trabajo con dialux

Universidad de Costa Rica Facultad de Ingeniería

Escuela de Ingeniería Eléctrica

IE – 0502 Proyecto Eléctrico

Guía metodológica para el desarrollo de diseños de iluminación de vías públicas.

Por:

José Ángel Corella Vargas

Ciudad Universitaria Rodrigo Facio

Julio del 2010

ii

Guía metodológica para el desarrollo de diseños de iluminación de vías públicas.

Por:

José Ángel Corella Vargas

Sometido a la Escuela de Ingeniería Eléctrica

de la Facultad de Ingeniería

de la Universidad de Costa Rica

como requisito parcial para optar por el grado de:

BACHILLER EN INGENIERÍA ELÉCTRICA

Aprobado por el Tribunal:

_________________________________ Ing. Luis Fdo. Andrés Jácome

Profesor Guía

_________________________________ _________________________________ Ing. Juan Ramón Rodríguez Solera Ing. Guillermo Ureña Granados Profesor lector Ingeniero Lector

iii

DEDICATORIA

A mi madre, Lucia Corella, que me ha dado su apoyo incondicional a través de toda

mi vida, a mi abuela Mary Vargas que ha sido como una segunda madre, a mis amigos

Andrej Badilla, Pablo Díaz, Alfonso Brenes y Aarón Alvarado que juntos me han dado su

apoyo, cariño y amor y han hecho de este camino algo divertido y llevadero.

A todos mis amigos y compañeros de esta escuela, que han trabajado, trasnochado y

estudiado conmigo a través de estos años.

A las personas que ya no se encuentran con nosotros y que en el pasado me dieron

su amistad, cariño y amor, J.H.H y A.J.M.L.

Muchas gracias a todos, por estar ahí, por oírme, por reganarme, por preocuparse,

por las vaciladas, por las alegrías y por todo lo que hemos vivido juntos.

iv

RECONOCIMIENTOS

A Luis Fernando Andrés Jácome, por permitirme trabajar en este proyecto y por la

guía que me ha dado a través de este.

A Guillermo Ureña, Juan Ramón Rodríguez, que aceptaron ser lectores y me ha

ayudado a la realización de este trabajo

A Mario Marín, por su ayuda técnica y de información, indispensables para la

realización de este proyecto.

Y a todas las personas que me ayudaron de alguna manera u otra a completar esta

labor.

v

ÍNDICE GENERAL

DEDICATORIA .......................................................................................... iii

RECONOCIMIENTOS ............................................................................... iv

ÍNDICE GENERAL ...................................................................................... v

ÍNDICE DE FIGURAS ................................................................................. x

ÍNDICE DE TABLAS ................................................................................ xix

NOMENCLATURA ................................................................................. xxiv

RESUMEN................................................................................................. xxv

CAPÍTULO 1: Introducción ......................................................................... 1

1.1 Objetivos ................................................................................................................. 3 1.1.1 Objetivo general .................................................................................................. 3 1.1.2 Objetivos específicos .......................................................................................... 3

1.2 Metodología .................................................................................................... 4 CAPÍTULO 2: Conceptos básicos de iluminación. ...................................... 6

2.1 Iluminación en general. ........................................................................................... 6 2.1.1 Conceptos básicos de iluminación. ..................................................................... 6

2.1.1.1 Intensidad Luminosa. ...................................................................................... 6

2.1.1.2 Flujo Luminoso. .............................................................................................. 7 2.1.1.3 Iluminancia. .................................................................................................... 7 2.1.1.4 Luminancia. .................................................................................................... 7 2.1.1.5 Reflexión. ........................................................................................................ 7 2.1.1.6 Transmisión. ................................................................................................... 9 2.1.1.7 Refracción. ...................................................................................................... 9 2.1.1.8 Deslumbramiento. ......................................................................................... 10 2.1.1.9 Factor de mantenimiento. ............................................................................. 10

2.1.1.10 Factor de uniformidad general: ....................................................................... 10 2.1.1.11 Factor de uniformidad longitudinal: ............................................................... 10 2.1.1.12 Deslumbramiento perturbador: Incremento Umbral (TI): .............................. 11

2.1.1.13 Coeficiente de iluminación en los alrededores: ............................................. 11

2.1.1.14 Temperatura del color. .................................................................................... 11 2.1.1.15 Índice de reproducción de color (IRC). ......................................................... 13

2.1.2 Curvas de distribución. ......................................................................................... 14 2.1.3 Otros tipos de curvas ............................................................................................. 19 2.2 Alumbrado de calles y carreteras. ......................................................................... 22

vi

2.2.1 Conceptos básicos de alumbrado de vías. ......................................................... 22

2.2.1.1 Calzada. ......................................................................................................... 22 2.2.1.2 Autopista. ...................................................................................................... 23 Carretera de acceso restringido, de cuatro o más carriles de circulación, con isla central divisoria o sin ella. ............................................................................................ 23 2.2.1.3 Calles residenciales. ...................................................................................... 23 2.2.1.4 Tramo Singular. ............................................................................................ 23 2.2.1.3 Pérdidas de trazado. ....................................................................................... 23 2.2.1.5 Retícula de cálculo. ....................................................................................... 24 2.2.1.6 Luminancia de velo. ...................................................................................... 24 2.2.1.7 Angulo de apantallamiento. .......................................................................... 24

2.2.2 Distribuciones típicas en puntos singulares. ..................................................... 24

2.2.2.1 Cruce T. ........................................................................................................ 25 2.2.2.2 Cruce en cruz. ............................................................................................... 25 2.2.2.3 Rotondas. ...................................................................................................... 25 2.2.2.4 Curvas. .......................................................................................................... 26 2.2.3 Distribuciones típicas de tramos rectos. ........................................................... 27

2.2.3.1 Distribución unilateral. ..................................................................................... 27 2.2.3.2 Distribución bilateral tresbolillo. ...................................................................... 28 2.2.3.3 Distribución bilateral pareada. ......................................................................... 28 2.2.3.4 Distribución axial o central. .............................................................................. 28 2.2.3.5 Distribución con catenaria. ............................................................................... 29 2.2.4 Disposición de puntos de luz en alzado. ............................................................ 29 2.2.5 Disposición de luminarias en intersecciones. ................................................... 31

2.2.5.1 Intersecciones en ángulo recto con las dos calzadas iluminadas. ................. 31

2.2.5.2 Intersecciones en T de dos calzadas iluminadas parcialmente canalizadas. . 34

2.2.5.3 Intersecciones en Y o T de dos calzadas totalmente canalizadas. ................ 35

2.2.6 Vegetación. ....................................................................................................... 36 2.3 Lámparas y Luminarias. ....................................................................................... 37

2.3.1 Lámparas. ............................................................................................................. 37 2.3.1.1 Lámparas incandescentes. ................................................................................. 38 2.3.1.2 Lámparas fluorescentes. ................................................................................... 38 2.3.1.3 Lámparas de vapor de mercurio a alta presión. .............................................. 39

2.3.1.4 Lámparas de luz mezcla. .................................................................................. 40 2.3.1.5 Lámparas de halogenuros metálicos. ................................................................ 41 2.3.1.6 Lámparas de inducción magnética. ................................................................. 42 2.3.1.7 Lámparas LED’s ............................................................................................... 43 2.3.1.8 Lámparas de sodio a baja presión. ................................................................... 44 2.3.1.9 Lámparas de sodio de alta presión. .................................................................. 46 2.3.2 Luminarias. ......................................................................................................... 47 2.3.2.1 Armadura o carcasa. ........................................................................................ 48

vii

2.3.2.2 Equipo eléctrico. .............................................................................................. 49 2.3.2.3 Reflectores. ...................................................................................................... 49 2.3.2.4 Difusores. ......................................................................................................... 50 2.3.2.5 Filtros. .............................................................................................................. 50 2.3.3 Clasificación de luminarias. ................................................................................ 51 2.3.3.1 Clasificación por el grado de protección eléctrica. ........................................... 51

2.3.3.2 Clasificación por condiciones operativas. ........................................................ 51 2.3.3.3 Clasificación según la inflamabilidad de la superficie de montaje. .................. 53

2.3.3.4 Luminarias para instalaciones de iluminación interior. ................................... 54

2.3.3.5 Luminarias para instalaciones de iluminación pública. ................................... 55

2.4 Criterios de diseño para la iluminación de carreteras. .......................................... 60

2.4.1 Criterios de decisión en la necesidad de iluminación de una carretera. ............. 60

2.4.2 Clasificación de las situaciones de proyecto. ...................................................... 61 2.4.3 Selección del tipo de alumbrado. ....................................................................... 62 2.4.3.1 Alumbrado para calzadas secas. .................................................................... 62 2.4.3.2 Casos de calzadas mojadas. ............................................................................. 63 2.4.3.3 Tramos singulares. .......................................................................................... 63 2.4.3.4 Clases de alumbrado de similar nivel de iluminación. ................................... 65

2.4.4 Clasificación de situaciones de proyecto y tipos de alumbrado. ........................ 66

2.4.5 Alumbrado a gran altura. .................................................................................. 68 CAPITULO 3: Normativas internacionales y nacionales aplicadas en la iluminación de vías públicas. ...................................................................... 71

3.1 Organismos normativos internacionales ........................................................................ 71 3.1.1 Comisión internacional de iluminación. ............................................................. 71 3.1.2 National Electrical Manofacturers Association (Asociacion Nacional de Manofacturantes Eléctricos), (N.E.M.A). ..................................................................... 73 3.1.3 International Organization for Standardization (organización internacional para la estandarización), (I.S.O). .......................................................................................... 74 3.1.4 Institute of Electrical and Electronics Engineers, (instituto de ingenieros eléctricos y electrónicos), (I.E.E.E). ............................................................................. 75

3.2 Normativa Nacional. ...................................................................................................... 75 3.2.1 De la CNFL. ........................................................................................................ 76

Capitulo 4: Estudio y análisis del estado de la iluminación actual de las vías públicas existentes, utilizando los diferentes tipos de haz luminoso y de luminarias que se utilizan vías públicas. .................... 79

4.1 Procedimiento de trabajo en Dialux. ............................................................................... 81 4.2 Calles Residenciales. ..................................................................................................... 92

4.2.1 Análisis para luminaria Roy Alpha S.A CAL734 Calima II 150 W Na**, Unilateral. ..................................................................................................................... 92

viii

4.2.2 Análisis para luminaria Roy Alpha S.A CAL734 Calima II 150 W Na**, bilateral. ........................................................................................................................ 94

4.2.3 Análisis para luminaria Roy Alpha S.A CAL734 Calima II 150 W Na, Tresbolillo. .................................................................................................................... 96

4.2.4 Análisis para luminaria Roy Alpha S.A CAL451 Calima II-STD.R.A 250 W Na, Unilateral. ..................................................................................................................... 98

4.2.5 Análisis para luminaria Roy Alpha S.A CAL451 Calima II-STD.R.A 250 W Na, Bilateral. ...................................................................................................................... 100

4.2.6 Análisis para luminaria Roy Alpha S.A CAL451 Calima II-STD.R.A 250 W Na, Tresbolillo. .................................................................................................................. 102

4.2.7 Análisis para luminaria Celsa, ORION RS 150W VSAP, Na, unilateral. ........ 104

4.2.8 Análisis para luminaria Celsa, ORION RS 150W VSAP, Na, bilateral. ........... 106

4.2.9 Análisis para luminaria Celsa, ORION RS 150W VSAP, Na, tresbolillo. ........ 108

4.2.10 Análisis para luminaria Celsa, ORION RS 250W VSAP, Na, unilateral. ...... 110

4.2.11 Análisis para luminaria Celsa, ORION RS 250W VSAP, Na, bilateral. ......... 112

4.2.12 Análisis para luminaria Celsa, ORION RS 250W VSAP, Na, tresbolillo. ..... 114

4.3 Calle comercial de 2 carriles. ........................................................................................ 116 4.3.1 Análisis para luminaria Roy Alpha S.A CAL734 Calima II 150 W Na, Unilateral. ................................................................................................................... 116

4.3.2 Análisis para luminaria Roy Alpha S.A CAL734 Calima II 150 W Na, Bilateral. .................................................................................................................................... 118

4.3.3 Análisis para luminaria Roy Alpha S.A CAL734 Calima II 150 W Na, tresbolillo. ................................................................................................................... 120

4.3.4 Resultados del análisis para luminaria Roy Alpha S.A CAL451 Calima II-STD.R.A 250 W Na, en calle comercial de 2 carriles, unilateral. ............................. 122

4.3.5 Análisis para luminaria Roy Alpha S.A CAL451 Calima II-STD.R.A 250 W Na, bilateral. ...................................................................................................................... 124

4.3.6 Análisis para luminaria Roy Alpha S.A CAL451 Calima II-STD.R.A 250 W Na, tresbolillo. ................................................................................................................... 126

4.3.7 Análisis para luminaria Celsa, ORION RS 150W VSAP, Na, unilateral. ......... 128



4.3.10 Análisis para luminaria Celsa, ORION RS 250W VSAP, Na, unilateral. ....... 134


4.3.12 Análisis para luminaria Celsa, ORION RS 250W VSAP, Na, tresbolillo. ..... 138

4.4 Calle comercial de 4 carriles. ....................................................................................... 141 4.4.1 Análisis para luminaria Roy Alpha S.A CAL734 Calima II 150 W Na, Unilateral. ................................................................................................................... 141

4.4.2 Análisis para luminaria Roy Alpha S.A CAL734 Calima II 150 W Na, bilateral. .................................................................................................................................... 143

ix

4.4.3 Análisis para luminaria Roy Alpha S.A CAL734 Calima II 150 W Na, tresbolillo. ................................................................................................................... 145

4.4.4 Resultados del análisis para luminaria Roy Alpha S.A CAL451 Calima II-STD.R.A 250 W Na, unilateral. .................................................................................. 147 4.4.5 Resultados del análisis para luminaria Roy Alpha S.A CAL451 Calima II-STD.R.A 250 W Na, bilateral. .................................................................................... 149 4.4.6 Resultados del análisis para luminaria Roy Alpha S.A CAL451 Calima II-STD.R.A 250 W Na,, tresbolillo. ................................................................................ 151 4.4.7 Análisis para luminaria Celsa, ORION RS 150W VSAP, Na, unilateral. ......... 153



4.4.10 Análisis para luminaria Celsa, ORION RS 250W VSAP, Na, unilateral. ....... 159


4.4.12 Análisis para luminaria Celsa, ORION RS 250W VSAP, Na, tresbolillo. ...... 163

4.5 Radiales. ........................................................................................................................ 165



4.5.3 Análisis para luminaria Roy Alpha S.A CAL451 Calima II-STD.R.A 250 W Na, central. ......................................................................................................................... 170



4.5.6 Análisis para luminaria Celsa, ORION RS 250W VSAP, Na, central. ............. 176

4.6 Autopistas. .................................................................................................................... 178



4.6.3 Análisis para luminaria Roy Alpha S.A CAL451 Calima II-STD.R.A 250 W Na, central. ......................................................................................................................... 182



4.6.6 Análisis para luminaria Celsa, ORION RS 250W VSAP, Na, central. ............. 188

Capitulo 5: Conclusiones y recomendaciones. ......................................... 191

BIBLIOGRAFÍA ....................................................................................... 203

Anexos. ....................................................................................................... 204

x

ÍNDICE DE FIGURAS

Figura 2.1.1.5- 1 Diferentes tipos de reflexión. ...................................................................... 8

Figura 2.1.1.6- 1 Transmisión de un haz de luz entre dos medios. ......................................... 9

Figura 2.1.1.7- 1Refracción de un haz de luz. ...................................................................... 10 Figura 2.1.1.10- 1 Curva de temperatura de color de un cuerpo negro. ............................... 13

Figura 2.1.2- 1 Ejemplo de curva de distribución fotométrica. ............................................ 15 Figura 2.1.2- 2 Dos curvas de distribución de la misma emisión luminosa. ........................ 16 Figura 2.1.2- 3 Tipos de clasificación de luminarias según su distribución de luz. ............. 17 Figura 2.1.2- 4 Distribución luminosa de una luminaria fluorescente. ................................. 18 Figura 2.1.2- 5 Distribución horizontal sobre un cono de generatriz a 70 grados con la vertical para una luminaria asimétrica de alumbrado público. ............................................. 18 Figura 2.1.3- 1 Ilustración de un diagrama de isocandelas. .................................................. 20

Figura 2.1.3- 2 Ilustración de un diagrama isolux. ............................................................... 21 Figura 2.2.1.5- 1 Angulo de apantallamiento de una luminaria. .......................................... 24

Figura 2.2.2.1- 1 Distribución típica de un cruce tipo T. ...................................................... 25 Figura 2.2.2.2- 1 Distribución típica de un cruce en cruz. .................................................... 25 Figura 2.2.2.3- 1 Distribución en rotonda con diámetro central menor a 18 m. ................... 26

Figura 2.2.2.3- 2 Distribución en rotonda con diámetro central mayor a 18 m. ................... 26

xi

Figura 2.2.2.4 - 1 Distribución típica de una curva. ............................................................. 27 Figura 2.2.3.1- 1 Distribución unilateral de luminarias. ....................................................... 27 Figura 2.2.3.2- 1 Distribución bilateral tresbolillo. .............................................................. 28 Figura 2.2.3.3- 1Distribución bilateral pareada. .................................................................. 28 Figura 2.2.3.4- 1Distribución central para vía de dos o más carriles. .................................. 28

Figura 2.2.3.4- 2 Distribución axial para vía de dos o más carriles. ..................................... 29 Figura 2.2.3.5- 1 Distribución con catenaria. ...................................................................... 29 Figura 2.2.4- 1 Altura de montaje de luminaria para 8 a 10 metros con obstáculo. ............. 30

Figura 2.2.4- 2 Alzado de luminarias de 12 a 15 m para vías con arboles pequeños. ........ 30

Figura 2.2.5.1- 1 Intersecciones en ángulo recto con las dos calzadas iluminadas, unilateralmente. ..................................................................................................................... 31

Figura 2.2.5.1- 2 Intersección en ángulo recto, implantación sobre dos calzadas iluminadas en tresbolillo. ........................................................................................................................ 32

Figura 2.2.5.1- 3 Intersección en ángulo recto, implantación sobre dos calzadas iluminadas unilateralmente y bilateral. ................................................................................................... 32 Figura 2.2.5.1- 4 Intersección en ángulo recto, implantación sobre dos calzadas iluminadas en tresbolillo y bilateral. ....................................................................................................... 33

Figura 2.2.5.1- 5 Intersección con isletas de división. ......................................................... 34 Figura 2.2.5.2- 1 Intersección en T, las zonas con doble rayado representan el efecto de guiado visual que debe procurar el alumbrado. .................................................................... 34 Figura 2.2.5.2- 2 Intersección en T, implementando puntos de mayor potencia y altura. .... 35

Figura 2.2.5.3- 1 Intersección en Y o T, con implantación unilateral sobre dos calzadas. .. 35

Figura 2.2.5.3- 2 Intersección tipo Y o T, con implementación unilateral con mayor potencia y altura. ................................................................................................................... 36

Figura 2.2.6- 1 Diagrama de restricciones de iluminación dada a la vegetación. ................ 37

xii

Figura 2.3.1.1- 1 Modelo de una lámpara incandescente. .................................................... 38 Figura 2.3.1.2- 1 Modelo de una lámpara fluorescente. ....................................................... 39 Figura 2.3.1.3- 1 Modelo de una lámpara de mercurio a alta presión. ................................. 40

Figura 2.3.1.4- 1 Modelo de una lámpara con luz mezcla. ................................................... 41 Figura 2.3.1.5- 1 Modelo de una lámpara de halogenuro metálico. ..................................... 42

Figura 2.3.1.6- 1 Modelo de una lámpara de inducción con anillo cerrado de vidrio. ......... 43

Figura 2.3.1.6- 2 Modelo de una lámpara de inducción con núcleo cilíndrico de ferrita. .... 43

Figura 2.3.1.7- 1 Lámpara comercial de LED's. ................................................................... 44 Figura 2.3.1.8- 1 Modelo de una lámpara de sodio a baja presión. ...................................... 46

Figura 2.3.1.9- 1 Modelo de lámpara de sodio a alta presión. .............................................. 47 Figura 2.3.2.3- 1 Ilustración de un reflector de una luminaria. ............................................ 50 Figura 2.3.3.5- 1 Ejemplos de curvas fotométricas según su clasificación. ......................... 56

Figura 2.3.3.5- 2 Curva polar de intensidad en el plano que contiene la intensidad luminosa máxima, que indica el ángulo utilizado para la determinación del alcance. ......................... 57

Figura 2.3.3.5- 3 Ilustración de la apertura o dispersión. ..................................................... 58 Figura 2.3.3.5- 4 Figura donde se muestran los tres grados de alcance y apertura definidos por la C.I.E, donde h es la altura del montaje. ...................................................................... 59 Figura 4.1- 1 Pantalla principal de Dialux. ........................................................................... 81 Figura 4.1- 2 Pantalla de selección de Wizard. ..................................................................... 82 Figura 4.1- 3 Ventana llamada perfil de calle "street profile" .............................................. 82 Figura 4.1- 4 Ventana de evaluación de campos y clases de iluminación. ........................... 83

Figura 4.1- 5 Ventana de campos de evaluación. ................................................................. 84 Figura 4.1- 6 Ventana de la lista sustituta de valores para los valores mínimos deseados. . 85

Figura 4.1- 7 Ventana de selección de luminaria, 1. ............................................................. 85 Figura 4.1- 8 Ventana de selección de luminaria, 2. ............................................................. 86 Figura 4.1- 9 Ventana de arreglos de parámetros ................................................................. 87 Figura 4.1- 10 Ventana de sugerencias de distribuciones según los cálculos de Dialux. ..... 88

Figura 4.1- 11 Ventana de finalización del el proceso de diseño de iluminación. ............... 89

xiii

Figura 4.1- 12 Resultado de diseño de una calzada utilizando el programa Dialux. ............ 90

Figura 4.2.1- 1 Resultado de distribución de luminarias en colores falsos del mejor caso obtenido, distribución unilateral. .......................................................................................... 93 Figura 4.2.1- 2 Resultado de distribución de luminarias en colores falsos del caso de CNFL, distribución unilateral. .......................................................................................................... 94

Figura 4.2.2- 1 Resultado de distribución de luminarias en colores falsos del mejor caso obtenido, distribución bilateral. ............................................................................................ 95 Figura 4.2.2- 2 Resultado de distribución de luminarias en colores falsos del caso de CNFL, distribución bilateral. ................................................................................................ 96 Figura 4.2.3- 1 Resultado de distribución de luminarias en colores falsos del mejor caso obtenido, distribución en tresbolillo. .................................................................................... 97 Figura 4.2.3- 2 Resultado de distribución de luminarias en colores falsos del caso de CNFL, distribución bilateral. ............................................................................................................ 98

