de manera que las mediciones o cálculosgeneralmente se efectúan para un valor medio de α que es igual a 1º. El ángulode observación en azimut δ no se toma, pues las variaciones de este ángulo sonmuy pequeñas y los errores son mínimos cuando este es menor a 20º que es loque generalmente se presenta en las vías. Por esta razón, las propiedades dereflexión de una calzada se dan en una tabla bidimensional, en la cual cadavalor corresponde a una combinación de β y γ. Por lo tanto:

),( γβfq =

39

En donde β es el ángulo en azimut entre el ángulo de incidencia y el plano deobservación y γ es el ángulo de incidencia en el punto P del rayo de intensidadluminosa.

A pesar de la importancia del problema de la iluminación en vías húmedas, laespecificación y recomendaciones de la norma CIE 115 se aplican únicamenteen revestimientos en estado seco, debido a las dificultades encontradas paradefinir el grado de humedad de un revestimiento y para establecer unacorrelación entre este grado de humedad y la luminancia resultante.

Por razones de comodidad en el cálculo, el coeficiente de luminancia q sereemplaza por el “coeficiente deducido de luminancia” el cual se define como:

γ3cos*qr =

y los cálculos de luminancia se efectúan a partir de las siguientes relaciones:

hEqL *=

γ32 cos*

HIqL =

2

3cosH

IqL γ=

Donde:I = Intensidad luminosa.Eh = Iluminancia horizontal en el punto.H = Altura de montaje de la luminaria.

40

Debido a que la distancia entre el punto sobre la vía y la proyección de laluminaria K sobre el piso K´, igual a H tgγ, la variable independiente γ esreemplazada por la tangente y las características fotométricas se dan bajo laforma de una tabla bidimensional (matriz del revestimiento, ver norma NTC900 página 19).

),( γβ tgfr =

Para cada par de valores discretos de β y γ corresponde un valor de r. Este es elmétodo básico para el cálculo de luminancia en vías públicas.

1.4.5 Medición de las propiedades de reflexión de un revestimiento.1.4.5 Medición de las propiedades de reflexión de un revestimiento.1.4.5 Medición de las propiedades de reflexión de un revestimiento.1.4.5 Medición de las propiedades de reflexión de un revestimiento.

Para determinar las propiedades fotométricas de un revestimiento se necesitaefectuar las mediciones en sitio o tomar muestras para posteriores análisis enlaboratorios especializados. Para la toma de muestras se estima que elrevestimiento debe tener como mínimo un año de servicio, puesto que suscaracterísticas varían durante los primeros meses de uso. Se deben tomarprecauciones especiales para evitar la deformación de la muestra en eltransporte al laboratorio; los ensayos y mediciones fotométricas se debenrealizar máximo una semana después de la toma de la muestra.

Las tres características recomendadas para ser utilizadas en la descripción delas propiedades de una superficie de una calzada seca son:

! El coeficiente promedio de luminancia Q0.! Factor especular 1, S1! Factor especular 2, S2

41

Estas características se definen de acuerdo a las mediciones de las muestras,con las cuales se toman valores para el ángulo β y tg γ (Ver NTC 900 sección7.3). Para el caso del factor especular S1, se toman los valores de β y tg γ comocero y dos respectivamente, en cambio para S2, estos dos valores son tomadoscomo cero.

Con el fin de mantener una normalización en la información para el cálculo deuna instalación, las calzadas se han clasificado de acuerdo con el valor delfactor especular S1 en cuatro tipos denominados R1, R2, R3 y R4. Estassuperficies de vía estándar se han aplicado con éxito en varios países durantelos últimos años (Ver Norma CIE-30-2). Para el cálculo de luminancia se debeescoger una de las superficies de vías típicas R1 a R4; en el caso particulardonde se conozcan , mediante mediciones, los valores de S1 y Q0 de una vía sedebe utilizar la tabla cuyo valor de S1 sea el más aproximado al valor S1medido en la vía.

A menos de que se especifique lo contrario, los cálculos de luminancia debenrealizarse sobre una superficie de calzada tipo R3, con un coeficiente deluminancia promedio Q0 igual a 0.07 y un grado de especularidad S1 entre 0.85y 1.35, parámetros correspondientes a una calzada con superficie derodamiento en asfalto normal y de textura gruesa y pulida.

42

Tipo de CalzadaS1 S2 Q0

R1 0,25 1,53 0,10R2 0,58 1,80 0,07R3 1,11 2,38 0,07R4 1,55 3,03 0,08

VALOR NORMALIZADO DE

Tabla 1: Límites de valores para los diferentes tipos de calzada según CIE-30-2 de 1.982.

CLASECLASECLASECLASE DESCRIPCIÓNDESCRIPCIÓNDESCRIPCIÓNDESCRIPCIÓNR1 - Superficie de asfalto con un mínimo del 15% de materiales

abrillantadores o materiales artificiales claros o al menos un 30% deantrocitas muy brillantes.

- Superficies que contienen gravas que cubren más del 80% de la superficiede la calzada y las gravas constan de gran cantidad de material claro, ode abrillantadores o están compuestas al 100% de antrocitas muybrillantes.

- Superficies de calzada de hormigón de cemento.

R2 - Superficies con textura rugosa que contiene agregados normales.- Superficies asfálticas (pavimentos bituminosos que contienen del 10% al

15% de abrillantadores artificiales).- Hormigón bituminoso grueso y rugoso rico en gravas (más del 60%) de

tamaños mayores o iguales a 10mm.- Asfalto mástico después de ser tratado. Se conoce también como asfalto

mástico en estado nuevo.

R3 - Hormigón bituminoso (asfalto frío, asfalto cemento) con tamaño de gravasuperior a 10mm con textura rugosa.

- Superficies tratadas con textura rugosa pero pulimentada.

R4 - Asfalto mástico después de varios meses de uso.- Superficies con textura bastante suave o pulimentada.

Tabla 2: Designación aproximada de las superficies en las clases típicas según CIE 30-2 de 1.982.

43

1.5 DESLUMBRAMIENTO1.5 DESLUMBRAMIENTO1.5 DESLUMBRAMIENTO1.5 DESLUMBRAMIENTO

Definición: Es la pérdida de la percepción visual ocasionada por el exceso ocarencia de luz.

1.5.1 Limitación del deslumbramiento.1.5.1 Limitación del deslumbramiento.1.5.1 Limitación del deslumbramiento.1.5.1 Limitación del deslumbramiento.

Con respecto al deslumbramiento en alumbrado público, debemos diferenciardos clases:

• Deslumbramiento molesto• Deslumbramiento incapacitivo

El primero tiene que ver con la instalación de las luminarias de alumbradopúblico, las cuales afectan la comodidad visual del conductor.

El deslumbramiento incapacitivo se refiere a la disminución de visibilidaddebido al incremento del umbral o T.I. Este deslumbramiento solo tiene encuenta la percepción visual del conductor y no la fatiga.

Un estudio más profundo de los problemas de deslumbramiento se encuentraen el informe técnico “deslumbramiento y uniformidad de instalaciones dealumbrado público” (CIE No.31).

44

1.5.2 Luminancia de Velo1.5.2 Luminancia de Velo1.5.2 Luminancia de Velo1.5.2 Luminancia de Velo

El efecto de deslumbramiento es asimilado a una luminancia uniformeequivalente. Es el resultado de la difusión de la luz en el ojo que se superpone ala imagen de la retina como un velo.

La luminancia de velo existe SIEMPRE pero no es percibida más que cuando eslo suficientemente importante par perturbar la visibilidad. La luminancia develo se puede expresar mediante la siguiente fórmula:

[ ]22 / mcd

EkL g

V θ=

Donde:

Eg = Iluminancia vertical en Luxes sobre el ojo del observador, producida por lafuente luminosa.

θ = Angulo en grados, formado por la dirección de observación y la de la fuentedeslumbrante. El exponente de θ es válido para ángulos entre 1.5 y 60º

k = Es dependiente de la edad, por tanto, más elevado cuando mayor es lapersona y se toma igual a 10 para una edad media de 30 años. Para propósitosprácticos k es tomado como 10 cuando θ está expresado en grados ó considerado3 X10-3 cuando θ está expresado en radianes.

Para obtener la luminancia de velo total se suman todas las luminancias develo individuales ocasionadas por las diferentes fuentes de deslumbramiento.

45

Figura 6: Efecto de velo ocasionado por un rayo incidente sobre el ojo.

1.5.3 Aumento de Umbral de Contraste T.I.1.5.3 Aumento de Umbral de Contraste T.I.1.5.3 Aumento de Umbral de Contraste T.I.1.5.3 Aumento de Umbral de Contraste T.I.

En alumbrado público tenemos en el campo visual dos parámetros que son:

Lb= Luminancia de la calzadaLV= Luminancia de velo

Este aumento de luminancia sobre el ojo, debido a la luminancia de velo queprovoca un deslumbramiento incapacitivo en el campo visual del conductor,lleva a lo que llamamos aumento del umbral de contraste Cth para el nivel deluminancia de la carretera Lb.

Sin fuente de deslumbramiento LV, el contraste C0 vale:

b

b

LLL

C−

= 00

46

Donde:L0 = Es la luminancia del objeto.Lb= Luminancia de la calzada

Con la fuente de deslumbramiento LV presente, el contraste pasa de C0 a Cth:( ) ( )

Vb

b

Vb

VbVth LL

LLLL

LLLLC

+−

=+

+−+= 00

O sea, Cth < Co

0CLL

LCVb

bth +=

LV= Luminancia de Velo

Donde: Cth<C0, debido a que hay menor contraste en presencia dedeslumbramiento, disminuyendo el contraste creando que el observador deje dever el objeto.

Al disminuir el contraste ante la fuente de deslumbramiento, en este caso laluminaria, debemos mantener la percepción visual, o el contraste, la forma derealizarlo es aumentando la luminancia de fondo o disminuyendo la luminanciade velo.

Ahora, la diferencia del umbral de contraste en presencia del deslumbramientoes :

( )[ ]Vbth LLC +

y el valor del umbral de contraste sin deslumbramiento es:( )[ ]bth LC

47

Expresado en porcentaje el valor anterior tenemos:( ) ( )

)(%100..

bth

bthVb

LCLCLLCthIT ×−+

=

De tal forma que el T.I. se define como una medida de pérdida de visibilidadcausada por el deslumbramiento incapacitivo producido por las luminarias queiluminan la vía. La fórmula por la cual es calculada, está basada en elporcentaje de incremento en la diferencia de luminancia necesaria para hacerel objeto visible, en presencia de deslumbramiento cuando el objeto esjustamente visible en ausencia de deslumbramiento; esto es, cuando lasluminarias salen de vista del observador. El estudio se hace con base enluminarias limpias equipadas con una bombilla emitiendo flujo inicial.

El deslumbramiento perturbador o incapacitivo resulta de la dispersión de laluz dentro del ojo, lo que reduce el contraste de la imagen sobre la retina. Elefecto puede ser explicado por la superposición de una luminancia de velo sobreel ojo.

Una de las formas de disminuir el T.I. (Threshold Increment) es aumentar laluminancia sobre la vía, de tal forma que aumentamos el contraste, es decir, ladiferencia entre la luminancia del objeto y la luminancia de la vía.Empíricamente, la fórmula de del T.I. se expresa como:

T.I.= 65 (T.I.= 65 (T.I.= 65 (T.I.= 65 (LLLLvelovelovelovelo/(/(/(/(LLLLmedmedmedmed 0.80.80.80.8))))))))

48

1.6 BOMBILLAS Y TIPOS DE BOMBILLAS.1.6 BOMBILLAS Y TIPOS DE BOMBILLAS.1.6 BOMBILLAS Y TIPOS DE BOMBILLAS.1.6 BOMBILLAS Y TIPOS DE BOMBILLAS.

En aplicaciones de alumbrado público se han utilizado fuentes de Mercurio y deSodio, esta última es la única aceptada para ser utilizada en vías, zonaspeatonales y ciclo-rutas.

La fuente de Mercurio aun se ve en nuestro país implementada en vías debarrio y en algunas vías secundarias, y esta siendo cambiada gradualmente porel Sodio, debido a que el Sodio es más eficiente que el Mercurio, caso queveremos más adelante cuando se hable de cada una de ellas en particular;ahora el Mercurio solamente se utiliza en pocas aplicaciones, tales como lailuminación de fachadas blancas, o iluminación de zonas verdes cuando sepermita o se quiera resaltar la arborización.

1.6.1 Bombilla de Vapor de Mercurio1.6.1 Bombilla de Vapor de Mercurio1.6.1 Bombilla de Vapor de Mercurio1.6.1 Bombilla de Vapor de Mercurio

Este tipo de bombilla esta dentro de la clasificación de bombillas de descarga,en Colombia solamente tenemos en potencias de 125, 250 y 400W, contendencia a desparecer en el alumbrado público.

Su principio de funcionamiento se basa en la descarga eléctrica, la cual, debidoa la diferencia de potencial, los electrones adquieren energía cinética, alencontrar un átomo de Mercurio (el cual es neutro), se produce un choque razónpor la cual el átomo se excita o recibe energía. Como el tiempo de excitación esmuy pequeño, el átomo vuelve a su estado normal, liberando esa energía enforma de luz (fotón). Esta reacción se produce dentro de un bulbo de vidrio, elcual en su interior posee Mercurio y está sellado al vacío teniendo en cadaextremo un electrodo; estos electrodos están recubiertos de material

49

termoiónico (mezcla de Ca, Ba, Sr), este material al calentarse emiteelectrones. Adicionalmente, posee un electrodo de arranque conectado con unresistor que crea un arco que ioniza los gases internos en el bulbo, creando unareacción en cadena del Mercurio y de los otros componentes, en consecuencia,se genera un arco entre los dos electrodos que evapora el Mercurio, produciendola luz. Esta radiación es de color azul verdosa (UV) que se convierte enradiación visible cubriendo este bulbo con un bulbo externo recubierto deFósforo, que cambia la radiación UV en radiación visible, que en este caso es elcolor blanco, lo cual caracteriza estas fuentes. En caso de que la corrientecirculante dentro de la bombilla no se controlara, simplemente la bombillaexplotaría; para ejercer control de esta corriente, es necesario un elementoreactor llamado balasto que realiza dicha función. El voltaje mínimo que sepuede aplicar a los electrodos es de 198V en el caso de esta fuente.

Uno de los problemas que se presenta con esta fuente, es que la mayoría deradiación visible emitida por ella se refleja mejor en superficies de color verde yazul, en cambio muy poco en el color rojo, lo cual conlleva a que los objetospintados de color rojo se vean distorsionados, razón por la cual estas fuentesson adecuadas en iluminación de zonas verdes para resaltarlas como en el casode los parques. R Electrodo de arranque

Hg + Ar + Ne

198V Electrodo de material termoiónico

Figura 7: Circuito básico para bombilla de vapor de Mercurio

50

Su flujo luminoso es de unos 22000 lúmenes en las bombillas de 400W es decir,unos 50 lúmenes por vatio.

Su vida promedio es de 24000 horas, entendiéndose por vida promedio quedespués de 24000 horas, si tenemos un grupo de bombillas, el 50% estaránencendidas y el 50% apagadas.

1.6.2 Bombilla de Vapor de Sodio1.6.2 Bombilla de Vapor de Sodio1.6.2 Bombilla de Vapor de Sodio1.6.2 Bombilla de Vapor de Sodio

La bombilla de vapor de Sodio de alta presión, es uno de los tipos máseficientes de la familia de fuentes de descarga de alta densidad (H.I.D.) despuésde la bombilla de Sodio de baja presión. Para el caso de nuestro sistema, labombilla de vapor de Sodio de alta presión es la más eficiente.

La luz se produce por el paso de corriente eléctrica a través de vapor de Sodio,con una presión determinada a alta temperatura. Sus características físicas,eléctricas y fotométricas son diferentes a otros tipos de bombillas de descargade alta intensidad.

El desarrollo práctico de una bombilla que tuviese características de larga vidapara uso en iluminación general, requiere de descubrimientos sensacionales enel campo de tecnología de materiales debido a los recubrimientos del bulbo. Eldesarrollo de una nueva cerámica, el óxido de aluminio policristalino fue laclave para poder fabricar bombillas de vapor de Sodio a alta presión, para usosprácticos, este material es extremadamente resistente al ataque del vapor deSodio y puede soportar las altas temperaturas de operación que requieren ellogro de una gran eficiencia y, adicionalmente, cuenta con característicasexcelentes para la transmisión de luz visible.

51

Para su ignición, la bombilla requiere voltajes extremadamente altos, debido ala geometría del tubo de arco, el cual deberá ser largo y estrecho, a fin de lograrla máxima eficacia y, además al hecho de no utilizar electrodos de arranquesino únicamente gas Xenón que facilita la ignición inicial. La función dearranque, se logra por medio de un circuito electrónico (ignitor), que trabaja enconjunto con los componentes magnéticos del balasto excepto, cuando laconfiguración es en paralelo o de superposición. El “ignitor” provee un cortopulso (pico) de alto voltaje (unos 4000V) en cada ciclo o mitad del ciclo delvoltaje de alimentación. El pulso tiene suficiente amplitud y duración paraionizar el gas Xenón y, de esta forma, iniciar la secuencia de arranque de labombilla.

El balasto también realiza las funciones propias del mismo, tales comosuministrar el voltaje suficiente de circuito abierto para sostener la operacióndel arco, limitar la corriente de operación de la bombilla y regular su potencia,como función de la propia bombilla y del voltaje de alimentación.

La bombilla de vapor de Sodio de alta presión se fabrica con un exceso de Sodio,en forma de amalgama (también contiene otros componentes como Hg, Xe, yAr), la reacción de ionización es similar a la de bombilla de Mercurio con ladiferencia que el voltaje para ionizar el sodio esta entre 1500 y 4000 voltios yno posee electrodo de arranque, pues el circuito eléctrico posee un arrancadorque genera el nivel de voltaje necesario para este fin. Después de un periodo deoperación de la bombilla, parte del vapor de Sodio se pierde, en el flujo del arco,debido al desgaste de los electrodos y a las reacciones de ionización del gas.

Eventualmente, el voltaje de operación de la bombilla se incrementará a unnivel más allá del voltaje que el balasto pueda sostener, cuando esto sucede, labombilla arrancará calentándose hasta lograr su completa brillantez, y luego se

52

extingue. Cuando la secuencia de operación se repite regularmente, se dice queesta cicleando. Las bombillas de vapor de Sodio de alta presión presentan lacaracterística de cicleo cuando su vida ha llegado al final.

La vida promedio de esta fuente es de 24000 horas. La reproducción del colorno es perfecta debido a su color amarillento. Su costo de mantenimiento es elmenor con relación a fuentes de su categoría, no tiene posición defuncionamiento. El periodo de encendido es de 5 minutos, pero solamente 1minuto de reencendido.

1.7 CLASIFICACIÓN DE LAS BOMBILLAS SEGÚN SU FORMA.1.7 CLASIFICACIÓN DE LAS BOMBILLAS SEGÚN SU FORMA.1.7 CLASIFICACIÓN DE LAS BOMBILLAS SEGÚN SU FORMA.1.7 CLASIFICACIÓN DE LAS BOMBILLAS SEGÚN SU FORMA.

Las bombillas de descarga, se pueden clasificar según la forma de su bulboexterior. Se presentan solo dos formas, las cuales son:

• Ovoide: Este tipo de bombilla es más frecuente encontrarla eniluminación con fuentes de Mercurio, aunque también existen en fuentesde Sodio, pero eventualmente se aplican en iluminación de espaciospúblicos.

Debido a que todas las bombillas ovoides poseen un recubrimiento detipo fosforado (en el caso de la fuente de Mercurio), en el caso del Sodio(recubrimiento de un compuesto químico traslúcido), y debido al tamañoy forma del bulbo exterior, es difícil tener un control óptico de la fuentecuando se encuentra dentro de un dispositivo reflector de tamañonormalizado. En pocas palabras, cuando la bombilla es de gran tamaño,es difícil tener un control óptico sobre la superficie a iluminar debido a

53

que el campo de reflexión se limita, impidiendo el direccionamiento delos rayos luminosos.

• Tubular: Es el tipo de bombilla más utilizada en alumbrado público.Gracias a su forma y tamaño, es fácil de maniobrar en el dispositivoreflector, razón por la cual se facilita direccionamiento de los rayos deluz. No existe en fuentes de Mercurio. En las fuentes de Sodio no poseenrecubrimiento, razón por la cual reciben el nombre de “tubular clara”.

A BFigura 8: Control óptico de la superficie con bombilla Ovoide (A) y con bombilla tubular (B).

Figura 9: Bombillas de vapor de Sodio.

54

1.8 ACCESORIOS ELÉCTRICOS DE UNA LUMINARIA.1.8 ACCESORIOS ELÉCTRICOS DE UNA LUMINARIA.1.8 ACCESORIOS ELÉCTRICOS DE UNA LUMINARIA.1.8 ACCESORIOS ELÉCTRICOS DE UNA LUMINARIA.

1.8.1 Balastos1.8.1 Balastos1.8.1 Balastos1.8.1 Balastos

Las bombillas de alta intensidad de descarga poseen características de“resistencia negativa”, por lo tanto es necesario operarlas en conjunto con undispositivo “limitador de corriente” o comúnmente llamado balasto, cuyafunción es mantener la corriente que circula por la bombilla dentro de ciertosvalores que garanticen su funcionamiento adecuado y evite la explosión de labombilla, debido a la reacción excesiva de los gases a ionizar; además,suministra a la bombilla su tensión nominal. El éxito fundamental de unareactancia, en este caso el balasto, es que tenga pocas pérdidas y que latemperatura de su arrollamiento sea lo más baja posible.

Existen diversas formas de limitar la corriente, por medio de resistencia,capacitancia o inductancia. En el primer caso, no es viable la utilización deresistencia, debido a las altas pérdidas de potencia producidas por altatemperatura, alto efecto estroboscópico y deformación considerable de la ondade corriente debida en parte a la reacción interna de los gases dentro de labombilla. Para el caso de una capacitancia, se presenta un pico de onda decorriente elevado, que conlleva a fuertes descargas en los electrodos de labombilla y en consecuencia, dañan el material de los terminales de la misma.Finalmente, la inductancia es la escogida por las bajas pérdidas de potencia endonde se logran eficiencias mayores del 85%, bajas temperaturas en losarrollamientos y poca deformación de la onda de corriente. En el caso de lasbombillas de Sodio, estas mantienen su comportamiento de potencia y tensióndentro de los requerimientos (trapezoide), a lo largo de la vida de la bombilla.

55

En algunos casos, genera junto con el ignitor (arrancador) el pulso de tensiónnecesario para el encendido (para la bombilla de Sodio). También contribuye ala disminución de armónicos producidos por la bombilla. Finalmente, junto conel capacitor, elimina la interferencia hacia la red del pulso generado por elignitor en ausencia de la bombilla. En algunos casos, los balastos poseendiferentes entradas de voltaje o “taps”, para facilitar su utilización de acuerdo ala tensión de la red.

