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Timestamp: 2017-11-22 09:40:27+00:00

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Cargado por Nestor Salas
Ministro de Minas y Energía Hernán Martínez Torres Director General UPME Alberto Rodríguez Hernández (E) Subdirector de Planeación Energética Jairo Pedraza Castañeda (E) Coordinador General Carlos Fernando Valles Franco Guía didáctica desarrollada por el Departamento de Ingeniería Eléctrica y Electrónica de la Universidad Nacional de Colombia para la Unidad de Planeación Minero Energética UPME. Director del Proyecto Fernando Augusto Herrera León Asesor Francisco Amórtegui Gil Jesús Quintero Quintero Oscar Duarte Velasco Redacción Edwin Páez Alonso César Erasmo Rondón Rojas Ilustraciones Carlos Eduardo Narváez Marmolejo Lina María Hernández Diseño y diagramación Mauricio Rodríguez Ruiz © Unidad de Planeación Minero Energética, UPME 2007 ISBN 978-958-8363-01-1 Impresión POLIGRAMA 
Aportes como este brindan bienestar a la población en general. es satisfactorio colocar a disposición de la sociedad en general. Con esta publicación. ALBERTO RODRÍGUEZ HERNÁNDEZ Director General (E)  . En la medida que hagamos un uso eficiente de la iluminación en el alumbrado público se tendrán significativos ahorros económicos los cuales podrán ser utilizados en otras necesidades. Su sencillo lenguaje hace de esta cartilla una herramienta de consulta permanente que redundará en beneficio de los recursos energéticos de nuestro país. la guía didáctica de URE en iluminación para alumbrado público.Presentación Para la Unidad de Planeación Minero Energética UPME. Estamos en la era de la eficiencia energética. esperamos aportar un instrumento ágil de consulta de los elementos que debemos tener en cuenta para realizar un uso racional de la energía en lo que a iluminación respecta en nuestro alumbrado público. Está dirigido a todos los agentes involucrados con el servicio de alumbrado público. Lo invitamos a que lea con detenimiento el contenido de esta cartilla y adopte las recomendaciones que en ésta se presentan.
Alumbrado público exterior Uso Racional de Energía en Alumbrado Público El alumbrado público Es un servicio público no domiciliario que se presta con el fin de iluminar lugares de libre circulación. La energía eléctrica consumida se mide en kilovatios-hora (kWh) y el proveedor de energía cobra una tarifa por cada kWh consumido. Por ejemplo.  . es decir más de cinco veces la energía consumida por la primera. que incluyen las vías públicas. se obtiene calefacción y se puede iluminar tanto el hogar como las calles.7 kWh. se puede enfriar los alimentos. se multiplica la potencia de la bombilla en kW (los vatios de la bombilla ÷ 1000) por el tiempo en horas del período determinado. mientras que una bombilla de 400 W encendida el mismo tiempo consumirá 4 kWh. el objetivo principal es proporcionar condiciones de iluminación que generen sensación de seguridad a los peatones y una adecuada visibilidad a los conductores de vehículos en zonas con alta circulación peatonal. los parques y demás espacios que se encuentren a cargo del municipio. con el fin de permitir el desarrollo de actividades nocturnas dentro del perímetro urbano y rural. ¡El Alumbrado Público proporciona seguridad a los peatones y visibilidad a los conductores de vehículos! Consumo de energía eléctrica en alumbrado público La energía eléctrica es la fuerza vital de la sociedad porque gracias a ella se encienden los electrodomésticos. Pero sin duda. una bombilla de 70 W encendida durante diez (10) horas consumirá 0. Recuerde Para calcular la energía consumida por una luminaria encendida durante un determinado período de tiempo.
regulando y optimizando el uso de la energía. sin perder calidad de vida. ya que la demanda estimada de energía para el año 2007 está alrededor de 52 850 GWh. ¿Cuándo y cómo hacemos URE? El uso racional de energía en alumbrado público se hace utilizando luminarias de potencias adecuadas y en cantidades suficientes para lograr niveles de iluminación óptimos. Si todos tomamos conciencia de la importancia del URE podemos regular y ahorrar energía de muchas maneras para beneficio de la sociedad Una solución para reducir el consumo de energía por alumbrado público es el cambio de tecnología pasando de bombillas de mercurio a bombillas de sodio de alta presión. el automóvil.Alumbrado público exterior ¡Consumo de energía eléctrica en alumbrado público en Colombia! En el siguiente cuadro se observa que el 3% del consumo total de energía eléctrica en Colombia para el año 2005 fue por funcionamiento del alumbrado público. velando por su seguridad y sobre todo cuando se realizan actividades de limpieza a las luminarias para evitar que la capa de suciedad haga ineficiente el uso de la energía. ¿Pero… qué es URE? URE es el Uso Racional de Energía. También se regula y se hace URE cuando se mantienen las instalaciones del alumbrado público en buen estado. se puede distinguir al alumbrado público como un importante foco para el ahorro de energía y la aplicación del uso racional de la energía o URE.  . la iluminación o cualquier elemento que requiera energía para funcionar. Esto significa aprovecharla al máximo. pero se debe evitar su desperdicio y la producción de desechos contaminantes. Aunque este porcentaje de energía es bajo. representa la no despreciable suma de $364 800 millones de pesos al año. con la tarifa promedio de 228 $/kWh. Claro está. las cuales son de mayor eficiencia y menor potencia. Este 3% se traduce en 1 600 GWh que en costos. Aplicando URE. se lograría un gran impacto económico y ambiental en la sociedad. se puede continuar utilizando el computador.
