ILUMINACION DE CALLES, AVENIDAS Y PLAZAS.CMO ILUMINAR LAS CALLES
DE LA CIUDADRequisitos fotomtricosLas calles de la ciudad tienen
que ser iluminadas por lo general segn los requisitos de la Clase
M2 M3 de la edicin CIE N 115-2010, de acuerdo con su importancia y
las condiciones de trfico.Clase M2Lmed = 1,5
cd/mUo0,4Ul0,7TI10%SR0,5
Clase M3Lmed = 1,00 cd/mUo0,4Ul0,6TI15%SR0,5
Fuentes de luzLas calles de la ciudad deberan iluminarse usando
luz blanca para proporcionar una buena reproduccin cromtica y un
ambiente lumnico confortable. Portanto, se recomiendan las lmparas
de halogenuros metlicos (lmparas de quemador cermico compacto y
lmparas CosmoWhite) o LED blanco neutro.LuminariasLas luminarias
elegidas para iluminar las calles de la ciudad deberan tener un
alto nivel de hermeticidad (al menos IP 66), a fin de mantener las
prestaciones iniciales el mximo de tiempo posible durante toda la
vida de la instalacin. Cuando se instalan las luminariasa una
altura de montaje baja (hasta 5 m), debe tenerse en cuenta la
resistencia al vandalismo y utilizar materiales resistentes para la
fabricacin de las mismas, como son el aluminio para el cuerpo y
vidrio o policarbonato para el protector. Estas luminarias cumplirn
preferentemente con la Etiqueta La Luz Verde segn lo definido por
Schrder.Esquema de instalacinSe prefiere el uso de un material de
iluminacin estticamente bien diseado durante el da para contribuir
a la armona del ambiente urbano comercial. Por el mismo motivo, la
altura de montaje de la luminaria debera mantenerse relativamente
baja (al menos ms baja que los edificios adyacentes). Se considera
como mximo una altura de columna de8 m 10 m.En un entorno urbano,
tambin puede usarse una instalacin escalonada para equilibrar mejor
la luz en ambos lados de la calle.La instalacin de la iluminacin
ser energticamente eficiente, con un valor de SLEEC-L (Basado en la
Luminancia del Criterio de Eficiencia Energtica de Alumbrado de
Calles) equivalente a un mximo de 0,8 W/m/cd/m.Un conocimiento
exacto de las caractersticas de reflexin de la luz del pavimento
tiene mucha importancia para cumplir con el susodicho criterio de
eficiencia. Estas caractersticas pueden ser medidas con nuestro
exclusivo sistema conocido como Memphis.
Ejemplos de instalaciones de alumbrado para las calles de la
ciudadInstalacin a una altura baja (4,5 m) de luminarias CITEA Midi
en una distribucina un solo lado.Se ha utilizado una lmpara de
halogenuros metlicos con quemador cermico para proporcionar
resultados de luminancia de acuerdo con los requisitos de la clase
de carretera M3.Instalacin de luminarias HESTIA en unsolo lado. La
altura de montaje esde 8 m, con la luminaria en una posicin
horizontal.Las luminarias Hestia estn equipadas con lmparas
CosmoWhite de 90 W y proporcionan un nivel de luminancia media de
1,5 cd/m, cumpliendo con las especificaciones de clase M2.
CMO ILUMINAR CALLES RESIDENCIALESRequisitos fotomtricosLas
calles residenciales por lo general tienen que ser iluminadas segn
los criterios de las clases P, definidas para reas de trfico de
poca velocidad y peatones. Para este tipo de rea, no se aplica el
concepto de luminancia, ya que no slo se incluyen como usuarios a
los conductores que miran recto, sino tambin a las personas que
miran alrededor. Los ciclistas y los peatones son tambin los
principales usuarios de estas reas. Los criterios de calidad
aplicados al alumbrado de calles residenciales se basan,
iluminancia.
El reconocimiento facial es necesario para los peatones, de modo
que deben satisfacerse tambin determinados requisitos como una
iluminancia vertical mnima (Ev, mn) e iluminancia semicilndrica
mnima(Esc,mn).