1.8.2 Tipos de balastos1.8.2 Tipos de balastos1.8.2 Tipos de balastos1.8.2 Tipos de balastos

Los tipos de balastos comercialmente más utilizados para bombillas de sodio ymercurio de alta presión son:

• Balasto reactor.• Autotransformador de alta reactancia (HX).• Balasto CWA (Constant Wattiage Autotransformer), llamado

autorregulado (autotransformador de potencia constante).

1.8.2.1 Balasto Reactor Serie1.8.2.1 Balasto Reactor Serie1.8.2.1 Balasto Reactor Serie1.8.2.1 Balasto Reactor Serie

El balasto reactor se compone de una bobina de alambre devanada sobre unnúcleo de hierro laminado que conforma el circuito magnético, su conexión esen serie con la bombilla (para el caso de vapor de Sodio ver figura 10). Latensión mínima para la cual se puede utilizar este tipo de balastos debe seraproximadamente mayor o igual a 1.5-2 veces la tensión de operación de labombilla. Se adiciona un capacitor en paralelo con el conjunto balasto-bombillasólo para corregir el factor de potencia del conjunto (Cosφ≥0.9).

56

Figura 10: Circuito balasto reactor.

1.8.2.2 Balasto HX1.8.2.2 Balasto HX1.8.2.2 Balasto HX1.8.2.2 Balasto HX

El balasto HX se compone de dos bobinas devanadas sobre dos ramalesdiferentes de un núcleo de hierro laminado que conforma el circuito magnético.

Su conexión es en paralelo con la red y en serie con la bombilla. La tensiónmínima para la cual se pueden utilizar este tipo de balastos no está limitadapor la tensión de operación de la bombilla; al igual que en el balasto reactor, seadiciona un capacitor para corregir el factor de potencia.

Figura 11: Circuito balasto HX

57

1.8.2.3 Balasto CWA1.8.2.3 Balasto CWA1.8.2.3 Balasto CWA1.8.2.3 Balasto CWA

El balasto CWA se compone de dos bobinas devanadas sobre dos ramalesdiferentes de un núcleo de hierro laminado que conforma el circuito magnético.Su conexión es en paralelo con la red y en serie con la bombilla. La tensiónmínima para la cual se pueden utilizar este tipo de balastos no está limitadapor la tensión de operación de la bombilla; al igual que en el balasto reactor yHX, se adiciona un capacitor para corregir el factor de potencia y para ajustarla impedancia del circuito; en esta caso está en serie con la bobinainmediatamente anterior a la bombilla.

Figura 12: Conexión balasto CWA

CARACTERISTICA CWA CW HX RTamaño 8 10 8 7

Costo Alto Alto Bajo BajoRegulación 10-5 13-2 5-12 5-12

Factor de Potencia 90% 90% 50% 50%Corriente de Operac. Baja Baja Alta AltaCorriente de arranque Baja Baja Alta Alta

Aislamiento del circuito No Si No No

Tabla 3: Características de los Balastos. Los numerales de tamaño y costo son valores relativos. Los valores que muestran la “regulación” indican la variación nominal en porcentaje de una bombilla en potencia relacionada con la variación del voltaje de entrada. Por ejemplo, una variación de ±5% de entrada de voltaje en el balasto tipo R resulta en una variación de ±12% de potencia de la bombilla.

58

1.8.3 Fabricación de los balastos1.8.3 Fabricación de los balastos1.8.3 Fabricación de los balastos1.8.3 Fabricación de los balastos

Los balastos en cuanto a su terminación final, pueden ser:

- Encapsulados: Blindados magnéticamente en caja metálica y llenados conresinas de alto coeficiente de temperatura y rigidez dieléctrica.

- Abiertos: Impregnados con barniz dieléctrico ya sea al vacío o por inmersión.

A continuación se observará una tabla comparativa entre los balastos según suterminación (ver tabla 4).

ABIERTO ENCAPSULADOENCAPSULADOENCAPSULADOENCAPSULADOAplicación incorporado a laluminaria

Incorporado o a la intemperie

Resistencia limitada a ambientes

hostiles

Alta resistencia a ambientes hostiles,

humedad, polvo, agua

Buena disipación de temperatura Excelente disipación de temperatura

Menor tamaño y peso Mayor tamaño y peso

Mayor nivel de ruido Mejor limitación del nivel de ruido

Buena opción de vida Excelente opción de vida

Tabla 4: Comparación de los balastos según su fabricación

1.8.4 Arrancadores.1.8.4 Arrancadores.1.8.4 Arrancadores.1.8.4 Arrancadores.

Las bombillas de sodio alta presión, sodio baja presión, y Metal-Halidenecesitan para arrancar, impulsos de alta tensión que sobreponen la tensión devacío de la bombilla. Este dispositivo suministra al tubo de arco los pulsos detensión necesarios para provocar el inicio de la descarga y se desconecta tan

59

pronto se inicia dicha descarga; generalmente los impulsos que suministranestos arrancadores están alrededor de 2.800 a 4.000V dependiendo del tipo debombilla a utilizar.

Dado que el impulso del arrancador es de corta duración y, en consecuencia, debaja energía, este debe estar muy cerca de la bombilla.

Existen 4 tipos de conexión de arrancadores para las lámparas HID:

• Tipo Impulsador (Sistema con derivación tap de Balasto Americano oEuropeo).

• Tipo Superposición (Conexión en serie con la bombilla).• Tipo Paralelo (Conexión en paralelo con la bombilla).

Los arrancadores de impulso se conectan mediante un tap de la bobina delbalasto o mediante un transformador de impulsos integrado en el arrancadorconectado en paralelo con la bombilla.

Los arrancadores de superposición se conectan después del balasto, evitando eldeterioro del aislamiento en los terminales del mismo, ya que el terminal delbalasto no está físicamente conectado con los terminales de dicho arrancador,debido a que la producción de los impulsos de alta tensión se hace en ungenerador de impulsos integrado en el arrancador.

La ventaja de este tipo de arrancador es que los pulsos emitidos no atraviesanlas bobinas del balasto. Normalmente, las derivaciones del balasto no se usancuando se usan arrancadores de superposición.

60

Figura 13: Conexión utilizando las espiras del balasto.

Figura 14: Conexión con arrancador en paralelo.

Figura 15: Conexión con arrancador en superposición.

61

1.8.5 Cableado interno1.8.5 Cableado interno1.8.5 Cableado interno1.8.5 Cableado interno

El cableado interno de las luminarias está constituido por bloques terminales(borneras) y dos o más tornillos de presión a los que se conectan las líneas deacceso. Las borneras son generalmente de porcelana o material plástico de altocoeficiente dieléctrico y muy resistente a la temperatura. En algunos diseños,las luminarias tienen conexiones para dos tipos de voltaje, por lo que se debetener precaución en conectar líneas exteriores al terminal que corresponda. Poresta razón es primordial consultar los diagramas de conexión al momento decambiar el voltaje de alimentación de la luminaria. Es muy frecuente el uso defusibles en el lado de entrada de las luminarias para proteger la red en caso defalla (por ejemplo en un balasto), desconectando la luminaria defectuosa yevitando el peligro para el resto del circuito. Estos fusibles se pueden instalaren la luminaria ya sea en portafusibles separados o en una combinación debloque terminal y portafusibles, o pueden colocarse cerca de la base del poste ala que se puede acceder a través de una ventana de inspección. El tamaño ytipo del fusible debe ser compatible con el tipo de balasto, potencia de labombilla y voltaje de la línea. Otro componente básico en el cableado interno dela luminaria es el control fotoeléctrico o fotocelda, el cual, está conectado entrela línea de alimentación y el balasto. En el día la resistencia de la célulafotoeléctrica es baja, lo cual permite que la corriente fluya sin problema comoen el caso del interruptor bimetálico abierto. En la noche, días muy nublados ocon bajos niveles de luz, esta resistencia aumenta haciendo que el flujo decorriente disminuya hasta que no sea suficiente como para mantener elinterruptor abierto. En consecuencia, el interruptor se cierra y el conjuntobalasto - bombilla quedan conectados a la línea. A la madrugada, el proceso seinvierte.

62

1.8.6 Condensadores1.8.6 Condensadores1.8.6 Condensadores1.8.6 Condensadores

Tal como se había dicho anteriormente, los condensadores en los circuitos delas luminarias se utilizan para corregir el factor de potencia de las mismas ycontribuyen a garantizar que las pérdidas sean mínimas en el sistema dealumbrado público.

Estos condensadores deben ser de tipo seco y se fabrican con una película depolipropileno, el cual actúa como dieléctrico. En el caso de los balastosreactores, los condensadores se utilizan para corregir el factor de potencia a0.9; en los balastos autorregulados el condensador se utiliza para ajustar laimpedancia del circuito. Se debe utilizar un solo condensador por balasto, razónpor la cual no se deben conectar varios condensadores en paralelo, paraconseguir el valor de capacitancia especificada por el fabricante del balasto,debido a que el valor de la tolerancia de su capacitancia puede ser mayor alpermitido. En el caso de los balastos CWA, la tolerancia no debe ser mayor al3% en términos de su capacitancia. La máxima temperatura que soportan loscondensadores tipo seco para luminarias es de 90ºC. Estos condensadoresdeben ser diseñados de tal manera que tengan una resistencia interna dedescarga entre terminales, para garantizar un voltaje en bornes de 50V omenos, después de un minuto de haber desconectado la fuente de alimentación.

Las bombillas de descarga necesitan para su funcionamiento una serie deaccesorios eléctricos tales como condensador, balasto (en el caso de la bombillade Mercurio), la bombilla de Sodio necesita balasto, arrancador y condensador.

Para el sistema de control de las luminarias, dependiendo del sistema autilizar, algunas necesitan una fotocelda (como elemento de control) para cadaluminaria o una fotocelda para un grupo de luminarias; en este caso, esta

63

controla un contactor que finalmente permite la energización del sistema deluminarias.

1.8.7 Carcasa1.8.7 Carcasa1.8.7 Carcasa1.8.7 Carcasa

Es un compartimiento de diferentes materiales y formas geométricas cuyafunción principal es albergar, proteger y soportar el conjunto óptico y, en lamayoría de los casos, el conjunto eléctrico. Generalmente están construidas enfundición de aluminio, o en algunos casos en fibra de vidrio o materialessintéticos.

Las dimensiones de este componente deben ser tales que los volúmenes de loscompartimentos del conjunto óptico y eléctrico garanticen las temperaturasmáximas especificadas tanto para los accesorios eléctricos como para loselementos constitutivos de las bombillas. Es importante que las temperaturasde los componentes eléctricos estén por debajo del valor máximo permitidocuando se aplica una sobretensión del 6% del voltaje nominal de alimentación.Los elementos que hacen parte de la carcasa y soporte de la luminaria debenproveer una alta rigidez tal que evite el movimiento de la luminaria con lavibración de los postes.

El acabado de la luminaria debe ser de tal manera que las superficies no seanfilosas, cortantes o porosas. La pintura exterior debe ser electrostática yhorneable, especial para el uso de la intemperie y garantizar excelenteadherencia (ver norma IEC-60598-1 y 60598-2 para pruebas y ensayos de lasluminarias).

64

1.9 ÍNDICES DE PROTECCIÓN CONTRA LA ENTRADA DE CUERPOS1.9 ÍNDICES DE PROTECCIÓN CONTRA LA ENTRADA DE CUERPOS1.9 ÍNDICES DE PROTECCIÓN CONTRA LA ENTRADA DE CUERPOS1.9 ÍNDICES DE PROTECCIÓN CONTRA LA ENTRADA DE CUERPOSSÓLIDOS, POLVO Y HUMEDAD (CLASIFICACIÓN IP).SÓLIDOS, POLVO Y HUMEDAD (CLASIFICACIÓN IP).SÓLIDOS, POLVO Y HUMEDAD (CLASIFICACIÓN IP).SÓLIDOS, POLVO Y HUMEDAD (CLASIFICACIÓN IP).

Todas las luminarias por la norma IEC (CIE/IEC 529 de 1989) deben cumplirdiversos grados de protección que garanticen la continuidad de la calidadfotométrica y eléctrica de los equipos llamado sistema IP. En el caso de lasluminarias de alumbrado público, estas deben soportar factores ambientalestales como polución, polvo, agua, rayos UV e inclemencias metereológicas.

Cuando hablamos de cuerpos extraños, se incluyen elementos tales como dedosy herramientas que puedan entrar en contacto con piezas energizadas; sedefinen aspectos de seguridad como descargas eléctricas o aquellas cuyosefectos sean perjudiciales sobre la función de las luminarias. El método deprueba exacto para cada clasificación IP se define en la norma anteriormentecitada (obsérvese que las condiciones durante las pruebas pueden ser distintasde las condiciones especificadas de una aplicación). La designación para indicarel grado de protección consta de las letras características IP, seguidas por dosdígitos que indican el cumplimiento de las condiciones indicadas en la tabla 5;la clasificación mínima de IP es 20 (protección contra contacto de los dedos conpiezas bajo tensión). A continuación se mostrará la tabla donde se indican losnúmeros de clasificación IP de acuerdo al índice de protección.

65

Tabla 5

CUADRO INDICE DE PROTECCION CONTRA ENTRADA DE POLVO OBJETOS SÓLIDOS YHUMEDAD. NORMA IEC 529 DE 1989

GRADO DE PROTECCION CONTRA ELCONTACTO ACCIDENTAL Y EL CONTACTO CON

ELEMENTOS EXTERNOS

GRADO DE PROTECCION CONTRA LAENTRADA DE HUMEDAD

PRIMERNUMERO DESCRIPCION EXPLICACIÓN SEGUNDO

NUMERO DESCRIPCION EXPLICACION

0 No protegido

No protegidocontra el contacto

accidental y elcontacto con

cuerpos externos.

0 No protegidoNo protegido

contra lahumedad

1 Protegido contralas manos

Protegido contraobjetos sólidos de

diámetro superior a50mm

1Protegido contragotas de agua de

caída vertical

Las gotas deagua no debentener efectosperjudiciales

2 Protegido contralas manos

Protegido contracontacto de dedos

con partes bajotensión y contrapenetración de

objetos sólidos dediámetro superior a

12mm

2

Protegido contragoteo inclinadoen ángulos de

hasta 15 grados

Las gotas deagua no debentener efectosperjudiciales

3 Protegido contraherramientas

Protegido contracontacto con

piezas bajo tensióna través de

herramientas,cables u objetos

similares de grosorsuperior a 2.5mm ycontra penetraciónde objetos sólidos

de diámetrosuperior a 2.5mm

3Protegido contra

lluvia o aguapulverizada

El agua que caecon un ángulo de

hasta 60º nodebe tener

efectosperjudiciales

66

4 Protegido contracables

Protegido contracontacto con

piezas bajo tensióna través de

herramientas,cables u objetos

similares de grosorsuperior a 1.0mm ycontra penetraciónde objetos sólidos

de diámetrosuperior a 1.0mm

4 Protegido contrasalpicaduras

Las salpicadurasde agua

procedente decualquier

dirección nodeben tener

efectosperjudiciales

5Protegido contraacumulación de

polvo

Proteccióncompleta contra

contacto conpartes bajo tensión

y contraacumulaciónperjudicial de

polvo; puede, perono hasta el punto

de afectar elfuncionamiento

5 Protegido contrachorros de agua

El aguaproyectada por

una tobera,desde cualquier

dirección nodebe tener

efectosperjudiciales.(Diá

metro de latobera: 6.3mm;presión: 30 kPa

6Protegido contrapenetración de

polvo

Proteccióncompleta contra

contacto conpartes bajo tensión

y contrapenetración de

polvo

6 Protegido contrachorros de agua

El aguaproyectada por

una tobera,desde cualquier

dirección nodebe tener

efectosperjudiciales.(Diá

metro de latobera: 12,5mm;presión: 100 kPa

7 Estanco al agua

Inmersióntemporal enagua, bajo

condicionesespecificas de

tiempo y presión,sin que entre

agua encantidades

perjudiciales.

8 Estanco al aguaa presión.

Inmersióncontinua enagua, bajo

condicionesespecificas de

tiempo y presión,sin que entre

agua encantidades

perjudiciales.

67

1.10 RESISTENCIA AL CHOQUE (CLASIFICACIÓN IK)1.10 RESISTENCIA AL CHOQUE (CLASIFICACIÓN IK)1.10 RESISTENCIA AL CHOQUE (CLASIFICACIÓN IK)1.10 RESISTENCIA AL CHOQUE (CLASIFICACIÓN IK)

La resistencia al choque de una luminaria define su protección contra choquesmecánicos según la norma Europea (Norma Europea EN 50102). Elalojamiento de la luminaria debe soportar la energía de choque mecánicodefinida, sin perder su seguridad eléctrica y mecánica ni su función básica de laluminaria. Al igual que la clasificación IP, la clasificación IK está dada por dosnúmeros, de acuerdo a la tabla que se verá a continuación (ver tabla 6). Para elcaso de una luminaria clasificada como IK07, esta puede soportar el choquemecánico de un martillo de péndulo, de un martillo de muelle o de un martillode caída libre de 2 Julios, por ejemplo un martillo de 0.5kg que cae desde unaaltura de 40cm. La mejor clasificación de luminarias en código IK está dadapara la resistencia a vandalismo.

Tabla 6: Resistencia al Choque de las Luminarias de A.P. Norma Europea EN 50102

Código IK Energía de

Choque

Descripción Ejemplo

IK00

IK01 0,15J

IK02 0,2J Luminaria estandar

abiertaLuminaria cerrada

IK03 0,35J

IK04 0,5J Luminaria abiera con sistema óptico

reforzadoIK05 0,7J

IK06 1J

IK07 2J Reforzada

IK08 5J Protegida contra

vandalismo

Luminaria cerrada con cubierta de

policarbonatoIK09 10J

IK10 20J Resistente al

vandalismo

Cerrada

68

1.11 INTERPRETACIÓN DE CURVAS DEL FABRICANTE1.11 INTERPRETACIÓN DE CURVAS DEL FABRICANTE1.11 INTERPRETACIÓN DE CURVAS DEL FABRICANTE1.11 INTERPRETACIÓN DE CURVAS DEL FABRICANTE

1.11.1 Matriz de Intensidades1.11.1 Matriz de Intensidades1.11.1 Matriz de Intensidades1.11.1 Matriz de Intensidades

La matriz de intensidades es como la huella dactilar de las luminarias, dadoque todas las matrices de intensidades son diferentes; en ella se puede apreciarla distribución fotométrica espacial de la luminaria sobre todos los planos. Estamatriz muestra la intensidad luminosa emitida por la luminaria en algunospuntos sobre un plano (llamado C). Estos puntos poseen unas coordenadas quea su vez son ángulos (γ), los cuales se incrementan cada 5 o 10º (lo mismo elplano C); se puede afirmar que para cada valor de γ y C existe un valor deintensidad luminosa dado en candelas/1000 lúmenes. El conjunto de todos lospuntos (como en un plano cartesiano) forman la matriz de intensidad de laluminaria. Con esta información podemos representar gráficamente ladistribución fotométrica de cada una de las luminarias mediante un diagramapolar. Vale aclarar que una luminaria puede tener varias matrices deintensidades dependiendo de la posición de la bombilla dentro de la misma,debido a que el cambiar la posición de la bombilla dentro de esta, se distribuyela luz de manera diferente.

69

Figura 16: Sistema de coordenas C-γ para una luminaria de Alumbrado Público.

(Tomado Del manual de Alumbrado Público de CODENSA. Capítulo III).

70

Tabla 7: Matriz de intensidades de luminaria marca Schréder. Ref. Z4-N400W

71

1.11.2 Diagrama Polar1.11.2 Diagrama Polar1.11.2 Diagrama Polar1.11.2 Diagrama Polar

El diagrama polar muestra en planos específicos y de manera rápida ladistribución fotométrica de la luminaria. El trazado de dicha gráfica se basa enlos valores encontrados en la matriz de intensidad, los cuales son obtenidos pormediciones realizadas en un laboratorio de fotometría (en el caso de nuestropaís, hasta hace unos pocos años estas mediciones las elaboraba la empresa deEnergía de Bogotá en el laboratorio “El Charquito” ubicado en las afueras deBogotá). Los valores del contorno del diagrama polar están determinados por elplano C y el ángulo γ (Gamma) el cual representa el ángulo de apertura de laluminaria, tomando como base el ángulo cero (0º) que está ubicado bajo laluminaria.

Figura 17: Diagrama Polar de Luminaria marca Schréder. Ref. Z4-N400W

72

1.11.3 Factor de Utilización de una Luminaria1.11.3 Factor de Utilización de una Luminaria1.11.3 Factor de Utilización de una Luminaria1.11.3 Factor de Utilización de una Luminaria

La relación de la iluminación entregada por una luminaria y la iluminaciónreal aprovechada de dicha luminaria se conoce como “Factor de Utilización dela Luminaria”, el cual se simboliza como K. En el caso de las luminarias dealumbrado público, la distribución fotométrica es diseñada para dirigir más luzhacia delante que hacia atrás, los fabricantes determinan para cada luminariauna representación gráfica en forma cartesiana donde se muestra lainformación de la relación del factor de utilización con respecto a la altura demontaje de la luminaria llamada “curva de factor de utilización”. Esta curva seutiliza para determinar en forma aproximada la cantidad de luz que esaprovechada, dependiendo de la ubicación sobre la calzada y la altura demontaje.

Figura 18: Perfil explicativo del Coeficiente de Utilización.

73

K

0.3 Adelante, lado calzada

K1

0.2

0.1 Atrás, lado acera

K2 (A/H) 0.0 1 2 3 4 A2/H A1/HFigura 19: Curva Coeficiente de Utilización para una Luminaria de Alumbrado Público.

1.12 PARÁMETROS DE DISEÑO PARA LA ILUMINACIÓN DE VÍAS1.12 PARÁMETROS DE DISEÑO PARA LA ILUMINACIÓN DE VÍAS1.12 PARÁMETROS DE DISEÑO PARA LA ILUMINACIÓN DE VÍAS1.12 PARÁMETROS DE DISEÑO PARA LA ILUMINACIÓN DE VÍAS

Los parámetros más importantes a tener en cuenta, para el diseño deiluminación de vías públicas son:

- Ancho de la calzada- Tipo de vía- Tipo de recubrimiento de la calzada (superficie)

Los anteriores parámetros determinan las características de la vía a iluminar,para luego, cumplir con una serie de requisitos fotométricos de acuerdo adichas características. Estos requisitos son:

- Luminancia Promedio- Uniformidad Promedio- Uniformidad Longitudinal- T.I.