Figura 4.2.4- 1 Resultado de distribución de luminarias en colores falsos del mejor caso obtenido, distribución unilateral. .......................................................................................... 99 Figura 4.2.4- 2 Resultado de distribución de luminarias en colores falsos del caso de CNFL, distribución unilateral. ............................................................................................ 100 Figura 4.2.5- 1 Resultado de distribución de luminarias en colores falsos del mejor caso obtenido, distribución bilateral. .......................................................................................... 101 Figura 4.2.5- 2 Resultado de distribución de luminarias en colores falsos del caso de CNFL, distribución bilateral. .......................................................................................................... 102

Figura 4.2.6- 1 Resultado de distribución de luminarias en colores falsos del mejor caso obtenido, distribución en tresbolillo. .................................................................................. 103 Figura 4.2.6- 2 Resultado de distribución de luminarias en colores falsos del caso de CNFL, distribución en tresbolillo. .................................................................................................. 104

Figura 4.2.7- 1 Resultado de distribución de luminarias en colores falsos del mejor caso obtenido, distribución unilateral. ........................................................................................ 105 Figura 4.2.7- 2 Resultado de distribución de luminarias en colores falsos del caso de CNFL, distribución unilateral. ........................................................................................................ 106

Figura 4.2.8- 1 Resultado de distribución de luminarias en colores falsos del mejor caso obtenido, distribución bilateral. .......................................................................................... 107 Figura 4.2.8- 2 Resultado de distribución de luminarias en colores falsos del caso de CNFL, distribución bilateral. .......................................................................................................... 108

xiv

Figura 4.2.9- 1 Resultado de distribución de luminarias en colores falsos del mejor caso obtenido, distribución en tresbolillo. .................................................................................. 109 Figura 4.2.9- 2 Resultado de distribución de luminarias en colores falsos del caso de CNFL, distribución en tresbolillo. .................................................................................................. 110

Figura 4.2.10- 1 Resultado de distribución de luminarias en colores falsos del mejor caso obtenido, distribución unilateral. ........................................................................................ 111 Figura 4.2.10- 2 Resultado de distribución de luminarias en colores falsos del caso de CNFL, distribución unilateral. ............................................................................................ 112 Figura 4.2.11- 1 Resultado de distribución de luminarias en colores falsos del mejor caso obtenido, distribución bilateral. .......................................................................................... 113 Figura 4.2.11- 2 Resultado de distribución de luminarias en colores falsos del caso de CNFL, distribución bilateral. .............................................................................................. 114 Figura 4.2.12- 1 Resultado de distribución de luminarias en colores falsos del mejor caso obtenido, distribución en tresbolillo. .................................................................................. 115 Figura 4.2.12- 2 Resultado de distribución de luminarias en colores falsos del caso de CNFL, distribución en tresbolillo. ...................................................................................... 116 Figura 4.3.1- 1 Resultado de distribución de luminarias en colores falsos del mejor caso obtenido, distribución en unilateral. ................................................................................... 117 Figura 4.3.1- 2 Resultado de distribución de luminarias en colores falsos del caso de CNFL, distribución unilateral. ........................................................................................................ 118



Figura 4.3.5- 1Resultado de distribución de luminarias en colores falsos del mejor caso obtenido, distribución bilateral. .......................................................................................... 125 Figura 4.3.5- 2 Resultado de distribución de luminarias en colores falsos del caso de CNFL, distribución bilateral. .......................................................................................................... 126

xv

Figura 4.3.6- 1 Resultado de distribución de luminarias en colores falsos del mejor caso obtenido, distribución tresbolillo. ....................................................................................... 127 Figura 4.3.6- 2 Resultado de distribución de luminarias en colores falsos del caso de CNFL, distribución tresbolillo. ....................................................................................................... 128




Figura 4.3.10- 1 Resultado de distribución de luminarias en colores falsos del mejor caso obtenido, distribución unilateral. ........................................................................................ 135 Figura 4.3.10- 2 Resultado de distribución de luminarias en colores falsos del caso de CNFL, distribución unilateral. ............................................................................................ 136 Figura 4.3.11- 1 Resultado de distribución de luminarias en colores falsos del mejor caso obtenido, distribución bilateral. .......................................................................................... 137 Figura 4.3.11- 2 Resultado de distribución de luminarias en colores falsos del caso de CNFL, distribución bilateral. .............................................................................................. 138 Figura 4.3.12- 1 Resultado de distribución de luminarias en colores falsos del mejor caso obtenido, distribución tresbolillo. ....................................................................................... 139 Figura 4.3.12- 2 Resultado de distribución de luminarias en colores falsos del caso de CNFL, distribución tresbolillo. ........................................................................................... 140 Figura 4.4.1- 1 Resultado de distribución de luminarias en colores falsos del mejor caso obtenido, distribución unilateral. ........................................................................................ 142 Figura 4.4.1- 2 Resultado de distribución de luminarias en colores falsos del caso de CNFL, distribución unilateral. ........................................................................................................ 143

xvi







Figura 4.4.8- 1 Resultado de distribución de luminarias en colores falsos del mejor caso obtenido, distribución bilateral. .......................................................................................... 156 Figura 4.4.8- 2 Resultado de distribución de luminarias en colores falsos del caso de CNFL, distribución ......................................................................................................................... 157

Figura 4.4.9- 1Resultado de distribución de luminarias en colores falsos del mejor caso obtenido, distribución tresbolillo. ....................................................................................... 158 Figura 4.4.9- 2 Resultado de distribución de luminarias en colores falsos del caso de CNFL, distribución tresbolillo. ........................................................................................... 159

xvii

Figura 4.4.10- 1 Resultado de distribución de luminarias en colores falsos del mejor caso obtenido, distribución unilateral. ........................................................................................ 160 Figura 4.4.10- 2 Resultado de distribución de luminarias en colores falsos del caso de CNFL, distribución unilateral. ............................................................................................ 161 Figura 4.4.11- 1 Resultado de distribución de luminarias en colores falsos del mejor caso obtenido, distribución bilateral. .......................................................................................... 162 Figura 4.4.11- 2 Resultado de distribución de luminarias en colores falsos del caso de CNFL, distribución bilateral. .............................................................................................. 163 Figura 4.4.12- 1 Resultado de distribución de luminarias en colores falsos del mejor caso obtenido, distribución tresbolillo. ....................................................................................... 164 Figura 4.4.12- 2 Resultado de distribución de luminarias en colores falsos del caso de CNFL, distribución tresbolillo. ........................................................................................... 165 Figura 4.5.1- 1 Resultado de distribución de luminarias en colores falsos del mejor caso obtenido, distribución bilateral. .......................................................................................... 167 Figura 4.5.1- 2 Resultado de distribución de luminarias en colores falsos del caso de CNFL, distribución bilateral. .......................................................................................................... 167


Figura 4.5.3- 1 Resultado de distribución de luminarias en colores falsos del mejor caso obtenido, distribución central. ............................................................................................ 171 Figura 4.5.3- 2 Resultado de distribución de luminarias en colores falsos del caso de CNFL, distribución central. ............................................................................................................ 171


Figura 4.5.5- 1 Resultado de distribución de luminarias en colores falsos del mejor caso obtenido, distribución bilateral. .......................................................................................... 175 Figura 4.5.5- 2 Resultado de distribución de luminarias en colores falsos del caso de CNFL, distribución tresbolillo. ....................................................................................................... 175

xviii

Figura 4.5.6- 1 Resultado de distribución de luminarias en colores falsos del mejor caso obtenido, distribución central. ............................................................................................ 177 Figura 4.5.6- 2 Resultado de distribución de luminarias en colores falsos del caso de CNFL, distribución central. ............................................................................................................ 177

Figura 4.6.1- 1 Resultado de distribución de luminarias en colores falsos del mejor caso obtenido, distribución bilateral. .......................................................................................... 179 Figura 4.6.1- 2 Resultado de distribución de luminarias en colores falsos del caso CNFL, distribución bilateral. .......................................................................................................... 180

Figura 4.6.2- 1 Resultado de distribución de luminarias en colores falsos del mejor caso obtenido, distribución tresbolillo. ....................................................................................... 181 Figura 4.6.2- 2 Resultado de distribución de luminarias en colores falsos del caso CNFL, distribución tresbolillo. ....................................................................................................... 182

Figura 4.6.3- 1 Resultado de distribución de luminarias en colores falsos del mejor caso obtenido, distribución central. ............................................................................................ 183 Figura 4.6.3- 2 Resultado de distribución de luminarias en colores falsos del caso CNFL, distribución central. ............................................................................................................ 184

Figura 4.6.4- 1 Resultado de distribución de luminarias en colores falsos del mejor caso obtenido, distribución bilateral. .......................................................................................... 185 Figura 4.6.4- 2 Resultado de distribución de luminarias en colores falsos del caso CNFL, distribución bilateral. .......................................................................................................... 186

Figura 4.6.5- 1 Resultado de distribución de luminarias en colores falsos del mejor caso obtenido, distribución tresbolillo. ....................................................................................... 187 Figura 4.6.5- 2 Resultado de distribución de luminarias en colores falsos del caso CNFL, distribución tresbolillo. ....................................................................................................... 188

Figura 4.6.6- 1Resultado de distribución de luminarias en colores falsos del mejor caso obtenido, distribución central. ............................................................................................ 189 Figura 4.6.6- 2 Resultado de distribución de luminarias en colores falsos del caso CNFL, distribución central. ............................................................................................................ 190

xix

ÍNDICE DE TABLAS

Tabla 2.3.3.2- 1 Clasificaciones de las condiciones operativas. ........................................... 52 Tabla 2.3.3.2- 2 Clasificaciones según el grado de protección contra el agua. .................... 52 Tabla 2.3.3.2- 3 Clasificaciones contra impactos mecánicos. .............................................. 53 Tabla 2.3.3.2- 4 Correspondencia entre el código IK y la energía de impacto. .................... 53

Tabla 2.3.3.3- 1 Clasificación de la EN-60598 para montaje de luminarias. ...................... 54

Tabla 2.3.3.4- 1 Clasificación C.I.E para luminarias de iluminación general de interiores. 55

Tabla 2.3.3.5- 1 Clasificación de la C.I.E para luminarias de uso externo. .......................... 56

Tabla 2.4.1- 1 Valores limites del IMD recomendados para iluminación. ........................... 61

Tabla 2.4.2- 1 Clasificación de las situaciones de proyecto. ................................................ 61 Tabla 2.4.3.1- 1 Clases de alumbrado serie ME. .................................................................. 62 Tabla 2.4.3.2- 1 Clases de alumbrado serie MEW. .............................................................. 63 Tabla 2.4.3.3- 1 Clases de alumbrado serie CE. ................................................................... 64 Tabla 2.4.3.3- 2 Clases de intensidad serie G. ...................................................................... 65 Tabla 2.4.3.4- 1 Clases de alumbrado de similar nivel de iluminación. ............................... 66

Tabla 2.4.4- 1 Clases de alumbrado según las situaciones de proyecto. .............................. 67

Tabla 2.4.5- 1 Alumbrado con soportes de gran altura. ........................................................ 70 Tabla 4.2.1- 1 Resultados del análisis para luminaria Roy Alpha 150W, Na, en calle vecinal, distribución unilateral. ............................................................................................. 93 Tabla 4.2.2- 1 Resultados del análisis para luminaria Roy Alpha 150W, Na, en calle vecinal, distribución bilateral. ............................................................................................... 95 Tabla 4.2.3- 1 Resultados del análisis para luminaria Roy Alpha 150W, Na, en calle vecinal, distribución tresbolillo. ............................................................................................ 97

xx

Tabla 4.2.4- 1 Resultados del análisis para luminaria Roy Alpha 250W, Na, en calle vecinal, distribución unilateral. ............................................................................................. 99 Tabla 4.2.5- 1Resultados del análisis para luminaria Roy Alpha 250W, Na, en calle vecinal, distribución bilateral. ............................................................................................. 101 Tabla 4.2.6- 1 Resultados del análisis para luminaria Roy Alpha 250W, Na, en calle vecinal, distribución en tresbolillo. ..................................................................................... 103 Tabla 4.2.7- 1 Resultados del análisis para luminaria Celsa, ORION RS 150W VSAP, Na, en calle vecinal, distribución unilateral. ............................................................................. 105 Tabla 4.2.8- 1 Resultados del análisis para luminaria Celsa, ORION RS 150W VSAP, en calle vecinal, distribución bilateral. .................................................................................... 107 Tabla 4.2.9- 1 Resultados del análisis para luminaria Celsa, ORION RS 150W VSAP, Na, en calle vecinal, distribución tresbolillo. ............................................................................ 109 Tabla 4.2.10- 1 Resultados del análisis para luminaria ORION 250W, Na, en calle vecinal, unilateral. ............................................................................................................................ 111

Tabla 4.2.11- 1 Resultados del análisis para luminaria ORION RS 250W VSAP, Na, en calle vecinal, bilateral. ........................................................................................................ 113

Tabla 4.2.12- 1 Resultados del análisis para luminaria Celsa, ORION RS 250W VSAP, Na, en calle vecinal, en tresbolillo. ............................................................................................ 115 Tabla 4.3.1- 1 Resultados del análisis para luminaria Roy Alpha S.A CAL734 Calima II 150 W Na, en calle comercial de 2 carriles, unilateral. ..................................................... 117 Tabla 4.3.2- 1 Resultados del análisis para luminaria Roy Alpha S.A CAL734 Calima II 150 W Na, en calle comercial de 2 carriles, bilateral. ....................................................... 119 Tabla 4.3.3- 1 Resultados del análisis para luminaria Roy Alpha S.A CAL734 Calima II 150 W Na, en calle comercial de 2 carriles, tresbolillo. .................................................... 121 Tabla 4.3.4- 1 Resultados del análisis para luminaria Roy Alpha S.A CAL451 Calima II-STD.R.A 250 W Na, en calle comercial de 2 carriles, unilateral. ..................................... 123

xxi

Tabla 4.3.5- 1 Resultados del análisis para luminaria Roy Alpha S.A CAL451 Calima II-STD.R.A 250 W Na, en calle comercial de 2 carriles, bilateral ........................................ 125

Tabla 4.3.6- 1 Resultados del análisis para luminaria Roy Alpha S.A CAL451 Calima II-STD.R.A 250 W Na, en calle comercial de 2 carriles, tresbolillo. .................................... 127

Tabla 4.3.7- 1 Resultados del análisis para luminaria Celsa, ORION RS 150W VSAP, Na, en calle comercial de 2 carriles, unilateral. ......................................................................... 129 Tabla 4.3.8- 1 Resultados del análisis para luminaria Celsa, ORION RS 150W VSAP, Na, en calle comercial de 2 carriles, bilateral. ........................................................................... 131 Tabla 4.3.9- 1 Resultados del análisis para luminaria Celsa, ORION RS 150W VSAP, Na, en calle comercial de 2 carriles, tresbolillo. ........................................................................ 133 Tabla 4.3.10- 1 Resultados del análisis para luminaria Celsa, ORION RS 250W VSAP, Na, en calle comercial de 2 carriles, unilateral. ......................................................................... 135 Tabla 4.3.11- 1 Resultados del análisis para luminaria Celsa, ORION RS 250W VSAP, Na, en calle comercial de 2 carriles, bilateral. ........................................................................... 137 Tabla 4.3.12- 1 Resultados del análisis para luminaria Celsa, ORION RS 250W VSAP, Na, en calle comercial de 2 carriles, tresbolillo. ........................................................................ 139 Tabla 4.4.1- 1 Resultados del análisis para luminaria Roy Alpha S.A CAL734 Calima II 150 W Na, en calle comercial de 4 carriles, unilateral. ..................................................... 142 Tabla 4.4.2- 1 Resultados del análisis para luminaria Roy Alpha S.A CAL734 Calima II 150 W Na, en calle comercial de 4 carriles, bilateral. ....................................................... 144 Tabla 4.4.3- 1 Resultados del análisis para luminaria Roy Alpha S.A CAL734 Calima II 150 W Na, en calle comercial de 4 carriles, bilateral. ....................................................... 146 Tabla 4.4.4- 1 Resultados del análisis para luminaria Roy Alpha S.A CAL451 Calima II-STD.R.A 250 W Na, en calle comercial de 4 carriles, unilateral. ..................................... 148

Tabla 4.4.5- 1 Resultados del análisis para luminaria Roy Alpha S.A CAL451 Calima II 150 W Na, en calle comercial de 4 carriles, bilateral. ....................................................... 150 Tabla 4.4.6- 1 Resultados del análisis para luminaria Roy Alpha S.A CAL451 Calima II-STD.R.A 250 W Na, en calle comercial de 4 carriles, tresbolillo. .................................... 152

xxii

Tabla 4.4.7- 1 Resultados del análisis para luminaria Celsa, ORION RS 150W VSAP Na, en calle comercial de 4 carriles, unilateral. ......................................................................... 154 Tabla 4.4.8- 1 Resultados del análisis para luminaria Celsa, ORION RS 150W VSAP, Na, en calle comercial de 4 carriles, bilateral. ........................................................................... 156 Tabla 4.4.9- 1 Resultados del análisis para luminaria Celsa, ORION RS 150W VSAP, Na, en calle comercial de 4 carriles, tresbolillo. ........................................................................ 158 Tabla 4.4.10- 1Resultados del análisis para luminaria Celsa, ORION RS 250W VSAP, Na, en calle comercial de 4 carriles, unilateral. ......................................................................... 160 Tabla 4.4.11- 1Resultados del análisis para luminaria Celsa, ORION RS 250W VSAP, Na, en calle comercial de 4 carriles, bilateral. ........................................................................... 162 Tabla 4.4.12- 1 Resultados del análisis para luminaria Celsa, ORION RS 250W VSAP, Na, en calle comercial de 4 carriles, tresbolillo. ........................................................................ 164 Tabla 4.5.1- 1 Resultados del análisis para luminaria Roy Alpha S.A CAL451 Calima II-STD.R.A 250 W Na, radial, bilateral. ................................................................................. 166 Tabla 4.5.2- 1 Resultados del análisis para luminaria Roy Alpha S.A CAL451 Calima II-STD.R.A 250 W Na, radial, tresbolillo. .............................................................................. 168 Tabla 4.5.3- 1 Resultados del análisis para luminaria Roy Alpha S.A CAL451 Calima II-STD.R.A 250 W Na, radial, central. .................................................................................. 170 Tabla 4.5.4- 1 Resultados del análisis para luminaria Celsa, ORION RS 250W VSAP Na, radial, bilateral. ................................................................................................................... 172

Tabla 4.5.5- 1 Resultados del análisis para luminaria Celsa, ORION RS 250W VSAP, Na, radial, tresbolillo. ................................................................................................................ 174

Tabla 4.5.6- 1 Resultados del análisis para luminaria Celsa, ORION RS 250W VSAP, Na, radial, central. ..................................................................................................................... 176

Tabla 4.6.1- 1 Resultados del análisis para luminaria Roy Alpha S.A CAL451 Calima II-STD.R.A 250 W Na, autopista, bilateral. ........................................................................... 179

xxiii

Tabla 4.6.2- 1Resultados del análisis para luminaria Roy Alpha S.A CAL451 Calima II-STD.R.A 250 W Na, autopista, tresbolillo. ........................................................................ 181 Tabla 4.6.3- 1Resultados del análisis para luminaria Roy Alpha S.A CAL451 Calima II-STD.R.A 250 W Na, autopista, central. .............................................................................. 183 Tabla 4.6.4- 1 Resultados del análisis para luminaria Celsa, ORION RS 250W VSAP, Na, autopista, bilateral. .............................................................................................................. 185

Tabla 4.6.5- 1 Resultados del análisis para luminaria Celsa, ORION RS 250W VSAP, Na, autopista, tresbolillo. ........................................................................................................... 187

Tabla 4.6.6- 1 Resultados del análisis para luminaria Celsa, ORION RS 250W VSAP, Na, autopista, central ................................................................................................................. 189

Tabla 5- 1 Mejores caso de distancias interpostal para las diferentes vías. ........................ 198

Tabla A- 1 Valores de diseño de la C.N.F.L (1). ................................................................ 204 Tabla A- 2 Valores de diseño de la C.N.F.L (2). ................................................................ 204

xxiv

NOMENCLATURA

Cd Candela, unidad de medida.

Cd/m^2 Candela sobre metro cuadrado.

C.I.E Comisión Internacional de Energía.

C.F.I.A Colegio Federado de Ingenieros y arquitectos.

C.N.F.L Compañía Nacional de Fuerza y Luz.

I.E.E.E Institute of Electrical and Electronics Engineers.

I.M.D Intensidad media diaria.

I.S.O International Organization of Standarization..

Lm Lumen, unidad de medida.

Lx Lux, unidad de medida.

Na Símbolo químico del sodio, se utiliza para representar sodio de alta presión.

N.E.M.A National Electrical Manofacturers Association.

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xxv

RESUMEN

En este proyecto, se realiza un análisis de los sistemas de alumbrado público en

existencia en el país, para proponer una guía metodológica de diseño para estos sistemas, se

realizo una investigación bibliográfica de los principales conceptos referentes al tema, así

como de las normas internacionales y nacionales que rigen este tema, luego se estudio los

casos más comunes de vías en el país, analizando y comparando la instalación real, con el

caso que propone las normas internacionales, tomando como variables, el tipo de luminaria,

su potencia de funcionamiento, su altura de montaje, la separación entre postes y la

distribución de los mismo a lo largo de las calzadas.

Se limito este estudio a 4 tipos de luminarias, de las potencias más comunes

utilizadas y de los fabricantes mayormente encontrados en las calles del país, en el área de

servicio de la C.N.F.L.

Se concluyo con el análisis realizado que el programa de simulación de iluminación

Dialux, es una herramienta muy útil para el estudios de iluminación, con se logro ver que

las vías analizadas no cumplen los parámetros establecidos por entes internacionales, en

algunos casos con valores muy alejados de los establecidos, y se recomienda una

restructuración de los sistemas de alumbrado, se propone una guía de cómo evaluar las

demás instalaciones existentes, para poder tener una análisis de las vías antes de ser

instaladas y de esta manera asegurar que cumplan una norma establecida.

1

11

CAPÍTULO 1: Introducción

La iluminación de las vías públicas es un factor esencial para todas las personas que

transitamos en las calles de nuestro país ya que, con un sistema de iluminación eficiente, se

puede ayudar a prevenir gran cantidad de accidente de tránsito, salvar vidas humanas y

ahorrar millones de colones en pérdidas materiales.

Llama la atención que siendo un tema de gran importancia para todos los usuarios,

sean éstos peatones o conductores, no existe en Costa Rica una norma o metodología de

diseño de iluminación de vías públicas que se aplique para todos los casos. Hay que

reconocer que el tema del alumbrado de calles no ha sido objeto de diseño en los sistemas

de distribución eléctrica, ya que la ubicación de postes se hace en función de la instalación

de las líneas de media y baja tensión.

Según los convenios establecidos entre las Municipalidades y la Compañía

Nacional de Fuerza y Luz, mediante los cuales las primeras cedieron la administración del

alumbrado público a la empresa eléctrica, las luminarias sólo se instalarían donde existiera

cableado secundario y/o transformador.

