Iluminacion via Expresa Final Imp

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INTRODUCCIÓN El servicio de Alumbrado Público de vías, parques y plazas es brindado en el Perú, simultáneamente con el servicio domiciliario de electricidad, por empresas concesionarias de distribución. Debido a las “fallas de mercado” que caracteriza a la prestación de este servicio, el estado peruano a través del OSINERGMIN, regula esta actividad estableciendo las tarifas y llevando a cabo las acciones de supervisión necesarias para que dicho servicio se brinde de acuerdo a determinados estándares de calidad pre-establecidos.

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OBJETIVOS OBJETIVOS GENERALES: OG1: El objetivo en este trabajo es realizar el diseño del alumbrado público de la vía expresa Paseo de la Republica. OG2: Realizar la comparación del diseño, aplicando criterios para poder determinar cuál sería el más adecuando respetando y cumpliendo las normas establecidas. OBJETIVOS ESPECÍFICOS: OE1: Concientizar al estudiante la importancia que tiene el curso de ingeniería de iluminación en nuestra formación profesional. OE2: Incentivar al estudiante en la investigación para adquirir mejor los conocimientos dados en clase por el profesor.

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FUNDAMENTO TEÓRICO 2.1. Servicios de Alumbrado Público. 2.1.1. Descripción del servicio. El Alumbrado Público es un servicio esencial y de utilidad pública que consiste en iluminar las vías, parques y plazas, con el objeto de garantizar el desarrollo normal de actividades de la localidad y ofrecer seguridad al tránsito peatonal y vehicular durante las noches; de esta manera se contribuye a mejorar la calidad de vida de la población. Para su funcionamiento, las instalaciones del alumbrado se abastecen de energía de la red del servicio público de electricidad. El control de su encendido se efectúa localmente mediante célula fotoeléctrica (interruptores que actúan automáticamente cuando se oscurece), programación por reloj en la que se establece la hora de encendido o remotamente por sistemas de telecontrol.

.

Fig. N° 1 Sistema de alumbrado público.

2.1.2. Seguridad vial y alumbrado público. Estudios realizados por diferentes instituciones, muestran que el alumbrado de vías públicas puede ayudar a reducir el número de accidentes viales en más de 30,0%2 debido a que el rendimiento y el confort visual del conductor del vehículo se deterioran considerablemente a medida que oscurece, en particular en aquellas vías que no disponen de un diseño apropiado o el mantenimiento es deficiente o inexistente. Existe una relación directa entre la calidad del Alumbrado Público y la confiabilidad visual de los conductores. La confiabilidad visual es la capacidad del piloto de un vehículo para seleccionar y procesar la información visual presentada de modo de conducir en forma segura su vehículo. La confiabilidad visual del piloto depende en gran medida de su capacidad para detectar cambios sutiles en el campo visual. Para mantener un nivel alto de confiabilidad visual, el piloto debe estar confortable en el entorno visual creado por el Alumbrado vial (OSINERGMIN, 2005). ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA ELÉCTRICA

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2.1.3. Beneficios y costos del alumbrado vial. En términos generales el alumbrado vial reduce la tasa de accidentes nocturnos lo cual es un claro beneficio para la sociedad. Si bien las pérdidas humanas no tienen precio, las compañías de seguros deben asignarle alguno y desde una óptica más global la reducción de accidentes significa reducción de costos para toda la sociedad (E Manzano, 2000). Los análisis de este tipo pueden ser utilizados como argumento para justificar iluminar carreteras de tránsito automotor o para determinar a partir de que flujo de tránsito sería conveniente y rentable utilizar alumbrado durante la noche en las carreteras. El ahorro producido por reducción de la tasa de accidentes es el principal beneficio que puede ser expresado en dinero. Otros beneficios posibles de valorar en términos monetarios son la reducción del tiempo de desplazamiento (debido a una mayor velocidad de circulación) y la reducción de los gastos de mantenimiento del vehículo debido a una velocidad de tránsito más regular del vehículo. Existen otros beneficios, 15 como el incremento en la sensación de confort al conducir durante la noche, que son difícilmente cuantificables. Como consecuencias negativas de la presencia de instalaciones de alumbrado que afectarían al beneficio se pueden mencionar, las posibles colisiones con columnas o postes del alumbrado y el deterioro paisajístico de las zonas urbanas y rurales.

Fig. N° 2 Relación costo –beneficio del alumbrado.

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2.1.4. Las Empresas de EDEs como proveedores del alumbrado En el Perú la LCE que norma la actividad eléctrica, establece en su artículo 94, que el servicio de Alumbrado Público es responsabilidad de la empresa concesionaria que atiende a su vez con el servicio público de electricidad.

Fig. N° 3 Principales EDEs que prestan el servicio de AP.

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Fig. N° 4 Ubicación de EDEs que atienden el servicio de AP.

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2.2. Aspectos Técnicos y Operativos 2.2.1. Localización de UPA en la vía publica Como referencia a continuación se muestra un resumen de los principales criterios de diseño utilizados para la ubicación de la UAP en las vías. En los tramos rectos de vías con una única calzada existen diversas disposiciones básicas: unilateral, bilateral tresbolillo y bilateral pareada.

