tendencias en iluminación: edificios y alumbrado … · nom-025-stps-2008 condiciones de...
TRANSCRIPT
Tendencias en Iluminación:
Edificios y Alumbrado Público
La Importancia de la Normalización
Ing. Alex Ramírez Rivero
“FORO DE ILUMINACION
Y TECNOLOGIA 2016”
Alex Ramírez Rivero, Consultor
¿Cómo seleccionar la Mejor Opción Tecnológica en Iluminación?
1. ¿La que ahorre más energía?
2. ¿La de menor inversión?
3. ¿La de mayor rentabilidad?
4. ¿La de mejor imagen corporativa?
5. ¿La que tenga el costo demantenimiento más bajo?
6. ¿La que sea más segura desde elpunto de vista eléctrico?
7. ¿La de mejor cantidad y calidad deluz?
8. ¿La de mayor probabilidad deconfort visual? (VCP)
9. ¿La que se fabrique localmente o conmayor integración nacional?
Copyright@Enerlum v2.3
Derechos Reservados
Biblioteca Nacional de Ciencia y Tecnología IPN
Alex Ramírez Rivero, Consultor
La Importancia de la Normalización
Copyright@Enerlum v2.3
Derechos Reservados
• NOM: Articulo. 3, Fracción XI. NormaOficial Mexicana: la regulación técnicade observancia obligatoria expedidapor las dependencias competentes,conforme a las finalidadesestablecidas en el artículo 40, queestablece reglas, especificaciones,atributos, directrices, características oprescripciones aplicables a unproducto, proceso, instalación,sistema, actividad, servicio o métodode producción u operación, así comoaquellas relativas a terminología,simbología, embalaje, marcado oetiquetado y las que se refieran a su
cumplimiento o aplicación.
Normas y Certificaciones para la Seguridad Eléctrica y la CE de los Equipos
Las certificaciones de seguridad eléctrica y compatibilidadelectromagnética dan la certidumbre de que los equipos queadquirimos fueron diseñados bajo normas y estándares de calidad.
Alex Ramírez Rivero, ConsultorCopyright@Enerlum v2.3
Derechos Reservados
Alex Ramírez Rivero, Consultor
Normas de Seguridad Eléctrica
Copyright@Enerlum v2.3
Derechos Reservados
Certificaciones de Eficiencia Energética
Las Certificaciones de Eficiencia Energética permiten identificar losequipos ahorradores de energía. En algunos casos como LEDs o AP serecomienda que la certificación sea para el luminario en conjunto.
Alex Ramírez Rivero, ConsultorCopyright@Enerlum v2.3
Derechos Reservados
Normas y Certificaciones Ambientales
Gran parte de los equipos eléctricos y electrónicos pueden contener unacantidad considerable de desechos tóxicos, para regularlos existen normascomo la 2002/95/CE y la TCLP de Estados Unidos.
Se basa en la Directiva 2002/95/CErestringe el uso de 6 sustanciaspeligrosas en aparatos eléctricos yelectrónicos: Plomo, Mercurio, Cadmio,Cromo VI, PBB y PBDE.
TCLP de USA y la del Estado de California sobre contenido de compuestos tóxicos.
Alex Ramírez Rivero, ConsultorCopyright@Enerlum v2.3
Derechos Reservados
Alex Ramírez Rivero, Consultor
Impacto Ambiental con Sistemas de Iluminación Artificial
Copyright@Enerlum v2.3
Derechos Reservados
Alex Ramírez Rivero, Consultor
EC0414 Instalación de Sistemas de Iluminación Eficientes
Alex Ramírez Rivero, Consultor
Terminología: Norma de Vocablos Técnicos
Alex Ramírez Rivero, Consultor
Alertas en la Interpretación de la Información Comercial
Copyright@Enerlum v2.3
Derechos Reservados
Alex Ramírez Rivero, ConsultorCopyright@Enerlum v2.3
Derechos Reservados
Algunas Normas de Producto
1. NOM-017-ENER/SCFI-2012Eficiencia energética y requisitos de seguridad de lámparas fluorescentes compactas autobalastradas. Límites y métodos de prueba.
2. NOM-028-ENER-2010Eficiencia energética de lámparas para uso general. Límites y métodos de prueba.
3. NOM-030-ENER-2012Eficacia luminosa de lámparas de diodos emisores de luz.
4. NOM-031-ENER-2012Eficiencia energética para luminarios con diodos emisores de luz destinados a vialidades y áreas exteriores públicas. Especificaciones y métodos de prueba.