74

Para el caso de puentes vehiculares, ciclo rutas, puentes peatonales y víaspeatonales, nivel debajo de puentes y cruces importantes, los parámetros atener en cuenta son:

- Iluminancia Promedio- Uniformidad Promedio

Esto se debe a que para estos casos la unidad de medida es en Luxes, casocontrario cuando estamos hablando de luminancia en donde la unidad demedida es cd/m2 (para el caso de vías principales y secundarias).

Los anteriores parámetros se deben tener en cuenta para cumplir con losprincipales objetivos del alumbrado público de las vías, que son:

- Proporcionar una iluminación suficiente que garantice la seguridad tantopara el tráfico automotor como para los peatones.

- Disminuir el índice de delincuencia, pues los sitios bien iluminados reducenla posibilidad de que se presenten atracos.

- Dar un aspecto atractivo y estético a las ciudades.

1.12.1 Ancho de Calzada (l).1.12.1 Ancho de Calzada (l).1.12.1 Ancho de Calzada (l).1.12.1 Ancho de Calzada (l).

Distancia entre los bordes de la calzada, medida perpendicularmente a su ejelongitudinal. Como veremos más adelante, este ancho de vía varía de acuerdoal tipo de vía y su importancia.

75

1.12.2 Tipo de Vía1.12.2 Tipo de Vía1.12.2 Tipo de Vía1.12.2 Tipo de Vía

El Departamento Administrativo de Planeación Distrital (DAPD) es la entidadencargada de planificar y determinar el desarrollo urbanístico de la ciudad ypor lo tanto del ordenamiento de su plan vial y para ello ha clasificado las víasdesde tipo V – 0 hasta tipo V – 9. Ver manual de alumbrado público deCODENSA S.A. E.S.P., Capitulo V año 1.992. Esta clasificación encontrada enla norma de CODENSA es:

CRITERIO MUY

IMPORTANTE

IMPORTANTE MEDIO REDUCIDA MUY

REDUCIDAA V0-V1 Velocidad de

Circulaciónx x

R V1P Tráfico Automotor

x x

T V2 Tráfico de Peatones

x

E V3 Velocidad de Circulación

x

R V3E Tráfico Automotor

x x

I V3R Tráfico de Peatones

x x x

V4 Velocidad de Circulación

x x

L V4A Tráfico Automotor

x x

O Tráfico de Peatones

x x

C V5 Velocidad de Circulación

x

A V6-V7 Tráfico Automotor

x

L V8 Tráfico de Peatones

x x

V9 Tráfico de Peatones

x x x

TIPO DE VIA

Tabla 8: Clasificación de las vías según EL DAPD (Departamento Administrativo de Planeación Distrital)

76

Las exigencias del alumbrado público, van en relación directa con la intensidaddel trafico o la velocidad media de los vehículos circulantes.

CRITERIOS

ADMITIDOS

VELOCIDAD DE

CIRCULACION (km/h)

TRAFICO DE AUTOMOTORES

(Veh/h)Muy Importante V>90 T>1000

Importante 60<V<90 500<T<1000Media 30<V<60 250<T<500

Reducida V<30 100<T<250Muy Reducida Al paso T<100

Tabla 9: Velocidades de circulación y velocidad del tráfico según el DAPD (Departamento Administrativo de Planeación Distrital)

La rapidez de percepción de un conductor y por consiguiente de su reacción,depende de la luminancia de los objetos situados dentro de su campo visual, desu contraste, de si existen deslumbramientos o no, etc., de forma que puedaidentificarlos y reaccionar en consecuencia.

TIPO DE VIA CLASIFICACION DAPD

Free way Clase A Vías con gran complejidad y altovolumen de tráfico, operan muchoen las primeras horas de lamañana y de la noche conaccesors contorlados y sin cruces

Clase B Todas las otras vías con accesoscontrolados donde se requierealumbrado

Superautopistas con control parcialde los accesos y generalmente concruces v iales importantes

La parte del sistema vial urbanoque sirve de red principal para elflujo de tráfico

V0, V1, V1P y V2

Calles urbanas con grancirculación de tráfico en zonaresidencial, comercial e industrial

V3, V3E, V3R, V4,

V4A, y V5Vias secundarias con circulaciónlimitada de vehiculos y peatones

V&, V7, V8 y V9Alley

CLASIFICACION DE LA VIA

Expresss way

Major

Local

Tabla 10: Tabla comparativa entre Clasificación de vías según IES y DAPD (Departamento Administrativo de Planeación Distrital), encargado de del

planeamiento del planeamiento y ordenamiento del distrito de Bogotá.

77

Como se observa en la tabla 10, nuestro sistema vial no cuenta consuperautopistas, ni vías de alta velocidad, razón por la cual no existe ningúntipo de similitud con la norma internacional IES (Illumating EngineeringSociety).

TIPO Y DENSIDAD DE TRAFICO

TIPO DE VIA CLASIFICACION DAPD

AGran tráfico y altavelocidad

Superautopistas, víascompletamente libresde cruces a nivel yacceso controlado

B

Gran tráfico y altavelocidad

Autopistas interurbanascon carriles lateralesdemarcados para tráficolento y/o peatones

C Gran tráfico y velocidadmoderada

Vías importantes paratodos los propósitosrural o urbano

V0, V1, V1P y V2

D Tráfico mixto medianocon mayor proporciónde tráfico lento opeatones (velmax<70km/h)

Calles urbanas ocomerciales con grancirculación de tráfico opeatones

V3, V3E, V3R

E Tráfico mixto con límitesde velocidad y densidadmoderada

Vías que unen áreasresidenciales con víasprincipales del tipo Ahasta el D

Calles locales o secundarias V4, V4A, V5, V6, V7,

V8

CATEGORIA DE LA VIA

Tabla 11: Tabla comparativa entre Clasificación de vías según CIE (International Commission on Illumination) y DAPD (Departamento Administrativo de Planeación Distrital), encargado del planeamiento del planeamiento y ordenamiento del distrito de Bogotá.

1.12.3 Tipo de Recubrimiento de la Calzada1.12.3 Tipo de Recubrimiento de la Calzada1.12.3 Tipo de Recubrimiento de la Calzada1.12.3 Tipo de Recubrimiento de la Calzada

Con el fin de facilitar los cálculos de luminancia en los diseños, las superficiesde las vías en estado seco se clasifican en cuatro (4) tipos de acuerdo a suspropiedades reflectivas. Estas propiedades se basan en el grado de

78

especularidad y su coeficiente de luminancia medio (Q0), el cual depende de lareflectancia de la superficie de la calzada. Es así como el tipo de calzadadenominado R1 es concreto claro, R2 asfalto con características de texturagruesa y áspera, R3 asfalto normal, textura gruesa y pulida y R4 asfalto nuevocon textura suave y pulida. Cada una de estas superficies posee un Q0 diferentetal como se puede ver en la tabla No. 12 (Ver manual de alumbrado Público deCODENSA capítulo V).

CLASE Qo Tipo de SuperficieR1 0,1 Concreto claroR2 0,07 Hormigón asfáltico, textura gruesa

y ásperaR3 0,07 Asfalto normal, textura gruesa y

pulidaR4 0,08 Asfalto nuevo, textura suave y

pulida

Tabla 12: Clasificación de revestimiento normalizado según norma IES 1987 Capítulo 14.

1.12.4 Luminancia Promedio (1.12.4 Luminancia Promedio (1.12.4 Luminancia Promedio (1.12.4 Luminancia Promedio (Lpro)Lpro)Lpro)Lpro)

Es el mínimo valor a ser mantenido a lo largo de la vía a iluminar. Depende dela distribución de la luz de las luminarias, del flujo de las bombillas, lageometría de la instalación y de las propiedades de reflexión de la superficie dela vía. Los niveles altos pueden ser aceptados si son económicamentejustificados sin olvidar que la norma recomienda el nivel mínimo.

Los cálculos y medida de la luminancia promedio sobre la superficie de la víadeben ser realizados de acuerdo con la norma CIE 30.2-1.982. Los valorescalculados deben tener en cuenta los factores de mantenimiento para elconjunto bombilla luminaria. El factor de mantenimiento varía de acuerdo a los

79

intervalos de limpieza, cantidad de polución atmosférica y calidad de sellado dela luminaria (clasificación IP). Los factores de mantenimiento de las bombillasvarían de acuerdo al tipo de bombilla y su potencia; estos valores sonsuministrados por el fabricante.

1.12.5 Uniformidad Promedio (U1.12.5 Uniformidad Promedio (U1.12.5 Uniformidad Promedio (U1.12.5 Uniformidad Promedio (U0000).).).).

Es el cociente entre la luminancia mínima en un punto sobre la superficie de lavía dividido sobre el promedio de todas las luminancias en dicha superficie.Este valor se expresa en porcentaje.

Lmín = Uo (Uniformidad Promedio) Lpro

Este criterio es importante haciendo referencia al control de la visibilidadmínima sobre la vía, ya que influye sobre el confort del conductor. Para el casode la norma CIE 115 de 1995 este valor debe ser mayor al 40%, al igual quepara nuestro sistema y se aplica para todo tipo de vía.

1.12.6 Uniformidad Longitudinal (U1.12.6 Uniformidad Longitudinal (U1.12.6 Uniformidad Longitudinal (U1.12.6 Uniformidad Longitudinal (ULLLL).).).).

Es el cociente entre valor mínimo y el valor máximo de luminancia a lo largodel eje de cada carril y se calcula de acuerdo a la norma CIE 30.2-1.982. Este esun criterio principalmente relacionado con el confort y su propósito es prevenirel efecto cebra, es decir, los continuos cambios de nivel de luminancia a lo largo

80

de la vía. Esto principalmente se aplica a vías de longitudes considerables,estos valores deben ser mayores del 50%.

1.12.7 T.I. (Threshold Increment)1.12.7 T.I. (Threshold Increment)1.12.7 T.I. (Threshold Increment)1.12.7 T.I. (Threshold Increment)

Esta es la medida de la pérdida de visibilidad causada por el deslumbramientoincapacitivo producido por las luminarias de la vía. Los cálculos de esteincremento pueden ser apreciados en la norma CIE 31-1976 y este valor nodebe ser mayor al 10% para vías principales de acuerdo con la CIE 115. En víassecundarias el valor admitido es hasta el 15%.

1.12.8 Valores de Luminancia e Iluminancia recomendados por CODENSA1.12.8 Valores de Luminancia e Iluminancia recomendados por CODENSA1.12.8 Valores de Luminancia e Iluminancia recomendados por CODENSA1.12.8 Valores de Luminancia e Iluminancia recomendados por CODENSApara los diferentes tipos de Vías.para los diferentes tipos de Vías.para los diferentes tipos de Vías.para los diferentes tipos de Vías.

La Antigua Empresa de Energía Eléctrica de Bogotá hoy CODENSA basó susniveles de iluminación en las normas internacionales IES y CIE y a la nacionalNTC 900 adaptándolas a las necesidades propias de la ciudad. Por lo tanto losvalores que rigen actualmente la iluminación en la ciudad son:

81

Para vías vehiculares :

CLASIFICACION TIPO DE VIA LUMINANCIA PROMEDIO

RESTRICCIONES DE DESLUMBRAMIENTO

Lpro (cd/m2) Uniformidad

Promedio Uo

Uniformidad Longitudinal

U1

T.I.

V0V1 1,5

Vias Arterias V2 0,5 <10V3 1V4 0,75 0,4V5 0,75 No se

Vias Locales V6 Requiere <15V7 0,5V8

Via Peatonal V9 0,5 0,2 0,4 No requiere

RELACIONES DE UNIFORMIDAD

Tabla 13: Valores de Luminancia vigentes para vías vehiculares según Manual de Alumbrado Público de CODENSA. Capítulo V.

Para puentes vehiculares el nivel mínimo exigido es de 30 Luxes, bajo puentes30 Luxes, ciclo-rutas 23 Luxes. Todos estos con uniformidad promedio del 40%como mínimo. Para pasos peatonales se exige un nivel de 13 luxes con unauniformidad superior al 30%, para zonas verdes, el nivel exigido es de 7 Luxescon uniformidad del 16% (Ver Norma CODENSA actualización Enero de 2000).

1.13 PARÁMETROS DE INSTALACIÓN DE LUMINARIAS1.13 PARÁMETROS DE INSTALACIÓN DE LUMINARIAS1.13 PARÁMETROS DE INSTALACIÓN DE LUMINARIAS1.13 PARÁMETROS DE INSTALACIÓN DE LUMINARIAS

1.13.1 Altura de montaje (H):1.13.1 Altura de montaje (H):1.13.1 Altura de montaje (H):1.13.1 Altura de montaje (H):

Distancia vertical que existe entre el centro geométrico del reflector de laluminaria y la superficie de la calzada. La altura de montaje depende de lapotencia, de la curva de distribución de la intensidad luminosa de la luminariay de la geometría de la instalación. La altura de montaje debe ser mayor a

82

medida que la potencia de la luminaria aumenta para evitar deslumbramientoexcesivo. Así mismo debe ser mayor entre más ancha sea la calzada, paraobtener uniformidad luminosa transversal. Las alturas típicas libres de lospostes según la potencia de las luminarias son:

• 5-6m para bombilla de 70W.• 8-9m para bombilla de 150W.• 10-12m para bombilla de 250W.• 12-16m para bombilla de 400W.

H

Figura 20: Altura de montaje de una luminaria

1.13.2 Interdistancia (S):1.13.2 Interdistancia (S):1.13.2 Interdistancia (S):1.13.2 Interdistancia (S):

Distancia entre dos luminarias consecutivas, medida paralelamente al eje de lavía. La interdistancia depende de las características de las luminarias, susalturas de montaje, los niveles de iluminancia y los factores de uniformidadadoptados. El valor de las interdistancias son relativas, ya que dependen delancho de la vía, la altura de montaje de los postes y el nivel requerido.

83

S S S S

Figura 21: Interdistancia entre luminarias

1.13.3 Avance:1.13.3 Avance:1.13.3 Avance:1.13.3 Avance:

Distancia medida horizontalmente entre el borde de la calzada y la vertical quepasa por el centro geométrico del reflector de la luminaria. Esta dimensióntiene relación con la longitud del soporte de la luminaria y de la distancia entreel borde de la vía y el poste. Para el sistema de Codensa, el valor de brazohomologado es de 1.2m; generalmente, la distancia entre el poste y laluminaria incluyendo el soporte es de 1.7m, es decir, asumimos que el centro dela luminaria está en 50cm (este valor es aproximado en la mayoría de lasluminarias).

84

Figura 22: Avance de la luminaria sobre la vía o brazo del poste

1.13.4 Ángulo de Inclinación de la Luminaria:1.13.4 Ángulo de Inclinación de la Luminaria:1.13.4 Ángulo de Inclinación de la Luminaria:1.13.4 Ángulo de Inclinación de la Luminaria:

Es el ángulo de inclinación de la luminaria con la horizontal. Al instalar lasluminarias es posible modificar la distribución luminosa sobre la vía, deacuerdo con el ángulo de la luminaria con la horizontal. Un ángulo exageradopuede modificar notoriamente las cualidades fotométricas de la luminaria. Enciertos casos como en el de vías a diferentes niveles, curvas, glorietas, etc., elángulo sobre la horizontal puede producir un deslumbramiento indeseable.

85

Figura 23: Ángulo de inclinación de la luminaria

1.13.5 Ancho de Calzada (l):1.13.5 Ancho de Calzada (l):1.13.5 Ancho de Calzada (l):1.13.5 Ancho de Calzada (l):

Distancia entre los bordes de la calzada, medida perpendicularmente a su ejelongitudinal. l

Figura 24: Ancho de vía

1.13.6 Reglaje del Portabombillas:1.13.6 Reglaje del Portabombillas:1.13.6 Reglaje del Portabombillas:1.13.6 Reglaje del Portabombillas:

Es la posición, tanto vertical como horizontal, del portabombillas, en laluminaria. Esta posición puede por tanto graduarse dentro del reflector de laluminaria, de forma que se logre el mejor reparto fotométrico dependiendo de laaplicación escogida. Este reparto fotométrico permite distribuir la luz en el casode las luminarias de alumbrado público para vía angostas, medianas o anchas.

86

Reflector Centro del reflector

Bombilla Atrás Centro Adelante

Figura 25: Cambio de posición de la bombilla dentro del reflector

1.13.7 Altura de Montaje de las Luminarias, su separación y el ancho de la1.13.7 Altura de Montaje de las Luminarias, su separación y el ancho de la1.13.7 Altura de Montaje de las Luminarias, su separación y el ancho de la1.13.7 Altura de Montaje de las Luminarias, su separación y el ancho de lacalzadacalzadacalzadacalzada

La altura de montaje de las luminarias ejerce una gran influencia sobre lacalidad de la iluminación y sus costos.

Una gran altura puede presentar las siguientes ventajas:

- Mejor distribución de la luminaria sobre la vía.- Menor deslumbramiento.- Disminución del número de luminarias utilizando fuentes de mayor

potencia.- Mayor separación entre luminarias.

1.14 DISPOSICIÓN GEOMÉTRICA DE LAS VÍAS1.14 DISPOSICIÓN GEOMÉTRICA DE LAS VÍAS1.14 DISPOSICIÓN GEOMÉTRICA DE LAS VÍAS1.14 DISPOSICIÓN GEOMÉTRICA DE LAS VÍAS

La disposición de las luminarias sobre las vías puede ser una de las siguientesdependiendo del ancho de la calzada, la altura de montaje y el nivel requerido:

87

" Unilateral" Bilateral Opuesta" Bilateral Alternada" Central Doble

En algunos casos especiales se usan combinaciones de las anteriores. Ladisposición unilateral se admite generalmente cuando el ancho de la vía ailuminar es inferior a la altura de las luminarias.

Figura 26: Disposición de las luminarias sobre la vía

CENTRAL DOBLE

UNILATERAL

BILATERAL OPUESTA

BILATERALALTERNADA

88

1.15 CÁLCULO DE ILUMINANCIA MEDIA DE ACUERDO AL MÉTODO DE1.15 CÁLCULO DE ILUMINANCIA MEDIA DE ACUERDO AL MÉTODO DE1.15 CÁLCULO DE ILUMINANCIA MEDIA DE ACUERDO AL MÉTODO DE1.15 CÁLCULO DE ILUMINANCIA MEDIA DE ACUERDO AL MÉTODO DELOS 9 PUNTOSLOS 9 PUNTOSLOS 9 PUNTOSLOS 9 PUNTOS

Este método es básicamente el promedio ponderado de las iluminancias enluxes para cada punto (en este caso 9), (se necesitan como mínimo cuatroluminarias en buen estado para la toma de datos pues se debe tener en cuentala influencia de dichas luminarias sobre área a medir) los cuales se observan enla siguiente gráfica (ver Manual de Alumbrado Público de CODENSA, p.249):

L L/2

Ancho de vía

Centro de la vía

LuminariaFigura 27: Distribución de los puntos para el cálculo de iluminancia media.

Los cuadros de color amarillo muestran la influencia de los puntos P1, P3, P7 yP9 sobre la vía; esta influencia sobre el área de cálculo es de ¼, ya que el áreacompleta que rodea cada punto es una unidad. Los puntos P2, P4, P6 y P8muestran que la influencia de estos puntos sobre el área de cálculo es ½ unidady, finalmente, el único punto en que la influencia es total (o sea la unidad sobreel área) es P5. Por lo tanto la fórmula para el cálculo de la iluminancia mediaes como sigue:

Epro= ¼ ((EP1+EP3+EP7+EP9) / 4 + (EP2+EP4+EP6+EP8)/2 + EP5)

P1 P4 P7

P3 P6 P9

P2 P5 P8

89

Factorizando obtenemos lo siguiente:Epro=1/16 ((EP1+EP3+EP7+EP9) + 2(EP2+EP4+EP6+EP8) + 4EP5)

Para ejemplos prácticos de cálculo, el método a seguir es igual al mostrado enla figura 27.

De acuerdo a la distribución de las luminarias sobre la vía, la ubicación de lamalla de cálculo varía de la siguiente forma: L L/2

L/4Figura 28: Ubicación de puntos sobre la malla de cálculo para localización unilateral y bilateral opuesta.

L

L/4 L/2

P1 P4 P7

P3 P6 P9

P2 P5 P8

P1 P4 P7

P3 P6 P9

P2 P5

90

Figura 29: Ubicación de puntos sobre la malla de cálculo para localización bilateral alternada.

L

L/2

L/4

Separador

Figura 30: Ubicación de puntos sobre la malla de cálculo para localización central doble.

Para las figuras 27 y 28 , el ancho de la malla es igual a la mitad de lainterdistancia entre dos de las luminarias, distribuyendo simétricamente lospuntos tal y como se observa en dichas figuras. Para la figura 29 (localizaciónbilateral alternada), el ancho de la malla de cálculo no es la mitad de lainterdistancia como en el caso anterior, si no ¼ de esta interdistancia, teniendoen cuenta que dicha interdistancia es entre dos luminarias del mismo costado(debido a que tenemos la influencia de la luminaria que se encuentra en lamitad de las dos, pero en el costado opuesto). Para el caso de la localizacióncentral doble (figura 30) el cálculo se realiza sobre una de las calzadas, ya quese asume que en la calzada opuesta se obtiene la misma distribución

P1 P4 P7

P3 P6 P9

P2

91

fotométrica si las dos calzadas tienen el mismo ancho. Vale la pena aclarar queel cálculo se puede realizar para vías en las que la interdistancia entre muchasluminarias es aproximadamente igual, ya que en caso contrario no existiríasimetría.

92

2. ANÁLISIS TÉCNICO2. ANÁLISIS TÉCNICO2. ANÁLISIS TÉCNICO2. ANÁLISIS TÉCNICO

Después de haber recopilado información de las empresas prestadoras delservicio de alumbrado público, en este caso CODENSA y de las empresasencargadas de la regulación (CREG, UESP), además de las normasinternacionales (IES, CIE), y haber tomado mediciones fotométricas en terreno,se procedió a realizar un estudio general enfocado a determinar el estado actualde las redes de alumbrado público (mantenimiento), teniendo en cuenta que lacalidad de prestación de servicio de Alumbrado Público es el objeto principal deeste estudio.

El análisis técnico se divide en dos partes primordiales a saber :• Análisis fotométrico• Instalación y Mantenimiento

2.1 ANÁLISIS FOTOMÉTRICO2.1 ANÁLISIS FOTOMÉTRICO2.1 ANÁLISIS FOTOMÉTRICO2.1 ANÁLISIS FOTOMÉTRICO

2.1.1 Toma de datos2.1.1 Toma de datos2.1.1 Toma de datos2.1.1 Toma de datos

El proceso de mediciones fotométricas fue demorado, debido a que sepresentaron una serie de inconvenientes tales como factores climáticos y lalluvia, en donde no se pueden efectuar las mediciones, debido a que los equiposno están adaptados para estas condiciones; se tuvieron que efectuar largosrecorridos para ubicar lugares óptimos para la toma de datos, ya que en lamayoría de lugares se encontraron luminarias apagadas, fluctuación de las

93

bombillas, diferencias de alturas de montaje, diferencias de longitudes debrazos e interdistancias no homogéneas; además que la toma de datos seefectuó a altas horas de la noche (Entre 9:30 p.m. y 2:00 a.m.) debido al altoflujo vehicular presente en las vías.