En tramos curvos las reglas a seguir son proporcionar una buena orientación visual y hacer menor la separación entre las UAP cuanto menor sea el radio de la curva.

En las plazas y glorietas se instalarán UAP en el borde exterior de estas para que iluminen los accesos y salidas. La altura de los postes y el nivel de iluminación serán por lo menos igual al de la calle más importante que desemboque en ella.

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2.2.2. El mantenimiento de las instalaciones de AP Los sistemas de Alumbrado, a semejanza de otros sistemas, con el tiempo pierden eficacia debido a ensuciamiento, procesos de envejecimiento o 20 deterioros de algún componente. Para que un sistema de alumbrado opere a su máxima efectividad es necesario considerar desde el proceso de su diseño, en la etapa del proyecto, la gestión, explotación y mantenimiento del mismo (E. Manzano, 2000). El mantenimiento durante el período de explotación básicamente consta de las siguientes actividades: a) Mantenimiento correctivo: Consiste en reparar las averías e incidencias del sistema. Las actividades habituales son:

   

Sustitución de lámparas. Sustitución o reparación de las luminarias.  Sustitución y/o ajuste del Sistema de programación y/o encendido.  Reparación o sustitución de redes de Alumbrado.

b) Mantenimiento preventivo: Consiste en la revisión periódica de todos y cada uno de los elementos de la instalación, efectuando las tareas necesarias para evitar averías y/o fallos de la misma, antes que ocurran. Como base para esta labor es fundamental contar con el inventario del parque de Alumbrado (número, tipo y ubicación de los puntos de luz, sistemas de control, planos, etc.) y de un plan de mantenimiento, incluyendo la gestión de reemplazos de luminarias y lámparas por cumplimiento de vida útil. Las tareas habituales al respecto son:

     



Inspección del estado de los soportes o postes (corrosión, anclajes, tapas de registro, etc.). Inspección de las Luminarias (caja conexiones eléctricas, amarres o empalmes, cierre, limpieza). Inspección de las Luminarias (amarres o empalmes, cierre, limpieza). Inspección y comprobación del sistema de programación y/o encendido. Inspección del tendido eléctrico (donde sea aéreo). Programas de limpieza de luminarias: En función de las distintas atmósferas y de los niveles de ensuciamiento por contaminación, sales, etc., se debe establecer un programa de limpieza de luminarias antes de que se rebasen los niveles mínimos requeridos en cada zona. Programas de sustitución de lámparas: De acuerdo con la vida útil definida por el fabricante de las lámparas, las horas de utilización de las

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mismas y las necesidades mínimas de cada zona, se debe definir un programa de sustitución de lámparas, antes de que éstas lleguen a la situación de fallo total.

Los costos que representan el mantenimiento del servicio de Alumbrado Público son cubiertos con los ingresos de las empresas concesionarias que obtienen al cobrar por este servicio a los usuarios una tarifa establecida por el OSINERGMIN. Esta tarifa se determina en un proceso regulatorio, que se analizará más adelante, de acuerdo a una formula prevista por el Reglamento de la LCE. 2.3. Estándares de calidad de alumbrado 2.3.1. Aproximación conceptual de la calidad de AP Una aproximación conceptual aplicable a la calidad de Alumbrado Público que sostiene el estudio, es que la calidad está definida como el grado en que los productos y servicios cumplen con las exigencias de la gente que los utiliza (Montgmery, 1985). Se distingue entre calidad de diseño y calidad de conformidad. La primera refleja el grado en que un producto o servicio posee aquellas características en las cuales se pensó al crearlo. La segunda refleja el grado en el cual el producto o servicio está de acuerdo con la intención del diseño. De esta manera existen dos tipos de indicadores de la calidad: Los objetivos, fijados por la organización de acuerdo a su gestión de la calidad o por las regulaciones como es el caso del Alumbrado, y los subjetivos, que se refieren a la calidad percibida por el cliente. En ese sentido, las empresas de acuerdo a las regulaciones existentes diseñan el servicio que incluye parámetros de calidad previsto por las normas, 31 pero por su parte el cliente, usuario del servicio, tiene unas expectativas, necesidades, creencias de lo que debiera ser el servicio (A. López / R. Felder, 1997). Tratándose del Alumbrado como un servicio que viene a ser parte de la red eléctrica, la calidad del servicio se refiere tanto a los atributos específicos del producto y sus condiciones de suministro al consumidor final (por ejemplo, la continuidad en el caso de la electricidad), como a una serie ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA ELÉCTRICA