La Sensibilidad Relativa del Ojo Humano
Alex Ramírez Rivero, ConsultorCopyright@Enerlum v2.3
Derechos Reservados
El tamaño de la pupila, la agudeza visual y la sensibilidad del ojo humano dependen de las características de la luz incidente (DPE, TCC, CRI, L, Æ, etc.) y de la Melanopsina
Alex Ramírez Rivero, ConsultorCopyright@Enerlum v2.3
Derechos Reservados
Curvas de Sensibilidad del Ojo Humano
Efic
acia
lum
ino
sa r
elat
iva
0
1,0
0,6
0,8
0,2
0,4
400 500 600 700
V(𝝀)
555 nm
nm
Función
Fotópica
Efic
acia
lum
ino
sa r
elat
iva
0
1,0
0,6
0,8
0,2
0,4
400 500 600 700
V′(𝝀)
508 nm
nm
Función
Escotópica
f (Hz)
l (m)
l (nm)400 500 600 700
(Niveles
altos)(Niveles
bajos)
Tonos azules
Tonos rojos
Microonda
sIR Ondas de radioUVRayos XRayos g
Alex Ramírez Rivero, ConsultorCopyright@Enerlum v2.3
Derechos Reservados
Percepción de las Fuentes de Luz con la Visión Fotópica
Alex Ramírez Rivero, ConsultorCopyright@Enerlum v2.3
Derechos Reservados
Impacto de la Sensibilidad Instantánea del Ojo Humano en la Eficacia Verdadera
Alex Ramírez Rivero, ConsultorCopyright@Enerlum v2.3
Derechos Reservados
Evaluación del Espectro en LEDs
Precisión del punto blanco a menos de 3 SDCM (Standard Deviation of Color Matching).
Espectro completo para reproducción de colores.
Excelente estabilidad de color (No shift color).
Blanco balanceado con desempeño basado en más de 70% de excitación de blanqueadores ópticos (OBA).
Emisión espectral entre 400 nm y 440 nm.
Alex Ramírez Rivero, Consultor
Efecto Fotóxico de las Energías Radiantes (Visible, UV, IR)
Copyright@Enerlum v2.3
Derechos Reservados
* Dra. Celia Sánchez-Ramos, Universidad Europea de Madrid
¿430 nm?
Efecto Fototóxico de la Radiación Visible
430 nm
Seúl, Corea
Rojos enriquecidos
Corte de Azules Fototóxicos
Efecto Fototóxico de la Radiación Visible
Alex Ramírez Rivero, ConsultorCopyright@Enerlum v2.3
Derechos Reservados
Evaluación del Flicker Optico en LEDs
Alex Ramírez Rivero, ConsultorCopyright@Enerlum v2.3
Derechos Reservados
Algunas Normas de Desempeño (1)
a. NOM-025-STPS-2008Condiciones de iluminación en los centros de trabajo.
Programa de Ahorro de
Energía mediante Iluminación
Espectralmente Mejorada:
Justificación Económica
Ahorro de Energía en
Oficinas mediante
Lámparas Fluorescentes
Escotópicamente
Mejoradas
Alex Ramírez Rivero, ConsultorCopyright@Enerlum v2.3
Derechos Reservados
Visión Escotópicamente Mejorada
Programa de Ahorro de
Energía mediante
Iluminación Espectralmente
Mejorada: Evaluación en
Campo
Alex Ramírez Rivero, Consultor
Nuevos Criterios para la Evaluación del Desempeño de Fuentes de Luz (3)
Copyright@Enerlum v2.3
Derechos Reservados
TM-24: An Optional Method for Adjustingthe Recommended Illuminance forVisually Demanding Tasks within IES Illuminance Categories P through Y basedon Light Source Spectrum [IES 2013]
El Método EVE (Equivalent Visual Efficiency) se basa en la premisa de que 2 características deben ser consideradas: la iluminancia y la relación S/P.
Alex Ramírez Rivero, ConsultorCopyright@Enerlum v2.3
Derechos Reservados
Algunas Normas de Desempeño (2)
b. NOM-007-ENER-2014Eficiencia energética para sistemas de alumbrado en edificios no residenciales.
Alex Ramírez Rivero, Consultor
Indices Energéticos e Iluminancia Horizontal Promedio
Copyright@Enerlum v2.3
Derechos Reservados
Alex Ramírez Rivero, Consultor
Efecto de Caverna indeseable con Iluminancia Horizontal aceptable
Copyright@Enerlum v2.3
Derechos Reservados
Parámetros a medir en campo:
1. Iluminancia Horizontal promedio
2. Iluminancia Vertical Promedio
3. Relación Horizontal a Vertical
4. Y ¿Flicker, uniformidad, velo, PCV?
Alex Ramírez Rivero, Consultor
Consideraciones Adicionales en Iluminación Interior
Copyright@Enerlum v2.3
Derechos Reservados
Alex Ramírez Rivero, Consultor
Costos a 1 y 16 Años
Copyright@Enerlum v2.3
Derechos Reservados
Alex Ramírez Rivero, Consultor
¿Qué viene?
