ESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DEL LITORAL. Facultad de Ingeniería en Electricidad y Computación

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1 ESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DEL LITORAL Facultad de Ingeniería en Electricidad y Computación ESTUDIO PARA EL AHORRO DE ENERGÍA EN ALUMBRADO PÚBLICO DE LA BASE NAVAL SUR TESIS DE GRADO Previo a la obtención del Título de: INGENIERO EN ELECTRICIDAD Especialización: POTENCIA Presentada por: ALEX CAZCO ARÍZAGA Guayaquil Ecuador AÑO 2006

2 AGRADECIMIENTO A la Escuela Superior Politécnica del Litoral y a todas las personas que de uno u otro modo colaboraron en la realización de este trabajo, especialmente al Ing. Jorge Aragundi Rodríguez por su total apoyo. A mi familia por su por su ejemplo de vida. Y por encima de todo a Dios. Alex Cazco Arízaga

3 DEDICATORIA A aquellos seres que me dieron la vida, a quienes siempre dedicaré todos mis triunfos.

4 TRIBUNAL DE GRADUACIÓN ING. Holger Cevallos Presidente del Tribunal ING. Jorge Aragundi Director de Tesis ING. Juan Gallo M. Principal ING. Jorge Flores M. Principal

5 DECLARACIÓN EXPRESA La responsabilidad del contenido de esta Tesis de Grado, me corresponden exclusivamente; y el patrimonio intelectual de la misma a la ESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DEL LITORAL Alex Cazco Arízaga

6 RESUMEN: El costo elevado de la energía eléctrica en nuestro país produce la necesidad de buscar alternativas para conseguir el ahorro energético, en cuanto a esto, el consumo de energía por concepto de alumbrado público tiene un valor considerable dentro de los sistemas eléctricos. Con el fin de alcanzar el ahorro de energía en alumbrado público en la Base Naval Sur, se elabora el presente trabajo, el mismo que inicia haciendo una introducción a la importancia del Alumbrado Público en el primer capítulo; en el segundo capítulo se presentarán algunas definiciones y conceptos generales que se utilizarán durante el desarrollo del proyecto de tesis, así como los equipos de medición a usarse. El tercer capítulo hará una descripción del Sistema Actual del Alumbrado Público en la Base Naval Sur, mediante un análisis: del consumo de energía eléctrica en algunas secciones y de la iluminación de las luminarias, considerando el mantenimiento de las mismas. En el cuarto capítulo se realizará la propuesta de un sistema de alumbrado público más eficiente, sustentado mediante un análisis: del consumo de

7 energía eléctrica y de la iluminación de las luminarias, considerando el mantenimiento de las mismas. En el quinto capítulo se realizará un análisis económico, que permitirá demostrar la factibilidad económica del proyecto. Finalmente se presentarán las conclusiones y recomendaciones de este estudio.

8 INDICE RESUMEN INDICE GENERAL INDICE DE FIGURAS INDICE DE TABLAS INDICE DE PLANOS VI VIII XII XV XVIII INTRODUCCION XIX CAPITULO 1. ESTADO DEL ARTE. Importancia del Alumbrado Público. 21 CAPITULO 2. CONCEPTOS TEÓRICOS Importancia del Asunto Definiciones y Conceptos Generales Equipos de Medición Analizador de Redes ION 7600 de Power Measurement Luxómetro AEMC modelo 814N 51

9 CAPITULO 3. DESCRIPCIÓN DEL SISTEMA ACTUAL DEL ALUMBRADO PÚBLICO EN LA BASE NAVAL SUR Tipo de luminarias existentes Partes de las luminarias. Características técnicas Lámpara Balastro Ignitor o Arrancador Capacitor Fotoceldas 3.3. Análisis del consumo de Energía Eléctrica en Alumbrado Público Sección HOSNAV Sección DIGMAT Sección Av. PRINCIPAL 3.4. Iluminación de las luminarias Software de Iluminación Mantenimiento de las luminarias

10 4. PROPUESTA DE UN SISTEMA DE ALUMBRADO PÚBLICO MÁS EFICIENTE Consideraciones Iniciales 4.2. Tipo de luminarias a instalar Partes de las luminarias. Características técnicas Lámpara Balastro Ignitor o Arrancador Capacitor Fotoceldas Dispositivo de doble nivel de potencia 4.4. Análisis del consumo de Energía Eléctrica en Alumbrado Público del Sistema Propuesto 4.5. Iluminación de las luminarias 4.6. Mantenimiento de las luminarias ANÁLISIS ECONÓMICO Valoración de la inversión 5.2. Cálculo de Beneficios del Proyecto

11 Cálculo del costo anual estimado por consumo 101 de energía eléctrica en el sistema actual Cálculo del costo anual estimado por consumo 103 de energía eléctrica del sistema propuesto 5.3. Determinación de los costos anules de operación del 107 sistema propuesto 5.4. Flujo de Efectivo Económico Valor Actual Neto (VANE) y Tasa Interna de Retorno económico (TIRE) CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ANEXOS BIBLIOGRAFIA

12 INDICE FIGURAS Pág. CAPITULO 2 FIG. 2.1 El Espectro Electromagnético. FIG. 2.2 Diagrama del Espectro Visible. FIG. 2.3 El Flujo Luminoso. FIG. 2.4 La Intensidad Luminosa FIG. 2.5 Diferencia entre el Flujo y la Intensidad Luminosa. FIG. 2.6 Iluminancia. FIG. 2.7 Luminancia. FIG. 2.8 Diferencia entre Iluminancia y la Luminancia. FIG. 2.9 Rendimiento Luminoso. FIG Cantidad de Luz. FIG Curvas Isolux. FIG Nivel de Iluminancia(Lux). FIG La producción de Luz. FIG Relación entre los estados energéticos de los electrones y las franjas visibles en el espectro. FIG Principales partes de una lámpara de descarga FIG Espectro de emisión sin corregir de una lámpara de mercurio a alta presión