Los valores de los criterios de iluminacin que hay que respetar
para las diferentes clases P son los siguientes, segn las
condiciones locales de configuracin del entorno y el trfico.La
seleccin de la clase correcta que debe usarse se describe en la
edicin CIE 115-2010:Clase P1Emed = 15 luxEmin = 3 luxEv,min = 5
luxEsc,min = 3 lux
Clase P2Emed = 10 luxEmin = 2 luxEv,min = 3 luxEsc,min = 2
lux
Clase P3Emed = 7,5 luxEmin = 1,5 luxEv,min = 2,5 luxEsc,min =
1,5 lux
Clas3 P4Emed = 5 luxEmin = 1 luxEv,min = 1,5 luxEsc,min = 1
lux
Clase P5Emed = 3 luxEmin = 0,6 luxEv,min = 1 luxEsc,min = 0,6
lux
Clase P6Emed = 2 luxEmin = 0,4 luxEv,min = 0,6 luxEsc,min = 0,4
lux
Fuentes de luzLas calles residenciales a menudo se iluminan con
lmparas de sodioalta presin, lo cual significa un ndice de
reproduccin cromtica relativamente bajo. Sin embargo, estudios
recientes sobre la visin mespica han conducido a recomendar el uso
de la luz blanca para reas donde la visin perifrica de los usuarios
es una importante contribucin.Portanto, se recomiendan las lmparas
de halogenuros metlicos (lmparas de quemador cermico compacto y
lmparas CosmoWhite) o LED blancos clidos.LuminariasLas luminarias
elegidas para iluminar las calles residenciales deberan tener un
alto nivel de hermeticidad (al menos IP 66), a fin de mantener las
prestaciones iniciales el mximo de tiempo posible durante toda la
vida de la instalacin.Cuando se instalan las luminariasa una altura
de montaje baja (hasta 5 m), debe tenerse en cuenta el vandalismo y
utilizar materiales resistentes para la fabricacin de las
luminarias, como son el aluminio para el cuerpo y vidrio o
policarbonato para el protector.Estas luminarias cumplirn
preferentemente con la Etiqueta La Luz Verde segn lo definido por
Schrder.Esquema de instalacinSe prefiere el uso de un material de
iluminacin estticamente bien diseado durante el da para contribuir
a la armona del ambiente urbano residencial. Por el mismo motivo,
la altura de montaje de la luminaria debera mantenerse
relativamente baja (al menos ms baja que los edificios adyacentes).
Se considera como mximo una altura de columna de 6a 8 m.Tambin
puede usarse una instalacin escalonada para equilibrar mejor la luz
en ambos lados de la calle.La instalacin de la iluminacin ser
energticamente eficiente, con un valor de SLEEC-L (Basado en la
Iluminancia de Criterio de Eficiencia Energtica de Alumbrado de
Calles) equivalente a un mximo de 0,07 W/lux/m.
El siguiente dibujo muestra una instalacin tpica para una calle
residencial:
Ejemplos de instalaciones de alumbrado para las calles
residenciales
Instalacin en columnas rectas de 5 m de altura de luminarias
EVOLO 2 en filas escalonadas.Se ha usado la lmpara CosmoWhite de 60
W para proporcionar luz blanca a los resultados de iluminancia para
una clase P1 de calles residenciales.Instalacin de luminarias K-LUX
enun solo lado de la calle. La altura de montaje es de 4,5 m. Las
luminarias estn equipadas con lmparas CosmoWhite de 45 W y
proporcionan un nivel de iluminancia media de ms de 5 lux,
cumpliendo as con los requisitos de las especificaciones de la
clase P4.
CMO ILUMINAR CARRETERAS PRINCIPALESRequisitos fotomtricosLa
aplicacin de la nueva edicin CIE N 115-2010, que tiene en cuenta
varios parmetros relacionados con el trfico y la configuracin de la
carretera, nos conduce a clasificar una carretera principal como M3
M4.Los valores de los criterios de iluminacin que hay que respetar
son los siguientes:Clase M3Lmed = 1,0 cd/mUo0,4Ul0,6TI 15%SR0,5
Clase M4Lmed = 0,75 cd/mUo0,4Ul0,6TI15%SR0,5
Fuentes de luzLa reproduccin cromtica tiene menos importanciaen
la iluminacin de reas comerciales y zonas peatonales en los centros
de las ciudades. Portanto, las lmparas de sodioalta presin se usan
ampliamente para este tipo de carreteras (en algunos pases -Blgica
por ejemplo- tambin se usan las lmparas de sodiobaja presin).Sin
embargo, tambin puede seleccionarse la luz blanca cuando se da ms
importancia a una mejor reproduccin cromtica, en particular en reas
ms prximas a las ciudades. Luego, las lmparas de halogenuros
metlicos podran ser una opcin, pero es tambin posible el uso de
luminarias LED. Este tipo de fuente de luz necesita poco
mantenimiento debido a su muy larga vida.LuminariasLas luminarias
elegidas para iluminar carreteras principales deberan tener un alto
nivel de hermeticidad (al menos IP 66), a fin de mantener las
prestaciones iniciales el mximotiempo posible durante toda la vida
de la instalacin.La resistencia a los impactos mecnicos debe
corresponder por lo menos al grado IK 08, en lnea con la norma IEC
62262.Estas luminarias cumplirn preferentemente con la EtiquetaLa
Luz Verde segn lo definido por Schrder.Esquema de instalacinCuando
la anchura de la mediana entre las dos carreteras no supera los 10