de la tarifa de energía para alumbrado público reportada al Sistema unificado de información (SUI) en el año 2007.Alumbrado público exterior En las siguiente tabla se puede observar que reemplazando. Datos a considerar de sustitución de tecnologías para un municipio Existente Mercurio 125 W 250 W 400 W Sustituto Sodio 70 W 150 W 250 W Energía ahorrada (kWh) cada año en la sustitución de mercurio por sodio Cantidad luminarias sustituidas (unidades) 1 240 438 657 1 000 240 900 438 000 657 000 10 000 2 409 000 4 380 000 6 570 000 Dinero ahorrado (miles de pesos) cada año en la sustitución de mercurio por sodio. por concepto de energía no consumida. Pero la reducción en el consumo de energía debe ir acompañada de un cambio en la cultura y costumbres respecto al uso de la iluminación Efectos ambientales del alumbrado público  . por departamentos. Cantidad luminarias sustituidas (unidades) 1 $ 54 $ 99 $ 149 1 000 $ 54 925 $ 99 864 $ 149 796 10 000 $ 549 252 $ 998 640 $ 1 497 960 Nota: este ejercicio se plantea tomado un valor promedio nacional de $228/kWh. una cantidad de 1000 luminarias de Mercurio de 250 W por su equivalente en Sodio de 150 W. obtenido de los valores. se contribuye a la optimización de la capacidad de generación eléctrica instalada. ahorrando 438 000 kWh al año y al municipio ahorrando $ 99 864 000 en costos anuales (aplicando la tarifa promedio nacional del kWh año 2007). por ejemplo.
Funcionamiento alumbrado público y conceptos básicos de iluminación Sistema de alumbrado público (AP) “Comprende el conjunto de luminarias. Básicamente es un efecto producido por la reflexión y difusión de la luz artificial en los gases y en las partículas del aire y va más allá de ser un problema estético visual.C. redes. Por el cual se regula la prestación del servicio de Alumbrado Público.Alumbrado público exterior ¿Qué es la contaminación lumínica? Es un efecto producido por el reflejo y la emisión inadecuada de la luz artificial de uso exterior e interior. por ejemplo por las luminarias que emiten luz hacia arriba. D. todos los equipos necesarios para la prestación del servicio de alumbrado público. que puede verse por las noches en el cielo e impide la observación normal de las estrellas. transformadores de uso exclusivo y en general. que no formen parte del sistema de distribución” Fuente: COLOMBIA. MINISTERIO DE MINAS Y ENERGÍA. Artículo 3°. Bogotá.  . también significa un gasto innecesario de energía eléctrica. 2006. Decreto Numero 2424 de Julio 18 de 2006. además produce deslumbramiento y reduce la visibilidad del firmamento en las ciudades.
se consiguen en el mercado bombillas de vapor de sodio de alta intensidad de descarga (HID) de 70 W. están definidos de la siguiente manera: •	•	220 V para redes eléctricas exclusivas para alumbrado público (existe la alternativa de 277 V) 208 V o 240 V para redes eléctricas en las cuales se comparten conexiones para alumbrado público y los usuarios de la red. Conceptos básicos de iluminación Tensión (V) Se conoce comúnmente como voltaje. Los fabricantes proporcionan información de la potencia que consume cada bombilla mediante su valor en Vatios. Un lux equivale a un lumen por metro cuadrado.Alumbrado público exterior Red de baja tensión Compone los conductores que llevan energía desde el transformador a las luminarias. por ejemplo. 150 W. las cajas y las canalizaciones en las que se encuentran los cables. Lux (lx): unidad de medida de Iluminancia. Flujo luminoso (ф) Es la cantidad de luz que emite una fuente luminosa en todas las direcciones por unidad de tiempo. Lumen (lm): unidad de medida del flujo luminoso. Su unidad de medida es el vatio (W). 250 W. Los niveles de operación para sistemas de alumbrado público en Colombia. Nivel de luz o iluminancia (E) La iluminancia es la densidad de flujo luminoso que incide sobre una superficie. (1lx = 1lm/m2)  . 400 W y 1000 W. su unidad de medida es el voltio (V). los postes que las soportan. Potencia Eléctrica (P) La potencia es la energía consumida por unidad de tiempo.
la fuente primaria es la superficie del pavimento y la fuente secundaria es la luminaria. En alumbrado público el deslumbramiento tiene dos componentes: •	El deslumbramiento molesto que produce falta de comodidad al observador durante la conducción a través de un área iluminada. incomodidad o perdida temporal de la visibilidad. ópticos y eléctricos indispensables para el soporte. dentro del campo visual del observador. por una luminancia suficientemente mayor o menor que aquella a la cual los ojos se habían adaptado y que causa molestias. El deslumbramiento incapacitivo que consiste en la disminución temporal de la capacidad del observador. En la luminaria se contemplan los siguientes componentes:  . filtrar.Alumbrado público exterior Para medir el nivel de Iluminancia en un terreno determinado se utiliza un instrumento llamado Luxómetro Luminancia (L) Es una medida de la luz emitida por una fuente primaria o secundaria. protección de las bombillas y su conexión a la fuente de alimentación. incluye todos los accesorios mecánicos. •	Luminaria Conjunto de elementos para distribuir. controlar. Deslumbramiento Es una sensación producida. En la figura para el observador. transformar y dirigir la luz emitida por la bombilla.
Su unidad de medida es el lumen por vatio (lm/W).Alumbrado público exterior Eficacia lumínica o luminosa Expresa la relación que existe entre el flujo luminoso que emite una bombilla y la potencia eléctrica consumida. En estas dos figuras. pero la luminaria A tiene mayor eficiencia porque entrega mayor flujo luminoso. Eficiencia de una luminaria La eficiencia de una luminaria define la relación que existe entre el flujo luminoso emitido por el conjunto (luminaria+bombilla) y el emitido sólo por la bombilla en su interior. Eficacia = Lúmenes emitidos por la bombilla Potencia de la bombilla 10 . Es una medida del aprovechamiento que se hace del flujo luminoso total de la bombilla instalada en una luminaria. la luminaria A y la luminaria B tienen el mismo tipo de bombilla.
