Artculo de Investigacin
Revista Ciencia e Ingeniera. Vol. 31, No. 2, pp. 109-118,
abril-julio, 2010. ISSN 1316-7081
Anlisis de los sistemas de alumbrado pblico existentes en el
casco central de la ciudad de Mrida Analysis of the existing
systems of public lighting system in the central helmet of the city
of MridaMoreno, Luz* Stella; Segovia, Yaymis y Sosa, Jorge
Departamento de Potencia., Facultad de Ingeniera ULA Mrida, 5101,
Venezuela *[email protected]: 19-11-2009 Revisado: 13-05-2010
Resumen La iluminacin, la arquitectura, el espacio verde, el
plano de las calles y avenidas, determinan la identidad de un
pueblo o ciudad, as como las tendencias de este hacia las
actividades sociales y econmicas. Por ello son muy importantes los
aspectos que se deben considerar a la hora de disear o modificar un
sistema de alumbrado pblico. Entre los aspectos ms relevantes se
tienen: las necesidades de seguridad personal, seguridad
automotriz, el confort visual, los aspectos tcnicos de diseo, la
durabilidad del sistema instalado, la eficiencia y los planes de
mantenimiento, todo ello, con el fin de obtener unos adecuados
niveles de iluminacin y evitar en lo posible la contaminacin
lumnica que se produce en las zonas urbanas, causada principalmente
por la dispersin de los excedentes de luz hacia la atmsfera, con el
consecuente desperdicio energtico. El crecimiento poblacional de la
ciudad de Mrida ha trado como consecuencia un aumento y adaptacin
del sistema elctrico as como el del alumbrado pblico. Sin embargo,
las adaptaciones del sistema de alumbrado no han sido las ms
adecuadas, fundamentndose principalmente en criterios empricos y en
costumbres adquiridas que no garantizan las mejores prestaciones.
En la prctica se observa un gran porcentaje de instalaciones de
alumbrado que presentan deficiencias de forma y rendimiento,
atribuibles a una carencia de anlisis sobre las prestaciones reales
de las luminarias y de las necesidades de iluminacin. Para dar
respuesta a esta problemtica, se debe pensar en contribuir a crear
un ambiente nocturno adecuado y para ello es conveniente que el
alumbrado pblico proporcione el nivel justo de iluminacin con menos
despilfarro de energa, de materiales y al mnimo costo tanto
econmico como ecolgico, lo que se puede lograr con la implementacin
de nuevas tecnologas, como la utilizacin de un espectro de luz
mejor adaptada a la sensibilidad del ojo humano y el uso de
luminarias con alto rendimiento. Palabras clave: Prestacin lumnica,
seguridad, sostenibilidad, economa de los sistemas de alumbrado.
Abstract Illumination added with the architecture, the green space,
the plane of the streets and avenues, determines the identity of a
town or city, and their tendency towards the social and economic
activities. In this way, there are some very important aspects to
be considered when a public lighting system has to be designed or
modified. Among them, the personal security, automotive security,
the visual comfort, the technical requirements, the durability of
the installed system, the efficiency and the maintenance programs,
must be considered to obtain adequate illumination levels in the
urban zones without lighting contamination mainly produced by the
dispersion of the excesses of light to the atmosphere, with the
consequent power waste. The population growth of Mrida city has
brought as consequence the increase and adaptation of the
electrical system as the public lighting system as well. However,
the illuminations system changes seem to be inadequate, since the
design and selection of the facilities are generally based on
empirical criteria and acquired customs that not solve the real
problematic of the visual field. Actually, a great percentage of
lighting installations has low efficiency and their mechanical form
is not suitable for some areas mainly attributable to an absence of
analysis in the device characteristics and the real requirements of
the zone. To solve this problem, it is important to contribute to
create a suitable night environment with the right lighting level,
maintaining energy and materials saving that minimize the
ecological impact. It can be reached using new technology, like the
use of light better adapted to the sensitivity of the human eye and
high efficiency luminaries.
Revista Ciencia e Ingeniera. Vol. 31, No. 2, abril-julio,
2010
110 Key words: Luminance benefit, security, sustainability,
economy of the systems of lighting system.
Moreno y col.
1 Introduccin Hoy en da el sistema de alumbrado elctrico de la
zona del casco central de la ciudad de Mrida, est desgastado al 70%
de su totalidad. El diagnstico preventivo, se presenta con la
necesidad de realizar un estudio para determinar las prestaciones
lumnicas, seguridad, sostenibilidad y economa de los sistemas de
alumbrado pblico. En la prctica se observa un gran porcentaje de
instalaciones de alumbrado que presentan deficiencias de estado,
causando principalmente los siguientes problemas: Condiciones de
servicio inferiores a las necesarias y por
tanto un dficits en la seguridad vial y ciudadana.