Otro factor que hizo que la toma de datos fuera demorada, fue el alquiler delequipo de medición (Luxómetro marca LMT, calibrado en lo laboratorios de R-TECH en enero de 2000), puesto que la empresa que alquila el equipo, no teníadisposición total de tiempo para el préstamo del mismo.

Dentro de este análisis se propuso realizar un estudio para el diagnóstico de lasredes eléctricas de alumbrado público de la ciudad, lo cual se dificultó debido aque el suministro de información acerca de potencias de bombillas, y voltajes dealimentación utilizados en las diferentes vías, no estaban disponibles en esemomento.

El procedimiento para la toma de datos está basado en el método de los nuevepuntos visto en la sección 1.15. Para este efecto se utilizó un Luxómetrocalibrado y un decámetro; los puntos sobre las vías se marcaron con tiza deacuerdo al método descrito. La toma de datos de iluminancia se efectuaroncolocando el instrumento de medición sobre los puntos marcados en lasuperficie de la calzada, con la previa verificación de la coincidencia deinterdistancia entre postes, tipo de brazo, inclinación de la luminaria y alturade montaje, además de que todas las luminarias se encontraran enfuncionamiento.

2.1.1.1 Datos obtenidos para vías principales.2.1.1.1 Datos obtenidos para vías principales.2.1.1.1 Datos obtenidos para vías principales.2.1.1.1 Datos obtenidos para vías principales.

94

Inicialmente se obtuvieron datos de las vías principales, ya que son las queposeen el mayor grado de dificultad en la toma de datos y tienen el mayorgrado de importancia en este estudio. En consecuencia, de los datos obtenidos(ver tabla niveles vías principales) se puede concluir lo siguiente:

• De las 20 mediciones obtenidas (ver Tabla 16) el 40% presentaron fallasen nivel de iluminación, ya que el nivel mínimo promedio permitidosegún las normas de CODENSA es de aproximadamente 20 luxes.

• De igual forma, el 35% de las mediciones no cumplieron con launiformidad promedio establecido por la norma (≥40%).

• Finalmente, el 35% de las mediciones obtenidas no cumplieron conninguno de los dos criterios para la prestación de servicio de alumbradopúblico.

2.1.1.2 Datos obtenidos para vías secundarias.2.1.1.2 Datos obtenidos para vías secundarias.2.1.1.2 Datos obtenidos para vías secundarias.2.1.1.2 Datos obtenidos para vías secundarias.

Para este caso, se detectó que a pesar que desde hace varios años se estánreemplazando las fuentes de Mercurio por fuentes de Sodio, todavía existe ungran porcentaje de sitios en la ciudad iluminados con Mercurio y, fuera de esocon niveles tan bajos como los de las vías tipo V8 y V9. Para dar unaperspectiva más real del problema, los datos obtenidos fueron los siguientes:

• Se efectuaron 16 mediciones (ver Tabla 17), de las cuales el 50% nocumplen con los niveles estipulados por las norma de CODENSA.

• El 6.2% no cumplen con la uniformidad promedio, perodesafortunadamente, cuando se tienen niveles de iluminación muy bajos,la uniformidad no es un factor importante en el alumbrado de una vía.

95

• Como anteriormente se había mencionado, se observó que para víassecundarias existe un porcentaje alto de fuentes de Vapor de Mercurio(el 42% en nuestro estudio), razón por la cual se insiste en que la fuentede Vapor de Mercurio definitivamente debe ser reemplazada por lafuente de Vapor de Sodio Alta Presión debido a su alta eficiencia.

• Otro factor apreciado fue la falta de mantenimiento que se presenta eneste tipo de vías, ya que no es el más adecuado. Por efectos de seguridadpara el peatón y comodidad visual para el conductor, es primordial queestas vías tengan el mantenimiento indicado como el que se deberíaprestar en las vías principales.

2.1.1.3 Datos Obtenidos para barrios (Secundarias tipo V8 y V9).2.1.1.3 Datos Obtenidos para barrios (Secundarias tipo V8 y V9).2.1.1.3 Datos Obtenidos para barrios (Secundarias tipo V8 y V9).2.1.1.3 Datos Obtenidos para barrios (Secundarias tipo V8 y V9).

En muchos casos la medición se dificultó, ya que la gran mayoría de calles enbarrios de la ciudad están totalmente oscuras, debido a que existen muchasluminarias y hasta circuitos, totalmente fuera de servicio:

• De las 15 mediciones obtenidas (ver Tabla 18) el 100% presentaron fallasen nivel de iluminación, ya que el nivel mínimo promedio permitidosegún las normas de CODENSA es de aproximadamente 10 luxes.

• El 13% de las mediciones no cumplieron con la uniformidad promedioestablecido por la norma (≥40%).

• Finalmente, el 13% de las mediciones obtenidas no cumplieron conninguno de los dos criterios para la prestación de servicio de alumbradopúblico.

96

• Realmente, si en una vía no hay nivel, como para este caso, launiformidad no es un factor relevante, debido a que nada se logra conuna calle uniforme y oscura.

2.1.1.4 Datos obtenidos para ciclo – rutas.2.1.1.4 Datos obtenidos para ciclo – rutas.2.1.1.4 Datos obtenidos para ciclo – rutas.2.1.1.4 Datos obtenidos para ciclo – rutas.

Debido a que las ciclo – rutas en nuestra ciudad son relativamente nuevas, nopresentaron fallas de tipo fotométrico, salvo una sola (ver Tabla 19), en dondese piensa que la razón fue la no verificación del contratista al rectificar elreglaje de las luminarias a instalar y/o el ángulo de inclinación al momento deser instaladas dichas luminarias, ya que se observó que la mayoría de la luzemitida por estas luminarias estaba dirigida hacia atrás.

Se confirma que el diseño e instalación de las luminarias para las ciclo – rutas,ha cumplido con las expectativas generadas por parte de las empresasprestadoras del servicio, al igual que para las entidades reguladoras, y, lo másimportante, para los ciudadanos, los cuales son los más beneficiados cuandohay calidad en la prestación de cualquier tipo de servicio público.

2.1.1.5 Datos obtenidos para iluminación de puentes vehiculares.2.1.1.5 Datos obtenidos para iluminación de puentes vehiculares.2.1.1.5 Datos obtenidos para iluminación de puentes vehiculares.2.1.1.5 Datos obtenidos para iluminación de puentes vehiculares.

Se detectó que en sitios de tanta importancia como lo son los puentesvehiculares, en donde el poder de reacción de un conductor debe ser máximoante la presencia repentina de un obstáculo debido a la pendiente del mismo, sepresenten niveles tan bajos como los encontrados en el 80% de los casos (verTabla 20), donde el nivel exigido por CODENSA es de 30 luxes y en el casoespecifico del puente sobre la avenida Boyacá con calle 68 se obtuvieron cifras

97

de 5 luxes, poniendo en peligro la vida de peatones, ciclistas y conductores. Lasrazones de estos bajos niveles se verán en el análisis de instalación ymantenimiento.

2.1.1.6 Datos obtenidos para iluminación de vías peatonales.2.1.1.6 Datos obtenidos para iluminación de vías peatonales.2.1.1.6 Datos obtenidos para iluminación de vías peatonales.2.1.1.6 Datos obtenidos para iluminación de vías peatonales.

El nivel que se escogió por norma para estos lugares fue concebido de acuerdoal criterio de la cantidad de luz que la luminaria emite hacia atrás, claro que enalgunos casos, el ancho de estos andenes amerita la utilización de unaluminaria adicional para obtener el nivel requerido que en la mayoría de casoses mayor o igual a 13 luxes, para el cual es necesario como mínimo unaluminaria con bombilla de 70W (ver Tabla 21).

Los niveles obtenidos y las uniformidades en las mediciones efectuadas,cumplen con la norma.

2.1.1.7 Datos obtenidos para la iluminación bajo puentes.2.1.1.7 Datos obtenidos para la iluminación bajo puentes.2.1.1.7 Datos obtenidos para la iluminación bajo puentes.2.1.1.7 Datos obtenidos para la iluminación bajo puentes.

Hubo muchos problemas para la toma de mediciones en estos lugares, debido aque la mayoría presentaban luminarias apagadas (ver análisis de instalación ymantenimiento); en consecuencia, fueron pocos los lugares en donde se logrótomar datos fotométricos.

El 75% de los lugares en donde se obtuvieron los datos no cumplen con el nivelestablecido por la norma de Alumbrado Público de CODENSA, el 25% nocumplen con la uniformidad promedio (ver Tabla 22).

98

Se observa que los sistemas de iluminación por medio de luminaria tipo “wallpack” (luminaria colocada sobre muro) no es adecuado para esta aplicación,debido a que en la mayoría de los casos solamente se ubica en un costado de lavía, generando problemas de uniformidad bajo el puente.

2.1.1.8 Datos obtenidos para iluminación de puentes peatonales.2.1.1.8 Datos obtenidos para iluminación de puentes peatonales.2.1.1.8 Datos obtenidos para iluminación de puentes peatonales.2.1.1.8 Datos obtenidos para iluminación de puentes peatonales.

No se realizaron mediciones en estos lugares, pues la mayoría los puentes de laciudad hasta la fecha tanto nuevos como viejos, no poseen iluminación y lospocos que la tienen presentan luminarias apagadas o han sido robadas, factorque impidió la toma de datos, ya que para realizar esta actividad, se necesitancomo mínimo cuatro luminarias consecutivas en buen estado, (ver sección 1.15).

2.2 ANÁLISIS DE INSTALACIÓN Y MANTENIMIENTO.2.2 ANÁLISIS DE INSTALACIÓN Y MANTENIMIENTO.2.2 ANÁLISIS DE INSTALACIÓN Y MANTENIMIENTO.2.2 ANÁLISIS DE INSTALACIÓN Y MANTENIMIENTO.

El objeto de este análisis es mostrar a nivel general el tipo de fallas que sepresentan en las zonas en las que se efectuaron mediciones, posiblemente fallasde diseño, instalación y problemas en el mantenimiento de los sistemas dealumbrado. Esto debido a la no periodicidad y a la mala ejecución de dichosmantenimientos.

Una mala calidad en la prestación de servicio del Alumbrado Público de laCiudad se traduce en altos costos para la comunidad, ya que de acuerdo alproyecto de ley expuesto por la Alcaldía Mayor de Bogotá, los usuarios deberánpagar una tarifa por la prestación de dicho servicio. Por esta razón, se debehacer énfasis en mejorar la calidad de prestación del mismo.

99

En algunos lugares en donde se efectuaron las mediciones, se realizaran unaserie de comentarios acerca de los tres factores anteriormente mencionados, loscuales darán una idea de por qué no se cumplen a cabalidad las normasimpuestas por las entidades reguladoras y el impacto social que conlleva lafalta de calidad en la prestación de servicio de alumbrado público en la ciudad.

Para el caso de la Avenida Suba, Calle 13, Avenida el Dorado, entre otras, lascuales son vías principales, con un alto flujo vehicular, se observan lossiguientes problemas:

2.2.1 Diferencia de longitudes de brazos2.2.1 Diferencia de longitudes de brazos2.2.1 Diferencia de longitudes de brazos2.2.1 Diferencia de longitudes de brazos

Se presentan a lo largo de las vías brazos de 2.5mts y brazos de 1.2mts lo cualafecta la fotometría (luminancia, uniformidad promedio y T.I. (incremento deumbral (deslumbramiento))) y la estética de la vía como tal. En el diseño queCODENSA solicita a las empresas fabricantes de luminarias de alumbradopúblico, se les exige cumplir con los niveles y uniformidades respectivas deacuerdo al tipo de vía, y en este caso específico (vía tipo V1) el diseño siemprese realiza con un solo tipo de brazo en un tramo extenso. Para los diseñadores,la ubicación de las luminarias sobre la vía es determinante para cumplir laluminancia, uniformidad y T.I. El cambio de posición de la luminaria sobre lavía puede cambiar cualquiera de las tres variables anteriormente mencionadasen el diseño, o las tres al mismo tiempo, como a su vez, la interdistanciamáxima a la que se puede diseñar. En conclusión, al no tener uniformidad enlas longitudes de los brazos la fotometría varia totalmente, creando problemasde uniformidad promedio y luminancia de la vía (ver fotografía 1).

100

Fotografía 1: Diferencia de brazos en la Avenida El Dorado.

2.2.22.2.22.2.22.2.2 Diferencia de ángulos de inclinación de las luminariasDiferencia de ángulos de inclinación de las luminariasDiferencia de ángulos de inclinación de las luminariasDiferencia de ángulos de inclinación de las luminarias

De igual forma, es marcada la diferencia de ángulos de inclinación a lo largo delas vías, lo cual se observa en muchas calzadas en donde se realizan losmantenimientos, puesto que cuando es necesario cambiar una luminaria y elbrazo del poste, se pierde la inclinación original debido a que el brazo por elcual se cambio no posee el mismo ángulo de inclinación del brazo que estabainstalado anteriormente. Se observó que se presentan ángulos a lo largo de laAvenida Suba desde 5º hasta 20º, para perfiles de vía iguales, lo cual afectasignificativamente la fotometría del tramo de la vía. En un tramo de víadiseñado, al modificar la inclinación de una sola luminaria, se altera launiformidad de la vía en la cual se ven sitios oscuros o muy iluminados sobre lacalzada (Ver fotografía 2).

101

Fotografía 2: Diferencia de inclinaciones de luminarias en un mismo perfil de vía.

2.2.32.2.32.2.32.2.3 Diferencias de tipo de luminariaDiferencias de tipo de luminariaDiferencias de tipo de luminariaDiferencias de tipo de luminaria

Realizando un recorrido a lo largo de la Avenida Suba, la cual poseedisposición Central Doble, se observa que no hay ningún tramo en dondeexista un mismo tipo de luminaria, se encuentran con frecuencia luminariasde diferente fabricante en un mismo poste, atentando contra la ingenieríade iluminación, puesto que todos los fabricantes poseen una serie deparámetros diferentes; por lo tanto, las curvas fotométricas varían del unoal otro y, en consecuencia, se altera significativamente la distribución la luzsobre la calzada. Actualmente, no existe una “cultura” por parte de

102

las personas encargadas del mantenimiento de las luminarias acerca de lamanera de efectuar los mantenimientos; cuando en un tramo de vía unaluminaria falla, la empresa la cambia por completo. Se considera que esto no estotalmente necesario si la falla se puede solucionar en el mismo sitio, porejemplo mirando si es la bombilla, el fotocontrol, el arrancador y por último elbalasto, o como solución general cambiar todo el plato de accesorios eléctricospor uno de iguales características. En el caso de ser necesario cambiar laluminaria, se debe tener en cuenta que sea la misma marca, tipo, potencia, yprimordialmente que tenga el mismo reglaje de bombilla. Dicha luminaria debeser ubicada con el mismo ángulo de inclinación que posee el resto del tramo(Ver fotografía 3).

Fotografía 3: Diferencia de tipo de luminarias en una misma vía.

103

2.2.42.2.42.2.42.2.4 Diferencia de altura de postes en un tramo de víaDiferencia de altura de postes en un tramo de víaDiferencia de altura de postes en un tramo de víaDiferencia de altura de postes en un tramo de vía

Otro factor que varía la distribución fotométrica en una calzada es la altura demontaje de la luminaria, la cual determina los tres criterios principales dediseño, tratados anteriormente. Por esta razón, cuando una luminaria se colocamuy alta, aumenta la uniformidad y disminuye la luminancia; al colocar laluminaria muy baja, pasa lo contrario debido a que bajo la luminaria tenemosun nivel muy alto y entre dos luminarias un nivel bajo, determinando unadisminución en la uniformidad. Este problema es generalizado tanto en víasprincipales como secundarias en toda la ciudad. Estéticamente este problemagenera un mal aspecto a la ciudad.(ver fotografías 4 y 5).

Fotografía 4: Diferencia de alturas de postes en la calle 13.

104

Fotografía 5: Diferencia de altura de postes en la Avenida El Dorado.

2.2.52.2.52.2.52.2.5 Diferencia de reglajes de bombilla en luminariasDiferencia de reglajes de bombilla en luminariasDiferencia de reglajes de bombilla en luminariasDiferencia de reglajes de bombilla en luminarias

A simple vista este parámetro no es visible salvo cuando la luminaria estáenergizada, ya que se puede observar cómo la luminaria está distribuyendo laluz sobre la calzada, este efecto se observa con mayor facilidad cuando tenemosel mismo tipo de luminaria. En el caso de tener diferentes tipos de luminaria, elproblema se acentúa debido a que la luminaria de otro fabricante distribuye laluz de manera distinta, así estas tengan el mismo reglaje (ver fotografía 6).

105

Fotografía 6: Diferencia de reglaje de bombillas en la Avenida Suba.

2.2.62.2.62.2.62.2.6 Diferencia de flujos entre bombillasDiferencia de flujos entre bombillasDiferencia de flujos entre bombillasDiferencia de flujos entre bombillas

Después de haber realizado mediciones sobre la Avenida Suba, CODENSArealizó labores de mantenimiento a las redes de alumbrado público en esta vía;el resultado es la diferencia de flujos entre bombillas, pues ellos solo cambiaronlas bombillas apagadas creando que ciertos puntos luminosos quedaran conmayor flujo que otros, error que se está cometiendo hace mucho tiempo, puescuando a un tramo de vía se le realiza un mantenimiento de este tipo, todas labombillas de ese tramo, estén prendidas o apagadas, deben ser cambiadas sihan cumplido con su vida útil; proceso llamado cambio de bombillas por grupos,el cual, se hace a determinado tiempo de la vida útil de la instalación. Mediante

106

este sistema se garantiza la uniformidad de niveles en el tramo y el serviciocontinuo de todas las luminarias del mismo.

2.2.72.2.72.2.72.2.7 Diferencia de fuentes en un mismo tramoDiferencia de fuentes en un mismo tramoDiferencia de fuentes en un mismo tramoDiferencia de fuentes en un mismo tramo

Como se había mencionado en el capitulo 1, la fuente de vapor de Mercuriotiene menos flujo luminoso que la fuente de vapor de Sodio en la mismapotencia. Por esta razón, técnicamente no es aconsejable que se presente en untramo de vía los dos tipos de fuente debido a las siguientes razones:

o La fuente de vapor de Mercurio ya no es utilizada en aplicaciones dealumbrado público vial, debido a que la fuente de Mercurio es menoseficiente que la fuente de Sodio y acarrea un mayor consumo de energía.Por ejemplo, una bombilla de Vapor de Mercurio de 125W (flujo 6500Lúmenes) puede ser reemplazada por una bombilla de Vapor de Sodioalta presión de 70W (flujo de 6000 Lúmenes).

o La diferencia de niveles es notoria, creando problemas dedeslumbramiento, factor determinante en muchos de los accidentesvehiculares, pues el conductor queda inhabilitado para observarfácilmente los obstáculos en la vía.

o Al pasar de un nivel alto iluminado con Sodio a un lugar oscuroiluminado con Mercurio, el ojo del conductor necesita un tiempo mayorde adaptabilidad que cuando se pasa de un lugar oscuro a uno claro.

En el caso de la calle 3 con carrera 43, se realizó el cambio de luminariasequipadas con bombilla de vapor de Mercurio a luminarias equipadas conbombilla de vapor de Sodio a finales del mes de Enero del año en curso, dondeal parecer el número de luminarias nuevas no fue suficiente y quedo más de la

107

mitad del tramo en Mercurio. Después de pasar un mes, se pensó que el cambiodel resto del tramo se iba a efectuar, y hasta la fecha, el tramo en menciónsigue exactamente igual (Ver fotografías 7, 8 y 9 ).

Fotografía 7: Diferencia de fuentes de iluminación en la Calle 3.

108

Fotografía 8: Ubicación de dos tipos de fuentes sobre un mismo poste.

Fotografía 9: Diferencia de niveles ocasionado por el cambio de fuente de iluminación.

109

2.2.82.2.82.2.82.2.8 Limpieza de las LuminariasLimpieza de las LuminariasLimpieza de las LuminariasLimpieza de las Luminarias

Al igual que en el mantenimiento correctivo de luminarias, la limpieza se estáefectuando solamente cuando la luminaria falla, es decir, solamente se limpiala luminaria que está fallando. Esto afecta considerablemente el nivel sobre lacalzada, ya que la polución, el polvo y la intemperie afectan el bloque óptico dela luminaria. Esto depende del tipo de luminaria, ya que existen luminariastipo abierto, cerrado y Seal Safe (herméticamente cerrado su bloque óptico).Desafortunadamente, se observaron luminarias totalmente sucias en vías tanimportantes como lo son la calle 13, Avenida el Dorado, Avenida Suba, Carrera30, entre otras; fuera de las vías secundarias, las cuales son de “menorimportancia”, que las vías principales. El operador de la red está pidiendo paradiseños un factor de mantenimiento de 0.9 sin tener en cuenta que este factordepende del grado de hermeticidad de la luminaria, del período de limpieza ydel índice de polución de la vía, en donde perfectamente el factor demantenimiento de una vía altamente polucionada, puede llegar a ser de 0.8 enuna luminaria Seal Safe, colocada en una vía de alta polución y con un períodode limpieza de 12 meses (Ver fotografía 10.

110

Fotografía 10 Luminarias sin limpieza.

2.2.92.2.92.2.92.2.9 Redes EléctricasRedes EléctricasRedes EléctricasRedes Eléctricas

Al detallar el estado de las redes de alumbrado público, se observaronempalmes de cable a la vista, empalmes sin aislamiento, cajas de inspecciónabiertas, sin tapa, cables enrollados en el poste, cables entre postes ajenos alcircuito de alumbrado, etc,. No es recomendable que los circuitos dealimentación de las redes de Alumbrado Público estén conectados a las redes deDistribución Urbana, se aconseja que las redes de Alumbrado Público seanindependizadas de las redes de Distribución Urbana (ver fotografía 11).Finalmente se puede concluir que prácticamente el 80% de los circuitos dealumbrado público están alimentados con 277VAC monofásico debido a quedisminuye la caída de tensión en grandes distancias y el porcentaje restante a208VAC trifásicos.Existe un problema con las redes de Alumbrado Público y es que en algunashoras del día y de la noche, la tensión de alimentación de redes de 277V se

111

incrementa hasta 310V a las 10:00 a.m. (caso específico del puente curvo de lacalle 92), en donde la consecuencia de esta sobretensión es fotocontrolesquemados. Estas mediciones fueron efectuadas por la empresa fabricante deluminarias SCHREDER COLOMBIA S.A.

Fotografía 11: Cableado inadecuado de los circuitos de Distribución y Alumbrado Público.