13 FIG Balance energético de una lámpara de mercurio a 43 alta presión FIG Lámpara de mercurio a alta presión FIG Espectro de una lámpara de vapor de sodio a alta presión. FIG Balance energético de una lámpara de vapor de 45 sodio a alta presión. FIG Lámpara de vapor de sodio a alta presión. FIG Analizador de Redes ION 7600 FIG Diagrama de Conexión del ION 7600 FIG Luxómetro AEMC Modelo 814N CAPITULO 3 FIG. 3.1 Fotografía de una luminaria Tipo Cobra Vidrio 54 Convexo FIG. 3.2 Fotografía de una luminaria Tipo Cuadroliner de 55 Mercurio FIG. 3.3 Elementos de una luminaria FIG. 3.4 Lámpara de 250 W de vapor de Sodio de alta presión FIG. 3.5 Balastro de una lámpara de 400 W FIG. 3.6 Ignitor

14 FIG. 3.7 Capacitor FIG. 3.8 Fotocelda FIG. 3.9 Fotografía del trasformador T-50 que alimenta Sección HOSNAV FIG Fotografía Medición en Sección HOSNAV FIG Fotografía del transformador T-54 que alimenta Sección DIGMAT FIG Fotografía del trasformador T-12 que alimenta 68 Sección AV. PRINCIPAL FIG Esquema de mediciones con Luxómetro FIG Esquema de mediciones con Luxómetro (vista aérea) FIG Esquema de mediciones con Luxómetro (vista lateral). CAPITULO 4 FIG. 4.1 Curvas Isolux de las Luminarias de Sodio CALIMA II 87 de 150 W (izq.) y 250 W (der.) FIG. 4.2 Lámpara PHILIPS FIG. 4.3 Fotografía de un Dispositivo de Nivel de Potencia 88 93

15 INDICE TABLAS Pág. CAPITULO 2 TABLA 2.1 Resumen de Fórmulas 32 CAPITULO 3 TABLA 3.1 Número de lámparas existentes en el Sistema de 60 Alumbrado Público de BASUIL. TABLA 3.2 Lámparas existentes en la Sección HOSNAV. TABLA 3.3 Lámparas que se encendieron en la Sección HOSNAV TABLA 3.4 Medición en p-27 de la Sección HOSNAV TABLA 3.5 Lámparas existentes en la Sección DIGMAT. TABLA 3.6 Lámparas que se encendieron en la Sección DIGMAT TABLA 3.7 Medición en p-27 de la Sección DIGMAT TABLA 3.8 Lámparas existentes en la Sección AVENIDA PRINCIPAL. TABLA 3.9 Lámparas que se encendieron en la Sección 69 AVENIDA PRINCIPAL TABLA 3.10 Medición en p-27 de la Sección AVENIDA 70 PRINCIPAL.

16 TABLA 3.11 Tabla de resultados del programa (Secciones). TABLA 3.12 Tabla de resultados del programa (luminarias). TABLA 3.13 Tabla de resultados de mediciones con Luxómetro. TABLA 3.14 Tabla de comparación de resultados. TABLA 3.15 Mantenimientos correctivos del sistema actual CAPITULO 4 TABLA 4.1 Características técnicas de las luminarias CALIMA II. TABLA 4.2 Dimensiones de las lámparas PHILIPS. TABLA 4.3 Características técnicas de las lámparas PHILIPS. TABLA 4.4 Características técnicas del balastro para luminarias de 150w/250w de sodio. TABLA 4.5 Características técnicas del ignitor para luminarias de w/250w de sodio. TABLA 4.6 Características técnicas del capacitor para luminarias 92 de 150w/250w de sodio. TABLA 4.7 Características técnicas del dispositivo de doble nivel 93 de potencia. TABLA 4.8 Número de lámparas que formarían parte del nuevo 94 sistema de alumbrado público de BASUIL. TABLA 4.9 Tabla de resultados del programa (secciones). TABLA 4.10 Mantenimientos correctivos del sistema propuesto 96 97

17 CAPITULO 5 TABLA 5.1 Tabla costo total del sistema propuesto. TABLA 5.2 Cantidades y precios de los elementos de las luminarias a reemplazar. TABLA 5.3 Costos por periodos de mantenimiento. 108

18 INDICE DE PLANOS PLANO AP-1 Levantamiento Sección HOSNAV PLANO AP-2 Levantamiento Sección DIGMAT PLANO AP-3 Levantamiento Sección AV. PRINCIPAL

19 INTRODUCCION: EI Alumbrado Público ha sido y seguirá siendo el complemento fundamental para la prolongación y mejora del bienestar social. Su correcto diseño debe ofrecer eficiencia, y cuando se habla de eficiencia se refiere a entre otras cosas al Ahorro de Energía. El siguiente trabajo comprende un estudio para el ahorro de energía en Alumbrado Público de la Base Naval Sur, debido a que actualmente existe un sistema que a más de no brindar un nivel de iluminación correcto, mantiene un exceso en el consumo de energía eléctrica. Entre los objetivos de este trabajo, está como objetivo general: Proponer un sistema de alumbrado que permita ahorrar energía eléctrica en la Base Naval Sur; y como objetivos específicos: Realizar una evaluación técnica del sistema de Alumbrado actual, y Realizar un estudio comparativo del sistema actual con el que se propone (evaluación técnica-económica).

20 Para cumplir los objetivos de este trabajo, se realizaron mediciones de potencia e iluminación en ciertos circuitos, para lo cual se usó un equipo de medición ION 7600, conectándolo en puntos estratégicos, con lo cual se determinó el consumo de energía de las luminarias existentes, también se usó el luxómetro AEMC MODELO 814N para determinar el nivel de iluminación de las luminarias; con esta información y mediante análisis matemático se determinó que el problema que se presenta en el Sistema de Alumbrado Público radica en que las luminarias existentes están consumiendo mayor energía debido a que no se encuentran en buen estado, y por este motivo no brindan una iluminación adecuada. En este trabajo se propone un nuevo Sistema de Alumbrado Público.