Aunque la mayoría de dichos convenios se aprobaron hace años, hasta el día de hoy

sigue vigente ese criterio ya que, salvo reconstrucciones de los sistemas de distribución, no

es posible variar las distancias inter postales, de manera que no se logran los resultados

adecuados en cuanto a los niveles de iluminación y las uniformidades mínimas.

2

Es por lo anterior que aún hoy, la mayoría de los diseños de iluminación son

prácticamente empíricos, hechos más por costumbre y basados en la experiencia, que por

alguna norma o regla establecida para la labor requerida, por lo que con este trabajo de

investigación se busca hacer una guía para los diseños de iluminación de vías públicas

dentro del área servida por la Compañía Nacional de Fuerza y Luz.

En consecuencia, se busca hacer un modelo general para aplicación de los diferentes

tipos de vías en nuestro país, pero con énfasis en el área de cobertura de la Compañía

Nacional de Fuerza y Luz, por lo que se empezará con un análisis del estado actual de los

sistemas de iluminación, y se incluirá un compendio de los principales conceptos que se

utilizan en el campo, para que cualquier persona al leer el documento pueda interpretarlo y

aplicarlo de la mejor manera posible.

Al hacer un análisis de las normativas internacionales como a los estudios

nacionales referentes al tema, se tendrá una visión más clara del estado de la cuestión y se

podrá tomar como base para establecer los índices de iluminación y otras informaciones

para el desarrollo de este trabajo.

Con la información de los trabajos ya realizados y el estudio de las instalaciones

actuales se presenta una propuesta alternativa para el desarrollo de sistemas de iluminación

de vías públicas.

3

1.1 Objetivos

1.1.1 Objetivo general

Desarrollar una guía metodológica para el diseño de iluminación de vías públicas,

realizando comparaciones con los sistemas actualmente en operación en Costa Rica y

planteando opciones de mejora en este campo de acción.

1.1.2 Objetivos específicos

Estudiar los sistemas de iluminación actual de las vías públicas de Costa Rica, con

especial atención al área de servicio de la CNFL.

Desarrollar una guía para el diseño de iluminación del alumbrado de las vías

públicas, tanto para futuros proyectos, como instalaciones existentes.

Realizar un compendio de los conceptos básicos que se utilizan en el diseño de

iluminación, dando énfasis a los conceptos asociados a iluminación de vías.

Hacer una investigación de las normativas internacionales vigentes en el tema de

iluminación de vías públicas, así como de las normativas nacionales y plantear una

propuesta de índices para nuestro país.

4

Hacer un estudio y análisis del estado de la iluminación actual de las vías públicas

existentes, utilizando los diferentes tipos haz luminoso y de luminarias que se utilizan

vías públicas.

1.2 Metodología

El desarrollo de este proyecto se basó en varias etapas, las cuales se detallan a

continuación.

• Lectura y comprensión de diversos manuales y libros sobre los sistemas de

iluminación, con el fin de recopilar información sobre los conceptos básicos

utilizados en el tema.

• Realizar una investigación bibliográfica de las normativas internacionales para los

diseños de iluminación, así como una revisión a los códigos utilizados en el país

para este fin.

• Efectuar mediciones de diferentes parámetros en las instalaciones existentes para

tener un panorama del estado de la cuestión, además de en numerar las fallas de los

sistemas existentes como ver sus ventajas.

• Utilizar el programa de software libre Dialux para hacer un estudio y análisis de las

vías actuales con las luminarias utilizadas.

5

• Realizar una guía para el diseño de futuros sistemas de iluminación de vías

públicas, utilizando toda la información recopilada de las mediciones y las

simulaciones utilizando Dialux.

6

CAPÍTULO 2: Conceptos básicos de iluminación.

2.1 Iluminación en general.

Desde que la energía eléctrica se empezó a comercializar y se invento la bombilla

eléctrica, el ser humano ha utilizado la luz generada por estas y otros sistemas, para poder

expandir sus labores ya cuando la luz del sol se ha ido; conforme han pasado los años

dependemos cada vez más de la luz artificial para realizar diversos tipos de actividades que

van desde transitar por las calles a trabajar en oficinas o en casas, lo cual hace que el

estudio de la iluminación sea tan importante en la sociedad actual.

Para la mejor comprensión de un trabajo que trate sobre iluminación se debe de

tener claro una serie de conceptos básicos los cuales se presentan a continuación.

2.1.1 Conceptos básicos de iluminación.

A continuación se definen una serie de conceptos básicos sobre aspectos de

iluminación en general.

2.1.1.1 Intensidad Luminosa.

Se define como la densidad de luz dentro de un ángulo solido extremadamente

pequeño en una dirección determinada, su unidad es la Candela (cd) su símbolo es “I”, se

determina por la luz emitida por un cuerpo negro a una temperatura especifica. La

intensidad luminosa es una propiedad característica de una fuente de luz y da la

información relativa al flujo luminoso en su origen

7

2.1.1.2 Flujo Luminoso.

Se define como la luz emitida por unidad de tiempo, su unidad de medida es el

Lumen (lm) y su símbolo es “F”. Un lumen es el flujo de luz que incide sobre una

superficie de un metro cuadrado, donde la totalidad de los puntos diste a un metro de una

fuente puntual teórica que tenga una intensidad luminosa de una candela en todas

direcciones.

2.1.1.3 Iluminancia.

Es la densidad de flujo luminoso en una superficie, su unidad es el Lux (lx) y su

símbolo es “E”. Un lux se define como la iluminación es un punto sobre una superficie que

dista en dirección perpendicular a un metro de una fuente puntual uniforme de una candela.

2.1.1.4 Luminancia.

Intensidad luminosa de una superficie en una dirección dada por unidad de área

proyectada de la misma, vale destacar que el ojo ve el brillo no la iluminación, y que todos

los objetos visibles tienen brillo, el cual normalmente es independiente de la distancia de

observación. La luminancia se mide en candelas por metro cuadrado (cd/m2), su símbolo es

“L”.

2.1.1.5 Reflexión.

Cuando una superficie devuelve un rayo de luz que incide sobre ella, se dice que el

rayo es reflejado. La reflexión puede ser de varios tipos, especular, difusa, difusa dirigida o

mixta.

8

El factor de reflexión o reflectancia es la relación entre la luz reflejada por una

superficie y la luz incidente en ella. Este factor puede variar considerablemente de acuerdo

con la dirección y la naturaleza de la luz incidente.

En la reflexión especular o normal el ángulo de incidencia es igual al de reflexión,

en la reflexión difusa la incidencia máxima es perpendicular a la superficie

independientemente del ángulo del rayo incidente, en la reflexión difusa dirigida es

intermedia entre la especular y la difusa y, por último, la reflexión mixta es una

combinación de la difusa y la especular.

En la siguiente figura se muestran los diferentes tipos de reflexión.

Figura 2.1.1.5- 1 Diferentes tipos de reflexión.

Fuente: Curso Indal, capitulo3

9

2.1.1.6 Transmisión.

Cuando los rayos de luz pasan a través de materiales transparentes o translúcidos, se

dice que son transmitidos. El grado de difusión de los rayos depende del tipo y la densidad

del material.

El factor de transmisión o transmitancia es la relación entre la luz transmitida por un

material y la luz que incide sobre él, depende en cierta medida de la dirección y tipo de luz.

Figura 2.1.1.6- 1 Transmisión de un haz de luz entre dos medios.

Fuente: Curso Indal, capitulo 3.

2.1.1.7 Refracción.

Un rayo de luz que cambia de dirección al pasar oblicuamente de un medio

transparente a otro en el que la velocidad es diferente se dice que se ha refractado.

El índice de refracción es la relación entre la velocidad de la luz en el espacio libre

y su velocidad en el medio en cuestión.

10

Figura 2.1.1.7- 1Refracción de un haz de luz.


2.1.1.8 Deslumbramiento.

Consiste en una reacción fotoquímica en la retina, la cual la insensibiliza por un

periodo de tiempo, produciendo molestia y pérdida temporal de la visión.

2.1.1.9 Factor de mantenimiento.

Factor que se emplea en el cálculo de la iluminación efectiva proporcionada por un

sistema después de un período de tiempo y en condiciones de terminadas como pueden ser

los efectos de la temperatura, el voltaje, la suciedad sobre la superficie de la luminaria.

2.1.1.10 Factor de uniformidad general:

Relación entre la luminancia mínima y media, de una instalación de alumbrado, su símbolo

es U0 y se mide como un porcentaje.

2.1.1.11 Factor de uniformidad longitudinal:

Relación entre la luminancia mínima y máxima longitudinal, de una instalación de

alumbrado, su símbolo es UL y se mide como un porcentaje.

11

2.1.1.12 Deslumbramiento perturbador: Incremento Umbral (TI):

Es el deslumbramiento que perturba la visión de los objetos sin causar

necesariamente una sensación desagradable. La medición de la perdida de visibilidad

producida por el deslumbramiento perturbador, ocasionado por las luminarias de la

instalación de alumbrado, se efectúa mediante el incremento de umbral. Esta magnitud

carece de unidades y su expresión, en función de la luminancia de velo y la luminancia

media de la calzada es:

(2.1.1.12-1)

Con L med es la luminancia media en la calzada

Lv es la luminancia de velo

2.1.1.13 Coeficiente de iluminación en los alrededores:

El coeficiente de iluminación en los alrededores (Surround Ratio, SR) es una

medida de la iluminación en las zonas limítrofes de la vía. De esta manera se asegura que

los objetos, vehículos o peatones que se encuentren allí sean visibles para los conductores.

SR se obtiene calculando la iluminancia media de una franja de 5 m de ancho a cada lado

de la calzada.

2.1.1.14 Temperatura del color.

La temperatura de color es una expresión que se utiliza para indicar el color de una

fuente de luz por comparación de ésta con el color del cuerpo negro, o sea del “radiante

12

perfecto teórico” (objeto cuya emisión de luz es debida únicamente a su temperatura).

Como cualquier otro cuerpo incandescente, el cuerpo negro cambia de color a medida que

aumenta su temperatura, adquiriendo al principio, el tono de un rojo sin brillo, para luego

alcanzar el rojo claro, el naranja, el amarillo y finalmente el blanco, el blanco azulado y el

azul.

El color, por ejemplo, de la llama de una vela, es similar al de un cuerpo negro

calentado a unos 1.800 K*, y la llama se dice entonces, que tiene una “temperatura de

color” de 1.800 K.

Las lámparas incandescentes tienen una temperatura de color comprendida entre los

2.700 y 3.200 K, según el tipo, por lo que su punto de color determinado por las

correspondientes coordenadas queda situado prácticamente sobre la curva del cuerpo negro.

Esta temperatura no tiene relación alguna con la del filamento incandescente.

Por lo tanto la temperatura de color no es en realidad una medida de temperatura.

Define sólo color y sólo puede ser aplicada a Fuentes de luz que tengan una gran semejanza

de color con el cuerpo negro.

13

Figura 2.1.1.10- 1 Curva de temperatura de color de un cuerpo negro.


2.1.1.15 Índice de reproducción de color (IRC).

Es conocido también como índice de reproducción cromática, el índice de

reproducción de color –IRC es un número entre 0 y 100 que clasifica la capacidad de una

fuente de luz artificial en reproducir el color de un objeto iluminado con fidelidad. Por

ejemplo, para las lámparas a vapor de sodio de alta presión ese índice puede variar de 22 a

25, valor considerado razonable para la iluminación de las vías públicas, donde no es tan

importante el compromiso con la reproducción de colores.

En la escala de reproducción de colores, el índice 100 representa la reproducción de

la luz del sol, mientras que el índice 0 representa una fuente de luz monocromática.

14

Este factor se determina comparando el aspecto cromático que presentan los objetos

iluminados por una fuente dada, con respecto al que presentan si fueran iluminados por una

“luz de referencia”.

Los espectros de las lámparas incandescentes ó de la luz del día se denominan

“continuos” por cuanto contienen todas las radiaciones del espectro visible y se los

considera óptimos en cuanto a la reproducción cromática; se dice que tienen un IRC= 100.

En realidad ninguno de los dos es perfecto ni tampoco son iguales. (al espectro de la

lámpara incandescente le falta componente “azul” mientras que a la luz del día la “roja”).

2.1.2 Curvas de distribución.

Un equipo de alumbrado se diseña para distribuir la luz de diversas formas, según la

finalidad a la que vaya destinada. Esta distribución de la luz puede representarse grafica o

numéricamente por diferentes métodos. La forma más común que se utiliza es la curva de

distribución luminosa.

Una curva de distribución luminosa es el resultado de tomar medidas de intensidad

luminosa a diferentes ángulos alrededor de una fuente de luz o luminaria y de representarlas

en forma grafica, usualmente en coordenadas polares, en ellas la distancia de cualquier

punto de la curva al centro indica la intensidad luminosa de la fuente en esa dirección.

La iluminancia recibida desde una sola fuente de luz sobre cualquier superficie dada

puede calcularse a partir de los datos de la curva de distribución luminosa de dicha fuente,

esto se puede hacer tomando el ángulo de apertura al cual se quiere medir la intensidad y

buscar el punto de intersección de la curva de distribución con la línea del ángulo que se

desea calcular, luego se aplica la siguiente ecuación, para el cálculo de la intensidad

luminosa real.

Donde:

Φ��: es el flujo luminoso de la lámpara.

�� : Es la medida de intensidad luminosa medida de

Si se desea calcula el valor de luminancia sobre una superficie, basta solamente con

utilizar la ley de los cuadrados inversos, son lo cual el cálculo se reduce a dividir el valor de

intensidad luminosa real, obtenido con la ecuación 2.1.2

en metros de la fuente, en el caso que la superficie no se encuentre perpendicular al haz

luminosos, se multiplica además por el coseno del ángulo de la horizontal con la superficie.

Figura 2.1.2

tomando el ángulo de apertura al cual se quiere medir la intensidad y


calcular, luego se aplica la siguiente ecuación, para el cálculo de la intensidad

: es el flujo luminoso de la lámpara.

: Es la medida de intensidad luminosa medida de la grafica.



intensidad luminosa real, obtenido con la ecuación 2.1.2-1, por el cuadrado de la distancia



Figura 2.1.2- 1 Ejemplo de curva de distribución fotométrica.

15

tomando el ángulo de apertura al cual se quiere medir la intensidad y


calcular, luego se aplica la siguiente ecuación, para el cálculo de la intensidad

(2.1.2-1)



por el cuadrado de la distancia



Ejemplo de curva de distribución fotométrica.

16


Vale destacar que el área comprendida dentro de una curva de distribución no es en

absoluto una medida de la cantidad total de luz emitida por una fuente y que dos unidades

que producen exactamente el mismo número de lúmenes pueden distribuir la luz de forma

muy diferente y tener curvas de intensidad luminosa en perfiles y áreas totalmente distintas.

Figura 2.1.2- 2 Dos curvas de distribución de la misma emisión luminosa.

Fuente: Manual del alumbrado de Westinghouse

De las curvas de distribución de las fuentes de luz o de las luminarias se puede

determinar su clasificación, la cual puede ser directa, semi directa y general difusa, entre

otras, la cual parte del análisis de la cantidad de radiación que hay entre el hemisferio

superior y el inferior de la curva. En la siguiente figura se muestra la ilustración grafica de

este concepto.

17

Figura 2.1.2- 3 Tipos de clasificación de luminarias según su distribución de luz.


Otro aspecto que se puede obtener de las curvas de distribución es la eficiencia de

una luminaria. Ésta es una relación expresada en porcentaje, entre los lúmenes totales

emitidos por la luminaria y el total de lúmenes generados por la lámpara desnuda.

� = ��

�� (2.1.2-1)

Cuando la distribución luminosa de unidades no tienen simetría de un eje, se

presenta un problema para ese tipo de luminarias que no admiten une representación tan

sencilla. Por ejemplo, para aparatos fluorescentes, se emplean comúnmente al menos tres

curvas, una en el plano paralelo al eje longitudinal de la lámpara, otra normal a él y una

tercera intermedia entre ambas, a 45° del eje de la lámpara.

18

Figura 2.1.2- 4 Distribución luminosa de una luminaria fluorescente.


Con algunos otros equipos como, por ejemplo, muchas de las luminarias de

alumbrado de calles, es muy importante la distribución horizontal, debido a que las medidas

se hacen en planos laterales.

Figura 2.1.2- 5 Distribución horizontal sobre un cono de generatriz a 70 grados con la vertical para una

luminaria asimétrica de alumbrado público.


19

En general, si el grado de asimetría de la fuente de luz no es muy grande, se puede

obtener una curva de distribución luminosa media suficientemente representativa y calcular

a partir de ella la eficiencia luminosa pero, en casos de una luminaria muy asimétrica, se

puede llegar a calcular la eficiencia con suficiente número de curvas, lo cual se torna un

proceso muy complicado.

2.1.3 Otros tipos de curvas

Los datos de distribución luminosa de equipos productores de haces, tales como

focos y proyectores, se suelen representar en coordenadas rectangulares en lugar de polares

indicándose sobre la base del diagrama la distancia angular desde el centro del haz, y en

ordenadas la intensidad luminosa. En el caso que la distribución del haz sea simétrica

respecto a un eje central, este se puede representar con una sola curva. Si se tiene un haz

asimétrico, en cambio, requiere al menos una curva vertical y otra transversal horizontal y

depende del caso, más curvas para que la descripción sea completa.

La mejor representación de un haz de luz irregular se obtiene mediante un diagrama

de isocandelas. En él se representa en grados las distancias al eje del haz, tanto horizontal

como verticalmente, y se recoge gran número de lecturas de intensidades luminosas en

diferentes puntos; las curvas que se dibujan unen puntos de igual intensidad luminosa. Los

diagramas de isocandelas que se refieren a haces notablemente dispersos se representan a

veces en proyección semiesférica, gracias a la distribución acimutal de Lambert, en la cual

las áreas de las zonas estudiadas pueden verse con mayor precisión que empleado en

coordenadas rectangulares, de estos diagramas se pueden medir además, el alcance de la

luminaria, así como su dispersión, el

puede realizar con el uso de la siguiente ecuación.

Donde:

I(cd): medida de intensidad luminosa de la grafica

Superficie: valor en estero radianes, del área de la superficie q

Figura 2.1.3

Otro tipo de representaci

cual consiste en un conjunto de curvas que unen puntos del plano de trabajo que reciben la

misma iluminación, con objeto que la información sea

diferentes alturas de montaje las distancias en el plano de tr

de dicha altura.

luminaria, así como su dispersión, el cálculo de flujo luminoso real de una luminaria se

puede realizar con el uso de la siguiente ecuación.

I(cd): medida de intensidad luminosa de la grafica

Superficie: valor en estero radianes, del área de la superficie que se va a medir.

Figura 2.1.3- 1 Ilustración de un diagrama de isocandelas.

Fuente: http://edison.upc.edu/curs/llum/fotometria/graficos.html

Otro tipo de representación que se utiliza en iluminación es el


misma iluminación, con objeto que la información sea más fácilmente aplicable para

diferentes alturas de montaje las distancias en el plano de trabajo se expresan en múltiplos

20

cálculo de flujo luminoso real de una luminaria se

(2.1.3-1)

ue se va a medir.

Ilustración de un diagrama de isocandelas.

http://edison.upc.edu/curs/llum/fotometria/graficos.html

que se utiliza en iluminación es el diagrama isolux, el


fácilmente aplicable para

abajo se expresan en múltiplos

Figura 2.1.3

La iluminación para otras alturas de montaje distintas de las correspondientes a las

curvas trazadas se obtiene multiplicando los valores dados por estas por la relación entre el

cuadrado de la altura de

muestra en la siguiente ecuación.

Donde:

� ��: Valor de iluminancia medido de la curva.

Φ��: es el flujo luminoso de la lámpara.

��: cuadrado de la altura de montaje.

1�: altura básica de montaje,

Vale destacar que con cada altura de montaje o

plano de trabajo da lugar a un diagrama isolux distinto, por otra parte, el diagrama de

Figura 2.1.3- 2 Ilustración de un diagrama isolux.


para otras alturas de montaje distintas de las correspondientes a las


cuadrado de la altura de montaje dada y el cuadrado de la nueva altura de mon

muestra en la siguiente ecuación.

: Valor de iluminancia medido de la curva.

: es el flujo luminoso de la lámpara.

: cuadrado de la altura de montaje.

: altura básica de montaje, generalmente 1 m.

Vale destacar que con cada altura de montaje o distancia entre la luminaria y el


21


para otras alturas de montaje distintas de las correspondientes a las


dada y el cuadrado de la nueva altura de montaje, como se

(2.1.3-2)

entre la luminaria y el


22

isocandela es una característica fija de la luminaria, independiente de la distancia o altura

de montaje.

Los diagramas de isocandelas se utilizan quizás con mayor frecuencia en la

representación de haces de faros, focos y proyectores, y los diagramas isolux, por su parte,

para instalaciones de alumbrado público, si bien unos y otros pueden utilizarse

indistintamente para cualquier tipo de instalaciones de alumbrado, ya que con solo un

vistazo nos da una idea de cómo alumbraran las lámparas la calle.

2.2 Alumbrado de calles y carreteras.

El objetivo fundamental de la iluminación es permitir una visión segura y

confortable durante la noche, estas cualidades de la visión pueden salvaguardar, facilitar y

mejorar el tráfico de vehículos. El uso adecuado de la iluminación proporciona beneficios

económicos y sociales como la reducción de los accidentes nocturnos, ayuda a la protección

criminal, facilita el tráfico y fomenta el desplazamiento durante las horas nocturnas.

2.2.1 Conceptos básicos de alumbrado de vías.

2.2.1.1 Calzada.

Se define como la parte de la carretera destinada a la circulación de los vehículos.

Se compone de un cierto número de carriles y su zona exterior (donde no se debe circular)

son los arcenes. En las autopistas, suele haber una calzada separada por cada sentido de

circulación. En el caso de las calles, la calzada se define por oposición a la acera.

23

2.2.1.2 Autopista.

Carretera de acceso restringido, de cuatro o más carriles de circulación, con isla

central divisoria o sin ella.

2.2.1.3 Calles residenciales.

Vías públicas incluidas dentro del cuadrante de un área urbana, y que no estén

clasificadas como travesías urbanas en la red vial nacional.

2.2.1.4 Tramo Singular.

Se define como un tramo como singular por la complejidad de los problemas de

visión y maniobras que tiene que realizar los vehículos que circulan por él, tal es el caso de

intersecciones, glorietas, zonas de reducción del número de carriles, zonas de incorporación

de nuevos carriles, pasos subterráneos y pasos elevados. Así mismo, se consideran tramos

singulares aquellos sectores de gran dificultad frecuentados por peatones, ciclistas u otros

usuarios de la vía de tráfico.