2.3 RESUMEN DE PROBLEMAS ENCONTRADOS EN LA REDES DE2.3 RESUMEN DE PROBLEMAS ENCONTRADOS EN LA REDES DE2.3 RESUMEN DE PROBLEMAS ENCONTRADOS EN LA REDES DE2.3 RESUMEN DE PROBLEMAS ENCONTRADOS EN LA REDES DEALUMBRADO PÚBLICO DE BOGOTÁ D.C.ALUMBRADO PÚBLICO DE BOGOTÁ D.C.ALUMBRADO PÚBLICO DE BOGOTÁ D.C.ALUMBRADO PÚBLICO DE BOGOTÁ D.C.

112

Después de haber realizado el análisis del sistema de Alumbrado Público de laciudad, a continuación se citarán todas las fallas de tipo técnico que influyen enla calidad de servicio prestado a la ciudad:

- Diferencia de Longitudes de Brazos.- Diferencia de ángulos de Inclinación de las luminarias .- Diferencias de tipo de luminaria en una misma vía.- Diferencia de altura de postes en un mismo tramo de vía.- Diferencias de flujo de bombillas en un mismo tramo de vía.- Diferencia de fuentes luminosas sobre una misma calzada (S.A.P. y

V.M.).- Luminarias con carencia de limpieza.- Redes eléctricas deterioradas.- Luminarias mal cerradas después de mantenimiento ó generalmente

fallas en los sistemas de cierre de las luminarias.- Luminarias sin refractor.- Luminarias sin bombilla.- Luminarias sin reflector.- Luminarias con fotocontrol dañado.

Los factores anteriormente mencionados influyen de una manera determinanteen los niveles y calidad de la fotometría, lo cual conlleva a otros problemas talescomo inseguridad vial, inseguridad por robo y atracos, fatiga ydeslumbramiento a los conductores, entre otros.

Se considera que no hay conciencia de la importancia del alumbrado públicocomo un factor determinante en el buen funcionamiento de la ciudad. Esimportante que el operador de la red, las entidades reguladoras y el Distrito

113

hagan del servicio de alumbrado público un factor de primera necesidad, en elcual se necesita calidad de prestación del mismo.

2.4 EJEMPLOS DE CÁLCULO DE VIAS POR EL METODO DE LOS NUEVE2.4 EJEMPLOS DE CÁLCULO DE VIAS POR EL METODO DE LOS NUEVE2.4 EJEMPLOS DE CÁLCULO DE VIAS POR EL METODO DE LOS NUEVE2.4 EJEMPLOS DE CÁLCULO DE VIAS POR EL METODO DE LOS NUEVEPUNTOSPUNTOSPUNTOSPUNTOS

CONVENCIONES:

Luminaria

Poste

114

VIA 1

NOTA: Datos tabulados para cada punto en Luxes.

Epro = 1/16*[(Punto 1+ Punto 3 +Punto 7 + Punto 9)+2(Punto 2 +Punto 4 + Punto 6+Punto 8) + 4(P5)]

Epro = 1/16*[ (48+38+20+13)+2(43+26+20+16)+4(24)] = 26.526.526.526.5 luxes

Uo = [punto de menor valor / nivel promedio (Epro)]*100Uo = [13 / 26.5]*100 = 49%9%9%9%

PERFIL Punto 1 Punto 2 Punto 3 Punto 4 Punto 5 Punto 6 Punto 7 Punto 8 Punto 9 Emedio(Luxes)

Upromedio(%)

17 A 48 43 38 26 24 20 20 16 13 27 49

115

AVENIDA 1ro DE MAYO CON CRA 54

PERFIL Punto 1 Punto 2 Punto 3 Punto 4 Punto 5 Punto 6 Punto 7 Punto 8 Punto 9 Emedio(Luxes)

Upromedio(%)

13 13 23 25 18 13 12 8 12 12 15 53

116

AVENIDA 68 FRENTE A METROPOLISAVENIDA 68 FRENTE A METROPOLISAVENIDA 68 FRENTE A METROPOLISAVENIDA 68 FRENTE A METROPOLIS

PERFILPunto 1Punto 2Punto 3Punto 4 Punto 5 Punto 6Punto 7Punto 8 Punto 9Emedio(Luxes)

Upromedio(%)

7A 22 40 42 12 17 18 10 11 11 20 51

7B 5 9 14 3 7 10 3 6 9 7 42

117

AVENIDA CIUDAD DE CALI CON CALLE140

118

PERFILPunto

1Punto

2Punto

3Punto

4Punto

5Punto

6Punto

7Punto

8Punto

9 Emedio(Luxes) Upromedio(%)

16 28 45 40 27 35 33 22 25 24 32 68

119

PERFIL Punto 1 Punto 2 Punto 3 Punto 4 Punto 5 Punto 6 Punto 7 Punto 8 Punto 9 Emedio(Luxes)

Upromedio(%)

11 13 34 41 11 21 20 17 18 12 21 53

120

AVENIDA 68 CON CALLE 22

PERFIL Punto 1 Punto 2 Punto 3 Punto 4 Punto 5 Punto 6 Punto 7 Punto 8 Punto 9Emedio(Luxes)

Upromedio(%)

9A 54 70 65 48 40 30 24 13 10 40 25

9B 24 25 42 25 45 24 59 58 34 38 64

121

CUADRO RESUMEN DE DATOS FOTOMETRICOS OBTENIDOSVIAS PRINCIPALES

PERFIL FECHA HORA UBICACIÓN ZONA ALTURA

(m)

BRAZO

(m)

INCLINACION

(Grados)

AVANCE

(m)

DISPOSICION INT.

(m)

ANCHO CALZADA

(m)

FUENTE POTENCIA

(W)

NIVEL

(Luxes)

U Promedio

(%)1 29-04-00 22:05 Av. Suba Calle

106ACial 10.50 2.50 5 -3.00 C. Doble 37 10.00 Sodio 250 11 36

2 29-04-00 23:15 Calle 103 Av Suba

Resid 10.50 2.50 5 -2.20 C. Doble 31 10.50 Sodio 250 19 26

3 29-04-00 23:45 Av Suba Calle 99A

Cial 10.50 2.50 5 1.00 C. Doble 31 9.30 Sodio 250 21 19

4 29-04-00 0:05 Calle 100 Cra 45

Resid 12.00 2.50 5 1.10 Doble C. Doble 65 11.00 Sodio 250 13 155 06-05-00 22:10 Av Suba Caalle

108Resid 10.50 1.20 5 1.10 C. Doble 35 10.60 Sodio 250 29 45

6 06-05-00 22:25 Av Suba Calle 120

Cial 10.50 1.20 5 -3.40 C. Doble 34 10.50 Sodio 250 26 50

7A 03-06-00 21:30 Av 68 Calle 77 Cial 12.00 1.20 5 0.60 B. Opuesta 50 7.20 Sodio 250 20 517B 03-06-00 21:45 Av 68 Calle 77 Cial 12.00 1.20 5 0.60 B. Opuesta 50 7.20 Sodio 250 7 428 03-06-00 22:30 Calle 63 Av 68 Recreat 12.00 1.20 5 0.60 Unilateral 40 7.80 Sodio 250 16 57

9A 15-06-00 22:20 Av 68 Calle 22 Indust 10.50 1.20 5 1.10 Ver Perfil 35 7.00 Sodio 250 40 259B 15-06-00 22:40 Av 68 Calle 22 Indust 10.50 2.50 5 -1.80 Ver Perfil 35 7.00 Sodio 250 38 6410 01-08-00 22:30 Av Esp. Carrera

65Resid 10.50 1.20 5 -1.10 C. Doble 32 10.10 Sodio 250 23 35

11 01-08-00 23:10 Av Esp. Frente S.P.

Cial 10.50 1.20 20 0.90 Unilateral 32 10.50 Sodio 250 21 53

12 05-09-00 22:35 Cra 50 Calle 2 Resid 10.50 1.20 5 -1.00 C. Doble 38 10.50 Sodio 250 16 2813 03-01-01 23:20 Av 1 Mayo Cra

46Resid 8.00 2.50 15 -1.15 C. Doble 28 11.00 Sodio 250 15 53

14 03-01-01 0:40 Av Dorado Frente H.Cap

Cial 12.00 1.20 5 -0.50 Unilateral 40 7.50 Sodio 400 25 53

15 03-01-01 1:05 Cra 15 Calle 88 Cial 12.00 1.20 5 1.10 Unilateral 40 10.00 Sodio 250 20 4616 10-01-01 23:20 Av Cali Calle

140Resid 10.20 1.20 5 1.10 B. Opuesta 35 10.50 Sodio 250 32 68

17A 10-01-01 0:10 Av Iberia Cra 48 Resid 10.20 1.20 5 1.10 B. Opuesta 40 7.50 Sodio 250 27 4917B 10-01-01 0:25 Av Iberia Cra 48 Resid 10.20 1.20 5 1.10 B. Opuesta 40 7.50 Sodio 250 23 60

TABLA 16Nota: Ver convenciones en página 140

122

CUADRO RESUMEN DE DATOS FOTOMETRICOS OBTENIDOSVIAS SECUNDARIAS

PERFIL FECHA HORA UBICACIÓN ZONA ALTURA

(m)

BRAZO

(m)

INCLINACION

(Grados)

AVANCE

(m)

DISPOSICION INT.

(m)

ANCHO CALZADA

(m)

FUENTE POTENCIA

(W)

NIVEL

(Luxes)

U Promedio

(%)18 01-08-00 23:50 Transv 49

Calle 103 BisResid 8 1.2 0 0.5 B. Opuesta 29 7.1 Mercurio 250 9 68

19 05-09-00 23:00 Av Calle 3 Cra 43

Resid 8 1.2 5 1.1 Unilateral 29 9 Mercurio 250 6 58

20 11-04-01 1:00 Carrera 24 Calle 60

Resid 10 2.5 5 -0.2 Central Doble 30 7.7 Sodio 250 31 64

21 11-04-01 1:30 Carrera 17 Calle 45

Resid 8 1.2 5 1.1 Unilateral 30 7 Sodio 150 7 70

22 11-04-01 1:50 Calle 45 Carrera 20

Cial 8 2.5 5 0.5 Central Doble 30 6 Sodio 250 24 66

23 11-04-01 2:30 Calle 53 Carrera 17

Cial 8 1 5 0.9 Unilateral 25 7.5 Mercurio 400 16 63

24 12-04-01 22:00 Calle 57 Carrera 17

Cial 10 1.2 10 1.1 B. Opuesta 35 7.5 Sodio 250 35 52

25 12-04-01 22:50 Calle 138 Autopista

Norte

Resid 10 2.5 5 0 Central Doble 30 7 Sodio 250 23 57

26 12-04-01 23:25 Calle 129 Carrera 52

Resid 10 1.2 5 1.1 Central Doble 40 7 Sodio 250 18 56

27 10-04-01 22:00 Calle 8Sur Carrera 40

Resid 8 1 10 0.9 B. Opuesta 23 7 Mercurio 250 3 87

28 10-04-01 22:25 Carrera 27 Calle 15 Sur

Resid 10 2.5 15 -1 Central Doble 30 9.5 Sodio 250 23 52

29 10-04-01 23:45 Av 22 Calle 39

Resid 8 1.2 10 0 Unilateral 30 8.5 Sodio 250 14 55

30 11-04-01 1:00 Calle 34 Carrera 19

Cial 8 1.2 5 0.8 Central Doble 29 7 Sodio 250 37 54

31 10-04-01 23:00 Carrera 27 Calle 15

Ind. 6 1 10 0.2 B. Opuesta 27 11 Mercurio 125 4 72

32 10-04-01 23:15 Carrera 27 Calle 2

Cial 10 1.2 5 1.2 Central Doble 30 6 Mercurio 400 13 45

33 10-04-01 22:45 Calle 17 Sur Carrera 30

Resid 6 1.2 5 0.5 Unilateral 30 9 Mercurio 250 12 32

TABLA 17Nota: Ver convenciones en página 140

123

CUADRO RESUMEN DE DATOS FOTOMETRICOS OBTENIDOSBARRIOS

PERFIL FECHA HORA UBICACIÓN ZONA ALTURA

(m)

BRAZO

(m)

INCLINACION

(Grados)

AVANCE

(m)

DISPOSICION INT.

(m)

ANCHO

CALZADA (m)

FUENTE POTENCIA

(W)

NIVEL

(Luxes)

U Promedio

(%)34 01-08-00 23:25 Calle 102 Cra Resid 8 0.5 5 0.2 Unilateral 31 7 Mercurio 250 2 5535 05-09-00 0:00 Calle 2 Cra 43 Resid 8 0.5 5 0.4 Unilateral 25 5.5 Mercurio 250 3 5936 13-03-01 9:30 Cra 111C Calle Resid 10 1 5 0.5 Unilateral 30 7.5 Mercurio 250 3 3037 13-03-01 9:45 Carrera 112

Calle 82Resid 10 1 5 0.5 Unilateral 28 7.5 Mercurio 250 4 71

38 13-03-01 10:20 Calle 78 Resid 8 1 5 0.4 Unilateral 25 7 Mercurio 250 3 7239 13-03-01 11:00 Calle 96

Carrera 50Resid 8 1 5 0.4 Unilateral 26 7.2 Mercurio 250 2 50

40 13-03-01 11:30 Calle 78 Cra 66 Resid 8 0.5 5 0.2 Unilateral 31 6.5 Mercurio 250 2 5641 13-03-01 12:05 Calle 19 Bis

Sur Carrera 30Indust. 8 0.5 5 0.2 Unilateral 24 6.6 Mercurio 250 2 56

42 13-03-01 12:20 Carrera 31 Calle 18 Sur

Indust. 8 0.5 5 0.2 Unilateral 26 7 Mercurio 250 2 48

43 13-03-01 12:35 Cra 44 Calle 2F Resid 8 1 5 0.4 Unilateral 30 8 Mercurio 400 5 5944 13-03-01 1:08 Calle 2C Cra 45 Resid 8 1 5 0.4 Unilateral 26 7.5 Mercurio 400 6 6645 14-03-01 10:45 Av Ferrocarril

Calle 3Resid 9 1 5 0.9 Unilateral 28 8.1 Sodio 70 8 48

TABLA 18Nota: Ver convenciones en página 140

124

CUADRO RESUMEN DE DATOS FOTOMETRICOS OBTENIDOSCICLORUTAS

PERFIL FECHA HORA UBICACIÓN ZONA ALTURA (m) BRAZO

(m)

INCLINACION

(Grados)

AVANCE

(m)

DISPOSICION INT.

(m)

ANCHO CALZADA

(m)

FUENTE POTENCIA

(W)

NIVEL

(Luxes)

U Promedio

(%)49 03-06-00 22:45 Calle 63 Av 68 Recreac 9.00 0.5 5 0.5 Unilateral 40 3 Sodio 150 16 4350 03-01-01 1:35 Av Dorando

frente H. CapCial 9.00 0.5 5 -6 Unilateral 40 3 Sodio 150 26 51

51 10-01-01 21:10 Calle 92 Cra 13 Resid 6.00 0.5 5 0.5 Unilateral 16 2.9 Sodio 70 28 7452 10-01-01 23:10 Av Cali Calle Resid 10.20 1.2 5 0.9 Unilateral 35 2.8 Sodio 150 27 6753 10-01-01 0:40 Av Iberia Resid 9.00 0.5 5 0.2 Unilateral 40 2.7 Sodio 150 21 52

TABLA 19Nota: Ver convenciones en página 140

125

CUADRO RESUMEN DE DATOS FOTOMETRICOS OBTENIDOSSOBRE PUENTES

PERFIL FECHA HORA UBICACIÓN ZONA ALTURA

(m)

BRAZO

(m)

INCLINACION

(Grados)

AVANCE

(m)

DISPOSICION INT.

(m)

ANCHO CALZADA

(m)

FUENTE POTENCIA (W) NIVEL

(Luxes)

U Promedio

(%)54 03-01-01 23:45 Av 30 Calle 26 Resid 10.20 1.20 15 1.1 Cental Doble 35 13 Sodio 250 11 5655 03-01-01 0:05 Cra 50 Av

DoradoResid 10.20 1.20 5 1.3 B. Opuesta 40 15 Sodio 250 21 33

56 03-01-01 0:35 Av Rojas Av Dorado

Resid 10.20 1.20 5 1.1 Cental Doble 40 10.5 Sodio 250 11 54

57 03-01-01 1:40 Av Boyacá Calle 65

Cial 10.20 1.20 5 1.1 Cental Doble 40 10.5 Sodio 250 5 41

58A 03-03-01 9:45 Av 68 Calle 80 Cial 14 1.20 10 1.1 Cental Doble 17 13 Sodio 400 47 7958B 03-03-01 10:05 Av 68 Calle 80 Cial 14 1.20 10 1.1 Cental Doble 17 13 Sodio 400 24 61

TABLA 20Nota: Ver convenciones en página 140

126

CUADRO RESUMEN DE DATOS FOTOMETRICOS OBTENIDOSPEATONALES

PERFIL FECHA HORA UBICACIÓN ZONA ALTURA

(m)

BRAZO

(m)

INCLINACION

(Grados)

AVANCE

(m)

DISPOSICION INT.

(m)

ANCHO PEATONAL

(m)

FUENTE POTENCIA

(W)

NIVEL

(Luxes)

U Promedio

(%)59 03-06-00 23:00 Calle 63 Av Recreac 9.00 0.50 5 1 Unilateral 40 4 Sodio 250 19 3760 10-01-01 1:00 Cra 15 Calle Cial 4.50 0.50 5 1.6 Unilateral 11 6.6 Sodio 70 24 6361 10-01-01 20:40 Cra 15 Calle Cial 4.50 0.50 5 1.6 Unilateral 11 7.6 Sodio 70 33 5762 10-01-01 20:50 Cra 15 Calle Cial 4.50 0.50 5 1.6 Unilateral 11 6.2 Sodio 70 28 4063 10-01-01 21:00 Calle 92 Cra Resid 6.00 0.50 5 -4.6 Unilateral 16 2.2 Sodio 70 21 6264 10-01-01 23:30 Av Cali Calle Resid 10.20 1.20 5 -1.8 Unilateral 35 3.4 Sodio 150 25 7365 10-01-01 0:50 Av Iberia

Carrera 48Resid 9.00 0.50 5 -2.4 Unilateral 40 3.2 Sodio 70 16 56

66 10-01-01 1:10 Av Iberia Carrera 48

Resid 10.20 1.20 5 -2.1 Unilateral 40 4.8 Sodio 250 11 63

TABLA 21Nota: Ver convenciones en página 140

127

CUADRO RESUMEN DE DATOS FOTOMETRICOS OBTENIDOSBAJO PUENTES

PERFIL FECHA HORA UBICACIÓN ZONA ALTURA

(m)

BRAZO

(m)

INCLINACION

(Grados)

AVANCE

(m)

DISPOSICION INT.

(m)

ANCHO CALZADA

(m)

FUENTE POTENCIA

(W)

NIVEL

(Luxes)

U Promedio

(%)67 03-01-01 23:30 Av 68 Av 1 Resid 4.50 0.00 0 0 Simétrica 6 7 Sodio 70 41 5668 03-01-01 0:00 Av Americas Av

68Indust. 4.50 0.00 0 0 Simétrica 6 9 Sodio 70 12 59

69 03-01-01 1:50 Av Rojas Av Dorado

Resid 4.50 0.00 0 0 Simétrica 2.7 9 Sodio 70 28 60

70 03-03-01 10:20 Av el Dorado Av 68

Resid 4.30 0.00 0 0 Simétrica 12.3 14.3 Sodio 70 15 27

TABLA 22Nota: Ver convenciones en página 140

128

MEDICIONES EFECTUADAS EN VIAS PRINCIPALES

PERFIL Punto 1 Punto 2 Punto 3 Punto 4 Punto 5 Punto 6 Punto 7 Punto 8 Punto 9 Emedio(Luxes)

Upromedio(%)

1 6 18 28 5 12 15 4 5 8 11 362 8 35 52 7 17 24 5 11 16 19 263 12 48 43 4 22 20 11 15 11 21 194 20 40 26 9 9 8 4 3 2 13 155 13 45 56 15 29 30 17 27 23 29 456 17 34 52 17 25 33 13 22 22 26 50

7A 22 40 42 12 17 18 10 11 11 20 517B 5 9 14 3 7 10 3 6 9 7 428 18 28 36 11 14 13 10 10 9 16 57

9A 54 70 65 48 40 30 24 13 10 40 259B 24 25 42 25 45 24 59 58 34 38 6410 8 32 71 8 19 29 12 22 19 23 3511 13 34 41 11 21 20 17 18 12 21 5312 8 24 48 6,5 15 22 4,5 9 11,5 16 2813 13 23 25 18 13 12 8 12 12 15 5314 21 36 37 26 25 26 13 16 14 25 5315 27 24 23 19 16 29 18 9 20 20 4616 28 45 40 27 35 33 22 25 24 32 68

17A 48 43 38 26 24 20 20 16 13 27 4917B 26 36 48 15 20 25 14 17 20 23 60

TABLA 23Nota: Ver convenciones en página 140

129

GRÁFICA DE NIVELES Y UNIFORMIDAD PARA VÍAS PRINCIPALES Nivel mínimo permitido mayor o igual a 20 Luxes

Uniformidad promedio mímina mayor o igual al 40%

0

10

20

30

40

50

60

70

80

1 2 3 4 5 6 7A 7B 8 9A 9B 10 11 12 13 14 15 16 17A 17B

PERFIL

NIV

EL (L

UXE

S); U

NIF

OR

MID

AD

(%) Emedio(Luxes)

Upromedio(%)

GRÁFICA 1

130

MEDICIONES EFECTUADAS EN VÍAS SECUNDARIAS

PERFIL Punto 1 Punto 2 Punto 3 Punto 4 Punto 5 Punto 6 Punto 7 Punto 8 Punto 9 Emedio(Luxes)

Upromedio(%)

18 10 11 10 8 9 6 7 9 10 9 6819 3,5 9 12 3,5 6 6 3,5 5,5 5,5 6 5820 20 36 48 20 30 40 22 31 37 31 6421 6 8 9 7 8 7 5 6 6 7 7022 29 36 38 20 23 25 19 16 16 24 6623 20 25 27 15 13 14 10 12 14 16 6324 60 62 67 22 30 31 18 20 22 35 5225 13 20 45 14 19 33 18 22 32 23 5726 14 20 25 15 19 24 14 14 10 18 5627 4 4 4,5 3 3,5 3 3 3 3,5 3 8728 12 21 48 13 20 35 17 21 34 23 5229 11 20 29 9 14 18 8 11 11 14 5530 64 69 70 20 33 34 22 20 22 37 5431 3 5 7 3 4 5 3 4 4 4 7232 15 24 31 9 11 13 6 8 7 13 4533 9 32 23 7 11 11 4 6 5 12 32