11 . Tipos de bombillas para alumbrado público Entre las bombillas de alta intensidad de descarga encontramos: Bombillas de descarga de gas a alta presión o alta intensidad de descarga (HID) Bombilla de mercurio a alta presión. túneles. Bombilla de vapor de sodio a alta presión. entre mayor sea. Aplicación en faros. Sin embargo presentan una larga vida útil de aproximadamente 60 000 horas y un arranque inmediato. la luz dìa tiene 100% de IRC. alumbrado público y básicamente en lugares donde resulta difícil el mantenimiento. mejor es el resultado.Alumbrado público exterior Indice de reproducción del color (IRC): Escala de medida creada para comparar la calidad de reproducción de los colores en las fuentes de luz. Bombilla de metal-halide (haluros metálicos) Otras tecnologías de fuentes de luz •	Bombillas de Inducción Es una tecnología reciente que aún tiene una reducida gama de potencias y un elevado costo. Se debe tener en cuenta el efecto de contaminación electromagnética asociado. La medida se presenta como porcentaje. . Como referencia.
a reemplazar a las lámparas convencionales. Asegura la regulación de tensión en la bombilla ante variaciones en la red. por su menor consumo de energía. además de ser más ecológica.Alumbrado público exterior •	Alumbrado Público con Leds El led ( diodo emisor de luz). pero con tendencia a la baja. La corriente para encendido de bombilla es menor a la de balasto reactor. larga duración y robustez mecánica. en unos años. Precio superior al de balasto CWA. Precio superior al del balasto reactor. 12 . Balasto electrónico Pérdidas eléctricas inferiores comparadas con balastos reactor y CWA. Este tipo de alumbrado representa un gran ahorro debido a su bajo consumo. Precio competitivo. reduciendo así la cantidad de residuos tóxicos en la atmósfera Tipos de balastos para alumbrado público Los tipos de balastos más utilizados en alumbrado público son: Balasto tipo reactor Pérdidas eléctricas bajas comparadas con las de balastos autorregulados CWA. es un dispositivo de una tecnología emergente en el campo de la iluminación y podría llegar. Asegura la regulación de tensión en la bombilla ante variaciones en la red. Balasto autorregulado o tipo CWA (Constant Wattage Autotrasformador) Pérdidas eléctricas mayores a las de balasto reactor. costosa y no podrá ser mundialmente aplicada hasta que su precio reduzca. La corriente para encendido de bombilla es alta. Garantiza la corriente para encendido instantáneo de la bombilla. Problemas de regulación de tensión en la bombilla ante variaciones en la red. La iluminación con leds es sensible a altas temperaturas.
Fotocontroles como el presentado en la figura. la operación.DECRETO NÚMERO 2424 DE JULIO 18 DE 2006 – MINISTERIO DE MINAS Y ENERGÍA” Cada ente que interviene en la prestación de servicio de alumbrado público tiene unas responsabilidades. dentro del perímetro urbano y rural de un municipio o distrito. Es un dispositivo utilizado para conectar y desconectar de manera automática las luminarias de alumbrado público en función del nivel de iluminación del ambiente. la administración. la modernización. En el caso más común el fotocontrol enciende la bombilla durante la noche y la apaga durante el día. el mantenimiento. La prestación del servicio implica eficiencia y eficacia. la reposición y la expansión del sistema de alumbrado público.Alumbrado público exterior Dispositivos de control Fotocontrol. tal como se muestra en el siguiente diagrama: El alcalde como representante del municipio tiene la responsabilidad de garantizar la prestación del servicio de alumbrado público. El servicio de alumbrado público comprende las actividades de suministro de energía al sistema de alumbrado público. sin embargo. Marco legal servicio de alumbrado público en Colombia Definición Servicio de alumbrado público: Es el servicio público no domiciliario que se presta con el objeto de proporcionar exclusivamente la iluminación de los bienes de uso público y demás espacios de libre circulación con tránsito vehicular o peatonal. realizan control individual para cada luminaria. criterios que aplicados al alumbrado público tiene las siguientes características: 13 . Artículo 2. existen otros fotocontroles asociados con un contactor los cuales pueden controlar un grupo de luminarias.
la instalación de luminarias de mayor potencia y/o en mayores cantidades. de de las de su ALUMBRADO PÚBLICO: SUMINISTRO DE ENERGÍA RESOLUCIÓN CREG 043 DE 1995 ARTÍCULO 20 CONTRATO SUMINSITRO ENERGÍA ELÉCTRICA PARA A. es la constitución de un Contrato de Prestación del Servicio entre el municipio y el operador de red o comercializador. pero procurando la eficiencia energética y económica. para lo cual el mecanismo contemplado en la regulación. La eficiencia aplica directamente a la implementación de medidas de URE. el municipio debe garantizar el suministro de la energía eléctrica. Calidad implica que todas las luminarias instaladas en un municipio. utilizando equipos para medición de luminancia e iluminancia. es obligación la alcaldía realizar las actividades alumbrado público y en especial.Alumbrado público exterior Debe ser prestado con calidad. como la NTC 900.P. En caso de proyectos nuevos. se debe garantizar la optimización desde el diseño que tenga como objetivo el uso eficiente de la energía utilizando fuentes de luz con potencias adecuadas y ante todo. por ejemplo la sustitución de bombillas de mercurio por sodio de alta intensidad de descarga. y esto implica el cumplimiento de unos niveles mínimos de iluminación. Dichos niveles se miden y se evalúan con metodologías establecidas por la norma técnica vigente. Para la prestación del servicio de alumbrado público. expansiones considerando el Plan Ordenamiento Territorial (POT) de municipio. Adicionalmente. incluyendo la cabecera municipal y las zonas rurales funcionen correctamente. en este contrato el cliente es el municipio. PRESTACIÓN SERVICIO AP º ALCALDÍA OPERADOR DE RED LOCAL Ó COMERCIAIZADOR 14 . esto sin olvidar el cumplimiento de los niveles mínimos de iluminación. garantizando condiciones de mantenimiento que eviten desde el inicio. Garantizar niveles de iluminación adecuados implica programación de trabajos de limpieza que tengan como objetivo recuperar las condiciones de flujo emitido por las luminarias. lo que conlleva acciones de mantenimiento preventivo y correctivo en caso de falla.