21 CAPITULO 1: ESTADO DEL ARTE IMPORTANCIA DEL ALUMBRADO PÚBLICO El mundo, y por ende nuestro país, vive un proceso de acelerados cambios en muchas dimensiones. En particular, los cambios en la economía empujan y se alimentan de la evolución de la tecnología. A su vez, las nuevas tecnologías transforman a la sociedad de muchas maneras, la misma que tiene que ajustarse en estructura y proceso a estos cambios. El desarrollo de nuevos materiales, equipos y sistemas, con mayor complejidad y características superiores y menores costos que los que aparecieron en el mercado hace apenas unos años, ha hecho posible que hoy en día la mayoría de los equipos y sistemas en funcionamiento tengan niveles de consumo de energía mucho menor que antes. Ahorrar energía representa también notables ventajas a nivel local: reduce la factura energética y permite disminuir los impactos ambientales locales por las emisiones contaminantes del transporte, la industria, el comercio y hasta de los mismos hogares.

22 22 En cuanto al Alumbrado Público específicamente, muchas oportunidades de ahorro de energía dependen de los aspectos particulares de cada instalación, como son la clase de equipo instalado, el régimen de operación y el costo de la energía. El alumbrado público es un servicio cuya principal finalidad es proporcionar las condiciones básicas de iluminación para el tránsito seguro de peatones y vehículos en las zonas públicas de libre circulación. Su prestación está a cargo de los municipios y distritos y refleja el grado de desarrollo de la infraestructura urbana en estos entes territoriales. El Alumbrado Público es de vital importancia para la ciudadanía, ya que brinda seguridad y confianza al transitar por avenidas, calles, parques, jardines y plazas, además facilita la fluidez vehicular y reduce los índices delictivos; en general, mejora las condiciones de vida de sus habitantes. En la Base Naval Sur, de igual manera el alumbrado público se orienta hacia: La iluminación de todas sus vías que rodean el exterior de las edificaciones. Garantizar el control de personal, tanto en el ingreso a las Instalaciones de la Base, como principalmente al ingreso al Area Operativa.

23 23 Circulación peatonal en condiciones de máxima seguridad. Proteger las zonas de habitabilidad de la delincuencia. Favorecer la orientación visual (posibilitando la visualización y localización de los objetos dentro de los escenarios iluminados). Esta orientación visual nocturna se consigue ubicando los puntos de luz en disposiciones que permitan a los conductores, formarse imágenes inmediatas del escenario donde se encuentran. Contribuir a mejorar la estética nocturna de la Base Naval Sur. Disminuir el impacto ambiental. Lastimosamente pocos de estos objetivos han sido logrados, pues las lámparas actuales se encuentran en mal estado, no se encuentran bien instaladas, existen postes que no poseen lámparas, hay otros que las tienen pero están rotas las luminarias, existen zonas que no están alumbradas adecuadamente dificultando la orientación visual nocturna. Una buena orientación visual nocturna se consigue ubicando los puntos de luz en disposiciones estratégicas que permitan a los conductores, formarse imágenes inmediatas del escenario donde se encuentran. Es decir el sistema no trabaja eficientemente. Cuando se piensa a corto plazo, se contemplan sólo los costos iniciales de compra de una nueva lámpara, pero viéndolo de esta manera no se tiene en

24 24 cuenta el gasto más importante: la energía que se consume durante toda la vida útil del producto. Además, un alumbrado público de mejor calidad significa una mayor seguridad en las vías de la Base Naval Sur, así como una eficiente distribución de luz. Debido a esto existe la necesidad de realizar un estudio, con el fin de conocer el estado actual del sistema, y dar alternativas para la optimización y ahorro de energía.

25 CAPITULO 2: CONCEPTOS TEÓRICOS 2.1. IMPORTANCIA DEL ASUNTO Ningún hecho o fenómeno de la realidad puede abordarse sin una adecuada conceptualización. Quien realiza un proyecto, no lo hace en el vacío, como si no tuviese la menor idea del mismo, sino que siempre parte de algunas ideas o informaciones previas, de algunos referentes teóricos y conceptuales, por más que éstos no tengan todavía un carácter preciso y sistemático. El marco conceptual tiene el propósito de dar a la investigación un sistema coordinado y coherente de conceptos y proposiciones que permitan abordar el tema. De éste dependerá el resultado del trabajo.

26 26 El fin que tiene el marco conceptual es el de situar a nuestro tema dentro de un conjunto de conocimientos, que permita orientar nuestra búsqueda y nos ofrezca una conceptualización adecuada de los términos que utilizaremos. El punto de partida para construir un marco conceptual lo constituye nuestro conocimiento previo de los fenómenos que abordamos, así como las enseñanzas que extraigamos del trabajo de revisión bibliográfica que obligatoriamente tendremos que hacer DEFINICIONES Y CONCEPTOS GENERALES Para entender mejor estas recomendaciones, es necesario conocer el significado de los conceptos que intervienen en el presente trabajo. LUZ: es una manifestación de la energía en forma de radiaciones electromagnéticas, capaces de afectar al órgano visual.