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de actividades de tipo técnico, comerciales (proceso de lectura, facturación y cobro) o de atención al cliente (reclamaciones e información) las mismas que son previas y posteriores a la provisión del servicio (A Costas, 2006). Para la evaluación del Alumbrado existen dos factores generalmente empleados para describir el estado de funcionamiento de las instalaciones de dicho servicio: i) la depreciación de las instalaciones, es decir, la pérdida de eficacia por envejecimiento y suciedad de la lámpara, y ii) el porcentaje de averías permanente, es decir, el número de puntos de luz factible de encontrar fuera de servicio por noche (E. Manzano, 2000). Se menciona también que un servicio público de calidad como el Alumbrado se apoya en un conjunto de especificaciones o atributos como: precios razonables, suministro constante y confiable, facilidad de reparaciones ante el mal funcionamiento, seguridad, provisión de información (M. Petraci, 1998). En resumen, considerando los conceptos analizados en los párrafos anteriores y tomando en cuenta las normas del Estado peruano, cuyo análisis se profundizará más adelante, para efectos de la presente investigación la calidad del servicio de Alumbrado Público en el Perú ha sido caracterizado mediante los siguientes atributos: ƒ Calidad de producto: referido al cumplimiento de exigencia técnicas del Alumbrado. ƒ Regularidad o continuidad del funcionamiento del servicio. ƒ Atención de las reclamaciones de usuarios. Respecto a la calidad percibida por los usuarios – que excede los objetivos de la investigación - Evans (1995) destaca que es fundamentalmente la instrumentación de mecanismos de consulta y de información lo que permite garantizar un control activo de los usuarios sobre la calidad. El diseño se centra en la adopción, por parte de las empresas de servicios públicos, de mecanismos de consulta sistemáticos a los usuarios para conocer su grado de satisfacción con la prestación del servicio ofrecido y en la utilización de los resultados que arrojen estas consultas. Estas iniciativas no resultan excluyentes de la obligación de los reguladores de realizar sus propias encuestas de medición de satisfacción de los usuarios con el servicio, incluyendo además preguntas orientadas a determinar sus necesidades y expectativas y a conocer en qué medida las normas de calidad fijadas establecen niveles de servicio apropiados. 2.4. Normas que tienen relación con los sistemas de alumbrado publico 2.4.1. Aspectos normativos previstos en la LCE De acuerdo a la LCE la prestación del servicio de Alumbrado Público está incluida dentro de la actividad de distribución, por lo mismo las tarifas de distribución que las empresas concesionarias de distribución están autorizadas a cobrar a todos los usuarios del servicio eléctrico domiciliario, también incluye el costo del Alumbrado. En ese sentido, el artículo 66° de la LCE establece que el Valor Agregado de Distribución (VAD) que equivale a la tarifa de distribución, se ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA ELÉCTRICA

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calculará para cada empresa de distribución en consideración a determinados sectores típicos establecidos por el Ministerio de Energía y Minas (MINEM), a propuesta del OSINERGMIN. Los sectores típicos representan un conjunto de sistemas de distribución eléctrica con características técnicas similares en la disposición geográfica de la carga, así como en los costos de inversión, operación y mantenimiento. Las empresas de distribución pueden estar conformadas por sistemas de distribución eléctrica de distintos sectores típicos. Según el artículo 67° de la LCE, el VAD se calculará mediante estudios de costos encargados por las empresas de distribución eléctrica a empresas consultoras, precalificadas por el OSINERGMIN, quien elabora los Términos de Referencia correspondientes y supervisa el desarrollo de los estudios. Dichos estudios de costo se realizan para cada sector típico, se toma un sistema de distribución eléctrica representativo del sector seleccionado por el OSINERGMIN, que se constituye en la empresa modelo. 52 De conformidad con el artículo 68° de la LCE, el OSINERGMIN, recibidos los estudios de costos, comunicará sus observaciones si las hubiere, debiendo las empresas consultoras absolverlas dentro de un plazo de 10 días. Absueltas las observaciones o vencido el plazo sin que ello se produjera, el OSINERGMIN establecerá los respectivos VAD para cada sector típico. Posteriormente, los VAD deben ser validados a través de la verificación de la rentabilidad del conjunto de empresas de distribución eléctrica, de conformidad con los artículos 69°, 70° y 71° de la LCE. Dicha verificación se realiza por medio del cálculo de la tasa interna de retorno (TIR) del flujo que considera los ingresos que se hubieran percibido a través de los VAD propuestos frente a los costos de operación y mantenimiento exclusivos de las instalaciones de distribución eléctrica del ejercito inmediato anterior y el Valor Nuevo de Reemplazo (VNR) de las instalaciones de distribución eléctrica con un valor residual igual a cero. Si la TIR resultante no difiere en más de cuatro puntos porcentuales de la Tasa de Actualización establecida en el artículo 79° de la LCE (12,0%), los VAD serán definitivos, caso contrario se deberán ajustar proporcionalmente hasta alcanzar el límite más próximo inferior o superior. Con relación a las características de la concesión, el artículo 30° de la LCE señala que la concesión de distribución del servicio público de electricidad en una zona determinada, será exclusiva para un sólo concesionario y no podrá ser reducida o ampliada sin autorización del MINEM.

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Niveles de Iluminancia Los niveles de iluminancia especificados atienden a la necesidad de seguridad de los usuarios; los cuales, podrán identificar, desde antes de subir, cualquier inconveniente sobre escaleras y puentes, que impidiera u obstaculice su utilización. Escaleras y rampas Puente – propiamente dicho: La iluminancia promedio (valor mantenido) será mayor a 40 lux; y, la uniformidad promedio será mayor a 0,40. Esquemas Básicos:

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Fig. N° 5 fotografía vista de puente peatonal cerrado.