2.2.1.3 Pérdidas de trazado.

Se entiende por pérdida de trazado la desaparición de la plataforma a la vista del

conductor y su reaparición a una distancia que no es lo suficientemente grande como para

hacer desaparecer el efecto psicológico adverso que tal situación produce. Este efecto

sicológico es de incertidumbre y ha sido comprobado exhaustivamente en la práctica.

24

2.2.1.5 Retícula de cálculo.

La retícula de cálculo es el conjunto de puntos imaginarios en que se calcularán los

valores de luminancia para un tramo de la calzada o acera especifico.

2.2.1.6 Luminancia de velo.

Es aquella que deriva de la mala ubicación de las fuentes de luz con respecto al

plano de trabajo produciendo un intenso brillo sobre la superficie de lectura que vela parcial

o totalmente el texto haciéndolo prácticamente ilegible.

2.2.1.7 Angulo de apantallamiento.

Es el ángulo que forma el haz de luz con la horizontal de la salida de la luminaria y

donde dicho haz se esconde directamente del ojo del observador.

Figura 2.2.1.5- 1 Angulo de apantallamiento de una luminaria.

Fuente: http://www.etaplighting.com/

2.2.2 Distribuciones típicas en puntos singulares.

Se presenta a continuación una recopilación de los puntos singulares comúnmente

encontrado en las vías de nuestro país, las distribuciones de luminarias en estos puntos

pueden variar dependiendo de la demanda de iluminación que se tenga.

25

2.2.2.1 Cruce T.

Figura 2.2.2.1- 1 Distribución típica de un cruce tipo T.


2.2.2.2 Cruce en cruz.

Figura 2.2.2.2- 1 Distribución típica de un cruce en cruz.


2.2.2.3 Rotondas.

Dependiendo del diámetro de la parte central de la glorieta se pueden tener dos tipos

de distribuciones las cuales se muestran a continuación.

26

Figura 2.2.2.3- 1 Distribución en rotonda con diámetro central menor a 18 m.


Figura 2.2.2.3- 2 Distribución en rotonda con diámetro central mayor a 18 m.


2.2.2.4 Curvas.

Se considera un tramo curvo si el radio de curvatura es menor de 300 m, de otra

manera se considerara tramo recto.

27

Figura 2.2.2.4 - 1 Distribución típica de una curva.


2.2.3 Distribuciones típicas de tramos rectos.

Para vías de tráfico en tramos rectos se considerarán cinco tipos básicos de

distribución de los puntos de luz.

2.2.3.1 Distribución unilateral.

Figura 2.2.3.1- 1 Distribución unilateral de luminarias.


28

2.2.3.2 Distribución bilateral tresbolillo.

Figura 2.2.3.2- 1 Distribución bilateral tresbolillo.


2.2.3.3 Distribución bilateral pareada.

Figura 2.2.3.3- 1Distribución bilateral pareada.

Fuente: Curso Indal, capitulo 12

2.2.3.4 Distribución axial o central.

Este tipo de distribución se da en el caso de dos o más carriles en la vía analizada.

Figura 2.2.3.4- 1Distribución central para vía de dos o más carriles.

29


Figura 2.2.3.4- 2 Distribución axial para vía de dos o más carriles.


2.2.3.5 Distribución con catenaria.

Los puntos de luz o luminarias se fijan axialmente a los cables longitudinales de la

catenaria, tendida entre dos sólidos soportes implantados en la mediana central o en los

extremos de la calle, y situados a una gran distancia uno del otro.

Figura 2.2.3.5- 1 Distribución con catenaria.


2.2.4 Disposición de puntos de luz en alzado.

Para la disposición en alzado de los puntos de luz, la altura adoptada será la altura H de

montaje elegida en los cálculos luminotécnicos; no obstante existen casos especiales en los

que la altura de montaje ha de fijarse en función de otros conceptos, como es el caso de vías

de trafico con arbolado próximo a los márgenes.

30

Si los arboles son de gran porte y se pueden despejar hasta una altura de 8 a 10 metros,

se colocan luminarias a dicha altura, como se muestra en la siguiente figura.

Figura 2.2.4- 1 Altura de montaje de luminaria para 8 a 10 metros con obstáculo.


Si los arboles son de pequeño porte, se dispondrán las luminarias a una altura de 12

a 15 metros, en cualquier caso se considera conveniente una poda adecuada de los arboles

presentes en la vía.

Figura 2.2.4- 2 Alzado de luminarias de 12 a 15 m para vías con arboles pequeños.

31


2.2.5 Disposición de luminarias en intersecciones.

2.2.5.1 Intersecciones en ángulo recto con las dos calzadas iluminadas.

En este tipo de intersecciones se deben diferenciar dos casos, cuando el tráfico de

vehículos en la calzada no está canalizado y cuando lo está por medio de isletas

direccionales.

Cuando el tráfico de vehículos no está canalizado, la solución debe abordarse

mediante la combinación de las implantaciones recomendadas para cada tipo de alumbrado

(unilateral, tresbolillo, axial, bilateral, etc.), tal como se presenta en las siguientes figuras:

Figura 2.2.5.1- 1 Intersecciones en ángulo recto con las dos calzadas iluminadas, unilateralmente.


32

Figura 2.2.5.1- 2 Intersección en ángulo recto, implantación sobre dos calzadas iluminadas en

tresbolillo.


Figura 2.2.5.1- 3 Intersección en ángulo recto, implantación sobre dos calzadas iluminadas

unilateralmente y bilateral.

33


Figura 2.2.5.1- 4 Intersección en ángulo recto, implantación sobre dos calzadas iluminadas en

tresbolillo y bilateral.


En el caso en que una de la vías esté divida mediante isletas direccionales de

pequeñas dimensiones y la otra no, la implantación de los puntos de luz debe comenzar por

la calzada dotada de isletas, que se estudiara separadamente. En dichos casos se iniciara el

emplazamiento de los puntos de luz por las intersecciones, reduciendo la separación entre

los mismos y continuando por la calzada con tráfico canalizado, adoptando cada uno de los

sistemas de implantación que proceda.

El origen de la ubicación de los puntos de luz del alumbrado de la calzada donde no

está canalizado el tráfico, se iniciará también en la intersección, ajustando los puntos de luz

de acuerdo con lo establecido en la otra calzada y prosiguiendo con la colocación de los

puntos de luz que proceda, de conformidad con las características de la calzada.

34

Figura 2.2.5.1- 5 Intersección con isletas de división.


2.2.5.2 Intersecciones en T de dos calzadas iluminadas parcialmente canalizadas.

Para este tipo de intersecciones se establece una implantación de puntos de luz

recomendada para que los usuarios que llegan de la calzada que enlaza, vean delante de

ellos un fondo iluminado.

Figura 2.2.5.2- 1 Intersección en T, las zonas con doble rayado representan el efecto de guiado visual

que debe procurar el alumbrado.


35

Al no ser ésta una solución que no es única también se puede, en función de las

condiciones locales, reducir el número de puntos de luz, utilizando para ello otros de mayor

potencia o altura de implantación.

Figura 2.2.5.2- 2 Intersección en T, implementando puntos de mayor potencia y altura.


2.2.5.3 Intersecciones en Y o T de dos calzadas totalmente canalizadas.

En la proximidad de tales intersecciones, generalmente los dos sentidos de

circulación de vehículos están separados por isletas direccionales de grandes dimensiones, a

lo largo de las cuales la implantación de los puntos de luz es unilateral.

Figura 2.2.5.3- 1 Intersección en Y o T, con implantación unilateral sobre dos calzadas.


36

Asimismo, se pueden emplazar puntos de luz más potente y de mayor altura, como

se muestra a continuación.

Figura 2.2.5.3- 2 Intersección tipo Y o T, con implementación unilateral con mayor potencia y altura.


2.2.6 Vegetación.

Se requiere un entendimiento y cooperación entre la vegetación y la iluminación

para que ninguno interfiera en la labor o función que desempeña el otro, por lo cual la

selección del tipo de arbusto o árbol ha de basarse en aquellos que dejen libre el espacio

suficiente para la iluminación con la mínima interferencia entre ambos, estas secciones

pueden incluir arboles de formas estilizadas, esféricas o normales. En la mayoría de los

casos, un buen servicio de poda puede solucionar cualquier problema entre arbolado y

alumbrado viario.

Hay que destacar que incluso en instalaciones con gran altura de montaje no es

necesario podar todos los arboles hasta la altura de la luminaria, solo es necesario podar

aquellas ramas que caen por debajo de haz luminoso útil. La frondosidad del arbolado

37

situado entre la luminaria y los objetos, puede servir para recortar y distinguir siluetas de

forma intencionada, a la vez que ayuda a reducir el deslumbramiento directo de las

luminarias sobre posibles observadores o conductores, esta ventaja es particularmente

importante en carreteras con trafico local y aéreas residenciales, donde se requieren inter

distancias relativamente altas, junto con elevadas potencias y ángulos cercanos a la

horizontal.

Figura 2.2.6- 1 Diagrama de restricciones de iluminación dada a la vegetación.

2.3 Lámparas y Luminarias.

2.3.1 Lámparas.

En la actualidad hay diversos tipos de lámparas utilizadas en una gran variedad de

aplicaciones, se hará un compendio de los principales tipos que existen, dándole mayor

desarrollo a las utilizadas en la iluminación de vías públicas.

38

2.3.1.1 Lámparas incandescentes.

Es la fuente de luz eléctrica más antigua que existe y aún la de uso más común. Es

también la que posee mayor variedad de alternativas y se puede encontrar en casi todas las

aplicaciones, particularmente cuando se requieren bajos flujos luminosos.

Su funcionamiento se basa en el calentamiento eléctrico de un filamento hasta una

temperatura en que emite radiación dentro del campo visible del espectro, en algunos casos

se inyecta en el bulbo de la lámpara un halógeno (yodo, cloro, bromo) para crear un ciclo

regenerativo en el filamento, aumentando ligeramente la vida útil de la lámpara, el cual es

generalmente de tungsteno o wolframio.

Figura 2.3.1.1- 1 Modelo de una lámpara incandescente.


2.3.1.2 Lámparas fluorescentes.

La lámpara fluorescente es una lámpara de descarga en vapor de mercurio de baja

presión, en la cual la luz se produce mediante polvos fluorescentes activados por la energía

ultravioleta de una descarga.

39

Entre ellas existen varios tonos con una amplia variedad de temperaturas de color e

índices de reproducción cromática, con lo cual cubren una amplia gama de aplicaciones

residenciales e industriales.

Figura 2.3.1.2- 1 Modelo de una lámpara fluorescente.


2.3.1.3 Lámparas de vapor de mercurio a alta presión.

Las lámparas de mercurio pertenecen a las conocidas bajo el nombre de lámparas de

descarga eléctrica de alta intensidad. En ellas la descarga se produce en un tubo de cuarzo

que contiene una pequeña cantidad de mercurio y un relleno de gas inerte, generalmente

argón, para ayudar al encendido. Una parte de la descarga ocurre en la región visible del

espectro como luz, pero otra parte se emite en ultravioleta, por lo que se cubre la superficie

interna de la ampolla externa con un polvo fluorescente para ofrecer mayor iluminación.

40

Figura 2.3.1.3- 1 Modelo de una lámpara de mercurio a alta presión.


2.3.1.4 Lámparas de luz mezcla.

Las lámparas de luz mezcla son una combinación de la lámpara de vapor de

mercurio a alta presión y de una lámpara incandescente, como resultado de uno de los

intentos para corregir la luz azulada de las lámparas de vapor de mercurio, lo cual se

consigue por la inclusión dentro de la misma ampolla de un tubo de descarga de vapor de

mercurio y un filamento incandescente de wolframio.

La luz de la descarga y la del filamento se combinan para lograr una lámpara con

características operativas totalmente diferentes a aquellas que poseen tanto una lámpara de

mercurio puro cono una lámpara incandescente.

41

Figura 2.3.1.4- 1 Modelo de una lámpara con luz mezcla.


2.3.1.5 Lámparas de halogenuros metálicos.

Son lámpara de vapor de mercurio a alta presión que, además, contiene halogenuros

de tierras raras como el Disprosio, Holmio y Tulio. Estos haluros son en parte vaporizados

cuando la lámpara alcanza su temperatura normal operativa. El vapor de haluros se disocia

después, dentro de la zona central caliente del arco, en halógeno y en metal consiguiendo

así aumentar considerablemente la eficiencia luminosa y aproximar el color de la luz diurna

solar.

42

Figura 2.3.1.5- 1 Modelo de una lámpara de halogenuro metálico.


2.3.1.6 Lámparas de inducción magnética.

Son un tipo de lámparas de descarga, en las cuales se introduce un concepto

totalmente nuevo en la generación de la luz. La característica principal del sistema es que

prescinde de la necesidad de los electrodos para la ionización del gas, en la actualidad

existen dos métodos, los cuales son crear un anillo cerrado de vidrio donde la energía se

suministra desde el exterior por un campo magnético, ionizando el gas dentro del tubo, o

colocar un gas a baja presión y un acoplador de potencia en el cual se encuentre un núcleo

cilíndrico de ferrita, para crear un campo electromagnético dentro del recipiente de

descarga que induce una corriente en el gas provocando su ionización.

43

Figura 2.3.1.6- 1 Modelo de una lámpara de inducción con anillo cerrado de vidrio.


Figura 2.3.1.6- 2 Modelo de una lámpara de inducción con núcleo cilíndrico de ferrita.


2.3.1.7 Lámparas LED’s

Una Lámpara LED es una lámpara de estado sólido que usa Diodos Emisores de

Luz (LEDs) como fuente luminosa. Debido a que la luz capaz de emitir un LED no es muy

elevada, para alcanzar la intensidad luminosa similar a las otras lámparas existentes como

las incandescentes o las fluorescentes compactas, las lámparas LED están compuestas por

44

agrupaciones de LED, en mayor o menor número, según la intensidad luminosa que se

desee alcanzar.

Actualmente las lámparas LED se pueden usar para cualquier aplicación comercial,

desde el alumbrado decorativo hasta el de viales y jardines, presentado ciertas ventajas,

entre las que destacan su considerable ahorro energético, bajos costos de mantenimiento, no

contienen mercurio, reducción de emisiones contaminantes y luz dirigida (menos

contaminación visual) y su mayor vida útil, pero también con ciertos inconvenientes como

son su elevado coste inicial, poca disponibilidad de fotometrías, bajos niveles del flujo

luminoso y niveles de iluminación más limitados, entre otros.

Figura 2.3.1.7- 1 Lámpara comercial de LED's.

Fuente: Elaboración propia.

2.3.1.8 Lámparas de sodio a baja presión.

Existe una gran similitud entre el trabajo de una lámpara de vapor de sodio a baja

presión y una de vapor de mercurio a baja presión o fluorescente, sin embargo, mientras

que en la última la luz se produce al convertir la radiación ultravioleta en radiación visible,

45

utilizando un polvo fluorescente en la superficie interna, en la primera la radiación visible

se produce por la descarga directa del sodio.

En la actualidad las lámparas de sodio de baja presión, no son las más utilizadas en

el alumbrado de vías públicas o de zonas exteriores aunque son las más eficaces de todas

las lámparas desarrolladas.

El principio de trabajo de una lámpara de sodio a baja presión se basa en un tubo de

descarga generalmente en forma de U, el cual está contenido en una cubierta exterior de

vidrio tubular vacío, con capa de oxido de indio en la superficie externa. El vacío, junto con

la capa, la cual actúa como un reflector selectivo de infrarrojo, ayuda a mantener la pared

del tubo de descarga a una temperatura de trabajo adecuada. Estas medidas con necesarias

para que el sodio, que cuando se condensa se deposite en hendiduras del vidrio, se evapore

con una pérdida mínima de calor, debido a eso, se logra la mayor eficiencia luminosa

posible.

El gas neón presente dentro de la lámpara, sirve para iniciar la descarga y para

desarrollar el calor suficiente como para vaporizar el sodio, además responde por la

luminiscencia rojo anaranjado durante los primeros pocos minutos de trabajo. El sodio

metálico se evapora en forma gradual, debido a eso, se produce la característica luz amarilla

monocromática. El color rojo, que en principio se produce por la descarga de neón, se

suprime enérgicamente durante el funcionamiento, por que los potenciales de excitación y

de ionización de sodio son mucho menores que los del neón.

46

La lámpara alcanza su flujo luminoso establecido en aproximadamente diez minutos

y volverá a arrancar de forma inmediata en caso que el suministro de alimentación se

interrumpa momentáneamente, ya que la presión de vapor es bastante baja y el voltaje

aplicado suficiente como para restablecer el arco.

Figura 2.3.1.8- 1 Modelo de una lámpara de sodio a baja presión.


2.3.1.9 Lámparas de sodio de alta presión.

Físicamente, la lámpara de sodio alta presión es bastante diferente de la lámpara de

sodio baja presión, debido a que la presión de vapor es más alta en la primera, este factor de

presión también causa muchas otras diferencias entre las dos lámparas incluyendo las

propiedades de la luz emitida.

El tubo de descarga en una lámpara de sodio a alta presión contiene un exceso de

sodio para dar condiciones de vapor saturado cuando la lámpara está en funcionamiento,

además posee un exceso de mercurio para proporcionar un gas amortiguador, y esto incluye

47

xenón, para facilitar el encendido y limitar la conducción de calor del arco de descarga a la

pared del tubo, el tubo de descarga se aloja en una envoltura de vidrio protector.

Las lámparas de sodio a alta presión irradian energía a través de una buena parte del

espectro visible, por lo tanto, en comparación con la lámpara de sodio baja presión, ofrecen

una reproducción de color bastante aceptable.

Figura 2.3.1.9- 1 Modelo de lámpara de sodio a alta presión.


2.3.2 Luminarias.

Según la norma UNE-EN 60598-1, se define luminaria como el aparato de

alumbrado que reparte, filtra o transforma la luz emitida por una o varias lámparas y que

comprende todos los dispositivos necesarios para el soporte, la fijación y la protección de

48

lámparas, (excluyendo las propias lámparas) y, en caso necesario, los circuitos auxiliares en

combinación con los medios de conexión con la red de alimentación.

Con independencia de otras definiciones que puedan ser más o menos descriptivas,

podríamos definir la luminaria como un objeto formado por un conjunto de elementos

destinados a proporcionar una adecuada radiación luminosa de origen eléctrico, la

materialización de estos elementos pasa en cada caso por la conjunción entre un buen

diseño formal y una razonable economía de medios.

Al primero corresponde resolver el control luminoso según las necesidades, que es

el fin primordial, un control térmico que haga estable su funcionamiento, y un control

eléctrico que ofrezca las debidas garantías al usuario. Al segundo corresponde prever un

producto de fabricación solida y eficaz, una relativa sencillez en su instalación y un mínimo

mantenimiento de uso

En cuanto a los elementos genéricos más característicos se pueden mencionar los

siguientes:

2.3.2.1 Armadura o carcasa.

Es el elemento físico mínimo que sirve de soporte y delimita el volumen de la

luminaria conteniendo todos sus elementos. Por este concepto pueden distinguirse varios

tipos: para interiores o exteriores, de superficie o empotrados, suspendidas o de carril, de

pared, abierta, cerrada, para ambientes normales o de riesgo, entre otras.

49

2.3.2.2 Equipo eléctrico.

Sería el adecuado a los distintos tipos de fuentes de luz artificial y en función de la

siguiente calcificación:

• Incandescentes normales sin elementos auxiliares

• Halógenas de alto voltaje a la tensión normal de la red, o de bajo voltaje con

transformador o fuente electrónica.

• Fluorescentes, con reactancias o balastos, condensadores e ignitores, o

conjuntos de encendido y control.

• De descarga, con reactancias o balastos, condensadores e ignitores, o

conjuntos de encendido y control.

2.3.2.3 Reflectores.

Son determinadas superficies en el interior de la luminaria que modelan la forma y

dirección del flujo de la lámpara. En función de cómo se emita la radiación luminosa puede

ser:

• Simétrico (con uno o dos ejes) o asimétrico.

• Concentrador (haz estrecho menor de 20°) o difusor (haz entre 20 y 40°; haz

muy ancho mayor de 40°).

• Especular (con escasa dispersión luminosa) o no especular (con dispersión

de flujo).

• Frio (con reflector dicroico) o normal.

50

Figura 2.3.2.3- 1 Ilustración de un reflector de una luminaria.


2.3.2.4 Difusores.

Elemento de cierre o recubrimiento de la luminaria en la dirección de la radiación

luminosa. Los tipos son:

• Opal liso (blanca) o prismática (metacrilato translucido).

• Lamas o reticular (con influencia directa sobre el ángulo de

apantallamiento).

• Especular o no especular (con propiedades similares a los reflectores).

2.3.2.5 Filtros.

En posible combinación con los difusores sirven para proteger o mitigar

determinadas características de la radiación luminosa.

51

2.3.3 Clasificación de luminarias.

2.3.3.1 Clasificación por el grado de protección eléctrica.

Las luminarias deben asegurar la protección de las personas contra los contactos

eléctricos por lo que, según el grado de aislamiento, puede clasificarse como:

Clase 0: Luminaria con aislamiento funcional, pero sin aislamiento doble ni reforzado en su

totalidad y sin conexión a tierra.

Clase I: Luminaria con al menos aislamiento funcional en su totalidad y con el terminal o

contacto de conexión a tierra.

Clase II: Luminaria con aislamiento doble y/o aislamiento reforzado en su totalidad y sin

provisión para descarga a tierra.

Clase III: Luminaria diseñada para ser conectada a circuitos de voltaje extra-bajo, y que no

tiene circuitos, ni internos ni externos, que operen a un voltaje que no sea el extra-bajo de

seguridad.

2.3.3.2 Clasificación por condiciones operativas.

El sistema IP fijado por la UNE-EN 60598 clasifica las luminarias de acuerdo con

el grado de protección que poseen contra el ingreso de cuerpos extraños, polvo y humedad.

La designación para indicar los grados de protección consiste en las letras IP seguidas por

dos números o tres, dependiendo del lugar, que indican el cumplimiento de las condiciones

establecidas en las siguientes tablas:

52

Tabla 2.3.3.2- 1 Clasificaciones de las condiciones operativas.


Tabla 2.3.3.2- 2 Clasificaciones según el grado de protección contra el agua


Primer numero caracteristico Breve descripcion. Simbolo0 No protegida No tiene1 Protegida contra objetos solidos mayores de 50mm. No tiene2 Protegida contra objetos solidos mayores de 12,5mm. No tiene3 Protegida contra objetos solidos mayores de 2,5mm.No tiene4 Protegida contra objetos solidos mayores de 1mm. No tiene5 Protegida del polvo6 Hermetica al polvo

Segundo numero operativo Breve descripcion. Simbolo0 No protegida No tiene1 Protegida contra gotas de agua de caida vertical

Protegida contra caida de agua vertical con una inclinacion maxima de 15° de la envolventeProtegida contra el agua en forma e lluvia fina formando60° con la vertical como maximo.Protegida contra proyecciones de agua en todas las direcciones.Protegida contro chorros de agua en todas lasdirecciones.Protegida contra fuertes chorros de agua en todaslas direcciones.Protegida contra efectos de inmersion temporal enagua.