Copyright@Enerlum v2.3
Derechos Reservados
1. Otras definiciones de Luz y Color.
2. El Valor agregado de una medición correcta de la luz.
3. La “Iluminancia Unificada”.
4. La Luz y el Ritmo Circadiano.
5. Calificación de Color “Clase “A” y el Gamut Area Index (GAI).
6. Iluminación Eficiente espectralmente mejorada.
7. Costo/Beneficio de la luz usada eficiente y racionalmente.
Alex Ramírez Rivero, ConsultorCopyright@Enerlum v2.3
Derechos Reservados
Mercado Potencial de Alumbrado Público en México
Alex Ramírez Rivero, ConsultorCopyright@Enerlum v2.3
Derechos Reservados
Algunas Normas de Desempeño (3)
4. NOM-013-ENER-2012Eficiencia energética para sistemas de alumbrado en vialidades.
El sistema de
fotometría
Mesópica de la CIE
Áreas exteriores
públicas
Solicitud de
actualización
Avances en la
industria de la
iluminación
Reducción
significativa de su
consumo de energía
Vialidades
Nuevos valores de
DPEA (W/m2)
NOM-013-ENER-2013
Eficiencia energética
para sistemas de
alumbrado
Alex Ramírez Rivero, ConsultorCopyright@Enerlum v2.3
Derechos Reservados
Densidad de Potencia Eléctrica por Alumbrado [DPEA]
Densidad de potencia
eléctrica por alumbrado
(DPEA)
Índice energético Carga conectada (W) Área a iluminar (m2)
𝑫𝑷𝑬𝑨 =𝑪𝒂𝒓𝒈𝒂 𝒕𝒐𝒕𝒂𝒍 𝒄𝒐𝒏𝒆𝒄𝒕𝒂𝒅𝒂 𝒑𝒂𝒓𝒂 𝒂𝒍𝒖𝒎𝒃𝒓𝒂𝒅𝒐 [ 𝑾 ]
Á𝒓𝒆𝒂 𝒕𝒐𝒕𝒂𝒍 𝒊𝒍𝒖𝒎𝒊𝒏𝒂𝒅𝒂 [𝒎𝟐]
Potencia del conjunto
(W)
Nivel de iluminación
(lx)
Consumo de
energía
(kWh)
Alex Ramírez Rivero, ConsultorCopyright@Enerlum v2.3
Derechos Reservados
Criterios para la Evaluación de los Sistemas de Alumbrado Público
Efic
acia
lum
ino
sa (
lm/W
)
0
1500
900
1200
300
600
400 500 600 700 l(nm)
1800
V(𝝀)
V’(𝝀)
Vmes(𝝀)
Función escotópica
V’(𝝀)Función fotópica
V(𝝀)Funciones mesópicas
Vmes(𝝀)
Límite inferior → Función escotópica
Límite superior → Función fotópica
Depende del nivel de iluminación
y del aspecto cromático de la luz
Sistema de fotometría
mesópica
Alex Ramírez Rivero, ConsultorCopyright@Enerlum v2.3
Derechos Reservados
Nuevos Criterios para la Evaluación de la Iluminancia y la Luminancia
Luminancia
[cd/m2]0,001 0,1 1 10
Niveles promedio
para alumbrado
de vialidades
2,00,5
1,20,3
Umbral mínimo
de los conos
Comienza la
saturación de los
bastones
Niveles promedio
para alumbrado
de vialidades
Visión
escotópicaVisión fotópicaVisión mesópica
Bastones Conos
Alex Ramírez Rivero, ConsultorCopyright@Enerlum v2.3
Derechos Reservados
Sistemas de Fotometría Mesópica (1)
USP
MOVE
MES-1
MES-2
Tiempo de
reacción
Detección
Tiempo de
reacción
Reconocimiento
Sistema intermedio entre
el USP y el MOVE
Sistema intermedio entre
el USP y el MOVE
Sistema de la
fotometría
unificada
Modelo de
fotometría
mesópica
basado en el
desempeño
visual
Sistema
intermedio 1
Sistema
intermedio 2
Mark Rea,
Bullough,
Bierman y
Freyssinier-
Nova
Liisa Halonen,
Marjukka
Eloholma y
otros
Reporte técnico
CIE 191:2010
Reporte técnico
CIE 191:2010
0,001
a
0,6 cd/m2
0,01
a
10 cd/m2
0,01
a
3 cd/m2
0,05
a
5 cd/m2
Condiciones
acromáticas
Principalment
e condiciones
cromáticas
Alex Ramírez Rivero, ConsultorCopyright@Enerlum v2.3
Derechos Reservados
Sistemas de Fotometría Mesópica (2)
USP
MOVE
MES-1
MES-2
Alex Ramírez Rivero, Consultor
Herramientas para Evaluar el Desempeño Real de Fuentes de Luz
Copyright@Enerlum v2.3
Derechos Reservados
Alex Ramírez Rivero, ConsultorCopyright@Enerlum v2.3
Derechos Reservados
Aplicación del criterio L70 aplicable a todas la Fuentes de Luz
Con Electrodos Sin Electrodos
L70
Alex Ramírez Rivero, ConsultorCopyright@Enerlum v2.3