Desaprovechamiento de los recursos invertidos al operar
con menor eficiencia y menor durabilidad. Incremento de consumo
energtico lo que se traduce en
mayores costos derivados, directos e indirectos sin
contrapartida de servicio. Flujo luminoso esparcido a la atmsfera
lo que conlleva a una contaminacin lumnica y a un despilfarro de
energa (Ere, 2007). El determinar el estado actual de los sistemas
de alumbrado pblico del casco central de la ciudad de Mrida, con el
debido anlisis de las prestaciones lumnicas, seguridad,
sostenibilidad y economa, es el objetivo principal de esta
investigacin. El casco central de la ciudad de Mrida cuenta con un
alumbrado pblico compuestos por lmparas de vapor de sodio de alta
presin en todas las calles y avenidas principales. Su utilizacin se
fundamenta en la economa que se obtiene en sus costos de explotacin
y por su rendimiento lumnico (lm/W), por lo que son lmparas de
menor consumo, y adems no atraen a los insectos, pues carecen de un
espectro con longitudes de onda dominantes en la banda del azul
(CADAFE, 2006), lo que permite disminuir los costos de
mantenimiento por limpieza de las luminaria instaladas, las cuales
fueron puestas en funcionamiento hace ms de 15 aos, con el fin de
lograr simetra en cuanto al tipo de iluminacin, ya que
anteriormente el sistema contaba con una variedad de luminaria,
pero debido al tiempo y a la falta de un plan de mantenimiento
preventivo por parte de los organismos encargado, estos sistemas de
alumbrado presentan fallas, de esta manera el alumbrado pblico es
ineficiente, presentando niveles de iluminancia muy por debajo de
los recomendados, aumentando los niveles de uniformidad global (Uo)
y longitudinal (Ul) de la instalacin (San Martn, 2004). (Uo); esta
primera es la que representa de forma general la variacin de
luminancias e indica cmo sirve la superficie de la calzada como
fondo de objetos y otros usuarios de la va pblica, y (Ul), esta
proporciona una medida de la visibilidad por la repeticin de claros
y oscuros en la calzada, de esto se tiene que la orientacin del
flujo luminoso de la lmpara sobre la zona
til no son buenos, por tanto al presentarse niveles de
iluminancia muy por debajo de los establecidos por las normas que
rigen el alumbrado pblico, y al carecer de alumbrado en ciertos
sectores y avenidas del casco central de la ciudad de Mrida, se
reducen los niveles de eficiencia del servicio, por ende, la
seguridad y comodidad para el trnsito de vehculos y peatones,
aumentando de esta manera los ndices delictivos y vandalismo, por
consiguiente, degradando la presencia e identidad de la ciudad.
Cabe destacar, que los aspectos funcionales pueden quedar
garantizados con un nivel elevado de iluminacin, sin embargo esto
determinara un elevado consumo energtico. Por ello, es necesario
realizar las medidas a escala de niveles de iluminacin existentes
para verificar o comprobar si la zona iluminada cumple con las
exigencias visuales. Para tener una buena iluminacin y as poder
cubrir todas las necesidades, se debe de tener en cuenta el
funcionamiento de la luminarias instaladas, por ello se debe
estudiar las lmparas que contengan la luminaria, las caractersticas
fotomtricas presentes para conseguir el nivel de iluminacin
necesario, al igual, la altura de montaje en una instalacin de
Alumbrado Pblico tiene una enorme influencia sobre la calidad de la
iluminacin y sobre sus costos, al situarlos a gran altura se
presenta una distribucin ms favorable de luminancia; que es la
relacin entre la intensidad luminosa y la superficie aparente vista
por el ojo en una direccin determinada en la calzada, disminucin
del deslumbramiento producido, permitiendo instalar una mayor
potencia luminosa, reduccin del nmero de luminarias y postes,
aumento de la iluminancia; que no es ms que la cantidad de flujo
luminoso que incide en una superficie por unidad de rea, por otra
parte cabe destacar la dificultad para el mantenimiento e
incremento de sus costos, disminucin del factor de utilizacin, lo
que aumenta el consumo de energa (Fernandez, 2006). 2 Levantamiento
de la situacin actual Se realizaron las medidas de la iluminacin
sobre la calzada de ciertos sectores considerados con poca y mucha
iluminancia (Lux), con ayuda de un luxmetro, las medidas fueron
realizadas en base a la norma Venezolana COVENIN 2249- 93