Fig. N° 6 Fotografía vista de puente peatonal abierto.

2.6. Tipos de calzadas 2.6.1. Calzada de tierra

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2.6.2. Calzada de empedrado

2.6.3. Calzada de concreto

2.6.4. Calzada de asfaltado

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2.6.5. Calzada de adoquín

2.7.

Tipo de alumbrado en las vías publicas Los niveles de iluminación del Alumbrado Público está establecido en la Norma Técnica DGE “Alumbrado de Vías Públicas en Zonas de Concesión de Distribución”, dicha norma define: los límites de exigencias lumínicas que deben cumplir las instalaciones de Alumbrado en las vías públicas desde su etapa de diseño, los estándares de calidad mínimos para cumplir con la NTCSE, así como las obligaciones de la empresa y las facultades de la autoridad para su correcta operación y oportuna reparación y mantenimiento. Por otro lado, tal como se muestra en la tabla siguiente, las exigencias de los niveles de iluminación varían según el tipo de alumbrado, de tal modo que los niveles de visibilidad y comodidad para los transeúntes y los conductores sean los más adecuados

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Estos niveles de acuerdo al tipo de Alumbrado se muestran en la siguiente Tabla.

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En la tabla anterior se puede observar que el nivel de Luminancia media es mayor para el tipo de Alumbrado I siendo menor para el tipo III e innecesario para los Tipos de Alumbrado IV y V. Otras características como la Iluminancia y el índice de control de deslumbramiento tienen un valor estándar para cada tipo de vía. 2.8.

Tipos de Vías Depende de la densidad de tráfico, complejidad del trazado, presencia de señales y semáforos y tipos de usuarios de la vía.

Además de estas recomendaciones que se aplican en los tramos normales de las vías hay que considerar que en las zonas conflictivas (cruces, intersecciones, estrechamiento de la vía o del número de carriles, zonas con circulación de peatones o vehículos lentos que dificulten la circulación, rotondas, pasos a nivel, rampas, etc.) suele ser necesario un incremento de los requerimientos luminosos. Si trabajamos con luminancias hay que aumentar en una unidad la categoría de la vía de valor de Mx más alta que converja en la zona. Cuando sea del tipo M1 a dicha zona también se aplicará este criterio. En distancias cortas, menos de 60 m, no se pueden aplicar los métodos de cálculos de las luminancias y se utiliza el criterio de las iluminancias.

El número de la categoría de la zona de conflicto (Cx) no será menor que el de la vía de mayor categoría (Mx) que confluya en la zona. ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA ELÉCTRICA

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Tipos de Lámparas Las lámparas son los aparatos encargados de generar la luz. En la actualidad, en alumbrado público se utilizan las lámparas de descarga frente a las lámparas incandescentes por sus mejores prestaciones y mayor ahorro energético y económico. Concretamente, se emplean las lámparas de vapor de mercurio a alta presión y las de vapor de sodio a baja y alta presión. Las luminarias, por contra, son aparatos destinados a alojar, soportar y proteger la lámpara y sus elementos auxiliares además de concentrar y dirigir el flujo luminoso de esta. Para ello, adoptan diversas formas aunque en alumbrado público predominan las de flujo asimétrico con las que se consigue una mayor superficie iluminada sobre la calzada. Las podemos encontrar montadas sobre postes, columnas o suspendidas sobre cables transversales a la calzada, en catenarias colgadas a lo largo de la vía o como proyectores en plazas y cruces. Antiguamente las luminarias se clasificaban según las denominaciones cut-off, semi cut-off y non cut-off.

2.9.1. Clasificación para luminarias de alumbrado público (CIE 1965) En la actualidad, las luminarias se clasifican según tres parámetros (alcance, dispersión y control) que dependen de sus características fotométricas. Los dos primeros nos informan sobre la distancia en que es capaz de iluminar la luminaria en las direcciones longitudinal y transversal respectivamente. Mientras, el control nos da una idea sobre el deslumbramiento que produce la luminaria a los usuarios. El alcance es la distancia, determinada por el ángulo, en que la luminaria es capaz de iluminar la calzada en dirección longitudinal. Este ángulo se calcula como el valor medio entre los dos ángulos correspondientes al 90% de IMAXque corresponden al plano donde la luminaria presenta el máximo de la intensidad luminosa.

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Las lámparas de descarga constituyen una forma alternativa de producir luz de una manera más eficiente y económica que las lámparas incandescentes. Por eso, su uso está tan extendido hoy en día. La luz emitida se consigue por excitación de un gas sometido a descargas eléctricas entre dos electrodos. Según el gas contenido en la lámpara y la presión a la que esté sometido tendremos diferentes tipos de lámparas, cada una de ellas con sus propias características luminosas. 2.10. Alturas de montajes recomendadas para luminarias en función de la potencia de las lámparas

2.11. Tipos de disposición de las luminarias. Para conseguir una buena iluminación, no basta con realizar los cálculos, debe proporcionarse información extra que oriente y advierta al conductor con suficiente antelación de las características y trazado de la vía. Así en curvas es recomendable situar las farolas en la exterior de la misma, en autopistas de varias calzadas ponerlas en la mediana o cambiar el color de las lámparas en las salidas. ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA ELÉCTRICA

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En los tramos rectos de vías con una única calzada existen tres disposiciones básicas: unilateral, bilateral tresbolillo y bilateral pareada. También es posible suspender la luminaria de un cable transversal pero sólo se usa en calles muy estrechas.