CREG RESOLUCIÓN 043 DE 1995: Q x Fu x T = kWh RESOLUCIÓN 043 DE 1996: CORRECCIÓN A FÓRMULA POR EFECTO DE LUMINARIAS APAGADAS. MODERNIZACIÓN: Cambio de tecnologías Mercurio por Sodio de Alta Presión. PRESENTA PROYECTO APRUEBA PROYECTO CONCEJO MUNICIPAL Es responsabilidad del municipio el cumplimiento de las normas técnicas que apliquen. través del comercializador de energía local. De especial cuidado.Alumbrado público exterior Desde el punto de vista técnico. de bombillas y de componentes en las luminarias. 15 . ó a través de un tercero competente. se deben programar actividades de poda ó tala. incluyendo las propias del operador de red local . T: Horas de período: 720 para liquidación mensual y 1440 para bimestral. como el caso de las bombillas de vapor de mercurio. Debido a la obligación de mantener el funcionamiento eficiente y eficaz del alumbrado público. . el sistema de alumbrado público está expuesto a riesgos permanentes. las cuales se encuentran reguladas y reglamentadas por las autoridades ambientales. se procede a constituir un contrato. -Si se define la ejecución a través de un tercero. MUNICIPIO ALCALDÍA EJECUCIÓN: -Lo realiza directamente el Municipio. así como a la disposición de los residuos según dispongan las autoridades ambientales. y las metodologías para medir y evaluar. la cual contiene información detallada respecto a los requisitos de niveles de iluminación. así como los robos de cable. ó riesgos por contacto con los cables eléctricos. Otras consideraciones respecto al manejo del alumbrado público. En zonas en las cuales los árboles puedan presentar problemas por obstruir la iluminación generada por luminarias (efectos de sombra). conocer las normas y directrices señaladas por las autoridades ambientales para garantizar su cumplimiento. una importante referencia técnica es la Norma Técnica Colombiana NTC 900 “Reglas generales y especificaciones para el alumbrado público 2006-10-25”. Fu: Factor de Utilización (50%). así como el seguimiento al Reglamento Técnico de Instalaciones Eléctricas – RETIE (RESOLUCIÓN 18 0466 RETIE-ABRIL 02 2007-MINISTERIO DE MINAS Y ENERGÍA) ALUMBRADO PÚBLICO: COBRO DEL SERVICIO MINISTERIO DE MINAS Y ENERGÍA MUNICIPIO ALCALDÍA COBRO COMO TRIBUTO: . Es obligación de la Alcaldía. kWh: Kilovatios-hora de consumo en el período. es el manejo de bombillas de alta intensidad de descarga. por los componentes del tubo central. mantenimiento y gestión del alumbrado público. como acciones vandálicas o accidentes de tránsito en los cuales la infraestructura y especialmente los postes resultan afectados. PRESENTA PROYECTO APRUEBA PROYECTO CONCEJO MUNICIPAL Q: Carga (sumatoria de luminarias instaladas en kW). el municipio debe encaminar acciones preventivas y/o correctivas. y considerando el diseño. Por su objetivo de iluminar vías y zonas comunes. Es obligación del Municipio dar cumplimiento técnico desde el punto de vista ambiental a los procedimientos de poda y tala. construcción. EXPANSIÓN: -Nuevos proyectos de alumbrado público por crecimiento i i t de d áreas urbanizadas o para iluminación de zonas no cubiertas p por este servicio. que puede ser el mismo operador de red local local.Lo realiza directamente el Municipio o a Municipio. ALUMBRADO PÚBLICO: MANTENIMIENTO-MODERNIZACIÓNEXPANSIÓN ACTIVIDAD: MANTENIMIENTO: MANTENIMIENTO -Preventivo ó correctivo.
de la siguiente forma: Si el diseño incluye la separación entre postes para instalación de luminarias.	2. bien sea para iluminación de una zona nueva (expansión). menos puntos luminosos será necesario instalar y la inversión inicial será más baja. Pensando en el largo plazo.	4. Adecuada selección de luminaria. y en el caso de alumbrado público las inversiones por proyectos nuevos serán ejecutadas por las alcaldías. 16 . se debe garantizar el funcionamiento de todos los puntos luminosos instalados. combinando adecuadamente las propiedades luminotécnicas de las luminarias (curvas de intensidad luminosa para ejes transversal y longitudinal). porque las probabilidades de falla serán más bajas si existe menor cantidad de elementos instalados. se puede cumplir con los niveles de iluminación requeridos para una aplicación en tránsito vehicular o peatonal. las potencias a instalar y la calidad de la luz requerida para apreciar el color (IRC). debe plantearse la siguiente pregunta: ¿Cómo hacer una instalación de alumbrado público con los lineamientos de Uso Racional de Energía? Mediante los procedimientos de ingeniería y arquitectura para el diseño. Selección del tipo de tecnología (sodio alta presión. en el diseño se debe buscar la optimización económica pensando en el corto plazo para la etapa de construcción del proyecto. haluros metálicos o mercurio) de acuerdo con los requerimientos de calidad de apreciación del color. más fácil será manejar las operaciones de reparación. por lo tanto. La gestión implica la optimización de los recursos.	Geometría de la zona a iluminar. o inclusive para proyectos de modernización de tecnología de mercurio por sodio de alta intensidad de descarga (modernización). como parte de programas de ampliación de cobertura de alumbrado público en un municipio. Considerar una política de mantenimiento que evite el sobredimensionamiento inicial en un diseño.Alumbrado público exterior Recomendaciones prácticas URE en alumbrado público Proyectos nuevos – eficiencia energética: En el momento de plantear un proyecto de alumbrado público. Por lo tanto. entre menos puntos existan.	3. Esto implica una decisión que considere cuatro aspectos: 1.