(Iluminancia en tareas y areas de trabajo) la cual establece que
para areas pblicas la Iluminancias es de 20 30 50 Lux, general en
toda el rea para garantizar la medicin de iluminacin, se tomaron
los datos a nivel de la calzada, es decir, el plano de colocacin
del luxmetro fue la calzada, para ello, se dividi la calle a
evaluar la iluminacin, en sectores iguales no mayores a un rea de 1
metro, midiendo la iluminancia en el centro de cada rea unitarias
en estudio, pero debido a que la zona, es decir, la muestra global,
es muy extensa se tomaron algunos sectores de ma-
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Anlisis de los sistemas de alumbrado pblico existentes en el
casco central de la ciudad de Mrida nera representativa, dichas
medidas fueron tomadas, bajo cielo despejado y a las 12am, con el
fin de evitar la influencia de las personas que pueden afectar los
datos tomados en campo, y sin la incidencia de fuentes de luz
extraas al sistema, como por ejemplo de los vehculos. Por otra
parte cabe destacar, que las mediciones tomadas en campo, valen
nicamente para las condiciones existentes durante las mediciones y
por ello es necesario establecer todas las condiciones ambientales
y factores que puedan afectar los resultados. Las medidas fueron
realizadas para obtener la uniformidad global y bilateral,
incluyendo las curvas isolux que describen los datos, debido a que
en las cuadriculas que se obtienen con las medidas de las reas, si
se unen los puntos cuyo valor de iluminacin sea igual, se obtiene
un conjunto de curvas isolux, es decir, que poseen la
particularidad de tener un mismo nmero de lux. Este tipo de
representacin determina las caractersticas de iluminacin del
alumbrado existente, de manera que unas curvas isolux muy
espaciadas dan idea de que el nivel de iluminacin de la superficie
se mantiene homogneo, mientras que una agrupacin de curvas isolux
significa que existe una variacin muy brusca en el nivel de
iluminacin. La superficie a estudiar abarca toda la calle (no se
distingue entre calzada y acera), con el fin de comprobar y
verificar la Iluminacin mnima suficiente, Iluminacin excesiva,
Iluminacin insuficiente, Iluminacin normal estndar, todo se logra
al comparar con los valores recomendados por la CIE, segunda
edicin, 1975, expuestos en la Tabla 1. El nivel de luminancia
recomendado es el valor en
111
servicio de la luminancia media de la superficie de la calzada.
Para mantener este nivel debe considerarse un factor de 0,8 como
mucho, segn el tipo de luminaria y el grado local de contaminacin
atmosfrica. En vista de la escasa experiencia actual en el empleo
del concepto del TI, este trata de la visibilidad justa de un
objeto cuando no hay deslumbramiento (contraste umbral) no se puede
ver cuando lo hay, a menos que se aumenten los contrastes reales,
por ello, es preferible no exceder de un valor 2/3 del indicado. Ul
es la razn entre la iluminacin mnima y mxima en la lnea paralela al
eje de la calzada que pasa por el lugar del observador. Para ello,
ste se coloca en el centro de la va de trfico. 3 Simplificacin del
clculo de iluminacin Para el estudio de los sectores o calles
seleccionadas se presentara en detalle una tabla con su debida
situacin de uniformidad global y lateral con opiniones subjetivas
para mayor comprensin de la misma. Por otra parte las uniformidades
calculadas pueden ser en algunos casos engaosas, debido a que la
eleccin se hace cuando la va presenta discontinuidad en su
iluminacin como se puede ver en la ver en la Fig. 1, pero es
precisamente la parte en que la uniformidad es mejor. As pues, en
aquellos casos en que existen obstculos, se procura tambin que
estos afecten lo menos posible a la medida. Se elige hacerlo de
esta forma porque existen espacios y calles en que la uniformidad
es inconstante. Dada esta caracterstica hay que elegir la
superficie que a nivel subjetivo pueda parecer ms
representativa
Tabla 1. Parmetros fotomtricos en la iluminacin de
carreteras
Nivel de luminancia Clase de calzada Alrededores Luminancia
media la calzada = Lmed(Cd/m2) A B C D E Autopistas Autovas
Carreteras interurbanas y principales Carreteras rurales o urbanas
de todo uso Carreteras colectoras, calles urbanas tipo A Cualquiera
Claro Oscuro Claro Oscuro Claro Claro Oscuro 2 2 1 2 1 2 1 0,5
Coef. uniformidad
Control de deslumbramiento Indice del control >= 6
IncremUmbral TI (%)