27 27 OJO: es el órgano fisiológico mediante el cual se realizan las sensaciones de luz y color. SENSIBILIDAD DEL OJO A LAS RADIACIONES: el conjunto de radiaciones de la luz del día está comprendido en una zona del espectro electromagnético, cuyas longitudes de onda van desde 380 nm para el color violeta hasta 780 nm para el color rojo. Estos valores corresponden a los límites de sensibilidad del ojo humano a la luz. Fuera de los mismos, el ojo es ciego, esto es, no percibe ninguna clase de radiación. FIG EL Espectro Electromagnético

28 28 FIG Diagrama del Espectro Visible La luz, al igual que las ondas de radio, los rayos X o los gamma es una forma de energía. Si la energía se mide en joules (J) en el Sistema Internacional, para qué necesitamos nuevas unidades. La razón es más simple de lo que parece. No toda la luz emitida por una fuente llega al ojo y produce sensación luminosa, ni toda la energía que consume, por ejemplo, una bombilla se convierte en luz. Todo esto se ha de evaluar de alguna manera y para ello se definirán nuevas magnitudes: el flujo luminoso, la intensidad luminosa, la iluminancia, la luminancia, el rendimiento o eficiencia luminosa y la cantidad de luz. FLUJO LUMINOSO: Se define como la cantidad de luz que emite una lámpara. Su símbolo es y su unidad es el lumen (lm). 1 watt-luz a 555 nm = 683 lm

29 29 Flujo luminoso Símbolo: Unidad: lumen (lm) FIG EL Flujo Luminoso INTENSIDAD LUMINOSA: Se conoce como intensidad luminosa al flujo luminoso emitido por unidad de ángulo sólido en una dirección concreta. Su símbolo es I y su unidad la candela (cd). Intensidad luminosa Símbolo: I Unidad: candela (cd) FIG La Intensidad Luminosa FIG Diferencia entre el Flujo y la Intensidad Luminosa

30 30 ILUMINANCIA: es el flujo luminoso recibido por una superficie. Su símbolo es E y su unidad el lux (lx) que es un lm/m 2. Iluminancia Símbolo: E Unidad: lux (lx) FIG Iluminancia Existe también otra unidad, el foot-candle (fc), utilizada en países de habla inglesa cuya relación con el lux es: 1 fc 10 lx 1 lx 0.1 fc LUMINANCIA: es la magnitud que mide el brillo de los objetos iluminados o fuentes de luz, tal como son observados por el ojo. Su símbolo es L y su unidad es la cd/m 2. También es posible encontrar otras unidades como el stilb (1 sb = 1 cd/cm 2 ) o el nit (1 nt = 1 cd/m 2 ). Luminancia Símbolo: L Unidad: cd/m 2 FIG Luminancia

31 31 Es importante destacar que sólo vemos luminancias, no iluminancias. FIG Diferencia entre Iluminancia y la Luminancia RENDIMIENTO LUMINOSO O EFICIENCIA LUMINOSA: expresa el rendimiento energético de una lámpara y mide la calidad de una fuente como un instrumento destinado a producir energía, se define como el cociente entre el flujo luminoso producido y la potencia eléctrica consumida, Mientras mayor sea mejor será la lámpara y menos gastará. La unidad es el lumen por watt (lm/w).

32 32 Rendimiento luminoso Símbolo: Unidad: lm / W FIG Rendimiento Luminoso TABLA 2.1. Resumen de Fórmulas CANTIDAD DE LUZ: Esta magnitud sólo tiene importancia para conocer el flujo luminoso que es capaz de dar un flash fotográfico o para comparar

33 33 diferentes lámparas según la luz que emiten durante un cierto periodo de tiempo. Su símbolo es Q y su unidad es el lumen por segundo (lm s). Cantidad de luz Símbolo: Q Q = t Unidad: lm s FIG Cantidad de Luz REFLECTANCIA: es la propiedad que tienen los materiales de devolver en diferentes ángulos, los rayos de luz que inciden sobre la superficie de ellos. RENDIMIENTO CROMATICO: es un término utilizado para definir el efecto de una fuente de luz sobre el color de los objetos, en comparación con el color que presentan esos mismos objetos al ser iluminados por un iluminante de referencia. DESLUMBRAMIENTO: es un fenómeno fisiológico que reduce la capacidad visual, debido a un exceso de luminancia a la que el ojo no puede adaptarse. Ello provoca una enérgica reacción fotoquímica en la retina, insensibilizándola durante un cierto tiempo, transcurrido el cual vuelve a recuperarse. El deslumbramiento puede producirse directamente, cuando la propia fuente de luz es la que se encuentra dentro del campo visual, e indirectamente cuando aquella se halla fuera del campo visual, pero su luz la

34 34 recibe el ojo reflejada por superficies que poseen alto grado de reflexión. El máximo valor tolerable de luminancia para la visión directa es de 7500 cd/m² CURVAS ISOLUX: son líneas que unen puntos de una superficie que tienen igual nivel de iluminación. Son análogas a las curvas de nivel de los planos topográficos, pero ahora en lugar de metros indican lux. Normalmente las curvas isolux se suministran, para una determinada luminaria, reducidas a la distancia de 1 metro y referidas a 1000 lúmenes. Los valores de las curvas a otra distancia y a otro flujo luminoso se realizan mediante la formula: E 1 φ = E 1000 FIG Curvas Isolux FIG Nivel de Iluminancia (Lux)

35 35 ALUMBRADO PÚBLICO: es un servicio cuya principal finalidad es proporcionar las condiciones básicas de iluminación para el tránsito seguro de peatones y vehículos en las zonas públicas de libre circulación. Su prestación está a cargo de los municipios y distritos y refleja el grado de desarrollo de la infraestructura urbana en estos entes territoriales. LUMINARIA: es un artefacto diseñado para difundir y dirigir los rayos originados en la fuente de luz hacia un punto que se quiera resaltar o hacia una superficie de trabajo; además de alojar, soportar y proteger la lámpara y sus elementos auxiliares. BALASTROS: son aparatos eléctricos que adecúan la energía eléctrica disponible en las redes de alimentación, es decir tienen como misión la de limitar o controlar la intensidad de corriente que circula a través de la lámpara. ARRANCADORES o IGNITORES: son aparatos eléctricos que se usan para generar un pulso de voltaje alto y de corta duración, para así lograr encender la bombilla, en asocio o no con el balastro.