TABLA 24Nota: Ver convenciones en página 140

131

GRÁFICA DE NIVELES Y UNIFORMIDADES PARA VÍAS SECUNDARIAS (NIVEL MÍNIMO PERMITIDO = 15 LUXES; UNIFORMIDAD MÍNIMA = 40%)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33

PERFIL

NIV

EL (L

uxes

); U

NIF

OR

MID

AD

(%)

Emedio(Luxes)Upromedio(%)

GRÁFICA 2

132

MEDICIONES EFECTUADAS EN BARRIOS

PERFIL Punto 1 Punto 2 Punto 3 Punto 4 Punto 5 Punto 6 Punto 7 Punto 8 Punto 9 Emedio(Luxes)

Upromedio(%)

34 2 3 3 1 2 2 1 1 1 2 5535 3,5 4,5 5 3 3,5 4 2 2 2,5 3 5936 4 5 5 2 3,5 4 1 2 3 3 3037 3,5 4,5 6 3 4 5 4 4 5 4 7138 3 3,5 3,5 2 3 3 2 2 3 3 7239 2 3 3 1 2,5 2 1 1 2 2 5040 1 2 2 1 2,5 2 1 1,5 1,5 2 5641 2 3 3,5 1 1,5 1,5 1 1,5 2 2 5642 3 3 4 2 2 2 1,5 1 1 2 4843 5 6 8 5 5 6 4 4 3 5 5944 7 9 9 5 6 6 4 4 5 6 6645 10 10 11 8 9 8 5 7 4 8 4846 9 8 6 3 6 5 2 3 3 5 3947 1 3 4 1,5 3 3 2 2 1 2 4148 3 4 4 2 4 3 2 3 2 3 63

TABLA 25Nota: Ver convenciones en página 140

133

GRÁFICA DE NIVELES Y UNIFORMIDADES PARA BARRIOSNivel Mínimo Permitido = 15 Luxes; Uniformidad Mínima = 40%

0

10

20

30

40

50

60

70

80

34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48

PERFIL

NIV

EL (L

UXE

S); U

NIF

OR

MID

AD

(%)

Emedio(Luxes)Upromedio(%)

GRÁFICA 3

134

MEDICIONES EFECTUADAS EN CICLO-RUTAS

PERFIL Punto 1 Punto 2 Punto 3 Punto 4 Punto 5 Punto 6 Punto 7 Punto 8 Punto 9 Emedio(Luxes)

Upromedio(%)

49 7 7 8 10 11 13 36 31 44 16 4350 42 50 52 23 20 19 13 13 13 26 5151 21 37 24 29 31 25 23 27 25 28 7452 35 36 40 25 26 28 20 19 18 27 6753 33 37 40 16 18 20 11 12 13 21 52

TABLA 26Nota: Ver convenciones en página 140

135

GRÁFICA DE NIVELES Y UNIFORMIDADES PARA CICLO-RUTAS(Nivel mínimo permitido mayor o igual a 23 Luxes)

Uniformidad Promedio mayor o igual al 40%

0

10

20

30

40

50

60

70

80

49 50 51 52 53

PERFIL

NIV

EL (L

UXE

S); U

NIF

OR

MID

AD

PR

OM

EDIO

(%)

Emedio(Luxes)Upromedio(%)

0

GRÁFICA 4

136

MEDICIONES EFECTUADAS EN PUENTES

PERFIL Punto 1 Punto 2 Punto 3 Punto 4 Punto 5 Punto 6 Punto 7 Punto 8 Punto 9 Emedio(Luxes)

Upromedio(%)

54 6,5 13 28 7 10 12,5 6 8 10 11 5655 10 34 55 9 21 27 7 12 15 21 3356 17 16 18 7 10 16 6 7 6 11 5457 3 7 14 3 4,5 6 2 3 3 5 41

58A 37 48 45 42 48 47 40 55 51 47 7958B 15 27 31 15 26 32 15 24 30 24 61

TABLA 27Nota: Ver convenciones en página 140

137

GRÁFICA DE NIVELES Y UNIFORMIDADES SOBRE PUENTESNIVEL MINIMO PERMITIDO = 30 Luxes; UNIFORMIDAD MÍNIMA = 40%

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

54 55 56 57 58A 58B

PERFIL

NIV

EL (L

uxes

); U

NIF

OR

MID

AD

(%)

Emedio(Luxes)Upromedio(%)

GRÁFICA 5

138

MEDICIONES EFECTUADAS EN VÍAS PEATONALES

PERFIL Punto 1 Punto 2 Punto 3 Punto 4 Punto 5 Punto 6 Punto 7 Punto 8 Punto 9 Emedio(Luxes)

Upromedio(%)

59 38 42 43 13 13 12 7 8 9 19 3760 26 34 23 22 25 19 19 25 15 24 6361 28 41 19 30 39 19 33 49 20 33 5762 11 44 43 13 30 29 13 25 33 28 4063 15 22 21 17 22 29 13 19 23 21 6264 35 35 18 24 24 25 21 19 20 25 7365 16 23 33 16 15 16 9 10 11 16 5666 10 14 25 7 10 13 8 9 10 11 63

TABLA 28Nota: Ver convenciones en página 140

139

GRÁFICA DE NIVEL Y UNIFORMIDAD PARA PEATONALESNIVEL MINIMO PERMITIDO MAYOR O IGUAL A 13 LUXES

UNIFORMIDAD PROMEDIO MINIMA PERMITIDA MAYOR O IGUAL AL 33%

0

10

20

30

40

50

60

70

80

59 60 61 62 63 64 65 66

PERFIL

NIV

EL (L

UXE

S); U

NIF

OR

MID

AD

PR

OM

EDIO

(%)

Emedio(Luxes)Upromedio(%)

GRÁFICA 6

140

MEDICIONES EFECTUADAS BAJO PUENTES

PERFIL Punto 1 Punto 2 Punto 3 Punto 4 Punto 5 Punto 6 Punto 7 Punto 8 Punto 9 Emedio(Luxes)

Upromedio(%)

67 36 38 33 45 54 49 24 23 39 41 5668 10 10 19 8 15 15 8 7 12 12 5969 22 33 24 22 37 39 18 17 17 28 6070 20 8 5 29 11 4 39 21 5 15 27

CONVENCIONES:

Nivel en Luxes calculado que cumple con la normaNivel en Luxes calculado que no cumple con la norma

Uniformidad promedio calculada que cumple con la normaUniformidad promedio calculada que no cumple con la norma

TABLA 29

141

GRÁFICA DE NIVELES Y UNIFORMIDADES PARA SITIOS BAJO PUENTESNivel Mínimo permitido = 30 Luxes; Uniformidad mínima = 40%

0

10

20

30

40

50

60

70

67 68 69 70

PERFIL

NIV

EL (L

uxes

); U

NIF

OR

MID

AD

(%)

Emedio(Luxes)Upromedio(%)

GRÁFICA 7

142

ESTADO DE MANTENIMIENTO DE LAS LUMINARIAS

PERFIL 1 2 3 4 5 6 7A-7B 8 9A-9B 10Limpieza Bloque Optico

Si No No No Si Si No Si No Si

Estado de Bombillas (Flujo)

Bajo Flujo Bajo Flujo Bajo Flujo Bajo Flujo Flujo Normal Flujo Normal Bajo Flujo Flujo Normal Bajo Flujo Flujo Normal

Estado General de Luminarias

Luminaria sin

vidrio

Optimo Optimo Optimo Optimo Optimo Optimo Optimo Luminarias

mal cerradas

Optimo

PERFIL 11 12 13 14 15 16 17A-17B 18 19 20Limpieza Bloque Optico

Si No No Si No Si Si No Si N0

Estado de Bombillas (Flujo)

Flujo Normal Bajo Flujo Bajo Flujo Flujo Normal Flujo Normal Flujo Normal Flujo Normal Bajo Flujo Bajo Flujo Bajo Flujo

Estado General de Luminarias

Optimo Luminarias mal

Cerradas

Luminarias

mal cerradas

Optimo Optimo Optimo Optimo Luminarias

mal cerradas

Optimo Golpeadas

PERFIL 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30Limpieza Bloque Optico

No Si No Si No No No Si No Si

Estado de Bombillas (Flujo)

Bajo Flujo Normal Bajo Flujo Normal Bajo Flujo Normal Bajo FlujoFluctuación en algunas luminarias

Bajo FlujoNormal

Estado General de Luminarias

Optimo Optimo Optimo OptimoLuminarias

mal cerradasOptimo

Sin mantenimien

to

Optimo Optimo Optimo

TABLA 30

143

PERFIL 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40Limpieza Bloque Optico

No No Si No No No No No No No

Estado de Bombillas (Flujo)

Bajo Flujo Bajo Flujo Normal Bajo Flujo Bajo Flujo Bajo Flujo Bajo Flujo Bajo Flujo Bajo Flujo Bajo Flujo

Estado

General de

Luminarias

Sin

mantenimien

to

Optimo

Altura y reglaje no apropiado

paraeste tipo de vía

Golpeadas Optimo Optimo Sin reflector Optimo Golpeadas Optimo

PERFIL 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50Limpieza Bloque Optico

No No No No No No No No Si Si

Estado de Bombillas (Flujo)

Bajo Flujo Bajo Flujo Bajo Flujo Bajo Flujo Bajo Flujo Bajo Flujo Bajo Flujo Bajo FlujoFlujo Normal Flujo Normal

Estado General de Luminarias

Optimo Optimo Sin reflector Optimo Golpeadas Optimo Optimo Optimo Optimo Optimo

TABLA 30

144

PERFIL 51 52 53 54 55 56 57 58A-58B 59 60Limpieza Bloque Optico

Si Si Si No No No No No Si No

Estado de Bombillas (Flujo)

Flujo Normal Flujo Normal Flujo Normal Bajo Flujo Bajo Flujo Bajo Flujo Bajo Flujo Flujo Normal Flujo Normal Flujo Normal

Estado General de Luminarias

Optimo Optimo Optimo Optimo Optimo Optimo Optimo Optimo Optimo Optimo

PERFIL 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70Limpieza Bloque Optico

No No Si Si Si Si Si No Si No

Estado de Bombillas (Flujo)

Flujo Normal Flujo Normal Flujo Normal Flujo Normal Flujo Normal Flujo Normal Flujo Normal Bajo Flujo Bajo Flujo Bajo Flujo

Estado General de Luminarias

Optimo Optimo Optimo Optimo Optimo Optimo Optimo Optimo Optimo Luminarias

mal cerrdas

TABLA 30

145

3. ESTUDIO AMBIENTAL3. ESTUDIO AMBIENTAL3. ESTUDIO AMBIENTAL3. ESTUDIO AMBIENTAL

3.1 ¿QUÉ LLAMAMOS CONTAMINACIÓN LUMÍNICA?3.1 ¿QUÉ LLAMAMOS CONTAMINACIÓN LUMÍNICA?3.1 ¿QUÉ LLAMAMOS CONTAMINACIÓN LUMÍNICA?3.1 ¿QUÉ LLAMAMOS CONTAMINACIÓN LUMÍNICA?

La contaminación lumínica es el brillo o resplandor de luz en el cielo producidopor la difusión y reflexión de la luz artificial en los gases y partículas de laatmósfera.

Este resplandor, producido por la luz que se escapa de las instalaciones dealumbrado exterior, produce un incremento del brillo del fondo natural delcielo. La forma en que la luz artificial es enviada hacia el cielo puede dividirseen tres partes:

• Directa, desde la propia fuente de luz (Luminaria o Bombilla).• Por reflexión de las superficies iluminadas.• Por refracción de las partículas del aire. Suele tener un impacto muy

despreciable con respecto a las otras dos y su influencia depende deltamaño y cantidad de partículas del aire entre las fuentes de luz y lazona iluminada. Disminuye con la distancia entre la fuente y la zonailuminada.

Fotografía 12: Contaminación Lumínica de las grandes Ciudades

146

El impacto directo es el más perjudicial, principalmente se produce porbombillas o proyectores simétricos (alumbrado de grandes áreas, zonasdeportivas, puertos, aeropuertos, fachadas de edificios, etc,) con elevadainclinación (superior a 20º) donde parte del flujo de la luminaria (bombilla) esenviado directamente sobre el horizonte, desperdiciando energía luminosa.

No todas las fuentes luminosas impactan de la misma manera en la calidadastronómica, ya que cuanto mayor sea la zona del espectro donde emite, mayores su impacto al invadir mayor zona del espectro de observación. Esto tambiéndepende de la zona del espectro donde emite, por ejemplo el espectroultravioleta, es el más perjudicial para el ojo humano, ya que produce daños enla retina. De los tipos de fuente que existen actualmente, dependiendo de losespectros, se pueden clasificar de la siguiente forma:

- Poco contaminantes:

• Vapor de Sodio Baja Presión: Emite prácticamente sólo en una estrechazona del espectro visible, dejando limpio el resto. Su luz es amarillenta ymonocromática. Es recomendable para alumbrados de seguridad ycarreteras fuera de núcleos urbanos. Son las más eficientes del mercadoy carece de residuos tóxicos y peligrosos.

• Vapor de Sodio Alta Presión: Emiten sólo dentro del espectro visible. Suluz es amarillenta con rendimiento de color entre 20% y 80%,dependiendo del modelo, es recomendable para todo tipo de alumbradoexterior, son las más eficientes del mercado después de las de Sodio BajaPresión. Cabe anotar que el coeficiente de utilización de una luminariade Sodio alta Presión es mayor que el de una luminaria de Sodio BajaPresión, debido al tamaño de la bombilla.

147

- Medianamente contaminantes:

• Incandescentes: Emiten poca radiación ultravioleta pero si cerca alinfrarrojo. Poseen un espectro continuo, la luz es de color amarillento conrendimiento de color del 100%. No son recomendables para alumbradoexterior, excepto para sitios ornamentales y son las menos eficientes delmercado.

• Incandescentes halógenas: Son iguales que las anteriores pero emiten unporcentaje mayor en el espectro del ultravioleta, pero esto es corregidopor el cristal difusor, son algo más eficientes que las anteriores.

• Fluorescentes compactas: Emiten radiación UV, emiten una luz de colorblanco con rendimientos cromáticos entre el 40% y el 90%. Esrecomendable para alumbrado interior como oficinas, bodegas, etc,. Paraalumbrado exterior en jardines y corredores, son de alta eficiencia.

- Muy contaminantes:

• Vapor de Mercurio Alta Presión: Tienen una elevada emisión en elespectro ultravioleta, su luz es de color blanca con rendimientos de colorinferiores al 60%. Recomendable en zonas verdes. De las bombillas dedescarga, son las menos eficientes del mercado.

• Metal Halide: Poseen una fuerte emisión de rayos ultravioleta, la luzemitida es de color blanca azulosa y con rendimiento de color entre el60% y el 90%. Es ideal para escenarios deportivos y lugares en donde senecesita una buena reproducción de color, pero de corta vida promedio.

148

3.2 EFECTOS Y CONSECUENCIAS DE LA CONTAMINACIÓN LUMÍNICA3.2 EFECTOS Y CONSECUENCIAS DE LA CONTAMINACIÓN LUMÍNICA3.2 EFECTOS Y CONSECUENCIAS DE LA CONTAMINACIÓN LUMÍNICA3.2 EFECTOS Y CONSECUENCIAS DE LA CONTAMINACIÓN LUMÍNICA

Se desconoce la existencia de impactos en el medio ambiente producidos por lacontaminación lumínica, refiriéndonos al entorno oscuro que es afectado por elbrillo artificial del cielo, a excepción del impacto sobre el paisaje nocturnonatural, lo cual afecta a los astrónomos en sus observaciones.

Fotografía 13. Efecto de la contaminación lumínica sobre el paisaje nocturno.

En los lugares en donde se encuentran las fuentes de contaminación lumínicase producen impactos tales como exceso de iluminación y deslumbramiento, porlo tanto se genera inseguridad vial, derroche energético, stress, vandalismo eincomodidad visual.

- Inseguridad vial. Debido a que el ojo humano se adapta rápidamente a lasuperficie o punto de mayor brillo que hay en su campo de visión y, por otro

149

lado, a su lenta adaptación de una zona muy iluminada a otra oscura (variosminutos), produce que en alumbrados mal proyectados los conductoresreduzcan su capacidad de percepción (deslumbramiento). Son ejemplos clarosde este efecto los siguientes casos:

a) El paso de una carretera muy iluminada a otra poco iluminada. Un casotípico es el de los túneles. De día, si entramos en un túnel poco iluminadopasará un tiempo sin que veamos lo suficiente para ver obstáculos en lacarretera. De noche, si salimos de un túnel muy iluminado, ocurrirá lomismo si no hay alumbrado a la salida del túnel. Por ese motivo, losingenieros en iluminación recomiendan utilizar alumbrados de transiciónque gradualmente pasan de un nivel de iluminación a otro y permitenuna adaptación del ojo humano entre zonas con diferentes niveles deiluminación.

b) También ocurre en vías iluminadas con muy poca uniformidad, es decir,los puntos de luz intercalados a más de 3 ó 5 veces la altura de lasluminarias. Esto produce zonas oscuras y zonas muy iluminadas, por loque el ojo humano se acostumbra a las zonas más brillantes y loobstáculos en las zonas oscuras no son percibidos.

c) Circular por una carretera sin iluminación y tener puntos brillantes deluz en el campo de visión, como instalaciones con proyectores inclinados(un campo de fútbol) o luminarias prismáticas, globos, faroles deinstalaciones anexas a la carretera. También ocurre lo mismo cuando secircula por una vía urbana con alumbrados contaminantes a baja altura(globos y faroles) ya que debido a su poca eficiencia no iluminansuficientemente la calzada, pero si producen deslumbramiento, el cualimpide ver convenientemente a los peatones. Este fenómeno seincrementa al aumentar la potencia de las bombillas (normalmente hechoerróneamente para compensar la pobre iluminación de la calzada).

150

Fotografía 14. Efecto deslumbrante producido por una luminaria tipo Farol.

Este fenómeno debe tenerse muy en cuenta en futuras instalaciones debidoal hecho de que el efecto del deslumbramiento es tres veces peor en unapersona de 60 años que en una de 25 años y que el envejecimiento de nuestrapoblación va en incremento.

- Derroche Energético. Por lo visto en párrafos anteriores, si se utiliza lamayor parte de la luz en iluminar lo necesario y no fuera de los límites quequeremos iluminar, necesitamos menos energía eléctrica para tener unailuminación adecuada. Si se realizan los alumbrados con los niveles deiluminación necesarios (sin excederse) también se reduce el consumoenergético. Igualmente, si se optan medidas de reducción de flujo luminoso apartir de ciertas horas de la noche cuando los niveles de iluminaciónrequeridos sean inferiores a los de las primeras horas de la noche, o incluso

151

el apagado de la misma (alumbrados ornamentales, anuncios luminosos,etc,). También debe tenerse en cuenta el usar el tipo de fuente adecuadapara cada instalación procurando usar la más eficiente para cada caso.

3.3 ¿CÓMO LO PODEMOS SOLUCIONAR?3.3 ¿CÓMO LO PODEMOS SOLUCIONAR?3.3 ¿CÓMO LO PODEMOS SOLUCIONAR?3.3 ¿CÓMO LO PODEMOS SOLUCIONAR?

Para reducir la contaminación lumínica se puede:

• Utilizar fuentes de Sodio Baja Presión dado que consumen:

o 5 veces menos que las bombillas incandescentes,

o 2.2 veces menos que las bombillas de Mercurio,

o y 1.5 vez menos que las de Sodio de alta presión y fluorescentes.

• Apagar las luces exteriores cuando no sea realmente necesario.

• Apagar el alumbrado de monumentos después de la medianoche.

• Dirigir el haz de luz a la vía pública, no hacia los peatones o conductores.

• No colocar luminarias tipo globos sin pantalla. Desaprovechamos másdel 50% de la electricidad que consumimos y, al dispersar tanta luz, poremplear bombillas de muchos Vatios para iluminar un pequeño tramo decalzada.

• No dirigir proyectores, cañones de luz ni lásers hacia el cielo.

• Usar proyectores de pantallas asimétricas para iluminar ampliassuperficies, siempre que sea posible. Son un 25% más eficientes entérminos de iluminación.

152

Figura 31. Normas básicas de utilización del alumbrado.

3.4. CONTAMINACIÓN VISUAL.3.4. CONTAMINACIÓN VISUAL.3.4. CONTAMINACIÓN VISUAL.3.4. CONTAMINACIÓN VISUAL.

Algunos parámetros no tenidos en cuenta en los diseños de iluminación y queafectan el aspecto ambiental y que hacen parte de la contaminación visual son:

- Exceso de postes

- Bajas alturas en la instalación de las luminarias

- Invasión del espacio público

- Deterioro de la estética urbana.

Todos estos parámetros se ven actualmente en algunos de los diseños deiluminación ya realizados o exigidos en algunos proyectos a realizar por partede las empresas reguladoras.

Caso especifico se ve actualmente en la carrera 15 entre calle 72 y 100 donde elexceso de postes y bajas alturas de montaje de las luminarias influyen

153

notablemente en la estética urbana, en donde el sobredimensionamiento en vezde crear un ambiente llamativo y agradable para el peatón, conlleva a lasaturación de postes, lo cual impide la visibilidad de peatón y hace incomoda lamovilización por la invasión de espacio público. Con un diseño realizadocorrectamente, se hubiera podido evitar el alto costo de instalación ymantenimiento que el diseño actual implica, además del alto costo de energíaque genera una vía tan saturada de luminarias.

Se considera que el diseño se hubiera podido realizar con postes mas altos,interdistancias más grandes con una potencia de luminaria mayor,disminuyendo el número de puntos luminosos y el costo del proyecto engeneral, mejorando la estética en la vía y creando un ambiente espacioso yvisualmente agradable.

También es discutible el hecho de que siendo la avenida 15 una vía tanimportante para la ciudad, se le de mayor nivel a la calzada peatonal que a lavía como tal. Es importante crear la cultura de que la vía siempre debe tenerun nivel mayor o como mínimo igual al de los peatonales y ciclo – rutas. Comocriterio ideal, el nivel de las ciclo – rutas y peatonales debe ser la mitad delnivel de la vía vehicular.

Se ha observado con preocupación el interés por parte de las entidadesencargadas de los nuevos proyectos urbanísticos, en donde se sugieren nivelesexcesivos para los nuevos proyectos de alumbrado público, con unasinterdistancias muy cortas, alturas bajas y potencias de luminarias no acordescon las alturas de montaje. Esto además de los problemas anteriormentemencionados, contribuye con el vandalismo y robo de las luminarias, bombillasy accesorios eléctricos que hacen parte de las redes de Alumbrado Público, y enalgunos casos, hasta el robo de los mismos postes metálicos, los cuales soncortados para ser vendidos por peso en chatarrerías.