8 Protegida contra la inmersion continua en agua

7

No tiene

No tiene

2

3

4

5

6

53

Tabla 2.3.3.2- 3 Clasificaciones contra impactos mecánicos.


En lugar de la tercera cifra, también se puede aplicar la norma EN-50102 sobre

grados de protección proporcionados por las envolventes de materiales eléctricos contra

impactos mecánicos.

En dicha norma, el grado de protección proporcionado por la envolvente contra

impactos se indica mediante el código IK de la siguiente forma:

Letras del código: IK

Grupo de cifras características: De 00 a 10

Cada grupo de cifras características representa un valor de la energía de impacto,

cuya correspondencia se presenta en la siguiente tabla:

Tabla 2.3.3.2- 4 Correspondencia entre el código IK y la energía de impacto.


2.3.3.3 Clasificación según la inflamabilidad de la superficie de montaje.

Las luminarias no pueden ser montadas sobre cualquier superficie conveniente. La

inflamabilidad de esa superficie y la temperatura del cuerpo de la luminaria imponen ciertas

Tercer numero caracteristico Breve descripcion. Simbolo0 Ninguna proteccion No tiene1 Proteccion contra un impacto de 0,225 J de energiaNo tiene3 Proteccion contra un impacto de 0,5 J de energia No tiene5 Proteccion contra un impacto de 2 J de energia No tiene7 Proteccion contra un impacto de 6 J de energia No tiene9 Proteccion contra un impacto de 20 J de energia No tiene

Codigo IK IK00 IK01 IK02 IK03 IK04 IK05 IK06 IK07 IK08 IK09 IK10Energia de impactos en Julios 0 0.15 0.2 0.35 0.5 0.7 1 2 5 10 20

54

restricciones al respecto. Naturalmente, si la superficie es no-combustible, no existe ningún

problema.

A los fines de la clasificación, la EN-60598 define a las superficies inflamables

como normalmente inflamables o fácilmente inflamables.

La clasificación normalmente inflamable hace referencia a aquellos materiales cuya

temperatura de ignición es de al menos 200 ºC y que no se debilitan ni deforman a esa

temperatura.

La clasificación fácilmente inflamable hace referencia a aquellos materiales que no

pueden ser clasificados como normalmente inflamables o no-combustibles. Los materiales

de esta categoría no pueden ser utilizados como superficie de montaje para luminarias. El

montaje suspendido es la única alternativa en estos casos.

En la siguiente tabla se puede observar la clasificación de montaje que se ha hecho

sobre la base de estos requerimientos.

Tabla 2.3.3.3- 1 Clasificación de la EN-60598 para montaje de luminarias.


2.3.3.4 Luminarias para instalaciones de iluminación interior.

Entendemos que dentro de este grupo están las luminarias destinadas a la

iluminación de locales y naves dedicadas a centros comerciales, industrias, oficinas,

Clasificacion SimboloLuminarias adecuadas para montaje directo solo Sin simbolo, solo se requeire una sobre superficies no combustibles. nota de advertenciaLuminarias adecuadas para montaje directo sobresuperficies normalemente inflamables

55

edificios docentes, instalaciones deportivas cubiertas, etc. Por lo tanto, este tipo de

alumbrado trata de dotar de la iluminación adecuada a aquellos lugares donde se desarrolla

una actividad laboral o docente.

Las luminarias para la iluminación general de interiores se encuentran clasificadas

por la C.I.E. de acuerdo con el porcentaje de flujo luminoso total distribuido por encima y

por debajo del plano horizontal.

Tabla 2.3.3.4- 1 Clasificación C.I.E para luminarias de iluminación general de interiores.


2.3.3.5 Luminarias para instalaciones de iluminación pública.

Dentro de este tipo grupo tenemos luminarias de parques y jardines así como las de

iluminación pública viaria. Para las primeras, son instalaciones típicas, como su nombre

indica, parques, jardines, zonas residenciales, etc. En el segundo tipo tenemos vías urbanas,

autopistas, túneles, etc.

La C.I.E. ha introducido un nuevo sistema para la clasificación de las luminarias

para iluminación de viales y así sustituir al sistema que introdujo en el año 1965, en el que

se hacía la clasificación cut-off, semi-cut-off y non-cut-off. No obstante, el antiguo sistema

sigue siendo utilizado en ciertas recomendaciones nacionales para la iluminación de viales.

Clase de luminaria % de flujo hacia arriba % de flujo hacia abajoDirecta 0 a 10 90 a 100Semi-Directa 0 a 40 60 a 90Directa-Indirecta 40 a 60 40 a 60General difusa 40 a 60 40 a 60Semi-Indirecta 60 a 90 0 a 40Indirecta 90 a 100 0 a 10

56

En la siguiente tabla se muestra la clasificación antigua de la C.I.E.

Tabla 2.3.3.5- 1 Clasificación de la C.I.E para luminarias de uso externo.


Figura 2.3.3.5- 1 Ejemplos de curvas fotométricas según su clasificación.


La nueva clasificación de luminarias de la C.I.E que reemplaza a la anterior se basa

en tres propiedades básicas de las luminarias:

o La extensión a la cual la luz de la luminaria se distribuye a la largo de un camino,

llamado el alcance de la luminaria.

o La cantidad de diseminación lateral de la luz, a lo ancho de un camino, llamado

apertura.

o El alcance de la instalación para controlar el deslumbramiento producido por la

luminaria, llamado el control de la luminaria.

Valor maximo permitido de intensidad Valor maximo permitido de intensidad Direccion de la intensidademitida a un angulo de elevacion de 80° emitida a un angulo de elevacion de 90° maxima menor de

Cut - off 30 cd / 1000 lm 10 cd / 1000 lm 65°

Semi cut - off 100 cd / 1000lm 50 cd / 1000lm 76°

Non Cut - off Cualquiera

Tipo de luminaria

57

El alcance está definido por el ángulo �! que forma el eje del haz con la vertical que

va hacia abajo. El eje del haz está definido por la dirección de la bisectriz del ángulo

formado por las dos direcciones de 90% " �!en el plano vertical de intensidad máxima.

Se definen tres grados de alcance de la manera siguiente:

�! < 60° : alcance corto.

70° ≥ �! ≥ 60° : alcance medio.

�! > 70° : alcance largo

Figura 2.3.3.5- 2 Curva polar de intensidad en el plano que contiene la intensidad luminosa máxima,

que indica el ángulo utilizado para la determinación del alcance.


La apertura o dispersión está definida por la posición de la línea, que corre paralela

al eje del camino y que apenas toca el lado más alejado del 90% " �! en el camino. La

posición de esta línea está definida por el ángulo #$.

Los tres grados de apertura se definen de la siguiente manera:

#$ < 45°: apertura estrecha.

55° ≥ #$≥ 45°: apertura media.

58

#$> 55°: apertura ancha.

Figura 2.3.3.5- 3 Ilustración de la apertura o dispersión.


El control está definido por el índice específico de la luminaria, SLI de la luminaria.

Este es parte de la fórmula G de control del deslumbramiento molesto que está determinado

sólo por las propiedades de la luminaria.

%&� = 13.84 − 3.31 log/�0$1 + 1.3 log 3�0$�00

4$.5

− 0.08 log 3�0$�00

4 + 1.29 log/91 + :

(2.3.3.5-1)

donde:

�0$ = Intensidad luminosa a un ángulo de elevación de 80°, en un plano paralelo al eje de la

calzada (cd).

;<=;<< = Relación entre intensidades luminosas para 80° y 88°.

59

F = Área emisora de luz de las luminarias (m2) proyectadas en la dirección de elevación a

76°.

C = Factor de color, variable de acuerdo al tipo de lámpara (+0´4 para sodio baja presión y

0 para las otras).

Figura 2.3.3.5- 4 Figura donde se muestran los tres grados de alcance y apertura definidos por la C.I.E,

donde h es la altura del montaje.


En el caso del control, también se recomiendan tres grados, que son los siguientes:

SLI < 2: control limitado.

4 ≥ SLI ≥2: control moderado.

SLI > 4: control estricto.

60

2.4 Criterios de diseño para la iluminación de carreteras.

El entorno visual de un automovilista que conduce por la noche está formado

principalmente por la calzada. La visibilidad de un obstáculo situado sobre la calzada,

depende de la diferencia de luminancias entre el obstáculo y el fondo, constituido por la

calzada sobre el que destaca. En el caso de un objeto claro sobre fondo oscuro, su contraste

es positivo, en cambio un objeto más oscuro que su fondo se ve en silueta y su contraste es

negativo. La iluminación de carreteras produce generalmente contrastes negativos para los

objetos u obstáculos oscuros o de bajas reflectancias.

Hay que considerar que los faros de los vehículos iluminan únicamente un área

limitada delante de éstos, mientras que el alumbrado público suministra luz a la carretera y

sus alrededores, abriendo el campo de visión al conductor, aproximándose a las

condiciones de luz diurna, lo cual puede ser importante en determinadas circunstancias del

tráfico o del entorno.

2.4.1 Criterios de decisión en la necesidad de iluminación de una carretera.

Debe realizarse una selección entre los posibles tramos de carreteras a fin de

determinar cuáles de ellos deben ser provistos de alumbrado público, lo que exige el

establecimiento de factores y criterios que determinen la implantación de dichas

instalaciones. Los factores a considerar para la implantación de alumbrado público son los

siguientes.

• El tipo de vía, su situación y trazado.

• Los puntos singulares.

61

• La intensidad y composición del tráfico.

Como un criterio orientativo se presenta en la siguiente tabla valores de las

intensidades medias diarias (IMD), de tráfico que podrían adoptarse para tomar en

consideración la iluminación de una carretera.

Tabla 2.4.1- 1 Valores limites del IMD recomendados para iluminación.


2.4.2 Clasificación de las situaciones de proyecto.

Como cada proyecto de iluminación varía según su el tipo de vía que sea, se

presenta la siguiente clasificación según los tipos de usuarios que transitan por ella.

Tabla 2.4.2- 1 Clasificación de las situaciones de proyecto.

IMD minima para iluminar (Veh/h)Tipo de viaCarretera convencionalAutovias y autopistas

InterseccionesEnlaces

120002200040007000

M S C PCarreteras de calzadas separadas con cruces a distinto nivel y accesoscontrolados.Carreteras de calzada unica de doble sentido de circulacion y accesoslimitados.Carreteras interurbanas sin separacionde aceras o carri biciVias colectoras y rotondas, carreterasinterurbanas en accesos no restringidos

Situaciones de proyecto

A1

O

O O O A3

A2

Tipos de usuariosTipos de Vias

M

62

M Tráfico motorizado

Usuario principal S Vehículos de movimiento lento

0 Otros usuarios permitidos C Ciclistas

Usuarios excluidos P Peatones Fuente: Curso Indal, capitulo 12.

2.4.3 Selección del tipo de alumbrado.

Una vez este establecido la situación de proyecto, se procede a seleccionar la clase

de alumbrado que satisface las exigencias de iluminación que se necesitan, existen diversos

tipos de alumbrado los cuales se muestran a continuación.

2.4.3.1 Alumbrado para calzadas secas.

Se define para calzas secas las clases de alumbrado ME, ME1, ME2, ME3 (a y b) y

ME4 (a y b), las cuales están establecidas en orden de mayor a menor exigencia en los

niveles luminosos, cada clase de alumbrado serie ME comprende los siguientes niveles de

iluminación:

Tabla 2.4.3.1- 1 Clases de alumbrado serie ME.


Luminancia de la superficie de la Deslumbramiento Iluminancion de calzada en condiciones secas pertubador alrededoresLuminancia Uniformidad Uniformidad Incremento Relacionmedia global longitudinal umbral entornoLm (cd/m2) U₀ U₁ TI (%) SR

2 0.4 0.7 10 0.51.5 0.4 0.7 10 0.5

a 0.7b 0.6a 0.6b 0.5

0.5

0.5

ME1ME2

ME3

ME4

Clase de alumbrado

1

0.75

0.4

0.4

15

15

63

2.4.3.2 Casos de calzadas mojadas.

En el caso de calzadas mojadas, la superficie refleja la luz de forma mucho más

especular o dirigida que difusa y la uniformidad de las luminancias de la calzada queda

degradada afectando negativamente a la visibilidad de los obstáculos en la carretera.

En aquellas zonas geográficas en las que la intensidad y persistencia de la lluvia

provoque que durante una parte significativa de las horas nocturnas, a lo largo del año, la

superficie de la calzada permanezca mojada, se tendrán en cuenta los criterios que se

muestran en la siguiente tabla, para estas recomendaciones, a título orientativo se

consideran en esta situación aquellas zonas con una media superior a 100 días de lluvia al

año.

Tabla 2.4.3.2- 1 Clases de alumbrado serie MEW.


2.4.3.3 Tramos singulares.

Siempre que resulte posible, en los tramos singulares se aplicarán los criterios de

luminancias, uniformidades global y longitudinal, deslumbramiento perturbador y relación

entorno, que han sido definidas para las distintas clases de alumbrado, en todo caso se

Luminancia de la superficie de la calzada en condiciones secas y humedas Deslumbramiento Iluminancion de

Clase de Calzada pertubador alrededoresAlumbrado Humeda

Luminancia UniformidadUniformidad Uniformidad Incremento Relacionmedia global longitudinal global umbral entornoLm (cd/m2) U₀ U₁ U₀ TI (%) SR

MEW1 2 0.4 0.6 0.15 10 0.5MEW2 1.5 0.4 0.6 0.15 10 0.5MEW3 1 0.4 0.6 0.15 15 0.5MEW4 0.75 0.4 - 0.15 15 0.5

Calzada seca

64

tendrá en cuenta que la clase de alumbrado que se defina para el tramo singular será de un

grado superior al de la vía de tráfico a la que corresponde dicho tramo singular. Si

confluyen varias vías en un tramo singular, tal y como puede suceder en los cruces, la clase

de alumbrado será un grado superior al de la vía que tenga la clase de alumbrado más

elevada.

Sólo cuando resulte impracticable aplicar los criterios de luminancia, se utilizarán

los criterios de iluminancia. Esta situación puede ocurrir cuando la distancia de visión sea

inferior a los 60 m. (valor mínimo que se utiliza para el cálculo de luminancia), y cuando

no se pueda situar adecuadamente el observador debido a la sinuosidad y complejidad del

trazado de la carretera.

En estos casos se aplicarán los criterios de iluminación mediante la iluminancia

media y su uniformidad, que corresponden a las clases de alumbrado de la serie CE ,se

cumplirá también con las limitaciones de deslumbramiento o de control de la

contaminación luminosa, representadas por las clases de intensidad serie G.

Tabla 2.4.3.3- 1 Clases de alumbrado serie CE.


0.40.40.40.40.40.4

50302015107.5

CE0CE1CE2CE3CE4CE5

Iluminancia HorizontalIluminancia media Uniformidad media

Em (lux) UmClases de alumbrado

65

Tabla 2.4.3.3- 2 Clases de intensidad serie G.


Cuando no se precise un requerimiento exhaustivo en la limitación del

deslumbramiento o en el control de la contaminación luminosa, podrán adoptarse las clases

de intensidad G1, G2 y G3. En el supuesto de que la tipología del tramo singular, debido a

su configuración, complejidad y potencial peligrosidad, obligue a una mayor limitación del

deslumbramiento o del control de la contaminación luminosa, se deberán elegir las clases

de intensidad G4 y G5 y, únicamente en casos extremos, se exigirá la clase de intensidad

G6.

2.4.3.4 Clases de alumbrado de similar nivel de iluminación.

Para todas las situaciones de proyecto o tipos de vías de tráfico, los niveles

luminotécnicos deben especificarse para cada área de referencia, y no debería existir entre

dos áreas adyacentes una diferencia superior a dos clases de alumbrado comparables o de

similar nivel de iluminación, tal y como se establece en la siguiente tabla.

Clases deintensidad A 70° A 80° A 90°

G1 - 200 50 NingunoG2 - 150 30 NingunoG3 - 100 20 NingunoG4 500 100 10 Intensidades por encima de 95° deben ser 0.G5 350 100 10 Intensidades por encima de 95° deben ser 0.G6 350 100 0 Intensidades por encima de 90° deben ser 0.

Intensidad maxima(cd/Klm) Otros requerimientos

66

Detallados los niveles de iluminación de las clases de alumbrado series ME, MEW

y CE, en la Tabla 8 se establecen las clases de alumbrado de similar nivel de iluminación

para dichas series.

Tabla 2.4.3.4- 1 Clases de alumbrado de similar nivel de iluminación.


2.4.4 Clasificación de situaciones de proyecto y tipos de alumbrado.

Se presenta en el siguiente cuadro comparativo los tipos de iluminación que se

pueden utilizar para las diversas situaciones de proyecto que se definieron con anterioridad.

ME1 ME2 ME3 ME4 ME5MEW1 MEW2 MEW3 MEW4 MEW5CE1 CE2 CE3 CE4 CE5

Comparable por columnas

CE0 ME6

67

Tabla 2.4.4- 1 Clases de alumbrado según las situaciones de proyecto.


Desde un punto de vista luminotécnico, las situaciones de proyecto más interesantes

son las del grupo A-1, siendo las situaciones recogidas en las clases de alumbrado A-2 y A-

3 tratadas más genéricamente.

En la situación de proyecto A1, concreta la clase de alumbrado a adoptar en función

únicamente de la intensidad de tráfico y complejidad del trazado de la carretera.

Situaciones de Clases de proyecto Alumbrado

Carreteras de calzadas separadas con cruces a distinto nivel y accesoscontrolados.

Intensidad de trafico y complejidad del trazado de la carretera.

Alta (IMD) › 25000 ME1Media (IMD) entre 15000 y 25000 ME2Baja (IMD) ‹ 15000 ME3a

Carreteas de calzada unica de doble sentido de circulacion y accesoslimitados

Intensidad de trafico y complejidad del trazado de la carretera.

Alta (IMD) › 15000 ME1Media y baja (IMD) ‹ 15000 ME2

Carreteras interurbanas sin separacion de aceras o carriles bici ME1

Intensidad de trafico y complejidad del trazado de la carretera ME2Control del trafico y separacion de los distintos tipos de usuario ME3aParametros espefificos ME4a

Vias colectoras y rondas de circunvalacion ME1Carreteras interurbanas con accesos no restringidos ME2

Intensidad de trafico y complejidad del trazado de la carretera ME3bControl del trafico y separacion de los distintos tipos de usuario ME4aParametros espefificos ME4b

A3

A1

A2

Tipos de vias

68

Para el resto de situaciones de proyecto A2 y A3 existen diversas opciones de

elección de la clase de alumbrado, seleccionándose en cada caso, de acuerdo con la

intensidad de tráfico y complejidad del trazado de la carretera, control del tráfico y

separación de los distintos tipos de usuarios, así como en función de los parámetros

específicos dominantes, que se especifican a continuación:

• Situación de Proyecto A2. Parámetros dominantes:

- Tipo de cruces (enlaces, intersecciones).

- Densidad de nudos

• Situación de proyecto A3. Parámetros dominantes:

- Separación de calzadas.

- Tipo de cruces (enlaces, intersecciones).

- Densidad de nudos.

2.4.5 Alumbrado a gran altura.

Recibe tal denominación el alumbrado ejecutado con puntos de luz cuya altura de

montaje es superior a 16 m., y cuyo mantenimiento no puede ser realizado mediante

vehículo dotado de cesta hidráulica.

Este sistema se utiliza cada vez que el empleo de soluciones convencionales de

alumbrado no resulta satisfactorio, debido a la manipulación de soportes y a la dificultad de

su implantación en los correspondientes emplazamientos.

El alumbrado mediante soportes de gran altura se relaciona con la iluminación de

grandes superficies, y encuentra su aplicación, entre otros, en los casos siguientes:

69

- Nudos complejos de autopistas, autovías y carreteras.

- Glorietas.

- Peajes de autopistas.

La realización de la instalación de alumbrado mediante soportes de gran altura es

una solución cuando la implantación de los báculos o columnas clásicos origina problemas

en el entorno, tales como:

• Pérdida de perspectiva y separaciones de nivelación entre soportes (cruces de vías

de tráfico rodado a distintos niveles).

• Problemas de dimensionamiento (grandes espacios), de estética y de confusión del

guiado visual (multiplicidad de soportes).

En este tipo de alumbrado las alturas más frecuentes de implantación son los

soportes de 30 y 35 m., aún cuando en situaciones concretas de cruces complejos puedan

superarse los 40 m. El número de fuentes luminosas se reducirá en lo posible, mediante la

utilización de lámparas de descarga de potencia y eficacia luminosa elevada. Pueden

instalarse luminarias con óptica convencional, orientable o específica, así como

proyectores, adaptándose en cada caso las soluciones que se estimen convenientes para

lograr los fines previstos.

Para efectuar las operaciones de mantenimiento, la accesibilidad de los aparatos,

equipos y lámparas, podrá efectuarse mediante escalas fijas instaladas en los soportes, hasta

una altura de 20 m. Para columnas de alturas mayores, será adecuada la instalación del

sistema de corona móvil.

70

Al objeto de paliar el deslumbramiento, el ángulo de inclinación de la intensidad

máxima de los proyectores será 65%, limitando e todo lo posible los valores de intensidad

por encima de este ángulo. Todo ello sin perjuicio de la instalación, en su caso, de rejillas u

otros dispositivos antideslumbrantes.

Tabla 2.4.5- 1 Alumbrado con soportes de gran altura.


Descripcion de la via de traficoCruces muy complejos con intensidadde trafico elevado y alta complejidaddel trazado y campo visual

CE0

CE0CE1CE2

Cruces complejos, glorietas

Clases de alumbrado

Zonas de peaje

71

CAPITULO 3: Normativas internacionales y nacionales

aplicadas en la iluminación de vías públicas.

3.1 Organismos normativos internacionales

Si bien no existe un estándar global para la iluminación de vías públicas, existen

varios entes que crean normas o recomendaciones técnicas a la hora de realizar un diseño

de alumbrado de vías públicas. A partir de ahí cada país es libre de escoger alguna de ellas

y aplicarla, también puede hacer modificaciones a las mismas según sus necesidades, o si

es del caso crear su propia legislación referente al tema.

Las principales organizaciones que se dedican en parte a la creación de normas o

regulaciones se presentan a continuación.

3.1.1 Comisión internacional de iluminación.

La comisión internacional de iluminación también conocida como C.I.E (por su

titulo en francés, Commission Internationale de l’Eclairage), se dedica a la cooperación

mundial e intercambio de información de todos los temas relativos a la ciencia y arte de la

luz, iluminación, color, visión, foto biología y tecnología de imagen.

El C.I.E, que posee bases científicas, técnicas y culturales, es una organización

independiente sin fines de lucro que sirve a países miembros voluntarios, la cual fue creada

desde 1913 y ha sido aceptada y reconocida por ISO como la mejor autoridad en el tema y

como una entidad de estandarización internacional.

