international seminar desafío para el diseño, construcción ... · 2- diseño del sistema de...
TRANSCRIPT
INTERNATIONAL SEMINARLONG TUNNELS
17, 18 y 19 de Octubre 2012Santiago, Chile
NUEVAS TECNOLOGÍAS EN ILUMINACIÓN DE TÚNELES DE CARRETERA
NEW TECHNOLOGIES IN ROAD TUNNEL LIGHTING
Javier Borja LópezJ. Ramón López Laborda
Desafío para el Diseño, Construcción y Operación
Challenges for Design, Construction and Operation
PIARC CHILE
1- ¿Por qué iluminar un túnel de carretera?2- Diseño de la iluminación de un túnel de carretera3- Costes asociados al sistema de iluminación de un túnel decarretera
3.1- Costes de instalación3.2- Costes de suministro eléctrico3.3- Costes de mantenimiento (limpieza, repuestos)
4- Nuevas tecnologías en la iluminación de túneles decarretera
4.1- Iluminación LED4.2- Sistemas de regulación de la iluminación4.3- Bóvedas de transición lumínica4.4- Uso de energías alternativas
5- Conclusiones6- Bibliografía
Índice
1- ¿Por qué iluminarun túnel decarretera?
2- Diseñode la iluminación de
un túnel decarretera
3- Costes asociadosal sistema de
iluminación de untúnel de carretera
4- Nuevastecnologías en la
iluminación detúneles de carretera
5- Conclusiones
1- ¿Por qué iluminar un túnel de carretera?
- Por razones de seguridad.- Se evita el riesgo del «agujero negro».
- Las normas (Directiva Europea 2004/54/EC, CIE 88 yANSI/IES RP-22-11) coinciden en que es necesario iluminarlos túneles de longitud L>125 metros.
- El resto de túneles, dependiendo de varios factores.
1- ¿Por qué iluminarun túnel decarretera?
2- Diseñode la iluminación de
un túnel decarretera
3- Costes asociadosal sistema de
iluminación de untúnel de carretera
4- Nuevastecnologías en la
iluminación detúneles de carretera
5- Conclusiones
2- Diseño del sistema de iluminación de untúnel de carretera
Diversas guía metodológicas:
- Publicación CIE 88:2004 «Guía para alumbrado de túnelesde carretera y pasos inferiores»
- IESNA RP-22-05 «Recommended Practice for TunnelLighting»
- Recomendaciones para la iluminación de carreteras ytúneles. Ministerio de Fomento 1999.
0,5 cd/m2 ≤ Lin (diurno) ≤ 10 cd/m2
Lin = f (longitudtúnel, vcirculación, Qtráfico, etc.)
1- ¿Por qué iluminarun túnel decarretera?
2- Diseño delsistema
de iluminación deun túnel
3- Costes asociadosal sistema de
iluminación de untúnel de carretera
4- Nuevastecnologías en la
iluminación detúneles de carretera
5- Conclusiones
- Lacc >> Lin problema de adaptación del ojo humano- Es necesario reforzar el nivel de iluminación de la bocadel túnel: Lth- Diversos métodos para el cálculo de Lth. Los másprecisos estiman Lacc y calculan Lth a partir de dicho valor
2- Diseño del sistema de iluminación de untúnel de carretera
1- ¿Por qué iluminarun túnel decarretera?
2- Diseñode la iluminación de
un túnel decarretera
3- Costes asociadosal sistema de
iluminación de untúnel de carretera
4- Nuevastecnologías en la
iluminación detúneles de carretera
5- Conclusiones
- Es necesario una transición para pasar de Lth a Lin- Curva CIE, Ltr(t) Si v=cte, Ltr(x)
2- Diseño del sistema de iluminación de untúnel de carretera
1- ¿Por qué iluminarun túnel decarretera?
2- Diseñode la iluminación de
un túnel decarretera
3- Costes asociadosal sistema de
iluminación de untúnel de carretera
4- Nuevastecnologías en la
iluminación detúneles de carretera
5- Conclusiones
2- Diseño del sistema de iluminación de untúnel de carretera
- Las guías metodológicas establecen L(x) teórica- Se pueden distinguir 4 zonas (túnel unidireccional)- Túneles bidireccionales, túneles con varios accesos
1- ¿Por qué iluminarun túnel decarretera?
2- Diseñode la iluminación de
un túnel decarretera
3- Costes asociadosal sistema de
iluminación de untúnel de carretera
4- Nuevastecnologías en la
iluminación detúneles de carretera
5- Conclusiones
2- Diseño del sistema de iluminación de untúnel de carretera
- Curva diseñada (subzonas) → Ldiseñada (x) > Lteórica (x)- Curva escalonada. En cada escalón una distribuciónde luminarias fija.