La distribución unilateral se recomienda si la anchura de la vía es menor que la altura de montaje de las luminarias. La bilateral tresbolillo si está comprendida entre 1 y 1.5 veces la altura de montaje y la bilateral pareada si es mayor de 1.5.

En el caso de tramos rectos de vías con dos o más calzadas separadas por una mediana se pueden colocar las luminarias sobre la mediana o considerar las dos calzadas de forma independiente. Si la mediana es estrecha se pueden colocar farolas de doble brazo que dan una buena orientación visual y tienen muchas ventajas constructivas y de instalación por su simplicidad. Si la mediana es muy ancha es preferible tratar las calzadas de forma separada. Pueden combinarse los brazos dobles con la disposición al tresbolillo o aplicar iluminación unilateral en cada una de ellas. En este último caso es recomendable poner las luminarias en el lado contrario a la mediana porque de esta forma incitamos al usuario a circular por el carril de la derecha.

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En tramos curvos las reglas a seguir son proporcionar una buena orientación visual y hacer menor la separación entre las luminarias cuanto menor sea el radio de la curva. Si la curvatura es grande (R>300 m) se considerará como un tramo recto. Si es pequeña y la anchura de la vía es menor de 1.5 veces la altura de las luminarias se adoptará una disposición unilateral por el lado exterior de la curva. En el caso contrario se recurrirá a:

Una disposición bilateral pareada, nunca tresbolillo pues no informa sobre el trazado de la carretera. En cruces conviene que el nivel de iluminación sea superior al de las vías que confluyen en él para mejorar la visibilidad. Asimismo, es recomendable situar las farolas en el lado derecho de la calzada y después del cruce. Si tiene forma de T hay que poner una luminaria al final de la calle que termina. En las salidas de autopistas conviene colocar luces de distinto color al de la vía principal para destacarlas. En cruces y bifurcaciones complicados es mejor recurrir a iluminación con proyectores situados en postes altos, más de 20 m, pues desorienta menos al conductor y proporciona una iluminación agradable y uniforme.

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En las plazas y glorietas se instalarán luminarias en el borde exterior de estas para que iluminen los accesos y salidas. La altura de los postes y el nivel de iluminación será Iluminación será por lo menos igual al de la calle más importante que desemboque en ella. Además, se pondrán luces en las vías de acceso para que los vehículos vean a los peatones que crucen cuando abandonen la plaza. Si son pequeñas y el terraplén central no es muy grande ni tiene arbolado se puede iluminar con un poste alto multibrazo. En otros casos es mejor situar las luminarias en el borde del terraplén en las prolongaciones de las calles que desemboca en esta.

En los pasos de peatones las luminarias se colocarán antes de estos según el sentido de la marcha de tal manera que sea bien visible tanto por los peatones como por los conductores.

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Por último, hay que considerar la presencia de árboles en la vía. Si estos son altos, de unos 8 a 10 metros, las luminarias se situarán a su misma altura. Pero si son pequeñas las farolas usadas serán más altas que estos, de 12 a 15 m de altura. En ambos casos es recomendable una poda periódica de los árboles.

2.12. Factor de mantenimiento. Para asegurar que se mantenga la iluminancia necesaria durante un cierto período de tiempo, el proyecto de iluminación prevé un factor de mantenimiento el cual tiene en cuenta la disminución del flujo luminoso de una instalación de iluminación. El valor de la iluminancia inicial de una instalación se calcula entonces a base del valor de mantenimiento de la iluminancia y el factor de mantenimiento. El plan de mantenimiento indica la periodicidad de la limpieza de las luminarias y del local, así como la del cambio de lámparas. Quiere decir que el valor de mantenimiento de la iluminancia depende de las luminarias, lámparas y de las condiciones del local. En el caso de alumbrado público el factor de mantenimiento está basado en la periodicidad de limpieza de la Vía expresa. Dependiendo de las características de la zona (contaminación, tráfico, mantenimiento...). Normalmente esto es difícil de evaluar y se recomienda tomar un valor no superior a 0.8 (habitualmente 0.7).

2.13. Factor de utilización Es una medida del rendimiento del conjunto lámpara-luminaria y se define como el cociente entre el flujo útil, el que llega a la calzada, y el emitido por la lámpara. 𝜑𝑢𝑡𝑖𝑙 𝑛= 𝜑𝐿 ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA ELÉCTRICA

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Normalmente se representa mediante curvas que suministran los fabricantes con las luminarias. Estas curvas podemos encontrarlas en función del cociente anchura de la calle/altura (A/H), la más habitual, o de los ángulos 1,2en el lado calzada y acera respectivamente.

2.14. Curvas del factor de utilización De los gráficos 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. Por tanto, para obtener el factor de utilización total de la sección transversal de la calle habrá que sumar los coeficientes del lado acera y del lado calzada, aunque en otros casos la cosa puede ser diferente.