72

La C.I.E tiene en su repertorio una amplia gama de recomendaciones para los

sistemas de iluminación, entre ellas una importante cantidad para los sistemas de

alumbrado de carreteras, paso peatonales e intersecciones, las más importantes que se

encuentra aun en vigencia se pueden mencionar las siguientes:

• CIE 17.4: Cuarta edición y vigente del vocabulario internacional de iluminación.

• CIE 23: Recomendaciones para iluminación de autopistas.

• CIE 31: Deslumbramiento y uniformidad en las instalaciones de alumbrado de

carreteras.

• CIE 34: Luminarias para alumbrado de carreteras, datos fotométricos, clasificación

y prestaciones.

• CIE 47: Alumbrado de carreteras en condiciones mojadas.

• CIE 115: Recomendaciones para el alumbrado de carreteras con tráfico motorizado

y peatonal.

• CIE 132: Métodos de diseño para el alumbrado de carreteras.

• CIE 136: Guía de iluminación de áreas urbanas.

• CIE 140: Métodos de cálculo para la iluminación de carreteras.

Si se desea la lista completa de normas y recomendaciones se puede acceder al

documento electrónico de la C.I.E del 2010, con el nombre “technical reports and guides”,

disponible en la dirección

http://www.cie.co.at/index.php/Publications/Technical+Reports+and+Guides.

73

Para acceder a los documentos completos, hay que cancelar en la mayoría de ellos una

suma de euros dependiendo de cada documento.

3.1.2 National Electrical Manofacturers Association (Asociacion Nacional de

Manofacturantes Eléctricos), (N.E.M.A).

La “National ElectricalManufacturers Association”, (NEMA) es la asociación de

comercio de elección por gran parte de la industria manufacturadora de equipos eléctricos,

la cual fue fundada en 1926 y su sede central se ubica en Washington D.C, tiene

aproximadamente 450 compañías miembros que son productores de equipos utilizados en

generación, transmisión y distribución, control y uso final de la electricidad.

NEMA provee de un foro para desarrollo de estándares técnicos que son del mejor

interés de la industria y de los usuarios, avocada a políticas de industria en asuntos

legislativos y regulatorios, de análisis y diseminación de información industrial.

Las normas o guías que presenta NEMA, son avaladas por “American National

Standard Institute” (ANSI), ellas son ampliamente utilizadas en Norte América y vienen en

cualquier equipo eléctrico proveniente de esos países, son un equivalente muchas veces a

las recomendaciones proporcionadas por la CIE.

La gran mayoría de estas regulaciones vienen bajo el nombre “American National

Standard for Roadway and Area Lighting Equipment”, (Estándar nacional americano para

el equipo de iluminación de carreteras y áreas), como por ejemplo la norma ANSI C136.15-

2009, la cual tiene de título: “estándar nacional americano para el equipo de iluminación de

74

carreteras y áreas – Identificación de campo de luminarias de alta descarga y sodio de baja

presión”.

Si se desea la lista completa de normas y recomendaciones se puede acceder al

documento electrónico de NEMA del 2010, con el nombre “american national standard for

roadway and area lighting equipment”, disponible en la dirección

http://www.nema.org/stds/c136-15.cfm, al igual que con los documentos del CIE, para

poder acceder a la versión completa ahí que cancelar un monto determinado según sea la

norma.

3.1.3 International Organization for Standardization (organización internacional

para la estandarización), (I.S.O).

La ISO es el más grande desarrollador y publicador de estándares internacionales,

es una red de institutos nacionales de estandarización de 161 países, es una organización no

gubernamental que forma un puente entre los sectores públicos y privados, por lo que, ISO

ayuda a un consenso en la solución de problemas tanto de los requerimientos de los

negocios y las necesidades de la sociedad, fue fundada en 1947 y al día de hoy presenta

más de 18000 estándares internacionales publicados.

Entre los estándares ISO no se encuentra alguno que determine específicamente una

estandarización de los sistemas de iluminación de vías públicas, pero entre ellos se

encuentran algunos documentos que tratan temas relacionados con la iluminación de vías,

como por ejemplo el ISO 7227:1987, que define en 3 lenguajes términos relacionados con

la luz y la iluminación.

75

De igual manera si se desea acceder a la base de datos de los estándares ISO, se

puede ir al documento electrónico de ISO 2010, en la dirección electrónica

http://www.iso.org/iso/search.htm?qt=light&published=on&active_tab=standards, al igual

que las paginas anteriores hay que pagar para poder tener el documento completo.

3.1.4 Institute of Electrical and Electronics Engineers, (instituto de ingenieros

eléctricos y electrónicos), (I.E.E.E).

La IEEE es la asociación de profesionales más grandes del mundo, fundada en

1884, y está dedicada al avance tecnológico, la innovación y el beneficio de la humanidad.

La IEEE no es un ente gestor de normas o recomendaciones oficiales, aun así posee

un gran cantidad de artículos y estudios referentes al tema de la iluminación de vías

públicas, que pueden llegar a ser de una gran importancia como material de consulta para el

desarrollo de numerosos proyectos

3.2 Normativa Nacional.

Muchos de los países latinoamericanos han optado por crear una norma nacional

para la estandarización del diseño de vías públicas, en el cual se establezcan los niveles

mínimos de iluminancia, así como las formas recomendadas para la distribución de las

luminarias según el tipo de vía y su densidad de tráfico, la mayoría de estas normas están

basadas en las recomendaciones hechas por entes internacionales como la CIE, en la que

toman un documento y lo adaptan a las características particulares del país en cuestión.

En el caso de Costa Rica, todavía no se cuenta con un documento oficial que defina

los estándares de operación en este tema, existen cierta leyes que mencionan aspectos sobre

76

quien tiene el derecho de operar los sistemas o el tipo de cobro que se tiene que aplicar pero

no existe ninguna ley, norma o reglamento que rija sobre datos técnicos de diseño y

operación del servicio, por lo que por el momento cada una de las compañías que brindan el

servicio eléctrico operan con sus propios lineamientos basados en las recomendaciones

internacionales que se consideren y tomando en cuenta solamente ciertas normas generales

sobre el sistema eléctrico dadas por la ARESEP, pero ninguna de ellas trata el tema de la

iluminación pública como tema central siendo a lo mucho mencionado este apartado en

unas cuantas ocasiones.

Actualmente en el país existe una comisión que está trabajando en un proyecto para

la creación de una norma para la operación y diseño de sistemas de alumbrado público, con

la cual todas las empresas comercializadoras de energía estandaricen sus operaciones y

cumplan con los recomendaciones internacionales que existan, esta comisión cuenta con el

aval del colegio federado de ingenieros y arquitectos (CFIA) y se espera que como

resultado en un futuro cercano se cree una ley a nivel nacional que rija sobre este tema.

3.2.1 De la CNFL.

En el caso particular de la Compañía Nacional de Fuerza y Luz (CNFL), la

iluminación de exteriores es manejada por el departamento de alumbrado público de la

CNFL. Éste departamento es el encargado del diseño de los sistemas de iluminación así

como de su mantenimiento, instalación y operación, tanto como la iluminación de vías

como la de parques y áreas especiales a lo largo de su zona de operación.

77

Al no tener una norma a nivel nacional, este departamento rige sus diseños y

operaciones utilizando una combinación de normas internacionales, como una serie de

manuales técnicos desarrollados con el paso de los años dentro de la institución.

Las normas internacionales que se utilizan para la iluminación de carreteras son la

CIE – 115 titulada “Recomendaciones para el alumbrado de calzadas de tráfico motorizado

y peatonal”, la CIE - 140, “Métodos de cálculo para la iluminación de carreteras” y para el

caso de túneles la CIE- 88 “Guía para el alumbrado de túneles de carretera y pasos

inferiores”.

En el caso de los manuales técnicos hechos por la compañía, el que se refiere al

tema de iluminación de carreteras es el NTA-RIC-01, este manual técnico está basado en

las publicaciones realizadas por el grupo INDAL, el cual es un grupo de fabricantes

europeos de equipos de iluminación.

El NTA-RIC-01 reúne datos de las clases de alumbrado que se pueden usar

dependiendo de las condiciones de las vías, así como de los factores de mayor importancia

a tomar en cuenta a la hora del diseño, sin embargo no entra en detalle de los datos técnicos

de la instalación de las luminarias o el tipo de lámparas que se recomienda utilizar en las

diversas situaciones que se pueden presentar en la calle.

Con respecto a datos técnicos, la CNFL, tiene un documento titulado

“Recomendaciones para la iluminación de carreteras”, el cual es un resumen muy básico

que reúne los estándares que la CNFL utiliza en la instalación de las luminarias.

78

Un caso muy común que se le presenta a la CNFL es que una empresa privada

desarrolle un proyecto, como por ejemplo una urbanización, en la cual el alumbrado

público es también diseñado e instalado, para estos casos la compañía utiliza la circular

DAP-C-0834-08, la cual le presenta a la empresa constructora una serie de requerimientos

técnicos que dicha empresa debe cumplir para que no se altere el formato que utiliza la

compañía para la distribución de energía y para el alumbrado público, buscando con ello

uniformidad de parámetros de operación.

La CNFL en búsqueda de la uniformidad y mejora en el servicio de alumbrado

público está inmersa en un proyecto de renovación de luminarias en todo su sector de

operación, esto debido a que todavía hay en funcionamiento muchas luminarias de vapor de

mercurio o de vapor de sodio que ya están obsoletas y no se consiguen partes para la

reparación de las mismas, además en el caso de las lámparas de vapor de mercurio, son

bastante ineficientes desde el punto de vista del flujo luminoso y presentan altos índices de

agentes contaminantes tóxicos que son nocivos para la vida humana y daños estructurales

irreparables por ser fabricadas en aluminio inyectado a alta presión lo que impide una

adecuada reparación.

79

Capitulo 4: Estudio y análisis del estado de la

iluminación actual de las vías públicas existentes,

utilizando los diferentes tipos de haz luminoso y de

luminarias que se utilizan vías públicas.

Para el estudio y análisis del estado actual de iluminación de vías públicas se utilizo

el programa de software libre Dialux, en dicho programa se incluyó individualmente los

tipos más comunes de carreteras utilizando para la distribución de luminarias los manuales

técnicos de la C.N.F.L, (el NTA-RIC-01 y Recomendaciones para iluminación de carreteras

de la C.N.F.L), para cada distribución en particular se realiza un análisis de los valores de

luminancia media, uniformidad global, uniformidad longitudinal, incremento de umbral y

relación de retorno, según las normas internacionales CIE 115 y CIE 140.

Como parte de este análisis se comparo el estado actual de los sistemas contra otro

tipo de configuraciones de luminarias, variando los parámetros:

• Potencia de la luminaria: 150 W o 250 W, los cuales son los más utilizados en el

país.

• Marca de la luminaria: Se limitara el estudio a luminarias Calima de Roy Alpha y

Orión de Celsa, ambas marcas colombianas y que son las mayormente utilizadas en

el país actualmente.

80

• Separación entre postes: según la normativa de la C.N.F.L será de máximo 50 m

para las calles residenciales y comerciales y de 40m para las radiales y autopistas.

• Altura de la luminaria: se establece de 8m en zonas residenciales y 11m en radiales,

autopistas o calles de alto nivel de transito.

• Distribución de las luminarias: Según la topología y requerimientos del lugar, puede

ser unilateral, bilateral, tresbolillo, entre otras.

• Factor de mantenimiento de 0.8

• Posición de la lámpara dentro de la luminaria, punto medio, equilibrio entre alcance

y apertura.

Para cada una de las distribuciones y luminarias se presentan en las simulaciones dos

series de datos, una que corresponde a los resultados simulados según el mejor caso

posible, el cual que cumpla los valores propuestos en las normas internacionales, y otra

serie de datos que corresponde a las simulaciones según los valores de utilizados por la

CNFL en las instalaciones de su área de operación.

En las tablas para cada una de las simulaciones se presenta además los valores

nominales de las normas internacionales, así como, los valores utilizados por la CNFL, para

el diseño de sistemas de iluminación de vías públicas.

En el capítulo 5 de esta investigación se presentan los resultados, conclusiones y

recomendaciones para cada escenario de simulación.

81

Para el estudio de los diferentes casos se utilizo un procedimiento en el programa

Dialux el cual se muestra en describe paso a paso en la siguiente sección del presente

capitulo.

4.1 Procedimiento de trabajo en Dialux.

A continuación se describe el procedimiento de trabajo en el software Dialux:

Abrir el programa de diseño de iluminación haciendo doble clic en el icono de dicho

programa. De esta manera se tendrá la siguiente pantalla:

Figura 4.1- 1 Pantalla principal de Dialux.


Luego se hace clic en la opción “Dialux Wizard” , marcada con el circulo azul en la

figura 4.1-1. Con lo cual se presenta la siguiente pantalla:

82

Figura 4.1- 2 Pantalla de selección de Wizard.


Seguidamente se escoge la opción marcada con el círculo azul en la figura 4.1-2,

haciendo doble clic en ella, luego hacer clic en la pantalla siguiente hasta tener la siguiente

ventana a la vista:

Figura 4.1- 3 Ventana llamada perfil de calle "street profile"


En la figura 4.1-3, se presenta el perfil de calle, en la cual se puede poner nombre a la

calle, cambiar el factor de pérdida de luz, agregar elementos a la vía en análisis, como

83

aceras, ciclo vías, entre otras, así como variar el ancho de cada una de ellas, y cambiar el

número de carriles de la calzada, y el tipo de asfalto que se tiene para el análisis de

iluminación.

Una vez se escogen estos parámetros se da clic en el botón “next” y se tiene la siguiente

pantalla.

Figura 4.1- 4 Ventana de evaluación de campos y clases de iluminación.


La ventana mostrada en la figura 4.1-4, es la evaluación de campos y clases de

iluminación, en ella, se tiene que revisar que la opción llamada “use a single valuation field

for all elements”, marcada en el círculo azul esta no seleccionada, para poder evaluar la

iluminación de la cazada únicamente y no las aceras u otros elementos.

84

También hay que seleccionar la opción de la calzada a analizar y la clase de

iluminación a utilizar, según el tipo de vía que se tenga. Una vez seleccionados los

parámetros requeridos se da clic en next para llegar a la siguiente ventana.

Figura 4.1- 5 Ventana de campos de evaluación.


En la ventana que se presenta en la figura 4.1-5, se presentan las diferentes opciones

de los parámetros a analizar por el programa, es preferible tener todos ellos para este

análisis, así que solamente se da clic en next para continuar y llegar a la siguiente pantalla.

85

Figura 4.1- 6 Ventana de la lista sustituta de valores para los valores mínimos deseados.


En la ventana de la figura 4.1-6, no se debe de seleccionar nada, ya que no se utiliza

para este análisis, dar clic en next para continuar a la siguiente:

Figura 4.1- 7 Ventana de selección de luminaria, 1.


86

En la figura 4.1-7, se muestra la ventana de selección de luminaria, en la cual como

su nombre lo dice se selecciona la o las luminarias a utilizar en este análisis, si no se tiene

la luminaria a utilizar seleccionada, hay que hacer clic en la opción “catalogues” y escoger

la librería de luminarias donde se encuentra la lámpara deseada, una vez escogida se hace

clic en la opción add (circulo azul de figura 4.1-7) y se va a tener el siguiente resultado:

Figura 4.1- 8 Ventana de selección de luminaria, 2.


Una vez seleccionada la luminaria hacer clic en next para continuar:

87

Figura 4.1- 9 Ventana de arreglos de parámetros.


En la ventana de la figura 4.1-9, se tiene la selección de arreglos de parámetros, en

la cual se puede escoger los valores mínimos y máximos de la distancia entre postes, y de

altura de la luminaria, así como la distancia del poste a la calle, la distancia sobre la cual la

luminaria está suspendida sobre la carretera y el tipo de distribución de postes; una vez

seleccionado todas estas opciones se da clic en next para continuar.

Al darle clic a la ventana de la figura 4.1-9, el programa realiza los cálculos de los

diversos parámetros seleccionados en dicha ventana, y los presenta como se muestran en la

siguiente figura:

88

Figura 4.1- 10 Ventana de sugerencias de distribuciones según los cálculos de Dialux.


En la ventana de la figura 4.1-10, se muestran los resultados de los cálculos

realizados por Dialux para los parámetros seleccionados, se puede ver en la tabla que

presenta los valores para las distintas distancias y alturas de los poste, cada uno con sus

respectivos valores de luminancia, uniformidad y otros, dependiendo si hay alguna

configuración que satisfaga los valores (color negro) de la clase de iluminación

seleccionada en la parte de la figura 4.1-4, o que no los satisfaga (color rojo).

Independientemente si cumple los parámetros o no, se debe seleccionar uno de los

resultados obtenidos para continuar, para efectos prácticos de este ejemplo se selección una

distancia inter postal de 50m y una altura de montaje de 8m, una vez seleccionado la opción

deseada se le da clic en next para continuar.

89

Figura 4.1- 11 Ventana de finalización del el proceso de diseño de iluminación.


Al llegar a la ventana de la figura 4.1-11, el diseño de iluminación deseado está

terminado, se debe dejar marcado la opción “immediately calcúlate created street”, para

que el programa de una vez calcule los resultados de iluminación de la calle diseñada,

marcando la opción de colores falsos en la ventana principal de Dialux se obtiene algo

similar a la siguiente figura.

90

Figura 4.1- 12 Resultado de diseño de una calzada utilizando el programa Dialux.


Una vez obtenido esta simulación, se puede empezar a variar los parámetros

manualmente, en Dialux, o si se desea crear el documento PDF de resultados del análisis

para cada caso que se desee analizar o cualquier variante que se requiera para una mejor

proyección de los resultados obtenidos.

Para cada una de los análisis realizados en este proyecto, se utilizo el procedimiento

antes explicado, se presenta primero un cuadro resumen de los parámetros básicos de

diseño que se utilizaron en cada caso, se omitirá las capturas para cada uno de los análisis

ya que se considera que con la explicación del método es necesario para ilustrar el

procedimiento realizado, solamente se incluirán las imágenes de los resultados para los

valores propuestos por la C.N.F.L y para el mejor caso obtenido según los parámetros

91

especificados, sin embargo en la versión digital de este proyecto se incluirán los archivos

de Dialux, para cada uno de los casos, por si mayor consulta es requerida.

En los análisis presentados a continuación, se incluye un diagrama de intensidad

luminosa, de la vía, en la cual cada color corresponde a un valor en especifico, de la

intensidad en el punto de la misma, la escala utilizada tiene como valor máximo un valor de

3 cd/m2, y un mínimo de 0 cd/m2, por medio de interpolación de estos datos se asigna un

color a valores intermedios en el intervalo propuesto.

De esta manera, aunque en algunos de los casos se presentan unos “huecos” negros

en el diagrama puede que no necesariamente se presente un valor de 0 cd/m2 en esos

sectores, si no, que los valores de la interpolación no son lo suficientemente pequeños para

que se representen gráficamente, utilizando esta escala.

Si se desea obtener una precisión mayor en este tipo de representaciones, se puede

cambiar los valores máximos de interpolación, como se muestra en la figura 4.1-12.

92

4.2 Calles Residenciales.

Son comúnmente las calzadas que se encuentran en las áreas mayormente

residenciales, ubicadas por toda la ciudad, para cada caso se tienen los siguientes

parámetros para el análisis.

4.2.1 Análisis para luminaria Roy Alpha S.A CAL734 Calima II 150 W Na**,

Unilateral.

Análisis numero 1. Tipo de carretera Calle Vecinal Ancho de calzada típico 8m Ancho de acera típica 2m Tipo de asfalto R3 Situación de proyecto A2 Clase de alumbrado condiciones secas ME4a Clase de alumbrado condiciones húmedas MEW4* Tipo de Luminaria Roy Alpha S.A CAL734 Calima II 150 W Na Distancia nominal entre postes 50m Altura nominal de la luminaria 8m Distribución de postes Unilateral

* Se utiliza clase de alumbrado MEW4 ya que se supone más de 100 días al año de lluvias nocturnas. **Na: Sodio alta Presión


Se realiza el análisis de este tipo de calzada con los valores anteriormente dado y se

obtienen los siguientes resultados

93

Tabla 4.2.1- 1 Resultados del análisis para luminaria Roy Alpha 150W, Na, en calle vecinal, distribución unilateral.

Distancia Altura

Luminancia U0

cd/m^2 Valores simulados con mejor desempeño. 17 8 1.08 0.4

Valores simulados según normativa de CNFL. 50 8 0.37 0.1

Valores según normas internacionales. MEW4 ≥0.75 ≥0.4 Valores según normas de CNFL 50m 8m 0.5 ≥0.2

UI TI (%) SR

U0 (wet)

Valores simulados con mejor desempeño. - 5 0.7 0.16 Valores simulados según normativa de

CNFL. - 5 0.7 0.01 Valores según normas internacionales. - ≤15 0.5 ≥0.15

Valores según normas de CNFL N/A N/A N/A N/A Fuente: Elaboración propia.

En el programa Dialux se genero un documento formato PDF, en el cual se presenta

un análisis más detallado para cada una de las distribuciones, este documento se adjunta en

los anexos digitales del trabajo de investigación.


Figura 4.2.1- 1 Resultado de distribución de luminarias en colores falsos del mejor caso obtenido,

distribución unilateral.

94


Figura 4.2.1- 2 Resultado de distribución de luminarias en colores falsos del caso de CNFL, distribución

unilateral.

4.2.2 Análisis para luminaria Roy Alpha S.A CAL734 Calima II 150 W Na**, bilateral.

Análisis numero 2. Tipo de carretera Calle Vecinal Ancho de calzada típico 8m Ancho de acera típica 2m Tipo de asfalto R3 Situación de proyecto A2 Clase de alumbrado condiciones secas ME4a Clase de alumbrado condiciones húmedas MEW4* Tipo de Luminaria Roy Alpha S.A CAL734 Calima II 150 W Na Distancia nominal entre postes 50m Altura nominal de la luminaria 8m Distribución de postes Bilateral

* Se utiliza clase de alumbrado MEW4 ya que se supone más de 100 días al año de lluvias nocturnas. **Na: Sodio alta Presión.


Se realiza el análisis de este tipo de calzada con los valores anteriormente dado y se

obtienen los siguientes resultados.

95

Tabla 4.2.2- 1 Resultados del análisis para luminaria Roy Alpha 150W, Na, en calle vecinal, distribución bilateral.

Distancia Altura

Luminancia U0




UI TI (%) SR

U0 (wet)



Valores según normas de CNFL N/A N/A N/A N/A







distribución bilateral.

96


Figura 4.2.2- 2 Resultado de distribución de luminarias en colores falsos del caso de CNFL,


4.2.3 Análisis para luminaria Roy Alpha S.A CAL734 Calima II 150 W Na, Tresbolillo.

Análisis numero 3. Tipo de carretera Calle Vecinal Ancho de calzada típico 8m Ancho de acera típica 2m Tipo de asfalto R3 Situación de proyecto A2 Clase de alumbrado condiciones secas ME4a Clase de alumbrado condiciones húmedas MEW4* Tipo de Luminaria Roy Alpha S.A CAL734 Calima II 150 W Na Distancia nominal entre postes 50m Altura nominal de la luminaria 8m Distribución de postes Tresbolillo.