Derechos Reservados
Vida Nominal Típica de diferentes Sistemas
Alex Ramírez Rivero, ConsultorCopyright@Enerlum v2.3
Derechos Reservados
Depreciación de Flujo Luminoso
Depreciación del flujo luminoso por tecnología a las 12 000 horas
Tipo de lámparaVida nominal
[Horas]
Intervalo DFL a
12 000 horas de
vida
DFL media a
12 000 horas
de vida
Aditivos metálicos con tubo de
descarga de cuarzo (convencional)10 000 a 20 000 0,45 a 0,64 0,545
Aditivos metálicos con tubo de
descarga de cuarzo (PS)10 000 a 20 000 0,45 a 0,85 0,650
Aditivos metálicos con tubo de
descarga cerámico15 000 a 30 000 0,58 a 0,89 0,735
Inducción inductor interno e
inductor externo60 000 a 100 000 s.d. 0,900
LEDs 35 000 a 50 000 s.d. 0,920
Sodio alta presión 18 000 a 32 000 0,81 a 0,94 0,875
Sodio alta presión optimizado 28 000 a 36 000 0,84 a 0,96 0,895
DFL a las
12 000 horas
Equipos de
mayor vida y
menor
depreciación
Conservan su
eficacia por
mayor tiempo a
lo largo de su
vida útil
Alex Ramírez Rivero, ConsultorCopyright@Enerlum v2.3
Derechos Reservados
Iluminancias Fotópica y Mesópica
16,94
14
15,96 15,96
0
3
6
9
12
15
18
Fuente de luz amarilla(S/P = 0,65)
Fuente de luz blanca(S/P = 1,85)
Ilu
min
anci
a (l
x)
Iluminancia fotópica Iluminancia mesópica
Niveles mesópicos equivalentes
(Nuevo criterio)
Con ambas fuentes
se tiene el mismo desempeño visual
12.0011.00
12.00
9.00
0
2
4
6
8
10
12
14
Nivelrequerido(Fotópico)
Nivelrequerido
(Mesópico)
Nivelfotópico
requeridopara VSAP(S/P=0,65)
Nivelfotópico
requeridopara luzblanca
(S/P=1,80)
Ilu
min
anci
a (l
x)
Actual Propuesto
Nivel requerido para Vías primarias
y colectoras con R2 o R3
Alex Ramírez Rivero, ConsultorCopyright@Enerlum v2.3
Derechos Reservados
Sistemas Fotovoltaicos tipo Isla en Alumbrado Público
Es un conjunto de equipos integradospara realizar 4 funcionesfundamentales:
1. Transformar directa yeficientemente la energía solar enenergía eléctrica.
2. Almacenar la energía eléctricagenerada (Tipo Aislado).
3. Proveer adecuadamente la energíaproducida y almacenada.
4. Utilizar eficientemente a través deun sistema de LEDs HBl a energíaproducida y almacenada.
Alex Ramírez Rivero, ConsultorCopyright@Enerlum v2.3
Derechos Reservados
Concepto Smart City, ciudades inteligentes
Los sistemas de LED para alumbrado público combinados con sensores, controles, transmisores inalámbricos y microprocesadores están transformando diferentes ciudades alrededor del mundo.
A partir de los luminarios es posible monitorear información de tránsito, lugares de estacionamiento e inclusive indicadores de violencia. Las ciudades inteligentes ya están en marcha.
Alex Ramírez Rivero, Consultor
Reflexiones
1. La ingeniería en iluminación es apasionante porque lasalternativas de solución siempre son innumerables.
2. La tecnología está en constante desarrollo lo que exigeque las normas se mantengan en actualización constante.
3. La diversidad de normas obligatorias exige la supervisiónde la autoridad para evitar la falta de concordancia entreellas.
4. México tiene una fuerte estructura institucional ynormativa.
¡LAS NORMAS SON LA MEJOR HERRAMIENTA
PARA LOS PROFESIONALES!
Copyright@Enerlum v2.3
Derechos Reservados
Alex Ramírez Rivero, Consultor
¿Para qué sirve que tengamos luz si no es
para iluminar el camino de los demás?
Mahatma Gandhi
GENERTEK, S.A. DE C.V.CONSULTORES EN INGENIERÍA ENERGÉTICA
Tuxpango 109 Col. Industrial C.P. 07800 México, D.F.
(01) 52-5759-3511
(01) 52-5759-1858
Alex Ramírez Rivero, Consultor