17 . por ejemplo) ú oscura y áspera (con menor capacidad para reflejar luz). así como las definiciones de los criterios que se tienen en cuenta para evaluar una instalación de alumbrado público tipo vehicular se encuentran en la tabla 12 de la norma NTC 900.Alumbrado público exterior En lo que a la calidad por cumplimiento de los niveles de iluminación se refiere. Sin embargo. éste está relacionado directamente con la potencia de las luminarias instaladas. existen dos alternativas: 1. por efectos de la capa de suciedad causada por la polución exterior.25 7 . que tan clara pueda ser una superficie (cemento.0 0. es importante identificar las exigencias en niveles de iluminación a partir de dos criterios básicos presentados en la tabla 2 de la misma norma: •	•	La velocidad de circulación de los vehículos en las vías (en km/h). Para efecto de análisis en los municipios. teniendo como efecto inicial niveles de iluminación muy por encima de los requeridos por las normas. lo que conlleva generalmente a instalar potencias mayores a las requeridas. Los valores mínimos definidos por la norma para estas zonas son: Tipo de vía M2 M3 Luminancia media (cd/m2) 1. es decir.4 Valores de Iluminancia calculados (lx) 10 . para que a largo plazo. Haciendo cuentas: ¿Cuánto tendrá que pagar el municipio por la potencia adicional instalada? Es importante recordar que la factura depende del consumo y como ya se mencionó. Esto facilita la opción de instalar luminarias de potencias adecuadas y el municipio pagará por consumo de energía lo que realmente necesita para garantizar la calidad. las superficies de las vías se clasifican en cuatro tipos según la capacidad para reflejar la luz emitida por las luminarias. Pensar desde el comienzo en la ejecución de programas de limpieza periódica de las luminarias. teniendo como criterio el cumplimiento de los niveles de iluminación. Esta clasificación se encuentra ilustrada en la tabla 11 de la norma NTC 900. se tengan los niveles mínimos exigidos. No plantear la ejecución de programas de limpieza de luminarias en el mantenimiento.4 0. A continuación se presentan criterios de carácter técnico que son importantes en la etapa de diseño de un proyecto de alumbrado público: Niveles de iluminación requeridos Para vías de tipo vehicular: Los requisitos de niveles de iluminación.75 Uniformidad global 0.20 Por otra parte. estas velocidades se encuentran en dos categorías: •	•	Velocidades entre 30 km/h y 60 km/h (clasificadas según norma como tipo M2) Velocidades menores a 30 km/h (clasificadas según norma como tipo M3) Un criterio auxiliar contemplado en la NTC 900 es la cantidad de vehículos que circulan por la vía en un período de una hora (en horas nocturnas). 2.
5 1 Tipo de vía P2 P3 P4 Eficacia de la bombilla La cantidad de luz se mide en lúmenes. se aplica URE. Em (lx) 10 7.Alumbrado público exterior Para vías de circulación peatonal: Los requisitos de niveles de iluminación. A manera de ilustración se presenta una muestra. considerando los usos más comunes en los municipios colombianos: •	•	•	Uso nocturno intenso por peatones ó por ciclistas. su eficacia es de 137 lm/W Una bombilla de haluro metálico produce 34 000 lúmenes y consume 400 W. La cantidad de energía consumida se mide en Vatios. Emin (lx) 3 1. Se clasifica como tipo P3. Se le clasifica según norma como tipo P2. Se clasifica como tipo P4. Parámetros luminotécnicos de la luminaria – curva cie 0° . se obtiene mayor cantidad de luz. Uso nocturno moderado por peatones ó por ciclistas. Si por una determinada cantidad de vatios. los niveles de iluminación requeridos se obtienen de la descripción del uso de la zona. su eficacia es de 85 lm/W Por esta razón. el uso de bombillas de vapor de sodio de alta presión se ha extendido mucho en sistemas de alumbrado público a nivel mundial. Los valores mínimos definidos por la norma se encuentran en la siguiente tabla: Iluminancia media. así como las definiciones de los criterios que se tienen en cuenta para evaluar una instalación de alumbrado público para uso peatonal se encuentran en la tabla 3 de la norma NTC 900.5 5 Iluminancia mínima.180° 18 . una bombilla de vapor de sodio que emite 54 800 lúmenes y consume 400 W. A manera de ejemplo. Uso nocturno menor por ciclistas ó por peatones únicamente asociados con propiedades adyacentes.
Indice de protección de la luminaria. reduce los costos por consumo de energía. Tener menor cantidad de luminarias instaladas reduce los costos por consumo de energía Parámetros luminotécnicos de la luminaria – curva cie 90º-270º El ángulo de referencia es 45º. lo que implica instalar menor infraestructura (postes y luminarias). Con este criterio se determina la altura de montaje. se pueden lograr mayores interdistancias (separación entre postes).Alumbrado público exterior Dependiendo de la característica de alcance seleccionada. el poste para el montaje de la luminaria y potencia de la luminaria. •	La característica de alcance largo permite obtener mayores interdistancias. Tener luminarias de la potencia más baja posible cumpliendo con niveles de iluminación requeridos. Índice de protección (IP) Corresponde a una característica de las luminarias que se presenta como dos dígitos de la siguiente forma: IP XX 19 . •	La característica de alcance corto reduce la interdistancia. equivalente a una condición de altura del montaje de la luminaria igual al ancho de la vía. combinada con una potencia adecuada y una altura de montaje óptima para obtener los niveles de iluminación requeridos.