* Se utiliza clase de alumbrado MEW4ya que se supone más de 100 días al año de lluvias nocturnas. **Na: Sodio alta Presión.


97

Tabla 4.2.3- 1 Resultados del análisis para luminaria Roy Alpha 150W, Na, en calle vecinal, distribución tresbolillo.

Distancia Altura

Luminancia U0




UI TI (%) SR

U0 (wet)




En el programa Dialux se genero un documento formato PDF, en el cual se presenta un

análisis más detallado para cada una de las distribuciones, este documento se adjunta en los

anexos digitales del trabajo de investigación.



distribución en tresbolillo.

98


bilateral.


4.2.4 Análisis para luminaria Roy Alpha S.A CAL451 Calima II-STD.R.A 250 W Na, Unilateral.

Análisis numero 4. Tipo de carretera Calle Vecinal Ancho de calzada típico 8m Ancho de acera típica 2m Tipo de asfalto R3 Situación de proyecto A2 Clase de alumbrado condiciones secas ME4a Clase de alumbrado condiciones húmedas MEW4

Tipo de Luminaria Roy Alpha S.A CAL451 Calima II-STD.R.A 250 W Na

Distancia nominal entre postes 50m Altura nominal de la luminaria 8m Distribución de postes Unilateral

* Se utiliza clase de alumbrado MEW4 ya que se supone más de 100 días al año de lluvias nocturnas **Na: Sodio alta Presión.


99

Tabla 4.2.4- 1 Resultados del análisis para luminaria Roy Alpha 250W, Na, en calle vecinal,


Distancia Altura

Luminancia U0


Valores simulados según normativa de CNFL. 50 8 0.53 0


UI TI (%) SR

U0 (wet)










100




4.2.5 Análisis para luminaria Roy Alpha S.A CAL451 Calima II-STD.R.A 250 W Na,

Bilateral.



Distancia nominal entre postes 50m Altura nominal de la luminaria 8m Distribución de postes Bilateral



101

Tabla 4.2.5- 1Resultados del análisis para luminaria Roy Alpha 250W, Na, en calle vecinal, distribución bilateral.

Distancia Altura

Luminancia U0




UI TI (%) SR

U0 (wet)










102



bilateral.


Tresbolillo.



Distancia nominal entre postes 50 Altura nominal de la luminaria 8m Distribución de postes Tresbolillo



103

Tabla 4.2.6- 1 Resultados del análisis para luminaria Roy Alpha 250W, Na, en calle vecinal, distribución en tresbolillo.

Distancia Altura

Luminancia U0




UI TI (%) SR

U0 (wet)










104



en tresbolillo.

4.2.7 Análisis para luminaria Celsa, ORION RS 150W VSAP, Na, unilateral.

Análisis numero 7. Tipo de carretera Calle Vecinal Ancho de calzada típico 8m Ancho de acera típica 2m Tipo de asfalto R3 Situación de proyecto A2

Clase de alumbrado condiciones secas ME4a Clase de alumbrado condiciones húmedas MEW4 Tipo de Luminaria Celsa, ORION RS 150W VSAP, Na Distancia nominal entre postes 50 Altura nominal de la luminaria 8m Distribución de postes Unilateral



105

Tabla 4.2.7- 1 Resultados del análisis para luminaria Celsa, ORION RS 150W VSAP, Na, en calle

vecinal, distribución unilateral.

Distancia Altura

Luminancia U0




UI TI (%) SR

U0 (wet)


CNFL. - 1 0.6 0 Valores según normas internacionales. - ≤15 0.5 ≥0.15








106



unilateral.

4.2.8 Análisis para luminaria Celsa, ORION RS 150W VSAP, Na, bilateral.

Análisis numero 8. Tipo de carretera Calle Vecinal Ancho de calzada típico 8m Ancho de acera típica 2m Tipo de asfalto R3 Situación de proyecto A2 Clase de alumbrado condiciones secas ME4a Clase de alumbrado condiciones húmedas MEW4 Tipo de Luminaria Celsa, ORION RS 150W VSAP, Na Distancia nominal entre postes 50m Altura nominal de la luminaria 8m Distribución de postes Bilateral


Fuente: Elaboración propia

107

Tabla 4.2.8- 1 Resultados del análisis para luminaria Celsa, ORION RS 150W VSAP, en calle vecinal,


Distancia Altura

Luminancia U0




UI TI (%) SR

U0 (wet)



Valores según normas de CNFL N/A N/A N/A N/A Fuente: Elaboración propia




Fuente: Elaboración propia Figura 4.2.8- 1 Resultado de distribución de luminarias en colores falsos del mejor caso obtenido,


108



bilateral.

4.2.9 Análisis para luminaria Celsa, ORION RS 150W VSAP, Na, tresbolillo.

Análisis numero 9. Tipo de carretera Calle Vecinal Ancho de calzada típico 8m Ancho de acera típica 2m Tipo de asfalto R3 Situación de proyecto A2 Clase de alumbrado condiciones secas ME4a Clase de alumbrado condiciones húmedas MEW4 Tipo de Luminaria Celsa, ORION RS 150W VSAP, Na Distancia nominal entre postes 50m Altura nominal de la luminaria 8m Distribución de postes Tresbolillo



109


vecinal, distribución tresbolillo.

Distancia Altura

Luminancia U0




UI TI (%) SR

U0 (wet)









110

Fuente: Elaboración propia Figura 4.2.9- 2 Resultado de distribución de luminarias en colores falsos del caso de CNFL, distribución

en tresbolillo.


Análisis numero 10. Tipo de carretera Calle Vecinal Ancho de calzada típico 8m Ancho de acera típica 2m Tipo de asfalto R3 Situación de proyecto A2 Clase de alumbrado condiciones secas ME4a Clase de alumbrado condiciones húmedas MEW4 Tipo de Luminaria Celsa, ORION RS 250W VSAP, Na, Distancia nominal entre postes 50m Altura nominal de la luminaria 8m Distribución de postes Unilateral



111

Tabla 4.2.10- 1 Resultados del análisis para luminaria ORION 250W, Na, en calle vecinal, unilateral.

Distancia Altura

Luminancia U0




UI TI (%) SR

U0 (wet)









112

Fuente: Elaboración propia Figura 4.2.10- 2 Resultado de distribución de luminarias en colores falsos del caso de CNFL,



Análisis numero 11. Tipo de carretera Calle Vecinal Ancho de calzada típico 8m Ancho de acera típica 2m Tipo de asfalto R3 Situación de proyecto A2 Clase de alumbrado condiciones secas ME4a Clase de alumbrado condiciones húmedas MEW4 Tipo de Luminaria ORION RS 250W VSAP Distancia nominal entre postes 50m Altura nominal de la luminaria 8m Distribución de postes Bilateral



113

Tabla 4.2.11- 1 Resultados del análisis para luminaria ORION RS 250W VSAP, Na, en calle vecinal,

bilateral.

Distancia Altura

Luminancia U0

cd/m^2 Valores simulados con mejor desempeño. 24 8 3 0.4



UI TI (%) SR

U0 (wet)










114





Análisis numero 12. Tipo de carretera Calle Vecinal Ancho de calzada típico 8m Ancho de acera típica 2m Tipo de asfalto R3 Situación de proyecto A2 Clase de alumbrado condiciones secas ME4a Clase de alumbrado condiciones húmedas MEW4 Tipo de Luminaria Celsa, ORION RS 250W VSAP Distancia nominal entre postes Máxima 50m Altura nominal de la luminaria 8m Distribución de postes Tresbolillo



115


vecinal, en tresbolillo.

Distancia Altura

Luminancia U0



Valores según normas internacionales. MEW4 ≥0.75 ≥0.4

Valores según normas de CNFL 50m 8m 0.8-1.2 ≥0.25-0.35

UI TI (%) SR

U0 (wet)










116




4.3 Calle comercial de 2 carriles.

Estas calzadas corresponden a zonas comerciales, generalmente dentro de las

ciudades, de dos carriles, las cuales son muy comunes en la ciudades de nuestro país, para

cada caso se tienen los siguientes parámetros para el análisis.

4.3.1 Análisis para luminaria Roy Alpha S.A CAL734 Calima II 150 W Na, Unilateral.

Tipo de carretera Calle Comercial de 2 carriles Ancho de calzada típico 8m Ancho de acera típica 2m Tipo de asfalto R3 Situación de proyecto A2 Clase de alumbrado condiciones secas ME3 Clase de alumbrado condiciones húmedas MEW3

Tipo de Luminaria Roy Alpha S.A CAL734 Calima II 150 W Na


* Se utiliza clase de alumbrado MEW3ya que se supone más de 100 días al año de lluvias nocturnas **Na: Sodio alta Presión.


117

Tabla 4.3.1- 1 Resultados del análisis para luminaria Roy Alpha S.A CAL734 Calima II 150 W Na, en

calle comercial de 2 carriles, unilateral.

Distancia Altura

Luminancia U0



Valores según normas internacionales. MEW3 ≥1 ≥0.4 Valores según normas de CNFL 50m 8m 0.8-1.2 ≥0.25-0.35

UI TI (%) SR

U0 (wet)

Valores simulados con mejor desempeño. 0.6 5 0.7 0.17 Valores simulados según normativa de

CNFL. 0 5 0.7 0.01 Valores según normas internacionales. ≥0.6 ≤15 0.5 ≥0.15







distribución en unilateral.

118



unilateral.

4.3.2 Análisis para luminaria Roy Alpha S.A CAL734 Calima II 150 W Na, Bilateral.






119

Tabla 4.3.2- 1 Resultados del análisis para luminaria Roy Alpha S.A CAL734 Calima II 150 W Na, en calle comercial de 2 carriles, bilateral.

Distancia Altura

Luminancia U0




UI TI (%) SR

U0 (wet)










120



bilateral.

4.3.3 Análisis para luminaria Roy Alpha S.A CAL734 Calima II 150 W Na,

tresbolillo.






121


calle comercial de 2 carriles, tresbolillo.

Distancia Altura

Luminancia U0




UI TI (%) SR

U0 (wet)


CNFL. 0.2 5 0.7 0.16 Valores según normas internacionales. ≥0.6 ≤15 0.5 ≥0.15







distribución tresbolillo.

122



tresbolillo.

4.3.4 Resultados del análisis para luminaria Roy Alpha S.A CAL451 Calima II-

STD.R.A 250 W Na, en calle comercial de 2 carriles, unilateral.






123

Tabla 4.3.4- 1 Resultados del análisis para luminaria Roy Alpha S.A CAL451 Calima II-STD.R.A 250

W Na, en calle comercial de 2 carriles, unilateral.

Distancia Altura

Luminancia U0




UI TI (%) SR

U0 (wet)










124



unilateral.


bilateral.






125


W Na, en calle comercial de 2 carriles, bilateral

Distancia Altura

Luminancia U0




UI TI (%) SR

U0 (wet)






anexos digitales del trabajo de investigación


Figura 4.3.5- 1Resultado de distribución de luminarias en colores falsos del mejor caso obtenido,


126



bilateral.


tresbolillo.



Distancia nominal entre postes 50m Altura nominal de la luminaria 8m Distribución de postes tresbolillo



127


W Na, en calle comercial de 2 carriles, tresbolillo.

Distancia Altura

Luminancia U0




UI TI (%) SR

U0 (wet)






anexos digitales del trabajo de investigación




128



tresbolillo.


Tipo de carretera Calle Comercial de 2 carriles Ancho de calzada típico 8m Ancho de acera típica 2m Tipo de asfalto R3 Situación de proyecto A2 Clase de alumbrado condiciones secas ME3 Clase de alumbrado condiciones húmedas MEW3 Tipo de Luminaria Celsa, ORION RS 150W VSAP, Na Distancia nominal entre postes 50m Altura nominal de la luminaria 8m Distribución de postes Unilateral



129


comercial de 2 carriles, unilateral.

Distancia Altura

Luminancia U0




UI TI (%) SR

U0 (wet)


CNFL. 0 1 0.6 0 Valores según normas internacionales. ≥0.6 ≤15 0.5 ≥0.15








130



unilateral.


Tipo de carretera Calle Comercial de 2 carriles Ancho de calzada típico 8m Ancho de acera típica 2m Tipo de asfalto R3 Situación de proyecto A2 Clase de alumbrado condiciones secas ME3 Clase de alumbrado condiciones húmedas MEW3 Tipo de Luminaria Celsa, ORION RS 150W VSAP, Na Distancia nominal entre postes 50m Altura nominal de la luminaria 8m Distribución de postes Bilateral



131


comercial de 2 carriles, bilateral.

Distancia Altura

Luminancia U0




UI TI (%) SR

U0 (wet)










132



bilateral.


Tipo de carretera Calle Comercial de 2 carriles Ancho de calzada típico 8m Ancho de acera típica 2m Tipo de asfalto R3 Situación de proyecto A2 Clase de alumbrado condiciones secas ME3 Clase de alumbrado condiciones húmedas MEW3 Tipo de Luminaria Celsa, ORION RS 150W VSAP, Na Distancia nominal entre postes 50m Altura nominal de la luminaria 8m Distribución de postes tresbolillo



133

Tabla 4.3.9- 1 Resultados del análisis para luminaria Celsa, ORION RS 150W VSAP, Na, en calle comercial de 2 carriles, tresbolillo.

Distancia Altura

Luminancia U0




UI TI (%) SR

U0 (wet)










134



tresbolillo.





135



Distancia Altura

Luminancia U0




UI TI (%) SR

U0 (wet)










136





Tipo de carretera Calle Comercial de 2 carriles Ancho de calzada típico 8m Ancho de acera típica 2m Tipo de asfalto R3 Situación de proyecto A2 Clase de alumbrado condiciones secas ME3 Clase de alumbrado condiciones húmedas MEW3 Tipo de Luminaria Celsa, ORION RS 250W VSAP, Na Distancia nominal entre postes 50m Altura nominal de la luminaria 8m Distribución de postes bilateral



137



Distancia Altura

Luminancia U0




UI TI (%) SR

U0 (wet)










138








139


comercial de 2 carriles, tresbolillo.

Distancia Altura

Luminancia U0




UI TI (%) SR

U0 (wet)










140




141

4.4 Calle comercial de 4 carriles.

Este tipo de calzadas, corresponde a calles interurbanas en zonas comerciales de

gran volumen de automóviles transitando, se puede tomar como ejemplo las principales

avenidas comerciales de la ciudad capital y de las otras cabeceras de provincia.

4.4.1 Análisis para luminaria Roy Alpha S.A CAL734 Calima II 150 W Na, Unilateral.

Tipo de carretera Calle Comercial de 4carriles Ancho de calzada típico 12m Ancho de acera típica 2m Tipo de asfalto R3 Situación de proyecto A2 Clase de alumbrado condiciones secas ME2 Clase de alumbrado condiciones húmedas MEW2


Distancia nominal entre postes 50m Altura nominal de la luminaria 8m Distribución de postes unilateral



142


calle comercial de 4 carriles, unilateral.

Distancia Altura

Luminancia U0



Valores según normas internacionales. MEW2 ≥1.5 ≥0.4 Valores según normas de CNFL 50m 8m 1.2-1.7 ≥0.4

UI TI (%) SR

U0

(wet) Valores simulados con mejor desempeño. 0.7 5 0.7 0.25


Valores según normas internacionales. ≥0.6 ≤10 0.5 ≥0.15 Valores según normas de CNFL N/A N/A N/A N/A

Fuente: Elaboración propia\




Fuente: Elaboración propia\



143


unilateral.

4.4.2 Análisis para luminaria Roy Alpha S.A CAL734 Calima II 150 W Na, bilateral.



Distancia nominal entre postes 50m Altura nominal de la luminaria 8m Distribución de postes bilateral



144


Distancia Altura

Luminancia U0




UI TI (%) SR

U0











145

Fuente:

Elaboración propia


bilateral.

4.4.3 Análisis para luminaria Roy Alpha S.A CAL734 Calima II 150 W Na, tresbolillo.






146


calle comercial de 4 carriles, bilateral.

Distancia Altura

Luminancia U0




UI TI (%) SR

U0


Valores simulados según normativa de CNFL. 0.1 5 0.7 0.11









147



tresbolillo.


STD.R.A 250 W Na, unilateral.



Distancia nominal entre postes 50m Altura nominal de la luminaria 8m Distribución de postes unilateral



148

Tabla 4.4.4- 1 Resultados del análisis para luminaria Roy Alpha S.A CAL451 Calima II-STD.R.A 250 W Na, en calle comercial de 4 carriles, unilateral.

Distancia Altura

Luminancia U0




UI TI (%) SR

U0











149



unilateral.


STD.R.A 250 W Na, bilateral.



Distancia nominal entre postes 50m Altura nominal de la luminaria 8m Distribución de postes bilateral



150


Distancia Altura

Luminancia U0




UI TI (%) SR

U0











151



bilateral.


STD.R.A 250 W Na,, tresbolillo.






152

Tabla 4.4.6- 1 Resultados del análisis para luminaria Roy Alpha S.A CAL451 Calima II-STD.R.A 250 W Na, en calle comercial de 4 carriles, tresbolillo.

Distancia Altura

Luminancia U0




UI TI (%) SR

U0











153


tresbolillo.



Tipo de carretera Calle Comercial de 4 carriles Ancho de calzada típico 12m Ancho de acera típica 2m Tipo de asfalto R3 Situación de proyecto A2 Clase de alumbrado condiciones secas ME2 Clase de alumbrado condiciones húmedas MEW2 Tipo de Luminaria Celsa, ORION RS 150W VSAP Distancia nominal entre postes 50m Altura nominal de la luminaria 8m Distribución de postes unilateral



154

Tabla 4.4.7- 1 Resultados del análisis para luminaria Celsa, ORION RS 150W VSAP Na, en calle


Distancia Altura

Luminancia U0




UI TI (%) SR

U0











155



unilateral.





156



Distancia Altura

Luminancia U0




UI TI (%) SR

U0











157



bilateral.





158


comercial de 4 carriles, tresbolillo.

Distancia Altura

Luminancia U0




UI TI (%) SR

U0











159








160

Tabla 4.4.10- 1Resultados del análisis para luminaria Celsa, ORION RS 250W VSAP, Na, en calle


Distancia Altura

Luminancia U0




UI TI (%) SR

U0











161








162

Tabla 4.4.11- 1Resultados del análisis para luminaria Celsa, ORION RS 250W VSAP, Na, en calle


Distancia Altura

Luminancia U0




UI TI (%) SR

U0











163





Tipo de carretera Calle Comercial de 4 carriles Ancho de calzada típico 12m Ancho de acera típica 2m Tipo de asfalto R3 Situación de proyecto A2 Clase de alumbrado condiciones secas ME2 Clase de alumbrado condiciones húmedas MEW2 Tipo de Luminaria Celsa, ORION RS 250W VSAP, Na Distancia nominal entre postes Máxima 50m Altura nominal de la luminaria 8m Distribución de postes Tresbolillo



164

Tabla 4.4.12- 1 Resultados del análisis para luminaria Celsa, ORION RS 250W VSAP, Na, en calle comercial de 4 carriles, tresbolillo.

Distancia Altura

Luminancia U0




UI TI (%) SR

U0











165




4.5 Radiales.

Este tipo de calzadas corresponde a vías de alto y medio transito en las entradas de

las principales ciudades y centro tanto urbanos como comerciales que se encuentran en

diversas áreas del casco metropolitano, generalmente son de 4 carriles de ancho, con un

espacio intermedio que separa los carriles en dos vías, el resto de los parámetros utilizados

para cálculos se presenta en las tablas para cada uno de los casos.

166


bilateral.

Tipo de carretera Radial Ancho de calzada típico 8m, por vía Espacio medio entre via 1.5m Tipo de asfalto R3 Situación de proyecto A1 Clase de alumbrado condiciones secas ME1 Clase de alumbrado condiciones húmedas MEW1





Tabla 4.5.1- 1 Resultados del análisis para luminaria Roy Alpha S.A CAL451 Calima II-STD.R.A 250 W Na, radial, bilateral.

Distancia Altura

Luminancia U0



Valores según normas internacionales. MEW1 ≥2 ≥0.4 Valores según normas de CNFL 80m 11m 1.7-2.3 ≥0.4

UI TI (%) SR

U0





167









bilateral.

168


tresbolillo.

Tipo de carretera Radial Ancho de calzada típico 8m, por via Espacio medio entre via 1.5m Tipo de asfalto R3 Situación de proyecto A1 Clase de alumbrado condiciones secas ME1 Clase de alumbrado condiciones húmedas MEW1


Distancia nominal entre postes 40m Altura nominal de la luminaria 11m Distribución de postes Tresbolillo.



Tabla 4.5.2- 1 Resultados del análisis para luminaria Roy Alpha S.A CAL451 Calima II-STD.R.A 250 W Na, radial, tresbolillo.

Distancia Altura

Luminancia U0




UI TI (%) SR

U0





169









tresbolillo.

170


central.

Tipo de carretera Radial Ancho de calzada típico 8m, por via Espacio medio entre via 1.5m Tipo de asfalto R3 Situación de proyecto A1 Clase de alumbrado condiciones secas ME1 Clase de alumbrado condiciones húmedas MEW1


Distancia nominal entre postes 40m Altura nominal de la luminaria 11m Distribución de postes Central



Tabla 4.5.3- 1 Resultados del análisis para luminaria Roy Alpha S.A CAL451 Calima II-STD.R.A 250 W Na, radial, central.

Distancia Altura

Luminancia U0




UI TI (%) SR

U0

(wet) Valores simulados con mejor desempeño. 0.7 1 - -

Valores simulados según normativa de CNFL. 0.2 2 - -



171



distribución central.



central.

172


Tipo de carretera Radial Ancho de calzada típico 8m, por via Espacio medio entre via 1.5m Tipo de asfalto R3 Situación de proyecto A1 Clase de alumbrado condiciones secas ME1 Clase de alumbrado condiciones húmedas MEW1 Tipo de Luminaria Celsa, ORION RS 250W VSAP




Tabla 4.5.4- 1 Resultados del análisis para luminaria Celsa, ORION RS 250W VSAP Na, radial,

bilateral.

Distancia Altura

Luminancia U0




UI TI (%) SR

U0





173









bilateral.

174


Tipo de carretera Radial Ancho de calzada típico 8m, por via Espacio medio entre via 1.5m Tipo de asfalto R3 Situación de proyecto A1 Clase de alumbrado condiciones secas ME1 Clase de alumbrado condiciones húmedas MEW1 Tipo de Luminaria Celsa, ORION RS 250W VSAP, Na Distancia nominal entre postes 40m Altura nominal de la luminaria 11m Distribución de postes Tresbolillo



Tabla 4.5.5- 1 Resultados del análisis para luminaria Celsa, ORION RS 250W VSAP, Na, radial,

tresbolillo.