1- ¿Por qué iluminarun túnel decarretera?
2- Diseñode la iluminación de
un túnel decarretera
3- Costes asociadosal sistema de
iluminación de untúnel de carretera
4- Nuevastecnologías en la
iluminación detúneles de carretera
5- Conclusiones
2- Diseño de la iluminación deun túnel de carretera
Para el cálculo de la Li de cada subzona:- se requieren los datos fotométricos de las luminarias- el diseñador recurre a programas informáticos decálculo
1- ¿Por qué iluminarun túnel decarretera?
2- Diseñode la iluminación de
un túnel decarretera
3- Costes asociadosal sistema de
iluminación de untúnel de carretera
4- Nuevastecnologías en la
iluminación detúneles de carretera
5- Conclusiones
- El valor Lth calculado es un valor máximo correspondienteal día más desfavorable.- El Lth varía en función de las condiciones meteorológicas,hora del día, época del año, etc.- Se suelen plantear varios estados de iluminación en el túnel- Paso de uno a otros: conexión circuitos, reductores flujo
2- Diseño del sistema de iluminación de untúnel de carretera
1- ¿Por qué iluminarun túnel decarretera?
2- Diseñode la iluminación de
un túnel decarretera
3- Costes asociadosal sistema de
iluminación de untúnel de carretera
4- Nuevastecnologías en la
iluminación detúneles de carretera
5- Conclusiones
3- Costes asociados al sistema deiluminación de un túnel de carretera3.1- Costes de instalación
- Dependencia de múltiples variables:- Valor de Lth estimado- Longitud de la zona umbral y de transición (Lth, v)- Longitud y geometría del túnel- Caudal de tráfico- …
- Ejemplo (Túnel de Caldearenas, Huesca):- Circulación unidireccional. Dos carriles de circulación- Longitud = 3.005 m- Sistema previsto: bilateral simétrico con luminarias
VSAP- Lth estimado = 180 cd/m2
- Se han previsto 5 regímenes de funcionamiento.Conexión desconexión de circuitos regulados porluminancímetros (regímenes diurnos) y reguladores detensión programados (regímenes nocturnos).
1- ¿Por qué iluminarun túnel decarretera?
2- Diseñode la iluminación de
un túnel decarretera
3- Costes asociadosal sistema de
iluminación de untúnel de carretera
4- Nuevastecnologías en la
iluminación detúneles de carretera
5- Conclusiones
3- Costes asociados al sistema deiluminación de un túnel de carretera3.1- Costes de instalación
- Luminarias, cableado, bandejas y tubos: 86%- Circuitos nocturnos / circuitos diurnos: 55%-45%- Sensibilidad:
- A mayor longitud, más peso de circuitos nocturnos- A mayor Lth, más peso circuitos diurnos- Bidireccional, más peso circuitos diurnos
1- ¿Por qué iluminarun túnel decarretera?
2- Diseñode la iluminación de
un túnel decarretera
3- Costes asociadosal sistema de
iluminación de untúnel de carretera
4- Nuevastecnologías en la
iluminación detúneles de carretera
5- Conclusiones
3- Costes asociados al sistema deiluminación de un túnel de carretera3.2- Costes de suministro eléctrico
- Sensibilidad:- A mayor longitud, más peso de circuitos nocturnos- A mayor Lth, más peso de circuitos diurnos- Bidireccional, más peso de circuitos diurnos
- Conclusiones:- En túneles muy largos, hay que prestar especial
atención a los circuitos de alumbrado nocturno- En túneles cortos, al alumbrado diurno
1- ¿Por qué iluminarun túnel decarretera?
2- Diseñode la iluminación de
un túnel decarretera
3- Costes asociadosal sistema de
iluminación de untúnel de carretera
4- Nuevastecnologías en la
iluminación detúneles de carretera
5- Conclusiones
3- Costes asociados al sistema deiluminación de un túnel de carretera3.3- Costes de mantenimiento (limpieza, repuestos)
- Dependencia de múltiples variables:- Número de equipos instalados (luminarias)- Vida útil de un determinado elemento (lámparas,
sistemas de arranque, luminarias, etc.)- Personal y maquinaría requerida- Frecuencia de las operaciones
Ejemplo: T. CaldearenasReposición lámparas VSAPCoste anual: 9.000 €
1- ¿Por qué iluminarun túnel decarretera?