m, el esquema de instalacin ms apropiado consiste en instalar las
columnas de iluminacin en el eje de esta mediana. Cada columna
sostendr 2 luminarias, cada una orientada hacia su carril.La altura
de las columnas depende en primer lugar de la anchura total de las
carreteras junto con el espacio de las luminarias desde el borde de
la carretera. La altura de montaje de las luminarias es en general
de 12 m o ms.Cuando la mediana es demasiado ancha (ms de 10 m), se
logra una solucin ms eficiente con dos filas de columnas en una
configuracin enfrentada, dentro de la mediana o a lo largo de la
lnea de demarcacin externa de cada carretera.La eficacia y el
aspecto funcional de la instalacin de iluminacin tiene mucha
importancia. El aspecto esttico puede mantenerse, sin embargo,
usando luminarias funcionales bien diseadas. La facilidad de las
operaciones de mantenimiento (sustitucin de lmparas) es importante
para reducir los costes de mantenimiento.La instalacin de la
iluminacin ser energticamente eficiente, con un valor de SLEEC-L
(Basado en la Luminancia del Criterio de Eficiencia Energtica de
Alumbrado de Calles) equivalente a un mximo de 0,8 W/m/cd/m.Un
conocimiento exacto de las caractersticas de reflexin de la luz de
la superficie de la carretera tiene mucha importancia para cumplir
con el susodicho criterio de eficiencia. Estas caractersticas
pueden ser medidas con nuestro exclusivo sistema conocido como
Memphis.El siguiente dibujo muestra una instalacin tpica para una
carretera principal.
Ejemplos de instalaciones de iluminacin para carreteras
principales
Seccin de carretera principal con 2 calzadas de 3 carriles de
trfico, instalacin de iluminacin central (columnas a lo largo del
eje de una mediana de 6 m de ancho) de luminarias FURYO 3 fijadas
en columnas de 14 m de alto con un espaciado de 62 m. Las
luminarias Furyo 3 estn equipadas con lmparas de sodioalta presin
de 250 W para proporcionar resultados de luminancia que cumplen con
los requisitos de la clase de carretera M3 (1cd/m).Seccin de
carretera principal con 2 calzadas de 2 carriles de trfico,
instalacin de iluminacin central de luminarias AMBAR 3 fijadas en
columnas de 12 m de alto con un espaciado de 50 m.Las luminarias
Ambar 3 estn equipadas con lmparas de sodioalta presin de 150 W
para proporcionar resultados de luminancia que cumplen con los
requisitos de la clase de carretera M3 (1cd/m).
CMO ILUMINAR CARRETERAS URBANASRequisitos fotomtricosLas
carreteras principales urbanas tienen que ser iluminadas por lo
general segn los requisitos de la Clase M1 M2 de la edicin CIE N
115-2010, de acuerdo con su importancia y las condiciones de
trfico.Los valores de los criterios de iluminacin que hay que
respetar son los siguientes:Clase M1Lmed = 2,0
cd/mUo0,4Ul0,7TI10%SR0,5
Clase M2Lmedi = 1,0 cd/mUo0,4Ul0,7TI10%SR0,5
Fuentes de luzLas carreteras urbanas requieren un nivel de
luminancia bastante alto y requieren el uso de lmparas de potencia
relativamente alta. El aspecto de la reproduccin cromtica tiene
menos importancia que la iluminacin de reas comerciales y zonas
peatonales como es el caso delos centros de las ciudades.Portanto,
para este tipo de carretera se utilizan extensamente lmparas de
sodioalta presin. Sin embargo, tambin puede elegirse la luz blanca
cuando se quiere dar cierta importancia a un ambiente ms agradable
y una mejor reproduccin cromtica.LuminariasLas luminarias elegidas
para iluminar carreteras urbanas deberan tener un alto nivel de
hermeticidad (al menos IP 66), a fin de mantener las prestaciones
iniciales el mximo de tiempo posible durante toda la vida de la
instalacin.La resistencia a los impactos mecnicos debe corresponder
por lo menos al grado IK 08, en lnea con la norma IEC 62262.Estas
luminarias cumplirn preferentemente con la Etiqueta La Luz Verde
segn lo definido por Schrder.Esquema de instalacinLa eficacia y el
aspecto funcional de la instalacin de iluminacin tiene mucha
importancia. El aspecto esttico puede mantenerse, sin embargo,
usando luminarias funcionales bien diseadas como, por ejemplo, la
gama FURYO . La facilidad de las operaciones de mantenimiento
(sustitucin de lmparas) es importante para reducir los costes de
mantenimiento.La altura de montaje de la luminaria es relativamente
importante, pero raramente es superior a 12 m.Cuando es posible, se
llevan a caboinstalaciones en un solo lado o en la mediana.La
instalacin de la iluminacin ser energticamente eficiente, con un
valor de SLEEC-L (Basado en la Luminancia del Criterio de
Eficiencia Energtica de Alumbrado de Calles) equivalente a un mximo
de 0,8 W/m/cd/m.Un conocimiento exacto de las caractersticas de
reflexin de la luz de la superficie de la carretera tiene mucha
importancia para cumplir con el susodicho criterio de eficiencia.