Este coeficiente de utilización depende de los siguientes factores: • El tipo de luminaria. • La disposición de las luminarias (centros luminosos) • El ancho de la calle iluminada. • El factor de reflexión.

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El coeficiente de utilización varía entre 0.20 y 0.50 para un ancho de calle del mismo orden que la altura de la luminaria. El coeficiente de utilización por lo generan lo proporcionan los fabricantes de lámparas y luminarias para alumbrado exterior, en forma de curvas, donde se indica la iluminación proporcionada por un centro luminoso hacia la calle y hacia el lado de las casas.

2.15. Calculo de separación entre luminarias Una vez fijados los datos necesarios, podemos proceder al cálculo de la separación (d) entre las luminarias utilizando la expresión de la iluminancia media. 𝐸𝑚 =

𝜂. 𝑓𝑚 . Φ𝐿 𝐴. 𝑑

Dónde:

    



Em es la iluminancia media sobre la calzada que queremos conseguir. 𝜂 es el factor de utilización de la instalación. fm es el factor de mantenimiento. Φ𝐿 es el flujo luminoso de la lámpara. A es la anchura a iluminar de la calzada que en disposición bilateral pareada es la mitad (A/2) y toda (A) en disposiciones unilateral y tresbolillo. d es la separación entre las luminarias.

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Son datos conocidos y d es la incógnita a resolver. Tener en cuenta que para realizar este cálculo se debe haber llevado a cabo correctamente el análisis de los factores de mantenimiento y utilización. La finalidad de este método es calcular la distancia de separación adecuada entre las luminarias que garantice un nivel de iluminancia medio determinado. Mediante un proceso iterativo, sencillo y práctico, se consiguen unos valores que aunque no son muy precisos, sí sirven de referencia para empezar a aplicar otros métodos.

Para comprobar si el resultado está dentro de los límites. Si es así 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 lámpara. A modo orientativo podemos usar la siguiente tabla que da la relación entre la separación y la altura para algunos valores de la iluminancia media.

2.16.

Evolución de Tecnologías de Alumbrado

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UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAO III.

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ANÁLISIS EXPERIMENTAL Alumbrado público de la vía expresa Paseo de la republica Tomaremos como referencia un tramo de esta vía. De un tramo de 167 m para la Vía principal 1

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DATOS DE LA VÍA

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12.86m

Características: hposte = 13 m h/10 = 1.3 m Vhorizontal =1.5 m Vvertical =1.9 m Hmontaje =13.6 m Lámpara de vapor de sodio de alta presión, con las siguientes características: Iluminancia=20 lux Flujo luminoso= 45000 Factor de mantenimiento = 0.7 𝐴 12.86 = = 0.94 𝐻 13.6

Como A/H ≤ 1 , entonces la disposición de las luminarias será UNILATERAL De la curva del factor de utilización (𝑛)

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𝐴1 = 1.5 , 𝐴2 = 11.36 𝐴1 = 0.11 → 𝑛𝑎 = 0.04 𝐻 𝐴2 = 0.84 → 𝑛𝑐 = 0.29 𝐻 𝑛 = 𝑛𝑎 + 𝑛𝑐 = 0.33

Calculamos la separación entre luminarias: 𝑑= 𝑑=

𝑛𝑥𝑓𝑚𝑥∅𝐿 𝐸𝑚 𝑥 𝐴

0.33 𝑥 0.7 𝑥 50000 20 𝑥 12.86 𝑑 = 44.9𝑚 2<

𝑑 ≤ 3.5 𝐻

𝑑 44.9 = = 3.3 𝐻 13.6

∴ 𝑪𝒖𝒎𝒑𝒍𝒆 𝒑𝒂𝒓𝒂 𝒖𝒏𝒂 𝒊𝒍𝒖𝒎𝒊𝒏𝒂𝒏𝒄𝒊𝒂 𝒎𝒆𝒅𝒊𝒂 𝑬𝒎 = 𝟐𝟎 𝒍𝒖𝒙

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Para un tramo de 230 m de la via principal 2

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12.6 m

Características: hposte = 13 m h/10 = 1.3 m Vhorizontal =1.5 m Vvertical =1.9 m Hmontaje =13.6 m Lámpara de vapor de sodio de alta presión, con las siguientes características: Iluminancia=20 lux Flujo luminoso= 45000 Factor de mantenimiento = 0.7 𝐴 12.6 = = 0.93 𝐻 13.6

Como A/H ≤ 1 , entonces la disposición de las luminarias será UNILATERAL De la curva del factor de utilización (𝑛)

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𝐴1 = 1.5 , 𝐴2 = 11.1 𝐴1 = 0.11 → 𝑛𝑎 = 0.04 13.6 𝐴2 = 0.82 → 𝑛𝑐 = 0.28 13.6 𝑛 = 𝑛𝑎 + 𝑛𝑐 = 0.32 Calculamos la separación entre luminarias𝑑= 𝑑=