36 36 DISPOSITIVOS DE DOBLE NIVEL DE POTENCIA: Son elementos que reducen a determinadas horas el nivel de iluminación sin una disminución importante de la visibilidad, pero con un ahorro energético considerable. Su funcionamiento se basa en reactancias que presentan una impedancia para obtener el nivel máximo de la lámpara y posteriormente un relé conmutador temporizado, conecta una impedancia adicional que disminuye la corriente y la potencia en la lámpara a un valor del 40% durante todo el tiempo que se mantenga éste régimen de funcionamiento. FOTOCELDAS: son pequeños dispositivos que producen una variación eléctrica en respuesta a un cambio en la intensidad de la luz. CAPACITOR: es un elemento que absorbe y entrega potencia reactiva al sistema. LAMPARA: son aparatos encargados de generar la luz. Actualmente se utilizan las lámparas de vapor de mercurio a alta presión, y las de vapor de sodio a baja y alta presión. LAMPARAS DE DESCARGA EN GAS: Las lámparas de descarga constituyen una forma alternativa de producir luz de una manera eficiente y económica. Por eso, su uso está tan extendido hoy en día.

37 37 La luz emitida se consigue por excitación de un gas sometido a descargas eléctricas entre dos electrodos. Según el gas contenido en la lámpara y la presión a la que esté sometido tendremos diferentes tipos de lámparas, cada una de ellas con sus propias características luminosas. Funcionamiento En las lámparas de descarga, la luz se consigue estableciendo una corriente eléctrica entre dos electrodos situados en un tubo lleno con un gas o vapor ionizado. FIG La producción de luz En el interior del tubo, se producen descargas eléctricas como consecuencia de la diferencia de potencial entre los electrodos. Estas descargas provocan un flujo de electrones que atraviesa el gas. Cuando uno de ellos choca con los electrones de las capas externas de los átomos les transmite energía y pueden suceder dos cosas.

38 38 La primera posibilidad es que la energía transmitida en el choque sea lo suficientemente elevada para poder arrancar al electrón de su orbital. Este, puede a su vez, chocar con los electrones de otros átomos repitiendo el proceso. Si este proceso no se limita, se puede provocar la destrucción de la lámpara por un exceso de corriente. La otra posibilidad es que el electrón no reciba suficiente energía para ser arrancado. En este caso, el electrón pasa a ocupar otro orbital de mayor energía. Al hacerlo, el electrón libera la energía extra en forma de radiación electromagnética, principalmente ultravioleta (UV) o visible. Un electrón no puede tener un estado energético cualquiera, sino que sólo puede ocupar unos pocos estados que vienen determinados por la estructura atómica del átomo. Como la longitud de onda de la radiación emitida es proporcional a la diferencia de energía entre los estados inicial y final del electrón y los estados posibles no son infinitos, es fácil comprender que el espectro de estas lámparas sea discontinuo.

39 39 FIG Relación entre los estados energéticos de los electrones y las franjas visibles en el espectro La consecuencia de esto es que la luz emitida por la lámpara no es blanca (por ejemplo en las lámparas de sodio a baja presión es amarillenta). Por lo tanto, la capacidad de reproducir los colores de estas fuentes de luz es, en general, peor que en el caso de las lámparas incandescentes que tienen un espectro continuo. Es posible, recubriendo el tubo con sustancias fluorescentes, mejorar la reproducción de los colores y aumentar la eficacia de las lámparas convirtiendo las nocivas emisiones ultravioletas en luz visible.

40 40 Partes de una lámpara Las formas de las lámparas de descarga varían según la clase de lámpara con que tratemos. De todas maneras, todas tienen una serie de elementos en común como el tubo de descarga, los electrodos, la ampolla exterior o el casquillo. FIG Principales partes de una lámpara de descarga Las lámparas de descarga se pueden clasificar según el gas utilizado (vapor de mercurio o sodio) o la presión a la que este se encuentre (alta o baja presión). Las propiedades varían mucho de unas a otras y esto las hace adecuadas para unos usos u otros.

41 41 Lámparas de vapor de mercurio: o Baja presión: Lámparas fluorescentes o Alta presión: Lámparas de vapor de mercurio a alta presión Lámparas de luz de mezcla Lámparas con halogenuros metálicos Lámparas de vapor de sodio: o o Lámparas de vapor de sodio a baja presión Lámparas de vapor de sodio a alta presión LÁMPARAS DE VAPOR DE MERCURIO Lámparas de vapor de mercurio a alta presión A medida que aumentamos la presión del vapor de mercurio en el interior del tubo de descarga, la radiación ultravioleta característica de la lámpara a baja presión pierde importancia respecto a las emisiones en la zona visible (violeta de nm, azul nm, verde nm y amarillo 579 nm).

42 42 FIG Espectro de emisión sin corregir de una lámpara de mercurio a alta presión En estas condiciones la luz emitida, de color azul verdoso, no contiene radiaciones rojas. Para resolver este problema se acostumbra a añadir sustancias fluorescentes que emitan en esta zona del espectro. De esta manera se mejoran las características cromáticas de la lámpara. La temperatura de color se mueve entre 3500 y 4500 K con índices de rendimiento en color de 40 a 45 normalmente. La vida útil, teniendo en cuenta la depreciación se establece en unas 8000 horas. La eficacia oscila entre 40 y 60 lm/w y aumenta con la potencia, aunque para una misma potencia es posible incrementar la eficacia añadiendo un recubrimiento de polvos fosforescentes que conviertan la luz ultravioleta en visible.