humedad y polvo) Se recomienda el uso de luminarias con segundo dígito de IP con valor alto. El segundo dígito representa protección contra el agua. En zonas cálidas. protegidos contra lluvia. conforme avanza el tiempo de operación. siendo los números 3 en adelante y hasta el 8. los contactos eléctricos bien ajustados y los equipos en el inicio de su vida útil. La decisión depende de la evaluación económica de costo luminaria por IP Vs Costos de limpieza proyectados en el tiempo. generan un efecto de mejoramiento en las condiciones de iluminación por efecto de limpieza en las partes del conjunto óptico de una luminaria. en el conjunto óptico de las luminarias y en la reducción de los niveles de iluminación. •	•	Luminarias con grado IP alto requieren períodos de limpieza más largos. En una instalación nueva. los componentes de una luminaria se encuentran limpios. se recomienda utilizar luminarias con suficiente volumen interior para reducir los efectos de incremento de temperatura por efecto de la sumatoria de temperaturas de la bombilla y el ambiente. a vibraciones y efectos de tipo eléctrico (como variación en la tensión de alimentación proveniente de la red). El primer dígito representa protección contra objetos sólidos. El IP se observa en la forma como se encuentra sellada la luminaria. independiente del clima en la zona de instalación. solucionarla y dejar la luminaria nuevamente funcionando. los clase 5 y 6 indican hermeticidad a polvo dentro de la luminaria.Alumbrado público exterior La norma NTC 2230 en las tablas J1 y J2 presenta los detalles de IP. Pero. hay actividades de tipo preventivo que programadas en periodos adecuados de tiempo. se programa un mantenimiento cuyo objetivo es ubicar la falla. Efectos de las condiciones atmosféricas (calor. requieren períodos de limpieza más cortos. superior a 3. Entonces. el criterio de selección del IP depende directamente de la política de mantenimiento por limpieza definida por la alcaldía. El costo de las luminarias es directamente proporcional al grado IP. 20 . los cuales generan deterioro en los componentes. URE y mantenimiento del alumbrado público Actividades de mantenimiento El mantenimiento de alumbrado público generalmente es correctivo porque se programan trabajos cuando se presenta falla (apagado). Luminarias con grado IP bajo. una instalación de alumbrado público esta expuesta a la contaminación ambiental. Sin embargo. siendo menor el IP si la luminaria está abierta (sin protección).
Depreciación de flujo luminoso (DLB) Por efectos de envejecimiento. ya que la luminaria instalada vibra frecuentemente por el tránsito de vehículos y los contactos tienden a aflojarse. 21 . Componentes eléctricos Es recomendable revisar contactos eléctricos.15% en el mismo tiempo. para bombillas de vapor de mercurio es del 1. gestión y administración del sistema: el factor de manteniemiento (FM). Se debe tener en cuenta que. el tubo interior de descarga se va oscureciendo por evaporación del material del electrodo y su acumulación en las paredes del mismo. se debe tener en cuenta un nuevo elemento a considerar en la etapa de diseño. Esto va aumentando gradualmente con el paso del tiempo hasta el final de la vida útil de la bombilla.1% cada 1 000 horas de operación. Según la tabla de NTC 900. se deben retirar las bombillas con menos del 70% del flujo inicial. operación. Esto significa que la pérdida de flujo luminoso es más rápida en las bombillas de mercurio.Alumbrado público exterior Por lo tanto. para bombillas de vapor de sodio de alta presión el flujo se deprecia 1. de acuerdo con la CREG.
expuestas a condiciones de polución media. la luminaria va acumulando suciedad y por lo tanto se va perdiendo en forma gradual. Los niveles de contaminación son básicamente tres y están definidos en la tabla 17 de la norma NTC 900: -	-	-	Bajo Medio Alto Este último está asociado a zonas industriales o a carreteras destapadas. en las cuales el tráfico vehicular expone directamente las luminarias al polvo. Pero es propio de las bombillas y debe tenerse en cuenta. Se observa que en luminarias con IP bajo (IP23). Depreciación por suciedad de la luminaria (DLL) Conjunto óptico Por efectos de contaminación ambiental (polución). se pierde gradualmente la cantidad de luz emitida de acuerdo con la línea azul en la gráfica 22 . la cantidad de luz emitida.Alumbrado público exterior La pérdida de flujo luminoso emitido por la bombilla conforme avanza el tiempo no se puede solucionar por mantenimiento.
23 . En la segunda gráfica se observa que realizando labores de limpieza periódica (en este caso cada 2 años). IMPORTANTE Para la presentación de cada uno de los casos a analizar se utilizó una aplicación desarrollada únicamente con objeto de análisis académico e ilustrativo. siendo el valor tope el correspondiente a la depreciación nominal de flujo luminoso de la bombilla. tomando como factor a utilizar el resultante de cruzar el índice de protección (IP) de la luminaria instalada. Al observar las gráficas. los niveles de iluminación se cumplan sin haber realizado labores de limpieza en la luminaria. porque permite optimizar el diseño de una instalación con luminarias de menor consumo de potencia. Cálculo del factor de mantenimiento Para efectos prácticos el factor de mantenimiento (FM) se calcula así: FM = FB x DLB x DLL donde: FB: factor de balasto = 0. siempre y cuando se cumpla el programa de limpieza para garantizar los niveles de iluminación requeridos. de tal forma que al final de estos 5 años. Para este fin existen herramientas de software especializadas. un sobredimensionamiento del 50% al inicio. Es importante saber que los proveedores de luminarias y productos de iluminación disponen de estas herramientas y las colocan al servicio de sus clientes con el fin de que se tome una decisión adecuada en el momento de tomar decisiones de compra. las pérdidas solamente alcanzan un 20% y por efecto de limpieza se recupera el flujo luminoso emitido. el nivel de contaminación y el tiempo transcurrido sin hacer limpieza. no es una herramienta para diseño. Para calcular la influencia del ensuciamiento de la luminaria por polución (DLL) en el factor de mantenimiento. Como consecuencia directa del requisito en los niveles de iluminación. implicaría en el diseño.97 DLB: factor de depreciación de flujo luminoso bombilla. implica pérdidas en el flujo emitido hasta un 60%. De ahí su importancia. las cuales contienen las curvas específicas para cada tipo de luminaria existente en el mercado. la primera muestra que la depreciación por acumulación de suciedad de la luminaria en 60 meses (5 años). DLL: factor de mantenimiento de la luminaria (por limpieza) De la fórmula se observa que el único factor sobre el cual se puede actuar es el de mantenimiento de la luminaria (DLL). se tiene como referencia los valores presentados en la tabla 19 de la NTC 900. Análisis de caso A continuación se presentan ejercicios prácticos para ilustrar los conceptos presentados en la presente cartilla.Alumbrado público exterior Este aspecto es clave.