2- Diseñode la iluminación de
un túnel decarretera
3- Costes asociadosal sistema de
iluminación de untúnel de carretera
4- Nuevastecnologías en la
iluminación detúneles de carretera
5- Conclusiones
4- Nuevas tecnologías en la iluminación detúneles de carretera
- En enero 2011, CETU indicaba, en su nota informativa nº19,que los LEDs eran el futuro. ¿Ese futuro ya ha llegado?
4.1- Iluminación LED
1- ¿Por qué iluminarun túnel decarretera?
2- Diseñode la iluminación de
un túnel decarretera
3- Costes asociadosal sistema de
iluminación de untúnel de carretera
4- Nuevastecnologías en la
iluminación detúneles de carretera
5- Conclusiones
4- Nuevas tecnologías en la iluminación detúneles de carretera
- Ventajas de la tecnología LED- Luz blanca, elevado confort visual y reproducción cormática- Elevada vida útil- Adecuada eficiencia energética- Posibilidad de concentrar luz en la calzada- Posibilidad de regulación continua 0-100%- Encendido/apagado instantáneo
4.1- Iluminación LED
1- ¿Por qué iluminarun túnel decarretera?
2- Diseñode la iluminación de
un túnel decarretera
3- Costes asociadosal sistema de
iluminación de untúnel de carretera
4- Nuevastecnologías en la
iluminación detúneles de carretera
5- Conclusiones
4- Nuevas tecnologías en la iluminación detúneles de carretera4.1- Iluminación LED
- Desventajas de la tecnología LED- Tecnología novedosa. Incertidumbre en cuanto a vida útil ycostes de mantenimiento.- Coste de primera instalación superior al de otras tecnologías.- La eficacia del LED sigue subiendo y su precio bajando. ¿Esahora el mejor momento o es mejor esperar?- Dificultad de estimar precio equipos al final de su vida útil(segunda instalación).- A día de hoy, al final de su vida útil se requiere la sustitución dela luminaria completa.
1- ¿Por qué iluminarun túnel decarretera?
2- Diseñode la iluminación de
un túnel decarretera
3- Costes asociadosal sistema de
iluminación de untúnel de carretera
4- Nuevastecnologías en la
iluminación detúneles de carretera
5- Conclusiones
4- Nuevas tecnologías en la iluminación detúneles de carretera4.1- Iluminación LED
- Conclusiones:- Necesario realizar un detallado estudio lumínico económico,que considere todos los factores de comparación de formahomogénea- Avance tecnológico continuo: mayor eficiencia, mayor vidaútil, menor precio- Existen ventajas en el uso de la tecnología LED, alguna de lascuales comparte con otras tecnologías- Actualmente puede ser interesante en nuevas instalaciones ysólo en el alumbrado base- Puede requerir un menor mantenimiento que otrastecnologías. Solicitar avales fabricante. Formación personalmantenimiento
1- ¿Por qué iluminarun túnel decarretera?
2- Diseñode la iluminación de
un túnel decarretera
3- Costes asociadosal sistema de
iluminación de untúnel de carretera
4- Nuevastecnologías en la
iluminación detúneles de carretera
5- Conclusiones
4- Nuevas tecnologías en la iluminación detúneles de carretera4.2- Sistemas de telegestión
- Permiten el control del flujo luminoso emitido por cadaluminaria de forma individual
- Monitorización del estado de las luminarias (horas defuncionamiento, detección de averías)
1- ¿Por qué iluminarun túnel decarretera?
2- Diseñode la iluminación de
un túnel decarretera
3- Costes asociadosal sistema de
iluminación de untúnel de carretera
4- Nuevastecnologías en la
iluminación detúneles de carretera
5- Conclusiones
4- Nuevas tecnologías en la iluminación detúneles de carretera4.2- Sistemas de regulación de la iluminación
1- ¿Por qué iluminarun túnel decarretera?
2- Diseñode la iluminación de
un túnel decarretera
3- Costes asociadosal sistema de
iluminación de untúnel de carretera
4- Nuevastecnologías en la
iluminación detúneles de carretera
5- Conclusiones
4- Nuevas tecnologías en la iluminación detúneles de carretera4.2- Sistemas de regulación de la iluminación
- Caso práctico: túneles de Calahonda (Málaga, España)
- Ahorro energético superior al 30%- Amortización inferior a 4 años
1- ¿Por qué iluminarun túnel decarretera?