154

Esto conlleva a que las vías afectadas por gente inescrupulosa queden parcial ototalmente oscuras, mientras son reemplazados los sitios en donde sepresentan los siniestros. La consecuencia final de este problema es elencarecimiento del mantenimiento de las redes de alumbrado público, lo cualafecta tanto al Distrito como a los usuarios, los cuales a partir del año 2002,tendrán que aportar dinero para el mantenimiento de dichas redes.

Como caso palpable se tienen todos los puentes peatonales de la ciudad, en loscuales se presentan postes con alturas muy bajas (los que poseen iluminación, osea el 50% aproximadamente, ya que el resto están sin iluminar), en donde seda pie para que el vandalismo y el robo se incremente notablemente.

A raíz de las denuncias presentadas por los diseñadores de Alumbrado Públicodebido a los problemas anteriormente mencionados, las entidades encargadasde velar por el amoblamiento urbano sugirieron incrementar las alturas demontaje a 12m, con bombillas de 250W y con interdistancias muy cortas (entre16 y 32m), lo cual hace que los niveles de iluminación se incrementendemasiado y no se tenga en cuenta el alto consumo de energía eléctrica. Comoconclusión, se soluciona un problema y se genera otro mucho más grave.

Para terminar, en zonas aledañas al circuito urbano, entidades de protecciónambiental, intervienen en los diseños de Alumbrado Público cercanos a zonasde conservación de flora y fauna (por ejemplo humedales y zonas de protecciónambiental), ya que no están de acuerdo con los niveles establecidos porCODENSA, UESP, entre otros; ya que según ellos, estos niveles afectan eldesempeño nocturno de la fauna existente en dichos lugares, razón por la cualsugieren que los diseñadores cambien los diseños originales.

155

4. INNOVACIONES TECNOLÓGICAS EN ALUMBRADO PÚBLICO4. INNOVACIONES TECNOLÓGICAS EN ALUMBRADO PÚBLICO4. INNOVACIONES TECNOLÓGICAS EN ALUMBRADO PÚBLICO4. INNOVACIONES TECNOLÓGICAS EN ALUMBRADO PÚBLICO

Fotografía 15: Alumbrado Público en Bélgicatomado del libro alumbrado urbano Socelec

La iluminación de las vías públicas, zonas peatonales, parques etc., tienencomo finalidad:

- Permitir que los usuarios de automóviles, motocicletas, bicicletas y otrosvehículos de motor o de tracción animal, circulen con comodidad y seguridad.

- Garantizar que los peatones puedan observar los posibles peligros, seorienten por sí mismos, reconozcan a otros peatones y sus intenciones, de talmanera que puedan circular con confianza y seguridad.

- Mejorar la apariencia nocturna de las ciudades.

En consecuencia, el desarrollo de las nuevas técnicas de la iluminación, tienecomo finalidad cumplir con las recomendaciones de las normas nacionales e

156

internacionales para suministrar los niveles de iluminación requeridos en lasdiferentes vías o entornos de la forma más económica, utilizando los últimosavances técnicos en el diseño de las bombillas y luminarias, de tal manera quese garanticen los valores fotométricos iniciales y lo más importante, que seconserven en el tiempo y además que el mantenimiento de los equipos sea elmínimo necesario.

Para que las iluminaciones sean efectivas y cumplan con su cometido, acontinuación se relacionan algunos avances tecnológicos que se aplican en lospaíses más desarrollados y que consideramos se deben implementar ennuestros sistemas de iluminación:

157

4.14.14.14.1 FOTODISTRIBUCIÓN FOTODISTRIBUCIÓN FOTODISTRIBUCIÓN FOTODISTRIBUCIÓN

Fotografía 16: Luminarias fotodistributivas.tomado del libro alumbrado urbano Socelec

En la mayoría de los países europeos todas las luminarias destinadas para elalumbrado público de autopistas, carreteras principales, avenidas principales ysecundarias, vías residenciales y las luminarias destinadas para la iluminacióndecorativa de parques, zonas peatonales, áreas comerciales, etc. deben seresencialmente fotodistributivas, es decir, deben estar diseñadas para cumplircon las exigencias de niveles de iluminación, porcentajes de uniformidad,control del deslumbramiento y restricción de la polución lumínica, de acuerdocon las recomendaciones de las normas nacionales o en su defecto en lasnormas internacionales como la CIE 115-1995 o sus similares.

158

Actualmente, nuestros sistemas de iluminación del tipo decorativo paraparques, alamedas, áreas peatonales, zonas comerciales y otras similares,utilizan luminarias que generalmente no tienen reparto lumínico, lo cualorigina proyectos de alumbrado costosos, a veces de difícil mantenimiento y enla mayoría de los casos, originan polución luminosa.

4.24.24.24.2 FUENTES LUMINOSAS FUENTES LUMINOSAS FUENTES LUMINOSAS FUENTES LUMINOSAS

Fotografía 17: Fuente luminosa de Halogenuros.

Para la iluminación de las vías públicas destinadas al tráfico vehicular y parala mayoría de los otros tipos de alumbrado exterior, se recomienda lautilización de las fuentes de Sodio de alta presión, tubulares claras del tipoSUPER o PLUS, en lugar de las bombillas normales que generalmente se estánutilizando en los sistemas de alumbrado exterior, debido a que éstas tienen unamenor eficacia.

A continuación se dan los flujos luminosos producidos por estos dos tipos defuentes:

159

BOMBILLAS SUPER BOMBILLAS NORMALES

POTENCIA FLUJO LUMINOSO POTENCIA FLUJO LUMINOSO W. LUMENES W. LUMENES

50W

70W

100W

150W

250W

400W

600W

4.000

6.500

10.000

17.000

33.000

55.500

90.000

50W

70W

100W

150w

250w

400w

1000w

3.500

5.800

8.000

14.500

27.000

48.000

130.000

Tabla 14: Comparación de bombillas Super y normales según Phillips

La utilización de este tipo de bombillas, con luminarias debidamentediseñadas, permite obtener ahorros de energía del 15 al 20%.

160

4.34.34.34.3 LUMINARIAS LUMINARIAS LUMINARIAS LUMINARIAS

Fotografía 18: Nuevo diseño de luminarias.tomado del libro alumbrado urbano Socelec

Las CARACTERÍSTICAS DE FOTODISTRIBUCIÓN de una luminariapermiten obtener los niveles de iluminación, mediante un número mínimo depuntos luminosos que aseguren una excelente uniformidad y una buenacomodidad visual.

La capacidad de una luminaria para mantener su desempeño fotodistributivodurante el tiempo, depende de:

• La concepción general del aparato, es decir de su adecuado diseño para seraplicado en alumbrados exteriores.

• De la calidad y tratamiento de los materiales utilizados.• Del índice de hermeticidad del cierre óptico y de su capacidad de mantener

las propiedades fotométricas con el tiempo.

161

La tecnología empleada actualmente en luminarias diseñadas para alumbradopúblico, exige que el compartimiento óptico debe tener un ÍNDICE DEHERMETICIDAD, como mínimo de IP65 y preferiblemente IP66, es decir,completamente hermético a la entrada de polvo o polución al sistema óptico. Lautilización de luminarias con índices de protección IP65 o IP66 permite lograrproyectos de iluminación más económicos debido a:

Economía inicial del proyecto como consecuencia de la menor cantidad deluminarias necesarias para obtener los niveles de iluminación puesto que elcoeficiente de mantenimiento es del orden de 0.9 para luminarias con Índicesde Hermeticidad IP65/IP66, en ambientes medianamente polucionados.

A continuación, se presentan los factores de mantenimiento estimados para elconjunto óptico de la luminaria, en función del su Índice de Hermeticidad y delgrado de polución del sitio, de acuerdo con las recomendaciones en la CIE 30-2000.

162

12 18 24 36LIMPIO 0.9 0.82 0.79 0.75

IP 2X MEDIO 0.62 0.58 0.56 0.52SUCIO 0.53 0.48 0.45 0.41LIMPIO 0.92 0.91 0.9 0.88

IP 5X MEDIO 0.9 0.88 0.86 0.82SUCIO 0.89 0.87 0.84 0.76LIMPIO 0.93 0.92 0.91 0.89

IP 6X MEDIO 0.92 0.91 0.89 0.87SUCIO 0.91 0.9 0.88 0.83LIMPIO 0.97 0.96 0.95 0.95

SEAL SAFE MEDIO 0.94 0.92 0.91 0.91SUCIO 0.93 0.91 0.9 0.89

Factores de Mantenimiento Según CIE 30 de 2000

FACTORES DE DEPRECIACION POR LA SUCIEDAD DE UNA LUMINARIA

INDICE IP DE LA LUMINARIA AMBIENTE PROPORCION DE LUZ EMITIDA PERIODO DE ENCENDIDO, MESES

Este cuadro muestra la importancia que tiene el Índice de Hermeticidad en elnúmero de luminarias requeridas para obtener los valores fotométricosrecomendados y teniendo en cuenta el período de limpieza de la luminaria.

Otro aspecto que se debe tener en cuenta en la concepción de la luminaria es laSEGURIDAD tanto eléctrica como mecánica.

Desde el punto de vista de Seguridad Eléctrica, la tendencia es utilizarluminarias para protección contra choques eléctricos de la CLASE II, en lugarde las luminarias tradicionales de Clase I (ver norma NTC 900).

Para garantizar la Seguridad Mecánica, se exige que los accesorios eléctricosse fijen a platos fácilmente removibles pero sólidamente unidos a la carcasa detal manera que se tenga la seguridad que los accesorios y el plato no se van aaflojar con el tiempo.

163

El sistema de fijación de la luminaria al brazo y de éste al poste debe ser talque se garantice que, por los efectos de la vibración y la fuerza del viento, laluminaria no se vaya a girar lateralmente ni vaya a perder la seguridad de sufijación, de tal manera que se pueda caer a raíz de cualquier golpe que sufra elposte y ocasione problemas a los usuarios de la vía.

Finalmente, la concepción de la luminaria y su sistema de fijación debenpermitir que el proceso de mantenimiento sea rápido, seguro y que no requierade herramientas especiales.

4.44.44.44.4 CONTROL DE LA POLUCIÓN LUMINOSA CONTROL DE LA POLUCIÓN LUMINOSA CONTROL DE LA POLUCIÓN LUMINOSA CONTROL DE LA POLUCIÓN LUMINOSA

Fotografía 19: Postes elevados.tomado del libro alumbrado urbano Socelec

En los países europeos y en Norteamérica se está exigiendo el cumplimiento delas normas existentes respecto al control de la polución luminosa ocasionadapor las luminarias y proyectores utilizados en los diferentes sistemas deiluminación.

164

En las zonas urbanas se encuentran simultáneamente todos los sistemas deiluminación existentes:

• Alumbrado público funcional, para la iluminación de las vías y paragarantizar la seguridad de los usuarios de las mismas.

• Alumbrado ambiental, para la iluminación de zonas peatonales, alamedas,parques, puentes peatonales y áreas similares.

• Iluminación de monumentos y fachadas de edificios.• Iluminación mediante postes elevados o mástiles, para el alumbrado de

complejos deportivos, intersecciones viales y áreas de parqueo de autos ozonas de almacenamiento.

Cada uno de estos sistemas de iluminación, requiere luminarias condeterminado tipo de distribución fotométrica que permitan orientar la luz hacíadonde ella efectivamente se necesite. Desafortunadamente, muchas luminariasno controlan perfectamente su distribución luminosa y parte de la luz sedispersa en el ambiente creando el fenómeno denominado Polución Luminosaque perturba no sólo a los residentes de las ciudades sino que impide lasobservaciones astronómicas.

Para controlar este fenómeno numerosos países se han preocupado porestablecer normas restrictivas con el fin de disminuir su efecto. La ComisiónInternacional del Alumbrado (CIE) creó en 1984, en el seno de la División 4, elComité Técnico TC 4.21, encargado de estudiar la interferencia del flujoparásito sobre las observaciones astronómicas (Recommendations pour laminimisation du halo lumineux), este documento complementa las anteriorespublicaciones de la CIE de 1978 y de la publicación conjunta CIE ( UniónInternationale Astronomique- IAU) de 1984.

165

Los otros aspectos de la luz parásita se estudian en el comité técnico de la CIE,el TC5-12 de 1995, que ha elaborado una guía para la evaluación de losimpactos ambientales ocasionados por la luz parásita y suministra lasrecomendaciones de los valores límites, que no deben sobrepasarse en lasinstalaciones de alumbrado nuevas, con el fin de disminuir la incomodidad y lareducción de la capacidad visual de los observadores.

Con el fin de reducir los efectos nocivos de la luz dispersa se recomienda tomarlas siguientes medidas:

• Apagar la iluminación, cuando ella no se requiera para efectos de seguridado resalte de la escena, por ejemplo, en el caso de alumbrados decorativos, serecomienda apagar el sistema de iluminación después de las 23 horas.

• Siempre que sea posible, orientar los equipos de iluminación de arriba haciaabajo y cuando esto no sea posible, utilizar pantallas o paralúmenes quereduzcan el flujo polucionante a un valor mínimo.

• Utilizar luminarias adecuadas para cada aplicación, para que una vezinstaladas, se pueda minimizar la dispersión luminosa por encima de lahorizontal.

• Utilizar los niveles de iluminación recomendados; no utilizar luz en exceso.• Mantener el deslumbramiento a un valor mínimo, para lo cual se

recomienda, que el ángulo de intensidad máxima de todas las luminariasque pueda estar dirigido hacia cualquier observador potencial, esté pordebajo de 70°/75°.

• En las zonas con ambientes luminosos bajos, el deslumbramiento porcontraste puede resultar muy perjudicial, y se recomienda tener muchocuidado en la localización de las luminarias y en el enfoque de losproyectores.

166

4.54.54.54.5 LUMINARIAS PARA ALUMBRADO DECORATIVOLUMINARIAS PARA ALUMBRADO DECORATIVOLUMINARIAS PARA ALUMBRADO DECORATIVOLUMINARIAS PARA ALUMBRADO DECORATIVO

Fotografía 20: Luminarias Ornamentales.Tomado del libro alumbrado urbano Socelec

Los modelos de luminarias que se están aplicando en los países europeos parala iluminación de parques, alamedas, zonas verdes y otras áreas similares,deben cumplir con los siguientes requisitos:

• No se permite la utilización de luminarias que no tengan distribuciónfotométrica.

• Las luminarias deben tener un Índice de Hermeticidad para el sistemaóptico mínimo de IP65 y preferiblemente IP66 (Norma CIE 30-2000).

• Para garantizar la protección contra choque eléctrico, se prefieren lasluminarias de Clase II, en lugar de la Clase I (Norma NTC 900),tradicionalmente utilizada.

• El sistema de protección mecánica, debe garantizar que ningún elemento sepueda aflojar o desprenderse de la luminaria y que el sistema de

167

mantenimiento correctivo y preventivo se pueda realizar en forma segura yrápida, sin necesidad de utilizar herramientas especiales.

• Para ciertas aplicaciones, sobre todo en áreas comerciales se prefieren lasfuentes luminosas Metal Halide del tipo de quemador cerámico.

168

5. PROPUESTA DE COMPLEMENTO A LA NORMATIVIDAD EXISTENTE5. PROPUESTA DE COMPLEMENTO A LA NORMATIVIDAD EXISTENTE5. PROPUESTA DE COMPLEMENTO A LA NORMATIVIDAD EXISTENTE5. PROPUESTA DE COMPLEMENTO A LA NORMATIVIDAD EXISTENTE

Después de haber elaborado el estudio técnico y ambiental, identificando lasdiversas fallas que se presentan en la calidad de prestación del servicio dealumbrado público de la ciudad de Bogotá (incluyendo el mantenimiento), seprocedió a postular una serie de aportes como complemento a la norma vigentede CODENSA; los cuales consideramos que son convenientes para laoptimización en la prestación de dicho servicio:

• Las empresas fabricantes de luminarias son las encargadas de realizar eldiseño fotométrico de los nuevos proyectos de Alumbrado Público y lasentidades encargadas de la ejecución del mismo en su parte civil yarquitectónica deben recibir asesoría para este efecto, con el objetivo deejecutar el proyecto de manera racional, cumpliendo técnicamente conlas exigencias de CODENSA. De esta manera se podrán evitarincongruencias tales como niveles excesivos de iluminación o en casocontrario, niveles muy bajos, utilización de alturas excesivas o muybajas, interdistancias que generan niveles lumínicos exagerados yconsumos de energía innecesarios.

Este punto se fundamenta en que actualmente el Distrito ha contratado ungrupo de asesores en el tema del amoblamiento urbano de la ciudad, en dondeellos proponen una interdistancia entre postes de 16 metros, que se acople a laarborización y ubicación de amoblamiento para el espacio público (sillas,canecas, paraderos, etc.,), obligando a los diseñadores de iluminación a regirsea estas interdistancias, creando como consecuencia un incremento en losniveles de iluminación en sitios en donde no es necesario.

169

Actualmente se han realizado reuniones con miembros de la UESP, el operadorde la red, y las entidades encargadas de la planeación de la ciudad paraconcretar unos niveles acordes con los espacios a iluminar y así normalizar losniveles (ver Anexo C).

• Debido al vandalismo que se presenta en la ciudad, es recomendableincrementar la altura de los postes en las ciclo – rutas y vías peatonalesde 6m a mínimo 9m, ya que personas inescrupulosas abren lasluminarias y sacan las bombillas. En algunos casos observados, se llevanla luminaria completa para venderla.

La ventaja de incrementar la altura del poste no es solo disminuir elvandalismo y los robos, sino seguramente colaborar con el incremento deinterdistancias, disminuir el número de luminarias y la energía consumida; Seconsidera que estéticamente se ve mejor una vía sin tanto número deluminarias, ya que no hay tanta contaminación lumínica presente.Actualmente en la norma de CODENSA los postes homologados van desde 6metros hasta 16 metros (ver Manual de Alumbrado Público de CODENSA).

• Los niveles para las ciclo – rutas y vías peatonales deben tener comomáximo el nivel de la vía vehicular. Esto se debe a que en sitios de altoflujo vehicular y de gran importancia en la ciudad, se presentan mayoresniveles de iluminación en estos nuevos espacios que en la misma vía;creando deslumbramiento al conductor, un consumo de energíainnecesario, iluminación extrema y dando a conocer que hay fallas en laplaneación e interventoría de las empresas prestadoras del servicio deAlumbrado Público.

170

A este punto de la propuesta se le debe dar una gran importancia y serecomienda que las empresas encargadas del planeamiento urbanístico de laciudad tengan en cuenta dicha propuesta, debido a que existe la tendencia aaumentar los niveles de iluminación. De alguna forma se pueden incrementarlos niveles de los espacios anteriormente nombrados, siempre y cuando el nivelde la vía vehicular sea incrementado proporcionalmente, caso que en estemomento no se está aplicando en algunos sitios de la ciudad.

• Gracias al progreso tecnológico en la fabricación de luminarias paraAlumbrado Público, es posible tener interdistancias entre postesbastante amplias (entre 50 y 60m), proceso para el cual las empresasprestadoras de dicho servicio y los constructores deben poseer lainfraestructura adecuada para el tendido de las redes de alumbrado delos proyectos diseñados a estas distancias.

Esto debido a que se han presentado casos en los que se han rechazado diseñospor tener “interdistancias muy grandes”, con la disculpa de que el constructorno posee una sonda adecuada para el tendido del cable, en el caso de las redessubterráneas, factor que limita la producción y comercialización de luminariasde alta tecnología.

• Se recomienda la utilización de bombillas de alto rendimiento (llamadascomúnmente SUPER o PLUS) en el diseño e instalación de redes deAlumbrado Público, dado que estas permiten un mejor nivel deiluminación con el mismo consumo de energía.

171

• En la ejecución de obras de alumbrado público se debe abarcar laintegridad de la vía a iluminar, no deben quedar tramos de calzada sin elnivel de iluminación establecido para evitar problemas dedeslumbramiento y fatiga en el conductor.

Se observó que en proyectos de iluminación de vías principales, solamente seestá ejecutando la instalación en un solo costado de la vía y con nivelesbastante altos, en donde el conductor que va sobre el costado sin nuevailuminación presenta problemas de deslumbramiento, debido a que el bajo nivelpresente en la vía crea un efecto molesto en el ojo del conductor por cuenta delas luminarias que están en el costado opuesto a esta calzada y que presentanun nivel alto, al estar presente sobre un fondo oscuro (ver sección 1.5).

• Cuando en una vía secundaria el espacio entre las casas o bloques deapartamentos es muy corto con respecto al tamaño del andén, esrecomendable colocar tanto las redes de distribución como las redes dealumbrado público canalizadas; es decir, hacer el tendido de la redsubterránea, ya que se han visto distancias de hasta 50 cm entre el cabley la ventana de las casas. Fuera de lo antiestético que es ver una cuadrao manzana saturada de cableado de baja tensión, el peligro es eminenteante la posibilidad de choque eléctrico.

• Se debe reemplazar definitivamente el alumbrado con fuente de Vaporde Mercurio por Sodio alta Presión, ya que el consumo de energía de lasprimeras con respecto al flujo luminoso emitido es mayor al de lasfuentes de Vapor de Sodio, dado que la fuente de Sodio emite mayor flujoluminoso con menor consumo de energía. Otro factor que determina la noutilización de estas fuentes de iluminación, es el problema que se genera

172

con la dificultad de degradación de este elemento que a su vez esaltamente tóxico.

• El cambio de bombillas de Alumbrado Público debe hacerse por grupos,ya que normalmente, cuando se ejecuta una obra, las bombillas secolocan al mismo tiempo, por lo tanto, poseen el mismo tiempo de vidaútil.

Esto debido a que se han encontrado muchos casos en los que se ven diferenciasde nivel es una misma calzada, puesto que los contratistas solo cambian lasluminarias de bajo nivel y el resto continúan activas, lo cual genera cambios enla uniformidad y en los niveles de la vía. Como anteriormente se habíamencionado, la vida promedio de las bombillas de Vapor de Sodio es de 24.000horas, aproximadamente 27 meses.

• Como consecuencia del ítem anterior, para futuros proyectos, almomento de ejecutar la obra de instalación de las luminarias, se debeanotar la fecha en que fueron instaladas y tener esa información en unabase de datos (preferiblemente por circuitos), esto con el objeto de tenerun dato exacto del tiempo que llevan en funcionamiento las bombillas y,al momento de presentarse la necesidad de cambiar las bombillas, teneren cuenta cuanto tiempo de vida llevan desde la instalación y en quemomento debe realizarse el mantenimiento general.

• Si se presenta la necesidad de cambiar una bombilla por daño o por robo,es importante tener en cuenta que se debe colocar la misma bombilla, oen su defecto, el mismo tipo de luminaria, teniendo en cuenta los mismosparámetros de instalación de la anterior (modelo, marca, potencia,reglaje del portabombillas, inclinación y brazo), ya que si se hace el

173

cambio por una diferente, cambia notoriamente la fotometría de la vía.Además de esta observación, se debe volver a tomar el dato de la fechade instalación, número de poste, circuito y luminaria que se cambió paraefectos de no equivocarse en los cambios en el momento delmantenimiento general del tramo de la vía afectada.