Estas caractersticas pueden ser medidas con nuestro exclusivo
sistema conocido como Memphis.El siguiente dibujo muestra una
instalacin tpica para una carretera urbana:
Ejemplos de instalaciones de iluminacin para carreteras
urbanas
Instalacin de un solo lado de luminarias MAYA Maxi fijadas en
columnas tipo Lutecia de 12 m de alto a lo largo de un recorrido de
4 carriles.Las luminarias MAYA estn equipadas con lmparas de
sodioalta presin de 400 W para proporcionar resultados de
luminancia que cumplen con los requisitos de la clase de carretera
M1 (2cd/m).
Instalacin de doble lado de luminarias FURYO 3 colocadas en
columnas de 10 m de alto a lo largo de 2 calzadas de 2 carriles de
trfico.Las luminarias FURYO 3 estn equipadas con lmparas CosmoWhite
de 140 W para proporcionar resultados de luminancia y luz blanca de
acuerdo con los requisitos de la clase de carretera M2 (1,5
cd/m).
CMO ILUMINAR PARQUESRequisitos fotomtricosLa iluminacin
deparques debera enfocarse en la seguridad de los peatones que
transitanporlos mismos. En general lasreas centrales de los
senderos del parque no se iluminan.La iluminacin debera permitir a
los peatones discernir los obstculos y otros riesgos del camino y
ser conscientes de los movimientos de otros peatones que puedan
estar cerca. Para ello, es importante la iluminacin tanto en las
superficies horizontales como verticales.
La edicin CIE 115-2010 define 6 clases de reas: de P1 a P6. La
opcin de la clase P depende de la importancia del rea en trminos
del nmero de usuarios y la configuracin circundante. Generalmente,
los parques se iluminan a niveles relativamente bajos, con
criterios de iluminacin de clases P4 a P6. A partir de una
determinada hora del anochecer (a medianoche por ejemplo), la
iluminacin puede apagarse por motivos de ahorro de energa.
El reconocimiento facial es por lo general necesario para los
peatones, de modo que deben satisfacerse tambin determinados
requisitos como una iluminancia vertical mnima (Ev, mn) e
iluminancia semicilndrica mnima (Esc, mn).
Se ofrecen a continuacin los valores de los criterios de
iluminacin que hay que respetar para las diferentes clases P, tal
como se encuentran en la edicin CIE 115-2010:
Clase P1Emed = 15 luxEmin = 3 luxEv,min = 5 luxEsc,min = 3
lux
Clase P2Emed = 10 luxEmin = 2 luxEv,min = 3 luxEsc,min = 2
lux
Clase P3Emed = 7,5 luxEmin = 1,5 luxEv,min = 2,5 luxEsc,min =
1,5 lux
Clas3 P4Emed = 5 luxEmin = 1 luxEv,min = 1,5 luxEsc,min = 1
lux
Clase P5Emed = 3 luxEmin = 0,6 luxEv,min = 1 luxEsc,min = 0,6
lux
Clase P6Emed = 2 luxEmin = 0,4 luxEv,min = 0,6 luxEsc,min = 0,4
lux
Al mismo tiempo, se espera una fuerte limitacin de la emisin de
luz superior, a fin de reducir al mnimo el efecto del resplandor
del cielo.Fuentes de luzLos parques y las reas verdes requieren por
lo general fuentes de luz que proporcionen luz blanca para obtener
una buena reproduccin cromtica (CRI = 60). El contraste de color
dado por la luz blanca hace que la visibilidad para los peatones
sea mejor.Adems, estudios recientes sobre la visin mespica han
conducido al uso de la luz blanca recomendada para reas donde la
visin perifrica de los usuarios es una importante
contribucin.Portanto, se recomiendan las lmparas de halogenuros
metlicos (lmparas de quemador cermico compacto y lmparas
CosmoWhite) o LED blancos.LuminariasLas luminarias elegidas para
iluminar los parques deberan presentar un alto nivel de
hermeticidad (al menos IP 66), a fin de mantener las prestaciones
iniciales el mximo de tiempo posible durante toda la vida de la
instalacin.Cuando se instalan las luminariasa una altura de montaje
baja (hasta 5 m), debe tenerse en cuenta el vandalismo y utilizar
materiales resistentes para la fabricacin de las luminarias, como
son el aluminio para el cuerpo y vidrio o policarbonato para el
protector.Estas luminarias cumplirn preferentemente con la Etiqueta
La Luz Verde segn lo definido por Schrder.Esquema de instalacinSe
pondr mucho inters en el aspecto esttico de los elementos de
iluminacin (luminaria y columna o soporte). La forma y el estilo de
las luminariasy columnas deberan integrarse bien en elentorno.El
siguiente dibujo muestra una instalacin tpica para un parque.