43 43 FIG Balance energético de una lámpara de mercurio a alta presión Los modelos más habituales de estas lámparas tienen una tensión de encendido entre 150 y 180 V que permite conectarlas a la red de 220 V sin necesidad de elementos auxiliares. Para encenderlas se recurre a un electrodo auxiliar próximo a uno de los electrodos principales que ioniza el gas inerte contenido en el tubo y facilita el inicio de la descarga entre los electrodos principales. A continuación se inicia un periodo transitorio de unos cuatro minutos, caracterizado porque la luz pasa de un tono violeta a blanco azulado, en el que se produce la vaporización del mercurio y un incremento progresivo de la presión del vapor y el flujo luminoso hasta alcanzar los valores normales. Si en estos momentos se apagara la lámpara no sería posible su reencendido hasta que se enfriara, puesto que la alta presión del mercurio haría necesaria una tensión de ruptura muy alta.

44 44 FIG Lámpara de mercurio a alta presión Lámparas de vapor de sodio a alta presión Las lámparas de vapor de sodio a alta presión tienen una distribución espectral que abarca casi todo el espectro visible proporcionando una luz blanca dorada mucho más agradable que la proporcionada por las lámparas de baja presión. FIG Espectro de una lámpara de vapor de sodio a alta presión

45 45 Las consecuencias de esto es que tienen un rendimiento en color (T color = 2100 K) y capacidad para reproducir los colores mucho mejores que la de las lámparas a baja presión (IRC = 25, aunque hay modelos de 65 y 80 ). No obstante, esto se consigue a base de sacrificar eficacia; aunque su valor que ronda los 130 lm/w sigue siendo un valor alto comparado con los de otros tipos de lámparas. FIG Balance energético de una lámpara de vapor de sodio a alta presión La vida media de este tipo de lámparas ronda las horas y su vida útil entre 8000 y horas. Entre las causas que limitan la duración de la lámpara, además de mencionar la depreciación del flujo tenemos que hablar del fallo por fugas en el tubo de descarga y del incremento progresivo de la tensión de encendido necesaria hasta niveles que impiden su correcto funcionamiento. Las condiciones de funcionamiento son muy exigentes debido a las altas temperaturas (1000 ºC), la presión y las agresiones químicas producidas por

46 46 el sodio que debe soportar el tubo de descarga. En su interior hay una mezcla de sodio, vapor de mercurio que actúa como amortiguador de la descarga y xenón que sirve para facilitar el arranque y reducir las pérdidas térmicas. El tubo está rodeado por una ampolla en la que se ha hecho el vacío. La tensión de encendido de estas lámparas es muy elevada y su tiempo de arranque es muy breve. FIG Lámpara de vapor de sodio a alta presión Este tipo de lámparas tienen muchos usos posibles tanto en iluminación de interiores como de exteriores. Algunos ejemplos son en iluminación de naves industriales, alumbrado público o iluminación decorativa.

47 EQUIPOS DE MEDICION Los equipos de medición que serán utilizados en el presente proyecto de tesis son los siguientes: ANALIZADOR DE REDES ION 7600 DE POWER MEASUREMENT. Este equipo será utilizado para realizar las mediciones de potencia en el Sistema de Alumbrado Público de la Base Naval Sur. Este quipo tiene las siguientes características: ION Enterprise es un sistema de información de cliente-servidor, el cual permite visualizar toda la información recogida por el ION 7600 durante su etapa de medición. El analizador de redes ION 7600 es un instrumento de medida programable que mide, calcula y visualiza los principales parámetros eléctricos en redes trifásicas y monofásicas.

48 48 La medida se realiza en verdadero valor eficaz, mediante tres entradas de tensión a.c. y tres entradas de intensidad a.c. (a través de transformadores de corriente In / 5A), que permiten analizar simultáneamente tensión, intensidad, y potencia activa, siempre de las tres fases, además de la frecuencia de la red. El software del ION Enterprise opera bajo el sistema operativo Windows 2000 Profesional Service Pack 2. FIG Analizador de Redes ION 7600 Además el equipo puede medir parámetros como: Potencia, Energía, Voltaje Línea línea, voltaje línea neutro, voltajes promedio, corrientes de fase, corriente promedio, factor de potencia, frecuencia, armónicos, demandas,

49 49 entre otros. Contando con sistemas que le permiten realizar las siguientes funciones: Monitoreo de Sag/Swell: Magnitud y dirección de datos para gráficas de curvas de tolerancia CBEMA. Flicker y detección de transitorios: Capacidad para detectar y registrar disturbios desde 64 µseg con registros de forma de onda en voltajes y corriente. Registro e históricos: Cuenta con 4 MB de memoria no volátil para almacenar formas de onda registro de eventos. Comunicaciones: Comunicación simultanea hasta en cuatro puertos: puertos RS-232/RS485, un segundo puerto infrarrojo, un tercer puerto opcional es un módem telefónico, por último un puerto Ethernet 10Base-T o 10Base-FL. Alimentación: La fuente de alimentación para el equipo es de 85 a 264 Voltios en C.A. o 110 a 330 Voltios en C.D., sin necesidad de configuración externa.

50 50 El medidor ION 7600 cumple con las siguientes normativas internacionales: Norma EN Norma IEC de armónicos e interarmónicos que es la requerida por la REGULACION No. CONELEC 004/01. Norma IEC de fluctuaciones de voltaje. CBEMA / ITIC. Norma IEEE 519 e IEEE Para realizar las mediciones de potencia en las distintas secciones del sistema de alumbrado público de la Base Naval Sur, se utilizó la conexión sugerida por el manual 7600 ION: Instrucciones de instalación y configuración básica, la misma que se muestra a continuación: FIG Diagrama de conexión del ION 7600

51 LUXOMETRO AEMC MODELO 814N Es un equipo de medición de iluminancia y luminancia, por medio de sus dos escalas que posee: Iluminancia: en luxes y footcandle (1 footcandle = lux) Luminancia: en candelas/m² y footlambert (footlambert = cd/m²) El equipo trabaja con una fotocélula, la misma que tiene un diámetro de 2.6 pulgadas (66 mm), que se utiliza para la medición. FIG Luxómetro AEMC Modelo 814N

52 52 El Luxómetro AEMC Modelo 814N cumple con las normativas de la CIE (Comisión Internacional de Iluminación). Además posee los siguientes datos técnicos: Usa 5 pilas AA de 1.5 V c/u 6 ma Rango de temperatura: 0 a 50 c. Peso: 2 lb y 4 onz. Autonomía: 200 horas.