pero no con los niveles de iluminación media requeridos. se cambian las luminarias de 125 W de vapor de mercurio por luminarias de vapor de sodio de alta presión 70 W. los requisitos de niveles de iluminación son los mismos que en el caso anterior. por esto el DLL es 1 .76. Sustitución sodio – mercurio tipo de vía M3 CONDICIÓN INICIAL Para este caso. RESULTADO SUPERFICIE VÍA Cambio a 70 W sodio alta presión Para este caso. se tienen instaladas luminarias de 125 W de vapor de mercurio. razón por la cual se toma un factor de mantenimiento de la luminaria –DLL. Los resultados obtenidos son: 24 .4. Uniformidad (U): 0.de 0. las cuales llevan en funcionamiento 3 años y no se ha realizado limpieza de la luminaria. Se observa que en estas condiciones la iluminación cumple el criterio de uniformidad. Las condiciones implican un cambio. Caso 1. se ha realizado limpieza por mantenimiento. Las condiciones de reflexión de la calzada son buenas y por lo tanto los requisitos de iluminación para este tipo de vía están en: Iluminancia Media (Emedia): 13 lx .Alumbrado público exterior En la siguiente figura se ilustra el objeto de análisis para los casos de uso.
por lo tanto realizando la sustitución de Mercurio de 125 W por Sodio de 70 W.53 Tipo de polución: media Sin limpieza durante 3 años. y considerando planes de limpieza de luminarias se cumple con los requisitos garantizando calidad en la prestación del servicio de alumbrado público.Alumbrado público exterior Se observa que se cumplen los valores de Iluminancia media y uniformidad. 25 .4 Condición I: Luminancia IP23 Factor de mantenimiento por limpieza (DLL):0. Condición II: Luminaria IP23 Factor de mantenimiento por limpieza (DLL): 1 Con limpieza a la luminaria Se obtienen resultados similares cumpliendo con los requisitos. mientras la condición II luminarias de 150W de sodio de alta presión. pero con una diferencia fundamental: la condición I implica el uso de luminarias de 250W de sodio de alta presión. RESULTADO SUPERFICIE VIA: Caso 2: sobredimensionamiento en diseño: En este caso la vía sera tipo m3 con los siguientes requisitos de iluminación: Iluminación media (Emedia): 16lx Uniformidad (u):0.
5 2 2.1 3.1 5 Costo mano de obra cambio bombilla Costo bombilla SUBTOTAL REPARACIONES Costo mano de obra Valor luminaria Costo mano de obra SUBTOTAL Tarifa promedio kWh DESCRIPCIÓN CANTIDAD 70 W Sodio $ 150 $ 50 $ 200 $ 150 $ 900 $ 1 450 $ 218 $ 200 $ 50 $ 250 $ 25 $ 35 $ 15 $ 50 VR. se obtuvo de un promedio estadístico entre la información de tarifas reportada al SUI en 2007 por cada departamento.Alumbrado público exterior RESULTADO SUPERFICIE VIA: Consideraciones económicas En la tabla siguiente.3 1.2 1.4 1. Los valores de gastos por reparaciones y limpieza se aproximan en múltiplos de $5. tomados como referencia para definir una evaluación económica de alternativas técnicas. Costos básicos asociados a instalaciones de alumbrado público por punto luminoso ITEM 1 1.	Los costos de instalación están aproximados en múltiplos de $50 000.1 1.2 4 4. UNITARIO 150 W 250 W Sodio Sodio $ 150 $ 50 $ 350 $ 200 $ 900 $ 1 600 $ 218 $ 350 $ 50 $ 400 $ 25 $ 35 $ 25 $ 60 $ 150 $ 50 $ 400 $ 150 $ 900 $ 1 650 $ 218 $ 400 $ 50 $ 450 $ 25 $ 35 $ 35 $ 70 400 W Sodio $ 150 $ 50 $ 450 $ 150 $ 900 $ 1 700 $ 218 $ 450 $ 50 $ 500 $ 25 $ 35 $ 45 $ 80 GASTOS DE INSTALACIÓN (miles de pesos) Costo instalación luminaria Costo alambrado luminaria Costo luminaria Costo cable red aérea Costo postes red aérea SUBTOTAL INSTALACIÓN UNIDAD UNIDAD UNIDAD 50 m UNIDAD GASTOS CONSUMO ENERGÍA $ UNIDAD UNIDAD GASTOS POR CAMBIO DE LUMINARIAS ( miles de pesos) GASTOS POR LIMPIEZA (miles de pesos) horas/hombre UNIDAD UNIDAD GASTOS POR REPARACIONES 26 .1 3 3. Nota: Es conveniente aclarar que todos los valores en esta cartilla corresponden a pesos colombianos para el año 2007. al valor más cercano.000 al valor más cercano.	3. Para la revisión de la información se debe considerar: 1. se presentan los costos básicos asociados a una instalación de alumbrado público. La tarifa en Col $/ kWh.	2.