Ejemplos de instalaciones de iluminacin para parques
Instalacin de luminarias ALURA a lo largo de un sendero que
cruza el parque. Se ha utilizado la lmpara de halogenuros metlicos
con quemador cermico para proporcionar luz blanca y mejorar as la
visibilidad para los peatones.Esta instalacin muestra la
luminariaALBANY a lo largo de un sendero. Aqu tambin se ha elegido
la luz blanca para optimizar la visibilidad del usuario.
Debido a la gran cantidad de factores que intervienen en la
iluminacin de vas pblicas (deslumbramiento, caractersticas de los
pavimentos, condiciones meteorolgicas, etc.) y en la percepcin de
estas, el clculo del alumbrado pblico ha sido siempre una tarea muy
compleja.Por ello, en un principio los clculos se enfocaron a
determinar unas condiciones deiluminanciasobre la calzada que
proporcionaran una buena visibilidad dentro de los mrgenes
establecidos por los organismos competentes.A medida que se fue
desarrollando la informtica y aumentaron las capacidades de
procesamiento de datos, los clculos se fueron orientando hacia la
determinacin deluminancias. Esto no hubiera sido posible sin la
existencia de ordenadores que permiten ejecutar y aplicar los
mtodos de clculo numrico en un tiempo razonable.As pues, podemos
agrupar los mtodos en: Clculo de iluminancias Mtodo de los lmenes o
del factor de utilizacin Mtodos numricos. El mtodo de los nueve
puntos Clculo de luminanciasMtodo de los lmenes o del factor de
utilizacinLa finalidad de este mtodo es calcular la distancia de
separacin adecuada entre las luminarias que garantice un nivel de
iluminancia medio determinado. Mediante un proceso iterativo,
sencillo y prctico, se consiguen unos valores que aunque no son muy
precisos, s sirven de referencia para empezar a aplicar otros
mtodos.
El proceso a seguir se puede explicar mediante el siguiente
diagrama de bloques:
Datos de entrada Determinar el nivel de iluminancia media (Em).
Este valor depende de las caractersticas y clase de pavimento ,
clase de va, intensidad del trfico, etc. Como valores orientativos
podemos usar:Tipo de vaIluminancia media (lx)Luminancia media
(cd/m2)
A352
B352
C301.9
D281.7
E251.4
Escoger el tipo delmpara(vapor de mercurio, sodio...) y la
altura de montaje necesarias sin exceder el flujo mximo recomendado
en cada intervalo.Flujo de la lmpara (lm)Altura (m)
3000 < 100006 H < 8
10000 < 20000 8 H < 10
20000 < 40000 10 H 1.5
Determinar elfactor de mantenimiento(fm) dependiendo de las
caractersticas de la zona (contaminacin, trfico, mantenimiento...).
Normalmente esto es difcil de evaluar y se recomienda tomar un
valor no superior a 0.8 (habitualmente 0.7).Caractersticas de la
vaLuminaria abiertaLuminaria cerrada
Limpia0.750.80
Media0.680.70
Sucia0.650.68
Calcular el factor de utilizacin (Elfactor de utilizacines una
medida del rendimiento del conjunto lmpara-luminaria y se define
como el cociente entre el flujo til, el que llega a la calzada, y
el emitido por la lmpara.
Normalmente se representa mediante curvas que suministran los
fabricantes con las luminarias. Estas curvas podemos encontrarlas
en funcin del cociente anchura de la calle/altura (A/H), la ms
habitual, o de los ngulos 1,2en el lado calzada y acera
respectivamente.
Curvas del factor de utilizacinDe los grficos se puede observar
que hay dos valores posibles, uno para el lado acera y otro para el
lado calzada, que se obtienen de las curvas.
A = A1+ A2=1+ 2Por tanto, para obtener el factor de utilizacin
total de la seccin transversal de la calle habr que sumar los
coeficientes del lado acera y del lado calzada, aunque enotros
casosla cosa puede ser diferente.Clculo de la separacin entre
luminariasUna vez fijados losdatos de entrada, podemos proceder al
clculo de la separacin (d) entre las luminarias utilizando la
expresin de la iluminancia media.