𝑛𝑥𝑓𝑚𝑥∅𝐿 𝐸𝑚 𝑥 𝐴

0.32 𝑥 0.7 𝑥 50000 20 𝑥 12.6 𝑑 = 44.4𝑚 2<

𝑑 ≤ 3.5 𝐻

𝑑 44.4 = = 3.26 𝐻 13.6

∴ 𝑪𝒖𝒎𝒑𝒍𝒆 𝒑𝒂𝒓𝒂 𝒖𝒏𝒂 𝒊𝒍𝒖𝒎𝒊𝒏𝒂𝒏𝒄𝒊𝒂 𝒎𝒆𝒅𝒊𝒂 𝑬𝒎 = 𝟐𝟎 𝒍𝒖𝒙 ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA ELÉCTRICA

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Características: Poste = 13 m H/10 = 1.3 m 𝐻𝑚𝑜𝑛𝑡𝑎𝑗𝑒 =13.6 m Lámpara de vapor de sodio de alta presión, con las siguientes características: Iluminancia=20 lux Flujo luminoso= 45000 Factor de mantenimiento = 0.7 𝐴 8 = = 0.59 𝐻 13.6

Como A/H ≤ 1 , entonces la disposición de las luminarias será UNILATERAL De la curva del factor de utilización (𝑛)

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𝐴1 = 1.28 , 𝐴2 = 6.72 𝐴1 = 0.09 → 𝑛𝑎 = 0.04 𝐻 𝐴2 = 0.49 → 𝑛𝑐 = 0.19 𝐻 𝑛 = 𝑛𝑎 + 𝑛𝑐 = 0.23 Calculamos la separación entre luminarias𝑑= 𝑑=

𝑛𝑥𝑓𝑚𝑥∅𝐿 𝐸𝑚 𝑥 𝐴

0.23 𝑥 0.7 𝑥 45000 20 𝑥 8 𝑑 = 45.28 𝑚 2<

𝑑 ≤ 3.5 𝐻

𝑑 45.28 = = 3.32 𝐻 13.6

∴ 𝑪𝒖𝒎𝒑𝒍𝒆 𝒑𝒂𝒓𝒂 𝒖𝒏𝒂 𝒊𝒍𝒖𝒎𝒊𝒏𝒂𝒏𝒄𝒊𝒂 𝒎𝒆𝒅𝒊𝒂 𝑬𝒎 = 𝟐𝟎 𝒍𝒖𝒙

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Características: hposte = 13 m H/10 = 1.3 m Ancho calzada = 9.5 m Hmontaje =13.6 m Lámpara de vapor de sodio de alta presión, con las siguientes características: Iluminancia=20 lux Flujo luminoso= 45000 Factor de mantenimiento = 0.7 𝐴 9.5 = = 0.69 𝐻 13.6

Como A/H ≤ 1, entonces la disposición de las luminarias será UNILATERAL De la curva del factor de utilización (𝑛)

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𝐴1 = 1.28 , 𝐴2 = 8.22 𝐴1 = 0.094 → 𝑛𝑎 = 0.08 13.6 𝐴2 = 0.60 → 𝑛𝑐 = 0.21 13.6 𝑛 = 𝑛𝑎 + 𝑛𝑐 = 0.29

Calculamos la separación entre luminarias 𝑑= 𝑑=

𝑛𝑥𝑓𝑚𝑥∅𝐿 𝐸𝑚 𝑥 𝐴

0.29 𝑥 0.7 𝑥 45000 20 𝑥 9.5 𝑑 = 48𝑚 2<

𝑑 ≤ 3.5 𝐻

𝑑 48.07 = = 3.5 𝐻 13.6

∴ 𝑪𝒖𝒎𝒑𝒍𝒆 𝒑𝒂𝒓𝒂 𝒖𝒏𝒂 𝒊𝒍𝒖𝒎𝒊𝒏𝒂𝒏𝒄𝒊𝒂 𝒎𝒆𝒅𝒊𝒂 𝑬𝒎 = 𝟐𝟎 𝒍𝒖𝒙

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DISTRIBUCION DE POSTES DESDE INTERSECCION DE LAS AVENIDAS PASEO DE LA REPUBLICA CON JAVIER PRADO.(600 m)

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VÍAS PRINCIPALES

 Av. Javier Prado Este  Vía Expresa paseo de la republica VÍAS AUXILIARES

 Av. Paseo de la republica (ingreso a la av. Javier prado)  Calle Manuel Méndez  Ingreso a la vía Expresa paseo de la Republica. 3.1.1.

Vías Principales:

Av. Javier Prado Este: (Puente)

         

Ancho de la pista: 40m Tipo de calzada: Asfalto (oscuro) Ancho de vereda: 1.5m x lado Tipo de vía: Arterial Tipo de Alumbrado: ll ; Pastoral = 1.5m Iluminación media: 20 – 40 Lux Tipo de lámpara: Vapor de Sodio de Alta presión 400W Altura de montaje: 12m a más. Tipo de luminaria: SRP 945 PHILLIPS/JOSFEL (modelo) Factor de mantenimiento: 0.7

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CALCULO JUSTIFICADO

Características  Iluminancia media = 30 Lux  Flujo luminoso de la lámpara 400 W = 50000 Lm  Factor de mantenimiento = 0.7 Hallamos la disposición de las luminarias 𝐴1 𝐻 𝐴2 𝐻

Como:

𝐴1 𝐻

=

17𝑚

= 13𝑚 = 1.31𝑚 1.5𝑚 13𝑚

= 1.31

= 0.115𝑚

𝑛1 = 0.41 (por tablas) 𝑛2 = 0.035 (por tablas)

1 ≤ 𝐴1 /𝐻 ≤ 1.5; tendremos una disposicion de tresbolillo.