con una tasa de interés del 4% anual. los cuales tendrán en cuenta los lineamientos del Ministerio del Medio Ambiente y la autoridad ambiental local. conocer las normas y directrices señaladas por las autoridades ambientales para garantizar su cumplimiento. Situación I: sustitución sodio por mercurio Para este análisis se consideran los costos asociados a inversión en el año cero por efectos de cambio de luminaria y mano de obra. la luminaria de sodio de 150 W presenta mejor rentabilidad porque los costos de valor presente para cada año. es el manejo de bombillas para alumbrado público. la cual incluye los costos financieros asociados a recaudo. 27 . Es obligación de la alcaldía. Los flujos de costos anuales se presentan en la siguiente tabla: Ítem Costo de inversión en cambio luminaria a comienzo del año 1 Costos energía (valor anual durante 15 años) Inversión bombilla Período Una vez Cada año Cada 5 años Mercurio 250 W $0 $ 249 660 $ 50 000 Sodio 150 W $ 500 000 $ 149 796 $ 60 000 Realizando la evaluación y calculando el Valor Presente Neto (VPN)para cada año. cada cinco años se considera el costo por insumo y mano de obra asociado al cambio de bombilla por reposición. administración y pago del dinero en las operaciones relacionadas con gestión de alumbrado público. y a partir de este momento. así como el costo anual por concepto de consumo de energía manteniendo constante el valor de 228 $/kWh. se mantienen el valor del kWh constante en $ 228 (valor promedio nacional año 2007). la alcaldía debe considerar el impacto ambiental en las actividades propias de modernización. Para realizar análisis en el tiempo se utiliza la metodología de Valor Presente Neto (VPN).Alumbrado público exterior Un ejercicio económico consiste en presentar los resultados de los costos de un proyecto de alumbrado público. De especial cuidado. se observan los resultados obtenidos en la siguiente figura: Se observa que en el año 3 se presenta el punto de equilibrio (VPN para mercurio 250 W igual a VPN para sodio 150 W incluyendo los costos de cambio de luminaria). por los componentes del tubo central. expansión y mantenimiento. son menores a los obtenidos para mercurio de 250 W. Con el objeto de simplificar el análisis. teniendo en cuenta solamente el efecto de la inversión en la construcción y los costos por consumo de energía. Consideraciones ambientales Con respecto al medio ambiente. Por lo tanto debe incluir y desarrollar Planes de Manejo Ambiental (PMA). el manejo general de los residuos sólidos y su adecuado trato en el almacenamiento y disposición final. en los procedimientos de manipulación de elementos con residuos peligrosos.
2007). (Resolución Nº 17 del 10 de Febrero de 2004). Bogotá D. 2004. 5)	SUPERINTENDENCIA DE SERVICIOS PÚBLICOS DOMICILIARIOS. ISSN 1692-7052. 11)	SILVA L. Publication No.. Bogotá D. Colombia. 10)	Uso Racional y Eficiente de la Energía / Mundo Eléctrico. 3)	UNIDAD DE PLANEACIÓN MINERO ENERGÉTICA. No. ISSN 0124-0552.. 6)	Unidad Ejecutiva de Servicios públicos . 2004.UESP. (Documento CONPES 2801). Bogotá D. D. Disponible en <http://www. 3069. ISBN 3-900-734-59-3. 25 p.C.uniandes. UPME.C.co/memorias2007/noviembre2/Programa_Uso_Racional_Energia_UPME.pdf>. Commission International de L’éclairage. [en línea]. D. Bogotá. 12)	UNIDAD DE PLANEACION MINERO ENERGÉTICA. Bogotá: ICONTEC. Gregorio. 150 p. Junio de 2005. Por el cual se regula la prestación del servicio de Alumbrado Público. Programas de Uso Racional de Energía. Boletín Estadístico de Minas y Energía 1999-2005. [en línea]. 2)	MINISTERIO DE MINAS Y ENERGÍA. Bogotá. Jorge y PORRAS R. (NTC 2230). ISBN 95897855-0-6 4)	DEPARTAMENTO NACIONAL DE PLANEACION. Disponible en <http://revistaing.. Cartilla del Usuario de los servicios públicos de Energía Eléctrica y Gas Combustible. energiamayorista.C.C.com. Colombia. Reglas generales y especificaciones para el alumbrado público.. Colombia. Estrategias y acciones para fomentar el uso eficiente y racional de energía. No. Colombia. 9)	CIE TECHNICAL REPORT. Luminarias: Requisitos generales y ensayos. 2007.C. Recommendations for the lighting of roads for motor and pedestrian traffic.. Mayo de 2006. Decreto Numero 2424 de Julio 18 de 2006.co/pdf/rev10art3. Bogotá: ICONTEC. 2006. Colombia. Universidad de los Andes. 115. Noviembre de 2007.edu.CREG. 7)	INSTITUTO COLOMBIANO DE NORMAS TÉCNICAS Y CERTIFICACIÓN. – Dic. Colombia. En: 13er Congreso Mercado de Energía Mayorista. 1999. Cartilla de servicios públicos para alcaldes. pdf?ri=7fdb520c1aedc3a582f518cebcc9ed92>. 69 (Oct. 21. Bogotá: Imprenta Distrital. Vol. (NTC 900). Implantación de las políticas de eficiencia energética. 847 p. 8)	________ . Colombia.Referencias bibliográficas 1)	Comisión de Regulación de Energía y Gas . 28 . Agosto 23 de 1995. Manual Único de Alumbrado Público para Bogotá. Colombia.
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