donde: Em es la iluminancia media sobre la calzada que queremos
conseguir. es el factor de utilizacin de la instalacin. fmes el
factor de mantenimiento. es el flujo luminoso de la lmpara. A es la
anchura a iluminar de la calzada que en disposicin bilateral
pareada es la mitad (A/2)y toda (A) en disposiciones unilateral y
tresbolillo.Unilateral o tresbolilloA
BilateralA/2
son datos conocidos y d es la separacin entre las luminarias.y
la incgnita a resolver.ComprobacinFinalmente, tras las fases
anteriores,entrada de datosyclculo, solo queda comprobar si el
resultado est dentro de los lmites. Si es as habremos acabado y si
no variaremos los datos de entrada y volveremos a empezar. Si la
divergencia es grande es recomendable cambiar el flujo de la
lmpara.A modo orientativo podemos usar la siguiente tabla que da la
relacin entre la separacin y la alturapara algunos valores de la
iluminancia media.Em(lux)separacin / altura
2 Em< 75 d/h < 4
7 Em< 154 d/h < 3.5
15 Em303.5 d/h < 2
Mtodos numricosLos mtodos numricos se basan en la idea de que no
es preciso calcular la iluminancia en todos los puntos de la
calzada para tener una idea exacta de la distribucin luminosa, sino
que basta con hacerlo en unos cuantos puntos representativos
llamados nodos. Para ello, dividiremos la zona a estudiar en
pequeas parcelas llamadas dominios, cada una con su correspondiente
nodo, en las cuales supondremos la iluminancia uniforme. La
iluminancia total de la calzada se calcular como una media
ponderada de las iluminancias de cada dominioEl nmero de
particiones que hagamos depender de la precisin que queramos
obtener. En nuestro caso trabajaremos con el criterio de los nueve
puntos que es el ms sencillo, aunque la mecnica de trabajo es la
misma siempre independientemente del nmero de dominios que
tengamos.Los mtodos numricos son herramientas de clculo muy
potentes pero que requieren mucho tiempo para su ejecucin. Por ello
es imprescindible el concurso de ordenadores para aplicarlos.Mtodo
de los nueve puntosSupongamos un tramo de va recta con disposicin
unilateral de las luminarias y separadas una distancia d.
Debido a las simetras existentes en la figura, bastar con
calcular las iluminancias en la zona sealada. En el resto de la
calzada estos valores se irn repitiendo peridicamente.Para hacer
los clculos, la zona se divide en nueve dominios con otros tantos
puntos.
El valor medio de las iluminancias ser para este caso:
con:
Se puede demostrar fcilmente que la expresin anterior de Em es
tambin vlida para las disposiciones tresbolillo y bilateral
pareada.Para calcular las iluminancias sobre cada nodo slo
consideraremos la contribucin de las luminarias ms prximas
desprecindose el resto por tener una influencia pequea.La
iluminancia en cada punto vale entonces:Ei= EiA+ EiB+ EiC
Ei= EiA+ EiB+ EiC
Ei= EiA+ EiB+ EiC
Ei= EiA+ EiB+ EiC + EiD+ EiE+ EiF
Adems de Empodemos calcular los coeficientes de uniformidad
media y extrema de las iluminanciasUniformidad media = Emin/
EmUniformidad extrema = Emin/ EmaxPara calcular las iluminancias
podemos proceder de dos maneras:En primer lugar podemos calcularlas
usando la frmula:
donde I se puede obtener de los grficos polares o de la matriz
de intensidades.La otra posibilidad es recurrir a un mtodo grfico.
En l, los valores de las iluminancias se obtienen por lectura
directa de lascurvas isolux. Para ello necesitaremos:1. Las curvas
isolux de la luminaria (fotocopiadas sobre papel vegetal o
transparencias)2. La planta de la calle dibujada en la misma escala
que la curva isolux.3. Una tabla para apuntar los valores ledos.El
procedimiento de clculo es el siguiente. Sobre el plano de la
planta situamos los nueve puntos y las proyecciones de los centros
fotomtricos de las luminarias sobre la calzada.