2- Diseñode la iluminación de
un túnel decarretera
3- Costes asociadosal sistema de
iluminación de untúnel de carretera
4- Nuevastecnologías en la
iluminación detúneles de carretera
5- Conclusiones
4- Nuevas tecnologías en la iluminación detúneles de carretera4.3- Bóvedas de transición lumínica
- Estructuras metálicas permanentes anteriores al túnel- Reducción paulatina de la entrada de luz a su través- Deben asegurar la dispersión de la luz filtrada para
iluminar uniformemente la calzada.
1- ¿Por qué iluminarun túnel decarretera?
2- Diseñode la iluminación de
un túnel decarretera
3- Costes asociadosal sistema de
iluminación de untúnel de carretera
4- Nuevastecnologías en la
iluminación detúneles de carretera
5- Conclusiones
4- Nuevas tecnologías en la iluminación detúneles de carretera4.3- Bóvedas de transición lumínica
- Amortización en 4 años- De momento sólo se tiene experiencia a nivel de
laboratorio- Se está estudiando su implantación en un túnel real:
¿incremento de longitud del túnel? ¿mantenimiento(limpieza)? ¿nieve, lluvia? ¿obstaculizaría acceso localestécnicos?
1- ¿Por qué iluminarun túnel decarretera?
2- Diseñode la iluminación de
un túnel decarretera
3- Costes asociadosal sistema de
iluminación de untúnel de carretera
4- Nuevastecnologías en la
iluminación detúneles de carretera
5- Conclusiones
4- Nuevas tecnologías en la iluminación detúneles de carretera
4.4- Uso de energías alternativas (energía fotovoltaica)
- No existen muchas referencias sobre el uso de la energíasolar fotovoltaica en túneles.
Túnel Pedro Galleguillos (Chile)
1- ¿Por qué iluminarun túnel decarretera?
2- Diseñode la iluminación de
un túnel decarretera
3- Costes asociadosal sistema de
iluminación de untúnel de carretera
4- Nuevastecnologías en la
iluminación detúneles de carretera
5- Conclusiones
4- Nuevas tecnologías en la iluminación detúneles de carretera4.4- Uso de energías alternativas (energía fotovoltaica)
- Ejemplo de aplicación:- Túnel 357 m, tráfico bidireccional- Primera aproximación: Alumbrado nocturno permanente
42 luminarias LED, 6.048 W de potencia instalada yfuncionamiento 24 h. al día.
- Energía consumida, radiación solar nº paneles.- Autonomía sistema nº baterías
1- ¿Por qué iluminarun túnel decarretera?
2- Diseñode la iluminación de
un túnel decarretera
3- Costes asociadosal sistema de
iluminación de untúnel de carretera
4- Nuevastecnologías en la
iluminación detúneles de carretera
5- Conclusiones
4- Nuevas tecnologías en la iluminación detúneles de carretera4.4- Uso de energías alternativas (energía fotovoltaica)
- Costes de instalación: 207.000 €- Ahorro anual en factura eléctrica: 7.500 €
- Coste infraestructura eléctrica necesaria para llevar a cabo elsuministro: 175.000 €
- Si se considera el alumbrado de refuerzo, la potencia instalada semultiplica por 11, así como el coste de la instalación fotovoltaica.
- Sin embargo, el coste de la infraestructura eléctrica necesaria enese caso no se multiplica por 11.
1- ¿Por qué iluminarun túnel decarretera?
2- Diseñode la iluminación de
un túnel decarretera
3- Costes asociadosal sistema de
iluminación de untúnel de carretera
4- Nuevastecnologías en la
iluminación detúneles de carretera
5- Conclusiones
4- Nuevas tecnologías en la iluminación detúneles de carretera4.4- Uso de energías alternativas (energía fotovoltaica)
- Adecuado para consumos reducidos alejados de lared de distribución
- Muchas variables en juego. Se debe estudiar cadacaso de manera particular
- Se debe considerar el mantenimiento y vandalismo- Retorno de experiencia
1- ¿Por qué iluminarun túnel decarretera?
2- Diseñode la iluminación de
un túnel decarretera
3- Costes asociadosal sistema de
iluminación de untúnel de carretera
4- Nuevastecnologías en la
iluminación detúneles de carretera
5- Conclusiones
5- Conclusiones
- Es necesario iluminar los túneles.- Se trata de una instalación que presenta unos
costes de instalación y mantenimiento elevados.- Se han presentado nuevas tecnologías, que
implicarían un mayor coste de instalación, pero quepodrían reducir costes de explotación
Recomendaciones para el futuro:
- No dejarnos llevar por el entusiasmo del fabricante.- Muchas variables en juego. Cada caso debe
estudiarse de manera particular- Necesidad de realizar experiencias piloto a escala
real- Retorno de experiencia