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Hallamos el factor de utilizacion total 𝑛 = 𝑛1 + 𝑛2 = 0.41 + 0.035 Hallamos la distancia entre luminarias 𝑑=

ℎ𝑥𝑓𝑚 𝑥𝜙𝐿 0.45𝑥0.7𝑥50000 = = 28.88𝑚 𝐸𝑚 𝑥𝐴𝑇 30𝑥18.5

𝑑 = 29𝑚

Iluminancia media 𝐸𝑚 =

𝑛𝑥𝑓𝑚 𝑥𝜙𝐿 0.45𝑥0.7𝑥50000 = 𝑑𝑥𝐴 𝑇 29𝑥18.5 𝐸𝑚 = 29.36𝐿𝑢𝑥

Comprobamos 𝑑

2 ≤ 𝐻 ≤ 3.5 𝑑 𝐻

= 2.23 𝐶𝑢𝑚𝑝𝑙𝑒; 𝑠𝑖 15 ≤ 𝐸𝑚 ≤ 30

Resultado de la iluminacion con un

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Distribucion

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Via Expresa paseo de la Republica

         

Ancho de pista : 40m Tipo de calzada : asfalto (oscuro) Ancho de vereda : despreciable Tipo de via : Expresa Tipo de alumbrado = l , pastoral = 2.5m Iluminacion media : 30 – 40 Lux Tipo de lampara : Vapor de sodio de alta presion 400W Altura de montaje : 12m a mas Tipo de luminaria: Modelo 8RP 945 marca Phillips Factor de mantenimiento : 0.75

Esquema:

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Caracteristicas:   

Iluminancia media : 35 Lux Flujo luminoso de la lampara 400W : 50000Lm Factor de mantenimiento : 0.7

Hallamos la disposicion de las luminarias 𝐴 20𝑚 = = 1.54𝑚 𝐻 13𝑚 𝐴

Como 𝐻 = 1.67; 1.5 < 𝐴/𝐻; tendremos una disposicion pareada Hallamos el factor de utilizacion 𝐴1 𝐻 𝐴2 𝐻

= =

17.5 = 1.35𝑚 13 2.5 = 0.19𝑚 13

𝑛1 = 0.41 𝑛2 = 0.04

Hallamos factor de utilizacion total 𝑛 = 𝑛1 + 𝑛2 = 0.41 + 0.04 𝑛 = 0.45

Hallamos la distancia entre luminarias 𝑑=

𝑛𝑥𝑓𝑚 𝑥𝜙𝐿 0.45𝑥0.8𝑥50000 = = 30𝑚 𝐸𝑚 𝑥𝐴 𝑇 30𝑥20

𝑑 = 30; 𝐸 = 30𝐿𝑢𝑥

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Auxiliar paseo de la republica

Distancia entre luminarias : 30m Grafico 𝑑=

𝑛𝑥𝑓𝑚 𝑥𝜙𝐿 𝐸𝑚 𝑥𝐴𝑇

𝑛=

𝐴

Por tablas 𝐻 = 0.6

𝑑𝑥𝐸𝑚 𝑥𝐴𝑇 𝑓𝑚 𝑥𝜙𝐿

𝐻=

=

5.95 0.6

30𝑥30𝑥5.95 0.7𝑥30000

= 0.26

= 9.92𝑚

𝐻 = 10𝑚

Curvas de intercambio vial  Diametro aproximado : 50m  Ancho de la pista : 6m

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CONCLUSIONES C1: La iluminación en una vía tránsito vehicular y público, es importante ya que no solo proporciona iluminación, sino que reduce los números de accidentes vehiculares. C2: Los valores dados en tablas y demás pueden diferir con los valores reales pues en el trabajo encontramos algunas diferencias. C3: El diseño es llevado prácticamente por dos parámetros, la anchura de la Vía y la altura del poste de alumbrado, partiendo de ellos es que se determina el tipo de lámpara a usar. C4: la cura de factor de utilización de cada lámpara , es la q nos ayuda a calcular la separación entre postes. C5: El coeficiente de iluminación de los alrededores es muy importante ya que permite al conductor poder observar a los peatones o autos que se encuentren en las partes limítrofes de las vías y así minimizar los accidentes.

V.

REFERENCIA BIBLIOGRAFÍA  http://recursos.citcea.upc.edu/llum/exterior/peaton.html  http://www.caib.es/conselleries/industria/dgener/user/portalenergia/pla_efici encia_energetica/enllumenat_2.es.html  http://recursos.citcea.upc.edu/llum/exterior/vias_p.html  http://recursos.citcea.upc.edu/llum/lamparas/ldesc1.html

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ANEXO CATALOGO DE LUMINARIA

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