A continuacin se superpone sucesivamente la curva isolux sobre
el plano de manera que su orgen quede situado sobre la luminaria y
los ejes estn correctamente orientados (0-180 paralelo al eje de la
calzada y 90-270 perpendicular al mismo). Se leen los valores de la
luminancia en cada punto y se apuntan en la tabla. a continuacin se
suman los valores relativos para cada punto y se calculan los
valores reales.Finalmente calculamos la iluminancia media y los
factores de uniformidad media y extrema.Vemoslo mejor con un
ejemplo sencillo. Supongamos una calle con luminarias de 20000 lm
situadas a una altura de 8 m.Principio del formulario
Final del formularioLos valores reales de las iluminancias en
cada punto se calculan a partir de los relativos aplicando
lafrmula:
Finalmente, calculamos la iluminancia media y los factores de
uniformidad:
Existen otros mtodos de clculo ms potentes y fiables orientados
a su empleo en aplicaciones informticas, pero los principios en que
se basa su funcionamiento son los que acabamos de exponer.Clculo de
luminanciasLaluminanciade un punto de la calzada que percibe un
observador depende bsicamente de la iluminancia recibida en dicho
punto proveniente de las luminarias de la calle, de las
caractersticas reflectantes delpavimentoy de la posicin del
observador. Visto esto, y en especial teniendo en cuenta que los
observadores, los usuarios de la va, van variando su posicin,
resulta fcil comprender la dificultad de determinar las
luminancias. Por ello, en la actualidad, el clculo de luminancias
est orientado al empleo de mtodos numricos ejecutados por
ordenador.Como ya sabemos, la luminancia de un punto de la calzada
vista por un observador e iluminado por ms de una luminaria se
puede expresar como:Luminancia de un punto de la calzada
Donde r(,) es un factor que depende de las caractersticas
reflectivas delpavimento.Para efectuar los clculos, el observador
se sita 60 metros, en el sentido de la marcha, por delante de la
primera fila de puntos que forman la particin que se ha realizado
en la va y a una altura de 1.5 m sobre el suelo.Los mtodos
consisten en determinar las luminancias de los puntos de la calzada
previamente escogidos. Una vez determinadas podremos calcular la
luminancia media y los factores de uniformidad de la calzada. As
comprobaremos si se cumplen los criterios especificados en las
recomendaciones.Existen mtodos manuales para el clculo de la
iluminancia por el mtodo del punto por punto aplicando grficos (con
diagramas iso-r e isocandela o con diagramas iso-q e isolux) pero
estn en desuso por ser mtodos lentos, tediosos y poco fiables
debido a que es fcil equivocarse durante su empleo.Problemas
resueltos1.Para la calle de la figura, calcular el factor de
utilizacin de:Datos: altura de las luminarias 10 ma. La va.b. La
calzada.c. La acera opuesta a la fila de luminarias.d. La acera ms
prxima a las luminarias.Curva del factor de utilizacin
SolucinEn este problema se nos pide que calculemos elfactor de
utilizacinpara diferentes partes de la va. Para ello tendremos en
cuenta la geometra de la va. Una vez determinados los coeficientes
A/h y con ayuda de los grficos suministrados por el fabricante
obtendremos los valores del factor de utilizacin que usaremos en
los clculos.a.- Factor de utilizacin de la va:La va comprende la
calzada y las dos aceras. Por tanto:
Los grficos del factor de utilizacin no dan valores puntuales de
dicho factor, sino que dan el valor de este para el tramo
comprendido entre la perpendicular del eje ptico de la luminaria y
el punto situado a una distancia A. Por eso, para calcular el
factor de toda la va hemos tenido que sumar los valores parciales a
un lado y a otro de la lnea rosa. Las cosas pueden variar segn la
geometra del problema y podemos tener casos en que hay que restar
como veremos despus.b.- Factor de utilizacin de la calzada:Ahora
nos piden el factor de utilizacin de la calzada. Es decir de la va
sin las aceras.
c.- Factor de utilizacin de la acera opuesta a las
luminarias:
d.- Factor de utilizacin de la acera ms prxima a las
luminarias:
As pues, los resultados finales son:a0.32
b0.20
c0.36
d0.08
Una vez determinados los factores de utilizacin de cada zona
(calzadas, aceras, etc.) es posible determinar su iluminancia media
aplicando la frmula:
2.Queremos iluminar una calzada de 9 metros de anchura con una
iluminancia media de 30 lux utilizando lmparas de vapor de sodio de
alta presin de 200 W de potencia y un flujo de luminoso de 30000
lm. Las luminarias se instalarn a una altura de 8 m en disposicin
tresbolillo y la distancia de la vertical del centro ptico de la
luminaria al borde de la acera es de 1 m.Hallar la distancia entre
luminarias.Se considera que el factor de mantenimiento de la
instalacin es de 0.7 y se suministran las curvas del factor de
utilizacin de la luminaria.
SolucinEste problema se resuelve aplicando el mtodo del factor
de utilizacin del que conocemos todos los datos menos el factor de
utilizacin y la interdistancia que es la incgnita.Clculo del factor
de utilizacin:
Conocidos todos los datos slo queda sustituirlos en la frmula y
calcular el valor de d.
3.Queremos dimensionar una instalacin de alumbrado pblico de
para una calle de una zona rural poco transitada. Cada acera mide
1.5 m y la calzada cinco metros midiendo la calle en total 8 m de
anchura. Se ha pensado instalar luminarias abiertas con lmparas de
vapor de sodio a alta presin de 250 W y flujo luminoso de 15000 lm.
Disponemos asimismo de las curvas isolux de la luminaria y las
grficas del factor de utilizacin suministradas por el
fabricante.Curva isolux de la luminariaCurva del factor de
utilizacin
Otros datos: Se considerar que la proyeccin del centro ptico de
la luminaria sobre la calzada estar a 1 m del
bordillo.Determinar:a. La altura de montaje.b. La disposicin ms
adecuada de las luminarias.c. El valor de la iluminancia media.d.