• La interventoría para efectos de mantenimiento debe ser exhaustiva,dado que si el interventor posee la información anteriormentemencionada, no tienen por qué presentarse errores en el cambio debombillas y/o luminarias.

Al igual que para todos los proyectos y obras de ingeniería la responsabilidaden caso de mal terminado o falla después de la instalación, recae sobre elinterventor de la obra, razón por la cual este agente debe ser el más informadodel como, y porqué se ejecuta una obra o un mantenimiento con ciertoprocedimiento específico.

• Todas las luminarias deben poseer Índice de Protección mínimo (IP) 65en su bloque óptico, e IP 43 en el conjunto eléctrico, puesto que esimportante tener una luminaria totalmente sellada, para evitar laentrada de polvo y humedad en los accesorios eléctricos, y lo másimportante, evitar que se ensucie el bloque óptico de la misma.

Esta observación se fundamenta en el problema que se presenta en lasluminarias que no son totalmente selladas, ya que por la polución, la suciedadlogra filtrarse en el bloque óptico y por más de que se efectúe la limpieza de laluminaria de forma externa, es necesario desarmarla para limpiar el bloqueóptico en su parte interna. Esto conlleva a una menor periodicidad en losmantenimientos de las luminarias.

174

• Es necesario unificar el nivel de tensión para la alimentación de loscircuitos de alumbrado público e independizar los circuitos con suspropios transformadores de potencia, para evitar sobrecargas en elsistema de redes de distribución, evitar caídas de tensión y problemas deregulación de tensión.

• Los fotocontroles incorporados a las luminarias de alumbrado públicodeben ser de control individual, ya que es preferible ver una luminariaapagada y no un tramo de calzada fuera de servicio.

• Para proyectos futuros, es importante la utilización de poste metálico, yaque por facilidades de instalación, seguridad y rápido reemplazo en casode daño, agiliza la ejecución de obras de AP.

175

6. ESTUDIO ECONÓMICO6. ESTUDIO ECONÓMICO6. ESTUDIO ECONÓMICO6. ESTUDIO ECONÓMICO

De acuerdo al análisis de la calidad del servicio del Alumbrado Publico enBogotá que se efectuó a través de los diferentes capítulos de nuestro estudio, sepropone la valoración económica de dos diseños que cumplen con lanormatividad existente, con el objeto de resaltar la importancia que tiene elcosto al efectuar un mantenimiento adecuado a las redes de Alumbrado Públicoy con miras a dejar las puertas abiertas para que en el futuro se elabore unestudio económico más profundo de dichos proyectos.

Estos dos diseños de iluminación propuestos son técnicamente viables, y la ideageneral de este capítulo es determinar cuáles son las ventajas y desventajas decada uno. Esto por medio de un análisis individual, teniendo en cuenta costosiniciales, de operación y mantenimiento, además del beneficio social que puedaaportar a los usuarios de dicho servicio (valor no cuantificable) y el beneficioeconómico para las empresas encargadas del suministro de Alumbrado Público,tal y como se mostrará más adelante.

A continuación realizaremos el estudio económico de un diseño para la avenida“Tabor”, la cual se encuentra actualmente en proyecto para ejecución en tresaños (Ver cálculos de diseño de la empresa SCHREDER, Anexo A).

Los cálculos se realizaron en un software desarrollado por la empresa ydebidamente homologado por la CIE, donde el diseñador introduce los datosrequeridos para el cálculo fotométrico, tales como altura de montaje, ángulo deinclinación de la luminaria, avance, interdistancia, ancho de calzada, número

176

de carriles, tipo de luminaria, potencia de la bombilla, tipo de revestimiento dela calzada y disposición de las luminarias.

Los resultados que se observan en el anexo A corresponden a los dos diseñosanteriormente nombrados, en donde el primer diseño comprende dos cálculosdenominados TABOR 12 y TABOR 1. En la primera hoja del cálculo TABOR 12se observa la sección transversal de la vía y debajo de este se muestra unnúmero uno (1) encerrado en un círculo que indica el tipo de luminaria (ONYX1), reglaje del portabombillas (Posición central), potencia de bombilla (250W),ángulo de inclinación (15º), la matriz utilizada correspondiente a dichaluminaria (E61290), flujo luminoso en Kilolúmenes (27 klm) y factor demantenimiento (0.9). En la parte inferior de la página se observa unadescripción en donde se indica la posición de las luminarias a lo largo de la víay su interdistancia en Metros (45m).

En la siguiente página se encuentra un resumen de los valores obtenidoscalculados por el software en donde los valores de interés son:

- Luminancia Media (Lmedia) [cd / m2]- Uniformidad promedio (Uo) [(Lmin/Lpro) = %]- Threshold Increment (T.I) [%]- Uniformidades Longitudinales en cada uno de los carriles (Ul)

[(Lmin/Lmax) = %]

En la tercera página se observan los resultados punto a punto sobre la vía,valores entregados en iluminancia (Luxes) y en luminancia (Cd/m2).

En la cuarta página, se encuentran los resultados punto a punto en el centro decada carril.

177

El cálculo TABOR 1, correspondiente al mismo perfil de vía y distribución deluminarias, y realizado para determinar el nivel de iluminación sobre la ciclo-ruta, se observa un plano de planta de la distribución de las luminarias.

En la segunda página de igual forma, se presenta un resumen de los valoresobtenidos en la ciclo-ruta, en donde los valores de interés son:

- Iluminancia promedio (Emedia), valor dado en Luxes.- Uniformidad promedio (Uo), valor dado en porcentaje.- Valor es finales obtenidos sobre la vía con la influencia de las luminarias de

la ciclo-ruta.

En las páginas 3 y 4 se muestran los valores punto a punto sobre la malla decálculo en Cd/m2 para la vía y en Luxes para la ciclo-ruta.

En la quinta página se encuentra una descripción de la distribución de lasluminarias sobre la vía y ciclo-ruta, donde se observa un cuadro con lossiguientes valores:

- No = Número de luminarias tomadas para el cálculo.- Inter = Interdistancia entre luminarias [m].- X = Distancia a la que se encuentra la primera luminaria de la malla de

cálculo [m].- Y = Avance de la luminaria [m].- H = Altura de la luminaria sobre el piso [m].- Matriz = Código de la matriz utilizada correspondiente a la luminaria

ONYX1 en Sodio 250W (E61290) y ONYX1 en Sodio 150W (E61295).- Flujo = Flujo de la bombilla en Kilolúmenes (klm).

178

- FM = Factor de mantenimiento [%].- Az = Azimut (ángulo de dirección de la luminaria, en donde el ángulo 0º

significa que la luminaria está indicando hacia la parte superior e la hoja yel ángulo 180º el sentido contrario).

- Inc = Ángulo de inclinación de la luminaria [grados].- Rot = Rotación de la luminaria (para el caso de alumbrado público es cero

grados).

El segundo diseño comprende los cálculos denominados TABOR 21 y TABOR 2,los cuales poseen información similar a la del primer diseño en el mismo ordende aparición.

En el primer estudio, se diseñó con una disposición doble central doble conluminarias de 250W de potencia, inclinación de 15º, colocadas a una alturalibre de 10.5m, con una interdistancia entre postes de 45m. Adicionalmente, secolocaron luminarias de 150W de potencia a una altura de 9m para lailuminación del costado de ciclo-ruta y peatonal, con una interdistancia entrepostes equivalente a la de la vía, pero ubicada justo en la mitad de los dospostes que iluminan la vía. Cabe aclarar que en el costado opuesto a la ciclo-ruta solo hay peatonal, razón por la cual no se colocaron luminariasadicionales, pues la influencia de las luminarias que iluminan la vía entrega lacantidad de luz suficiente para cumplir el nivel requerido en dicho peatonal.

179

Figura 32: Perfil avenida Tabor Primer diseño (interdistancia de 45m)

En un kilómetro de vía con esta disposición, el costo inicial del diseño es elsiguiente:

- No. de Postes por kilómetro = 1000/45- No. de Postes = 22.22 ≅ 22 22 22 22 = No. Postes lado ciclo-ruta, peatonal.- No. de luminarias vía = 88 (disposición doble central doble).- No. de luminarias lado Ciclo-ruta, peatonal = 22 (unilateral).- Costo promedio Postes metálicos de 10.2-10.5m = $722.663- Costo promedio Postes metálicos de 9m = $638.600- Costo promedio de luminarias modelo Onix1 marca Schréder con

bombilla de vapor de Sodio 250W = $400.000- Costo promedio de luminarias modelo Onix1 marca Schréder con

bombilla de vapor de Sodio 150W = $350.000- Costo promedio de fotocelda para control individual = $60.000- Costo de instalación de cada punto luminoso teniendo en cuenta alquiler

de grúa y precio de hora hombre = $250.000

180

Entonces, para este diseño, el costo por kilómetro es de:

Costo diseño/km = ((44x$722.663)+(88x$400.000)+(88x60.000)+(22x$638.600)+(22x350.000)+(22x60.000)+(66x250.000)

Costo diseño/Costo diseño/Costo diseño/Costo diseño/km = $111´846.372. (km = $111´846.372. (km = $111´846.372. (km = $111´846.372. (cifras en pesos colombianos año 2001).cifras en pesos colombianos año 2001).cifras en pesos colombianos año 2001).cifras en pesos colombianos año 2001).

Para el segundo estudio, se diseñó con disposición doble centra doble conluminaria de 400W de potencia, inclinación de 5º, colocadas a una altura librede 16m, con una interdistancia entre postes de 60m. A diferencia del diseñoanterior, no hubo necesidad de colocar luminarias en el lado ciclo-ruta,peatonal, ya que debido a la altura y a la potencia de las bombillas se cumplecon el nivel requerido en dicha disposición.

Figura 33: Perfil avenida Tabor Segundo diseño (interdistancia de 60m)

181

En un kilómetro de vía con esta disposición, el costo inicial del diseño es elsiguiente:

- No. de Postes por kilómetro = 1000/60- No. de Postes = 16.66 ≅ 17.- No. de luminarias vía = 68 (disposición doble central doble).- Costo promedio Postes metálicos de 16m = $2´358.758.- Costo promedio de luminarias modelo Onix3 marca Schréder con

bombilla de vapor de Sodio 400W = $630.000- Costo promedio de fotocelda para control individual = $60.000- Costo de instalación de cada punto luminoso teniendo en cuenta alquiler

de grúa y precio de hora hombre = $250.000

Entonces, para este diseño, el costo por kilómetro es de:

Costo diseño/km = ((34x$2´358.758.)+(68x$630.000)+(68x60.000)+(34x250.000))Costo diseño/Costo diseño/Costo diseño/Costo diseño/km = $135´617.772. (km = $135´617.772. (km = $135´617.772. (km = $135´617.772. (cifras en pesos colombianos año 2001).cifras en pesos colombianos año 2001).cifras en pesos colombianos año 2001).cifras en pesos colombianos año 2001).

Descripción Cantidad Descripción CantidadNúmero de Luminarias 250W 88 Número de Luminarias 400W 68Número de Luminarias 150W 22 Número de Luminarias 150W 0Valor Luminarias 250W $ 400.000 Valor Luminarias 400W $ 630.000Valor Luminrarias 150W $ 350.000 Valor Luminrarias 150W $ 350.000Numero de Postes 10,5m 44 Numero de Postes 16m 34Numero de Postes 9m 22 Numero de Postes 9m 0Valor Postes 10,5m $ 722.663 Valor Postes 16m $ 2.358.758Valor Postes 9m $ 638.600 Valor Postes 9m $ 638.600Número de fotoceldas 110 Número de fotoceldas 68Valor fotoceldas $ 60.000 Valor fotoceldas $ 60.000Costo de instalación por punto lu $ 250.000 Costo de instalación por punto lu $ 250.000Costo del diseño/km $ 111.846.372 Costo del diseño/km $ 135.617.772

DISEÑO 1 DISEÑO 2

Tabla 31: Costo de diseños por kilómetro.

182

El objetivo principal de un diseño de alumbrado público es buscar la economíadel proyecto, cumpliendo con la norma establecida por CODENSA y con losrequerimientos técnicos.

A primera vista el primer diseño es más económico, dado que el costo inicial delproyecto está un 18% por debajo del costo del segundo diseño, fuera de que elconsumo de energía es menor a pesar de que hay mayor número de luminariascon respecto al segundo. Si se observa desde el punto de vista de operación ymantenimiento, el número de puntos luminosos por kilómetro en el primerdiseño excede en 42 unidades al segundo, si sumamos los puntos luminosos dela vía y de la ciclo-ruta; lo cual conlleva a que el segundo diseño sea más viablea futuro, dado que los costos por mantenimiento son menores.

Dado que la inversión inicial y los costos de mantenimiento no determinantotalmente la viabilidad de un proyecto, también se debe tener en cuenta elbeneficio social, debido a que los proyectos de Alumbrado Público al momentode su realización son proyectos de infraestructura, en donde lo más importantees el desarrollo de la ciudad y el beneficio palpable para los ciudadanos.

Actualmente existe el “Procedimiento para el trámite y la aprobación deproyectos de Alumbrado Público”, realizado por la Alcaldía Mayor de Bogotá yla UESP, de acuerdo a las disposiciones establecidas en la Ley 142 y 143 de1.994, el Reglamento de Distribución de Energía (Resolución 070/98) y demásnormas aplicables, en donde se muestra la forma de realizar paso a paso unproyecto de Alumbrado Público, teniendo en cuenta los aspectos técnicos,económicos y sociales, con el objeto de determinar cuál de las propuestaspresentadas es la mejor. Dentro de este procedimiento se encuentra el análisiseconómico y financiero, en donde se tienen en cuenta aspectos como lainversión inicial, depreciación de los equipos, costos de operación,

183

mantenimiento y costo anual uniforme equivalente, en donde se determina cuáles la mejor de las alternativas presentadas.

184

7. CONCLUSIONES7. CONCLUSIONES7. CONCLUSIONES7. CONCLUSIONES

Las fallas que se presentan en el Alumbrado Público de la ciudad se debenbásicamente a la falta de un mantenimiento adecuado y de una interventoríaestricta, la cual se proponga establecer métodos y sistemas para dichomantenimiento, con el objeto de cumplir con los niveles de iluminación.

Es importante que tanto las empresas prestadoras del servicio de alumbradopúblico, como las empresas reguladoras y del medio ambiente tales como elIDU, UESP y TALLER DEL ESPACIO PÚBLICO se pongan de acuerdo en laaplicación de las normas de Alumbrado Público para cada necesidad, ya que noexiste una uniformidad de criterios entre estas entidades, lo cual conlleva a uncaos en el diseño de nuevos proyectos.

La no realización de un mantenimiento adecuado de las luminarias deAlumbrado Público y el cambio de bombillas por grupos, la limpieza del sistemaóptico tanto exterior como interiormente y el reemplazo de accesorios eléctricosen mal estado, acarrea diferencias de niveles de iluminación y bajasuniformidades en las vías, lo cual conlleva a problemas de deslumbramiento yfatiga en el conductor, con una gran probabilidad que se produzcan accidentesen las vías.

Para efectos de mantenimiento de las redes de Alumbrado Público, esimportante que al momento de efectuar reemplazos de las luminarias,bombillas, accesorios eléctricos, postes y brazos, estos sean de la mismacaracterística o especificación; para el caso de las luminarias, estas deben ser

185

instaladas con el mismo ángulo de inclinación, el mismo reglaje y ser de lamisma marca y potencia, puesto que si se utilizan luminarias de diferentesfabricantes en un mismo tramo, se varía notablemente la fotometría de la vía,tal como sucede en la gran mayoría de calzadas de la ciudad.

Se debe evitar que las entidades encargadas del diseño arquitectónico de losproyectos de remodelación y expansión vial, determinen la localización de lasluminarias de Alumbrado Público sin haberse realizado previamente losestudios fotométricos por parte de las empresas fabricantes de luminariasexistentes en el país, debido a que se han presentado problemas de niveles deiluminación excesivos por no contar con el diseño fotométrico previo ocompaginado al diseño arquitectónico.

Como consecuencia de la no planeación y de un adecuado diseño fotométricoprevio de los proyectos de Alumbrado Público, se observa un exceso de puntosluminosos en los nuevos diseños de las principales avenidas, ciclo – rutas yzonas peatonales, por ejemplo la Avenida Carrera 15, lo cual conlleva a lacontaminación visual y a un derroche energético sin dejar de lado la poluciónlumínica.

Se detectó que para algunos proyectos nuevos, se están recomendando nivelesde iluminancia superiores en las ciclo – rutas y vías peatonales que para lamisma vía vehicular. Según la CIE 115 de 1995, los niveles en zonas peatonalesdeben ser la mitad del nivel establecido para las vías adyacentes, evitando queel conductor presente problemas de deslumbramiento.

Se recomienda que para futuros proyectos de Alumbrado Público se utilicenfuentes luminosas de mayor flujo luminoso y con la misma potencia de las

186

convencionales, llamadas bombillas SUPER ó PLUS, lo cual conlleva a unahorro energético y a mayores niveles de iluminación.

Un adecuado diseño fotométrico es determinante en el aspecto económico de unproyecto de alumbrado público, ya que se debe optimizar para que cumpla conlas normas de niveles de iluminación, uniformidad, control dedeslumbramiento y disminución de la polución luminosa al menor costo.

Se puede determinar que la forma de realizar el mantenimiento de las redes dealumbrado público en la ciudad es deficiente, por lo cuál es necesarioimplementar un cronograma de mantenimiento para realizar el seguimiento adichas redes. Se sugiere que la ciudad debe ser sectorizada por tramos de vías,debido a que con la ausencia de este control, se presenten sectores en dondedurante años no se efectúe un mantenimiento adecuado, efectivo y duradero enlas redes de alumbrado público.

Después de haber realizado las mediciones de campo y transitado muchas víasde la ciudad, se detectaron muchos errores en la redes de alumbrado público,dándonos pautas para realizar recomendaciones cuyo objetivo es que seantenidas en cuenta por los organismos encargados del mantenimiento y el diseñode nuevos proyectos, para en el futuro tener redes mejor mantenidas yproyectos de iluminación diseñados acorde a las necesidades, cumpliendo conlos niveles lumínicos recomendados de acuerdo al lugar a iluminar, llevandocomo objetivo fundamental la calidad en la prestación de dicho servicio.

De acuerdo a los resultados obtenidos se pone en alerta a las entidadesencargadas de velar por los intereses de la ciudad, puesto que muchos aspectosde logística en el alumbrado público deben ser mejorados para asegurar lacalidad en la prestación de dicho servicio.

187

Se cumplieron los objetivos de nuestro estudio desde todo punto de vista,puesto que logramos determinar el estado de las redes de Alumbrado Públicode Bogotá, el nivel de mantenimiento de las mismas, los niveles de iluminaciónen todos los tipos de vías y espacios públicos, determinando de esta manera losproblemas actuales del sistema.

De acuerdo a lo anteriormente expuesto, se logró adquirir el criterio suficientepara sugerir un complemento a la normatividad existente, con el objeto decolaborar con el mejoramiento de la calidad de prestación del servicio deAlumbrado Público de la Ciudad.

Se considera que esta monografía es un aporte importante tanto paraestudiantes como para personas que trabajen en el área de Alumbrado Público,puesto que es un gran elemento de consulta en donde se pueden encontrarfácilmente conceptos fundamentales, herramientas de diseño para futurosproyectos y crear la conciencia de que las normas deben cumplirse, actualizarsey mejorar.

188

BIBLIOGRAFIABIBLIOGRAFIABIBLIOGRAFIABIBLIOGRAFIA

1. CARPETA TECNICA, Edgar Prada A., Departamento Técnico. Schréder Colombia S.A.

2. CELSA S.A.,Seminario de Iluminación 1999. p. 1-50.

3. CIDET, Especificaciones técnicas unificadas para luminarias de Vapor de Mercurio y de Vapor de Sodio alta presión para Alumbrado Público, 1996.

4. CIE 115, Commsisicion Internationale de l`Eclairage, Recomendaciones para la iluminación de tráfico motorizado y peatonal.– 1995 p. 1-16.5. CIE 30, Commsisicion Internationale de l`Eclairage, Recomendaciones para la iluminación de tráfico motorizado y peatonal.– 2000 p. 1-40.

6. Christie, AW,Fisher, The effect of glare from street lighting lantems of the vision of drivers of diferent ages. Londres 1986.

7. INADISA (Industria Andina de Iluminación S.A.), 2000. Boletín Técnico Uso de Balastos. P. 1-28., 2000.

8. INFORMATIVO ILUMINACIÓN INDUSTRIAL, Departamento Técnico, Schréder Colombia S.A., 2000.

189

9. LIGHTING HANDBOOK, REFERENCE AND APPLICATION, Illuminating Engineering Society of North America (IES). 8TH EDITION. Section 14.,1987.

10. MANUAL DE ALUMBRADO PUBLICO, CODENSA S.A. E.S.P. Capítulos III, IV, V yVI., enero 2000.

11. MANUAL DE LUMINOTECNIA, Westinghouse. Capitulo 4, 3ª EDICIÓN,1987 p. 10-25.

12. NTC 900 (Primera Actualización), Sección 7., Bogotá, 1998.

13. SOCELEC, Catálogo de aplicaciones de alumbrado público, Madrid, 2000.

14. www.schreder.com Página de Internet (Información catálogos e informaciónfotométrica de luminarias marca Schréder).

15. www.creg.gov.co Página de Internet (Comisión de Regulación de Energía yGas).

16. www.domino.creg.gov.co Página de Internet(Índice principal CREG)

17. www.gea.cesca.es Página de Internet (Contaminación lumínica).

18. www.mgmt14k.com Página de Internet (Norma ISO 14000)

19. www.phillips.com Página de Internet. (Luminarias de Alumbrado Público).

190

ANEXO A

CÁLCULOS DE DISEÑO SEGÚN LA EMPRESA SCHRÉDER COLOMBIAS.A. PARA ESTUDIO ECONÓMICO CAPITULO 6

191

ANEXO B

FOTOGRAFÍAS DE PROBLEMAS DE ILUMINACIÓN ENCONTRADOS ENLAS VÍAS DE BOGOTÁ

192

Deslumbramiento producido por fuentes luminosas tipo proyector, en una vía conluminarias fuera de servicio.

Iluminación deficiente bajo puentes debido a falta de mantenimiento.

193

Diferencia en niveles de iluminación en puentes debido a falta de mantenimiento y variostipos de luminaria en la calzada.

Iluminación con fuente de Vapor de Mercurio.

194

ANEXO C

NIVELES DE ILUMINANCIA / LUMINANCIA PARA PROYECTOS DEALUMBRADO PÚBLICO SEGÚN LA UESP.