Distancia Altura

Luminancia U0




UI TI (%) SR

U0





175









tresbolillo.

176

4.5.6 Análisis para luminaria Celsa, ORION RS 250W VSAP, Na, central.

Tipo de carretera Radial Ancho de calzada típico 8m, por via Espacio medio entre via 1.5m Tipo de asfalto R3 Situación de proyecto A1 Clase de alumbrado condiciones secas ME1 Clase de alumbrado condiciones húmedas MEW1 Tipo de Luminaria Celsa, ORION RS 250W VSAP, Na Distancia nominal entre postes 40m Altura nominal de la luminaria 11m Distribución de postes central



Tabla 4.5.6- 1 Resultados del análisis para luminaria Celsa, ORION RS 250W VSAP, Na, radial,

central.

Distancia Altura

Luminancia U0




UI TI (%) SR

U0





177









central.

178

4.6 Autopistas.

Este tipo de vía, corresponde a las autopistas de nuestro país, como por ejemplo la

General Cañas, Braulio Carrillo, Próspero Fernández, entre otras, las cuales son vías de

tránsito pesado, y se considerara el caso básico de la vía con 3 carriles, tomando como base

la autopista General Cañas.

Se presentan solo los cálculos de luminarias de 250W de ambas marcas analizadas..


bilateral.

Tipo de carretera Autopista Ancho de calzada típico 12m, por vía Espacio medio entre via 0.5m Tipo de asfalto R3 Situación de proyecto A1 Clase de alumbrado condiciones secas ME1 Clase de alumbrado condiciones húmedas MEW1





179


W Na, autopista, bilateral.

Distancia Altura

Luminancia U0




UI TI (%) SR

U0











180


Figura 4.6.1- 2 Resultado de distribución de luminarias en colores falsos del caso CNFL, distribución

bilateral.


tresbolillo.






181

Tabla 4.6.2- 1Resultados del análisis para luminaria Roy Alpha S.A CAL451 Calima II-STD.R.A 250

W Na, autopista, tresbolillo.

Distancia Altura

Luminancia U0




UI TI (%) SR

U0











182



tresbolillo.


central.



Distancia nominal entre postes 40m Altura nominal de la luminaria 11m Distribución de postes central



183

Tabla 4.6.3- 1Resultados del análisis para luminaria Roy Alpha S.A CAL451 Calima II-STD.R.A 250 W Na, autopista, central.

Distancia Altura

Luminancia U0




UI TI (%) SR

U0











184



central.


Tipo de carretera Autopista Ancho de calzada típico 12m, por vía Espacio medio entre via 0.5m Tipo de asfalto R3 Situación de proyecto A1 Clase de alumbrado condiciones secas ME1 Clase de alumbrado condiciones húmedas MEW1 Tipo de Luminaria Celsa, ORION RS 250W VSAP, Na Distancia nominal entre postes 40m Altura nominal de la luminaria 11m Distribución de postes Bilateral



185

Tabla 4.6.4- 1 Resultados del análisis para luminaria Celsa, ORION RS 250W VSAP, Na, autopista,

bilateral.

Distancia Altura

Luminancia U0




UI TI (%) SR

U0











186



bilateral.


Tipo de carretera Autopista Ancho de calzada típico 12m, por via Espacio medio entre via 0.5m Tipo de asfalto R3 Situación de proyecto A1 Clase de alumbrado condiciones secas ME1 Clase de alumbrado condiciones húmedas MEW1 Tipo de Luminaria Celsa, ORION RS 250W VSAP, Na Distancia nominal entre postes 40m Altura nominal de la luminaria 11m Distribución de postes Tresbolillo



187

Tabla 4.6.5- 1 Resultados del análisis para luminaria Celsa, ORION RS 250W VSAP, Na, autopista,

tresbolillo.

Distancia Altura

Luminancia U0




UI TI (%) SR

U0











188



tresbolillo.

4.6.6 Análisis para luminaria Celsa, ORION RS 250W VSAP, Na, central.

Tipo de carretera Autopista Ancho de calzada típico 12m, por via Espacio medio entre via 0.5m Tipo de asfalto R3 Situación de proyecto A1 Clase de alumbrado condiciones secas ME1 Clase de alumbrado condiciones húmedas MEW1 Tipo de Luminaria Celsa, ORION RS 250W VSAP, Na Distancia nominal entre postes 40m Altura nominal de la luminaria 11m Distribución de postes Central



189

Tabla 4.6.6- 1 Resultados del análisis para luminaria Celsa, ORION RS 250W VSAP, Na, autopista, central

Distancia Altura

Luminancia U0




UI TI (%) SR

U0











190



central.

191

Capitulo 5: Conclusiones y recomendaciones.

En el estudio de los sistemas de iluminación, se requiere tener claros una amplia

gama de conceptos para lograr una compresión total de los requerimientos y parámetros

solicitados en normas tanto nacionales como internacionales en relación con el tema, y así

poder lograr un diseño, bueno, económico y funcional para alguna determinada vía en

estudio. La sección que es presentada en el capítulo 2 de este trabajo, resume de manera

lógica y funcional los conceptos mínimos para este entendimiento.

Si bien no solo lo presentado en esta sección lo es todo referente a los sistemas de

iluminación, con una lectura detenida se podrá entender el análisis realizado en el proyecto,

sin embargo se recomienda buscar en otras fuentes, ya sea las proporcionadas en la

bibliografía de este trabajo, o por cuenta propia utilizando medios como el internet o

visitando las bibliotecas del país, si el interés sobre el tema se deriva a sub-temas

particulares dentro del estudio de los sistemas de iluminación.

En el capítulo 3 de este proyecto de graduación, se puede encontrar una pequeña

reseña de los principales entes normantes referentes al tema. Destacando en este apartado,

la sección 3.1.1, la cual trata sobre la CIE, de ella se desprende las normas que fueron

utilizadas para los cálculos de este trabajo, así como, son las normas más utilizadas por la

CNFL, para el diseño de los sistemas de iluminación de vías públicas.

Si bien el país no cuenta con una norma estándar a nivel nacional, si no que cada

proveedora de servicios se rige por los manuales técnicos propios, se trabaja actualmente

mediante una comisión del CFIA, la creación de norma que estandarice los sistemas de

192

iluminación de vías públicas, en esta norma se brindaran los índices de luminancia,

iluminancia y otros indicadores para los distintos de vías que se encuentran en el país.

Como parte de este proyecto se planteo la posibilidad de hacer una recomendación

de índices para estos diferentes parámetros que se toman en cuenta en el diseño de sistemas

de iluminación de vías públicas. Según la experiencia obtenida en la realización de este

trabajo se recomienda la utilización de las normas de CIE como base para la creación de

una norma de alumbrado de vías públicas a nivel nacional estandarizada, debido, en primer

lugar porque son propuestos por una entidad internacional de amplia experiencia y líder en

el tema de iluminación de vías públicas, además, los valores de los parámetros propuestos

por esta norma, permiten una solución de diseño a diferente tipos de escenarios de vías que

se pueden encontrar en un país, tomando en cuenta factores como la intensidad de tráfico,

el tipo de asfalto o concreto del cual está hecha la vía y las condiciones climáticas de la

región donde se localice la calle.

Se omite en este apartado una especificación individual de los índices propuestos en

las normas de la CIE, ya que estos se pueden encontrar en la sección 2.4 de este trabajo.

En el capítulo 4 de este trabajo se presenta un análisis de los tipos de vías más

comunes encontrados en el país, así como de las potencias más utilizadas y de 2 de las

marcas que ven más en abundancia en las calles, se presenta a continuación las

conclusiones que se tuvieron de cada uno de los casos.

193

Calles Residenciales:

Se analizo para este caso, luminarias de 150W y 250w de potencia, de las marcas

Roy Alpha, y Celsa Orión, según los resultados obtenidos, se recomienda el uso de la

luminaria Roy Alpha S.A CAL734 Calima II 150 W Na, con una distribución en tresbolillo,

a 8m de altura y una distancia inter postal de 50m.

Con los parámetros de instalación citados antes, se satisface los valores tanto de las

normas internacionales como las utilizadas por la CNFL, los datos específicos de este

análisis se detallan en la sección 4.2.3; vale destacar que para los 50m de distancia inter

postal se satisfacen solamente los parámetros de diseño de la CNFL, para que también

cumpla las normas internacionales se necesita utilizar una separación de 44m máxima entre

poste y poste.

Si se ve el apartado 4.2.6, se tiene que también la luminaria Roy Alpha S.A

CAL451 Calima II-STD.R.A 250 W Na, cumple los valores de diseño para ambas normas,

pero no se recomienda su uso, ya que, los valores de luminancia son muchos mayores a los

datos requeridos para que cumplan las normas; además, previniendo un costo más elevado

de las luminarias de 250W sobre las 150W, se opta por utilizar las luminarias de 150W ya

que estas cumple a cabalidad los requisitos necesitados.

Se concluye, que para las calles residenciales de nuestro país, se debería de utilizar

una distribución en tresbolillo, con luminarias de 150W, con una altura de operación de 8m

y una distancia entre poste y poste de 50m, con estos parámetros de montaje, se aproxima

194

de muy buena manera los valores de las normas de CIE, propuesta como base para la

elaboración de una normativa nacional.

Calles Comerciales de 2 carriles:


Roy Alpha, y Celsa Orión, para este tipo de vías se obtuvieron dos soluciones diferentes

para las normas estudiadas, los cuales se presentan a continuación.

La luminaria Celsa, ORION RS 150W VSAP, Na es la que mejor desempeño tuvo,

con respecto a los parámetros de la norma internacional, esto es utilizando una distribución

en tresbolillo, a una altura de 8m y una distancia inter postal de 24m, el análisis completo

de esta luminaria se puede encontrar en el apartado 4.3.9.

En el otro caso, la luminaria Roy Alpha S.A CAL451 Calima II-STD.R.A 250 W

Na, es la que tiene el mejor desempeño bajo los parámetros de utilizados por la CNFL,

utilizando una distribución en tresbolillo, con una altura de montaje de 8m y una distancia

inter postal de 50m, vale destacar que esta luminaria también cumple la mayoría de los

requerimientos de las normas internacionales, pero la luminaria Orión de 150W, presenta

un mejor desempeño que esta, para este caso en particular, el análisis completo de la

luminaria Roy Alpha, 250W se puede ver en la sección 4.3.6 de este documento.

Para este tipo de vías, se concluye que la mejor distribución a utilizar es la de

tresbolillo, y si bien con una distancia inter postal de 50m se cumplen los parámetros de la

norma de la CNFL, no se puede con estas luminarias a estas potencias cumplir con una

norma basada en los estándares internacionales de la CIE, por lo que se recomienda la

195

utilización de potencias mayores de las luminarias, o de otros tipos de luminarias con

diferente tipos de curvas de distribución.

Calle comercial 4 carriles:


Roy Alpha, y Celsa Orión, para este tipo de vías se obtuvieron dos soluciones diferentes

para las normas estudiadas, los cuales se presentan a continuación.

La luminaria Roy Alpha S.A CAL451 Calima II-STD.R.A 250 W Na, en

distribución bilateral, con una altura de montaje de 8m, y una distancia entre postes de

17m, resulto ser la luminaria que mejor desempeño tiene según los estándares de la norma

internacional aplicada, el análisis completo de esta luminaria se puede encontrar en la

sección 4.4.5.

Y para el caso de la normativa usada por la CNFL, se obtuvo que la luminaria

Celsa, ORION RS 250W VSAP, con una distribución en tresbolillo, a una altura de

montaje de 8m y una distancia inter postal de 50m, el análisis detallado de esta luminaria se

muestra en la sección 4.4.12, vale mencionar que este luminaria también cumple los

parámetros de la norma internacional, pero de una manera más deficiente que la

seleccionada para esta labor, aun así se presenta como una alternativa ante cualquier

problema que presente las luminarias Roy Alpha de 250W.

Para esta vía, se concluye que con una distancia entre poste de alumbrado de 50m se

puede alcanzar los valores de los parámetros propuestos por la norma de la CNFL, sin

embargo se debería de utilizar una distribución en tresbolillo, para lograrlo. En el caso del

196

cumplimiento de los valores de las normas internacionales, se ocuparía colocar los poste a

distancias mucho más pequeñas que los 50m utilizados en el país, además, se obtuvo que la

mejor manera de obtener estos valores es una distribución bilateral, la cual elevaría los

costos del sistema en gran medida, debido a que se utilizaría el doble de luminarias de este

tipo y potencia para logra alcanzar la meta de la norma.

Por lo que se recomienda la utilización de luminarias de más alta potencia, o con

curvas de distribución de formas más apropiadas para esta aplicación.

Radiales:

Se analizo para este caso, luminarias 250w de potencia, de las marcas Roy Alpha, y

Celsa Orión, para este tipo de vías se obtuvieron dos soluciones diferentes para las normas

estudiadas, los cuales se presentan a continuación.

La luminaria Roy Alpha S.A CAL451 Calima II-STD.R.A 250 W Na, con una

distribución central presenta el mejor desempeño según la norma internacional, con una

altura de montaje de 11m y una distancia entre postes de 19m, el análisis completo de esta

luminaria se presenta en la sección 4.5.3, de este documento.

Para el caso de las norma utilizadas por la CNFL, con una distancia entre postes de

40m y una altura de 11m, no se obtuvo en ninguno de los casos una luminaria que

cumpliera los parámetros de luminancia o uniformidad, sin embargo la luminaria que mejor

desempeño logro fue, la Celsa, ORION RS 250W VSAP, Na, con una distribución central,

el detalle completo del análisis se puede ver en la sección 4.5.6 de este documento.

197

En el caso de las radiales se concluye, que según las luminarias analizadas, los

sistemas actualmente utilizados para el alumbrado de radiales, no cumple en ninguna media

los estándares utilizados por la CNFL, o por las normas de la CIE, si queda claro, sin

embargo, que la mejor distribución de iluminación es la de tipo central. Se recomienda en

este caso, la utilización de luminarias de mayor potencia y con curvas de distribución más

apropiadas para esta aplicación, o en su defecto, si los costos lo permiten colocar los postes

un poco más cercanos unos de otros en la vía.

Autopistas:

Se analizo para este caso, luminarias 250w de potencia, de las marcas Roy Alpha, y

Celsa Orión, para este tipo de vías se obtuvieron dos soluciones diferentes para las normas

estudiadas, los cuales se presentan a continuación.

La luminaria Roy Alpha S.A CAL451 Calima II-STD.R.A 250 W Na, con una

distribución central, a una altura de 11m y una distancia inter postal de 15m, fue la que

mejor desempeño mostro, ante los valores de la norma internacional, en el apartado 4.6.3 se

presenta un análisis detallado de esta luminaria.

Para el caso de las normas utilizadas por la CNFL, se obtuvo que la luminaria Celsa,

ORION RS 250W VSAP, Na, con una distribución central, una altura de 11m y una

distancia de 40m, es la que mejor se acerca a los valores propuestos por la norma, aun así

no cumple ninguno de ellos, para el análisis de esta luminaria, se puede ver la sección 4.6.6,

de este documento.

198

Al igual que en el caso de la radiales, las autopistas de nuestros país no cumplen los

valores de los parámetros, tanto de la CNFL, como de las normas internacionales, si se

utilizan las luminarias que se analizaron en este proyecto, se recomienda el uso de

luminarias con mayor potencia o curvas de distribución que mejor se adapten a esta

aplicación, se comprueba, que la distribución central es la mejor opción a utilizar en este

tipo de distribución, debido a que presenta los valores más cercanos a los requerido, y

además, presenta un ahorro en la cantidad de poste que se requieren montar para la

iluminación de un autopista.

A forma de resumen se presenta la siguiente tabla con las mejores luminarias y

distribuciones para cada una de las vías analizadas.

Tabla 5- 1 Mejores caso de distancias inter postal para las diferentes vías.


En el análisis que se realizo, no se tomo en cuenta el alrededor de las vías, y como

la reflactancia de luz por parte de los edificios, arboles, vehículos, entre otros, afectan los

valores de luminancia que se tiene en la carretera.

Distribucion Distancia interpostalEstandares internacionales Roy Alpha S.A CAL734 Calima II 150 W Na Tresbolillo 44mEstandares CNFL Roy Alpha S.A CAL734 Calima II 150 W Na Tresbolillo 50mEstandares internacionales Celsa, ORION RS 150W VSAP, Na Tresbolillo 24mEstandares CNFL Roy Alpha S.A CAL451 Calima II-STD.R.A 250 W Na Tresbolillo 50mEstandares internacionales Roy Alpha S.A CAL451 Calima II-STD.R.A 250 W Na Bilateral 17mEstandares CNFL Celsa, ORION RS 250W VSAP, Na Tresbolillo 50mEstandares internacionales Roy Alpha S.A CAL451 Calima II-STD.R.A 250 W Na Central 19mEstandares CNFL Celsa, ORION RS 250W VSAP Central 40mEstandares internacionales Roy Alpha S.A CAL451 Calima II-STD.R.A 250 W Na Central 19mEstandares CNFL Celsa, ORION RS 250W VSAP Central 40m

Calle residencial

Calle comercial 2 carriles

Calle comercial 4 carriles

Radial

Autopista

Tipo de luminaria

199

Como recomendaciones generales en el diseño y mantenimiento de los sistemas de

alumbrado de vías públicas, se insta al CFIA, o cualquier órgano con autoridad suficiente

en la materia a estandarizar una norma a nivel nacional que rija sobre los sistemas de

iluminación pública, como aporte de este trabajo, se recomienda que esta norma a nivel

nacional se base en las normas de la CIE, debido a las razones que se expusieron,

anteriormente en este apartado del documento.

Para el cumplimiento de las normas establecidas, se recomienda hacer estudios, del

tipo realizado en este trabajo, para diferente tipo de luminarias, que incluya variables como

la potencia de la luminaria, la distribución de la luz, dada por el difusor, y ángulo de la

lámpara dentro de la luminaria, que tomen en cuenta la reflactancia de los objetos alrededor

de la vía, así como la luz emitida por los vehículos que la transitan y si es posible la

distribución de los postes en la vía, así como, la altura de montaje de la luminaria. Todo

esto con el fin, de que cuando se instale el sistema de iluminación en la calle en cuestión, se

cumpla de la mejor manera con todos los requerimientos establecidos por la norma que se

esté aplicando en ese momento en particular.

En el caso de los sistemas ya instalados, se recomienda que se haga un estudio,

como el que se realizo en este trabajo, con los datos reales de distancias, y características de

la luminarias utilizadas, para ver que tan cercana esta la instalación a los valores propuestos

por una norma, y en el caso que no se cumplan, analizar la posibilidad de cuales cambios se

podrían hacer para arreglar los problemas que se encuentren.

200

También para los sistemas ya instalados y los futuros por instalar, se recomienda,

una limpieza periódica de las lámparas y carcasas, para mejorar de la mejor manera el

factor de mantenimiento de las luminarias.

Se recomienda a nivel muy general, que el país se traslade a un sistema de

distribución energética y de datos de tipo subterránea, por lo menos en los centro de

población más importantes, para de esta manera, tener muchas más libertad de colocar los

postes de iluminación en los lugares que se requieran, así como eliminar la contaminación

visual que general una gran cantidad de cables en los postes.

En los casos analizados en este trabajo, se recomienda probar lámparas de mayor

potencia en las vías de mayor densidad de transito, como lo son radiales y autopista, ya que

fue donde se obtuvo lo peores resultados.

Para el caso de las vías comerciales se recomienda el análisis de luminarias de

mayor potencia, y si es posible, trasladar los postes que tienen las luminarias a una

distribución en tresbolillo, debido a que con ella se obtuvieron los mejores valores para los

casos estudiados.

En el caso de las vías residenciales, se tiene que utilizar luminarias de al menos

250W, y en los casos que sea posible, instalar los postes en una distribución es tresbolillo.

Se tiene en cuenta al realizar las recomendaciones anteriores que un cambio total

del sistema de alumbrado público para que cumpla con una norma, tanto nacional, como

internacional, es muy difícil de lograr, debido a que la retribución de postes no se puede

lograr tan fácilmente, en lugares donde ya existan edificaciones, además se tiene que tener

201

un balance entre los diseños de iluminación y distribución de la energía, ya que ambos son

de igual importancia para todos los usuarios del país.

Aun así se recomienda un análisis general de los sistemas actualmente instalados,

para ver en qué casos se puede mejorar los sistemas y ver el costo que esto conllevaría.

Como parte de la conclusiones de este proyecto se presenta la siguiente guía para el

desarrollo de un diseño de sistemas de iluminación de vías públicas, según la experiencia

obtenida en este trabajo, gran parte de esta guía utiliza el programa de software libre

Dialux, debido a su facilidad de uso y la buena exactitud de sus resultados, en general con

la siguiente serie de simples pasos se puede diseñar completamente una vía de transito y su

sistema de alumbrado público.

1. Determinar el tipo de vía que se desea diseñar, ya sea residencial, comercial,

radial o autopista y tener sus dimensiones físicas.

2. Ubicar el tipo de vía en la tabla 2.4.4-1, para determinar el tipo de proyecto

que se va a realizar.

3. Con el tipo de proyecto se puede escoger el tipo de alumbrado que se va a

utilizar, una vez seleccionado el tipo ir a las tablas 2.4.3.1-1, 2.4.3.2-

1,2.4.3.3-1, para tomar los valores de los parámetros de iluminación para los

cuales se diseña.

4. Una vez se tengan todos estos datos, se puede utilizar el programa Dialux,

para realizar el resto de los cálculos y el diseño de la vía, se puede recurrir a

202

la sección 4.1 del presente trabajo, donde se presenta un pequeño tutorial

para la creación de un sistema de alumbrado

El instalador del programa dialux se incluirá en la copia digital de este proyecto, o

puede ser descargado de la dirección, www.dialux.com.

203

BIBLIOGRAFÍA

1. Westinghouse Electric Corporation.”Manula de alumbrado”, 2 edición, dossat,s.a,

Estados Unidos de América, 1971.

2. Conelec, “Manual electrico”, 4 edición, conelec, Mexico.

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http://www.arquimaster.com.ar/iluminacion/dilum12.htm

4. http://www.etaplighting.com/

5. http://www.aresep.go.cr/cgi-

bin/index.fwx?area=09&cmd=servicios&id=6069&sub=1523

6. http://www.cie.co.at

7. http://www.iso.org

8. http://www.etaplighting.com/

9. Norma C.I.E 115, 1995.

10. Norma C.I.E 132, 1999.

11. Norma C.I.E 140, 2000.

12. C.N.F.L, “Recomendaciones para la iluminacion de carreteras”, NTA-RIC-01, 2001

13. C.N.F.L, “Circular a empresas particulares autorizadas”, DAP-C-0834-08

14. Curso Indal.

204

Anexos.

Tabla A- 1 Valores de diseño de la C.N.F.L (1).

Tabla A- 2 Valores de diseño de la C.N.F.L (2).

trabajo con dialux

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