La distancia de separacin de las luminarias.e. La iluminancia media
en la calzada en el momento de puesta en marcha de la instalacin y
una vez se produce la depreciacin.f. La iluminancia media sobre la
cada acera.g. Los factores de uniformidad media y extrema de la
calzada.SolucinEste problema podra ser el tpico planteamiento de
una instalacin real. Aqu la informacin disponible es muy escasa y
debemos determinar todos los parmetros de la instalacin. Para
resolverlo aplicaremos el algoritmo descrito en elmtodo de los
lmenesque nos permitir conocer todos los datos requeridos excepto
los factores de uniformidad. Para estos ltimos emplearemos el mtodo
de los nueve puntos.Datos:Lmpara de vapor de sodio a alta presin de
15000 lm de flujo luminoso
a.- Altura de montajeSegn la tabla que nos da la relacin entre
el flujo luminoso de la lmpara y la altura de la luminaria para un
flujo de 15000 corresponde una altura entre 8 y 10 metros. Por
motivos econmicos cogeremos postes de 8 m de altura que son ms
baratos. Por tantoh = 8 m.b.- Disposicin de las luminariasPara
conocer la disposicin debemos calcular primero el valor de la
relacin entre el ancho de la calzada y la altura de las luminarias.
En nuestro caso es 5/8 = 0.625 que segn la correspondiente tabla
aconseja una disposicinunilateral.c.- El valor de la iluminancia
mediaSabemos que la instalacin est situada en una calle de trfico
escasoen una zona rural. Es lgico pensar que las necesidades
luminosas sern mnimas y la asimilaremos a una va del tipo E. Por
tanto, le corresponder una iluminancia media de25 lx.d.- La
distancia de separacin entre las luminariasYa tenemos casi todos
los datos necesarios para poder aplicar la frmula de la iluminancia
media excepto el factor de mantenimiento y el de utilizacin.Para
conocer el valor del factor de mantenimiento sabemos que se
instalar una luminaria de tipo abierto. Nos queda por decidir si el
grado de suciedad del entorno. Como la calle est en una zona rural
con poco trfico podemos pensar que la instalacin no se ensuciar
demasiado pero tambin podemos suponer que las lmparas no se
limpiarn con mucha frecuencia. Por tanto y adoptando una posicin
conservadora le asignaremos el valor de una luminaria abierta en un
ambiente medio. As pues, le asignaremos un valor de0.68.Calculo del
factor de utilizacin:
Finalmente slo queda calcular el valor de d.
e.- La iluminancia media en la calzada en el momento de puesta
en marcha de la instalacin y una vez se produce la depreciacinEn el
momento de la puesta en marcha el valor del factor de mantenimiento
es 1. Por tanto:
Transcurrido el tiempo el flujo luminoso de la lmpara descender
por efecto de la suciedad y la depreciacin de esta. El nuevo valor
de la luminancia ser:
f.- La iluminancia media sobre la cada acera.Para calcular las
iluminancias lo primeros que debemos determinar son los factores de
utilizacin de cada una de las aceras.Acera ms prxima a las
luminarias
de donde:
Acera opuesta a las luminarias
de donde:
g.- Los factores de uniformidad media y extrema de la
calzada.Para calcular los factores de uniformidad hemos de emplear
el mtodo de los nueve puntos.En primer lugar tendremos que elaborar
un plano de la calle a la misma escala que las curvas isolux del
fabricante. Las curvas estn referidas a distancias divididas por la
altura de la luminaria. Por tanto hemos de dividir los parmetros de
la calle por este valor. Cuando dispongamos de estos valores
relativos, los multiplicaremos por el nmero de pixeles (milmetros
sobre el papel) que corresponden a una unidad de H en el grfico; en
nuestro caso son 42 pixel por unidad de longitud. Resumiendo:
A continuacin podemos ver el dibujo de la calle a escala con los
nueve puntos ya colocados sobre ella.
Una vez realizado esto podemos pasar a superponer la grfica
sobre las diferentes luminarias y leer los valores de la curva
isolux sobre los puntos tal y como hicimos al hablar delmtodo de
los nueve puntos.
Principio del formularioFinal del formulario
123456789
A150123751009766647342
B202318253842637242
C2023221317159109
Ei curva19016911513815212313615593
Ei real44.640.027.032.435.628.931.936.421.8
Los valores reales de las iluminancias en cada punto se calculan
a partir de los relativos aplicando lafrmula:
Finalmente, calculamos la iluminancia media y los factores de
uniformidad:Em= 34 lx El valor de Emobtenido es el del momento de
puesta en marcha de la instalacin. Para obtener el valor una vez
producida la depreciacin hemos de multiplicarlo por el factor de
mantenimiento (0.68). Obtenemos entonces un valor de 23.12 lx. La
pequea discrepancia existente con el otro mtodo (24.29) se puede
deber a inexactitudes al elaborar los grficos y a errores de
apreciacin en la lectura de los mismos.