53 CAPITULO 3: DESCRIPCIÓN DEL SISTEMA ACTUAL DE ALUMBRADO PÚBLICO EN LA BASE NAVAL SUR El consumo de energía por concepto de alumbrado público tiene un costo considerable con respecto a la energía total, por lo tanto su correcta o incorrecta cuantificación tiene gran incidencia en el balance energético. Para calcular con mayor exactitud la energía consumida en la iluminación pública son necesarios dos elementos fundamentales: a. Conocer con exactitud el número de luminarias instaladas por tipo, capacidad y estado de funcionamiento. b. Conocer el consumo de energía de los diferentes tipos de luminarias que se tienen instaladas en el sistema. Por otra parte debido al costo elevado de producción de energía eléctrica surge la necesidad de buscar alternativas para conseguir el ahorro energético. En base a estos requerimientos se va ha realizar el análisis a las

54 54 luminarias instaladas en el sistema de alumbrado público de la Base Naval Sur TIPO DE LUMINARIAS EXISTENTES Actualmente la Base Naval Sur cuenta con un Sistema de Alumbrado Público que está constituido por 25 circuitos, y a su vez estos circuitos están formados por un total de 262 luminarias, de diferentes tipos como: 236 LUMINARIAS TIPO COBRA VIDRIO CONVEXO 26 LUMINARIAS QUADROLINER DE MERCURIO En el Anexo A se muestran las dimensiones de las luminarias existentes en el sistema. LUMINARIA TIPO COBRA VIDRIO CONVEXO FIG 3.1 Fotografía de una luminaria Tipo Cobra Vidrio Convexo

55 55 LUMINARIA QUADROLINER MERCURIO FIG 3.2 Fotografía de una luminaria Tipo Cuadroliner de Mercurio 3.2. PARTES DE LAS LUMINARIAS-CARACTERISTICAS TECNICAS Estas luminarias están constituidas por las siguientes partes: LAMPARA BALASTRO IGNITOR CAPACITOR FOTOCELDAS En la figura (FIG 3.3), se puede observar las partes internas de una de las luminarias existentes en el Sistema de Alumbrado Público.

56 56 FIG 3.3 Elementos de una luminaria LAMPARA tipos como: El Sistema está constituido por lámparas de diferentes LAMPARAS DE VAPOR DE MERCURIO A ALTA PRESION LAMPARAS DE VAPOR DE SODIO A ALTA PRESION Las mismas con potencias de: Lámparas de Mercurio de 175 W Lámparas de Mercurio de 250 W Lámparas de Sodio de 400 W Lámparas de Sodio de 250 W A continuación en la figura (FIG 3.4), se observa una lámpara de vapor de sodio a alta presión de 250 W, instalada en una de las luminarias existentes.

57 57 FIG 3.4 Lámpara de 250 W de vapor de Sodio de alta presión BALASTRO Los balastros existentes trabajan con voltajes de 220 V- 230 V, 50 o 60 Hz y corrientes entre 2.15 A a 4.45 A., encontrándose colocados en el interior de las luminarias de acuerdo al tipo de lámparas. En la figura (FIG 3.5) se observa un balastro instalado en una luminaria de sodio de 400 W. FIG 3.5 Balastro de una lámpara de 400 W

58 IGNITOR O ARRANCADOR Los ignitores existentes trabajan con voltajes de V, 50 o 60 Hz, y temperaturas entre -30 a 85 c, encontrándose colocados en el interior de las luminarias de acuerdo al tipo de lámparas. En la figura (FIG 3.6) se observa un ignitor de una luminaria de sodio de 400 W. FIG 3.6 Ignitor CAPACITOR Los capacitares existentes trabajan con voltajes de V, 50 o 60 Hz, temperaturas entre -30 a 85 c y son de 30 µf. En la figura (FIG 3.7) se observa un capacitor de 30 µf.

59 59 FIG 3.7 Capacitor FOTOCELDAS Las mismas que se encuentran instaladas en gran parte de las luminarias del Sistema de Alumbrado Público, pero no en todas. En la figura (FIG. 3.8) se puede observar como está instalada una fotocélula en una luminaria. FIG 3.8 Fotocelda

60 ANALISIS DEL CONSUMO DE ENERGÍA EN ALUMBRADO PUBLICO Como se indicó anteriormente, el Sistema de Alumbrado Público de la Base Naval Sur está constituido por 25 circuitos, existiendo en total 262 luminarias, las mismas poseen lámparas que se detallan a continuación: TABLA 3.1 NÚMERO DE LÁMPARAS EXISTENTES EN EL SISTEMA DE ALUMBRADO PÚBLICO DE BASUIL CANTIDAD TIPO DE LAMPARA POTENCIA TOTAL (kw) 26 Lámparas de vapor de Mercurio 175 W Lámparas de vapor de Mercurio 250 W Lámparas de vapor de Sodio 250 W Lámparas de vapor de Sodio 400 W kw Para determinar si el valor del consumo de energía eléctrica es el adecuado en el sistema de Alumbrado Público de la Base Naval Sur, primeramente se procederá a seleccionar los circuitos de alumbrado en donde se realizarán las mediciones, con la particularidad que sean circuitos únicamente de Alumbrado Público, y que no tengan conexiones a otras cargas. Una vez seleccionados estos circuitos tanto en el plano como en el sitio, se procederá a dar nombres a las secciones para identificarlas, de la siguiente forma:

61 61 Sección HOSNAV Sección DIGMAT Sección AV. PRINCIPAL SECCIÓN HOSNAV: la misma que está alimentada por el transformador T 50 ( 50 kva, autoprotegido (FIG. 3.9)), y constituida por 8 luminarias, como se muestra en el Plano AP-1, las mismas que se encuentran instaladas en postes cuya numeración es la siguiente: TABLA 3.2 LÁMPARAS EXISTENTES EN LA SECCION HOSNAV No. POSTES IDENTIFICACION TIPO DE LAMPARA POTENCIA 1 Poste # 33 P-33 VAPOR DE Na A ALTA P. 400 W 2 Poste # 32 P-32 VAPOR DE Na A ALTA P. 400 W 3 Poste # 31 P-31 VAPOR DE Na A ALTA P. 400 W 4 Poste # 29 P-29 VAPOR DE Na A ALTA P. 400 W 5 Poste # 28 P-28 VAPOR DE Na A ALTA P. 400 W 6 Poste # 27 P-27 VAPOR DE Na A ALTA P. 400 W 7 Poste # 262 P-262 VAPOR DE Na A ALTA P. 400 W 8 Poste # 35c P-35c VAPOR DE Na A ALTA P. 400 W

62 62 FIG 3.9 Fotografía del trasformador T-50 que alimenta Sección HOSNAV Se verificó físicamente las partes de las luminarias de la sección, y finalmente se conectó el equipo de medición en un punto del circuito (en las líneas de 220 V a la salida del transformador como se ve en la figura (FIG 3.10)). FIG 3.10 Fotografía Medición en Sección HOSNAV

63 63 El equipo de medición permaneció aproximadamente 9 horas (desde las 21:15 hasta las 06:00). A continuación se detallan las lámparas que se encendieron: TABLA 3.3 LÁMPARAS QUE SE ENCENDIERON EN LA SECCION HOSNAV No. POSTES ENCENDIDAS 1 P-33 SI 2 P-32 SI 3 P-31 no 4 P-29 no 5 P-28 no 6 P-27 SI 7 P-262 no 8 P- 35c SI Como se puede ver únicamente se encendieron 4 lámparas de las 8 existentes, es decir que por ser estas lámparas de Sodio de 400 W deberían tener un consumo total de 1600 W en la sección. Los valores obtenidos durante las mediciones se pueden observar en tabla B.I del anexo B, teniendo como promedio las siguientes cifras: RANGO DE TIEMPO PROMEDIO Kw 21:15/06: Se puede apreciar que hay un consumo mayor que el que indica los datos de placa, es decir existe un exceso de consumo promedio de: 60.51Wh.

64 64 Luego se procedió a realizar mediciones de potencia en una de las lámparas pertenecientes al mismo circuito, el equipo permaneció desde las 00:15 hasta las 01:45 en la lámpara que se encuentra instalada en el poste P-27, cuyos resultados fueron los siguientes: TABLA 3.4 MEDICION EN P-27 DE LA SECCION HOSNAV Date/Time kw tot Exceso de consumo W 25/04/2006 0:15: /04/2006 0:30: /04/2006 0:45: /04/2006 1:00: /04/2006 1:15: /04/2006 1:30: /04/2006 1:45: De esta manera se pudo ratificar que las lámparas de este circuito están consumiendo más energía de la que deberían SECCIÓN DIGMAT: la misma que está alimentada por el transformador T 54-A ( 25 kva, autoprotegido (FIG 3.11)), y constituida por 4 luminarias como se muestra en el Plano AP-2, las mismas que se encuentran instaladas en postes cuya numeración es la siguiente:

65 65 TABLA 3.5 LÁMPARAS EXISTENTES EN LA SECCION DIGMAT No. POSTES IDENTIFICACION TIPO DE LAMPARA POTENCIA 1 Poste # 165 P-165 VAPOR DE Na A ALTA P. 250 W 2 Poste # 166 P-166 VAPOR DE Na A ALTA P. 250 W 3 Poste # 166 P-166 VAPOR DE Na A ALTA P. 250 W 4 Poste # 167 P-167 VAPOR DE Na A ALTA P. 400 W FIG 3.11 Fotografía del trasformador T-54 que alimenta Sección DIGMAT Se verificó físicamente las partes de las luminarias de la sección, y finalmente se conectó el equipo de medición en un punto del circuito (en las líneas de 220 V a la salida del transformador). El equipo de medición permaneció desde las 19:15 hasta las 06:00. A continuación se detallan las lámparas que se encendieron:

66 66 TABLA 3.6 LÁMPARAS QUE SE ENCENDIERON EN LA SECCION DIGMAT No. POSTES ENCENDIDAS 1 P-165 si 2 P-166 si 3 P-166 no 4 P-167 si Como se puede ver únicamente se encendieron 3 lámparas de las 4 existentes, es decir que por ser 2 de ellas de 250 W y 1 de 400 W, estas deberían tener un consumo total de 900 W en la sección. Los valores obtenidos durante las mediciones se pueden observar en el la tabla B.II del anexo B, teniendo como promedio las siguientes cifras: RANGO DE TIEMPO PROMEDIO Kw tot 19:15/06: Se puede apreciar que hay un consumo mayor que el que indica los datos de placa, es decir existe un exceso de consumo promedio de: Wh. Luego se procedió a realizar mediciones de potencia en una de las lámparas pertenecientes al mismo circuito, el equipo permaneció desde las 22:00 hasta las 23:15 en la lámpara que se encuentra instalada en el poste P-165, cuyos resultados fueron los siguientes:

67 67 TABLA 3.7 MEDICION EN P-165 DE LA SECCION DIGMAT Date/Time kw tot Exceso de consumo W 24/04/ :00: /04/ :15: /04/ :30: /04/ :45: /04/ :00: /04/ :15: De esta manera se pudo ratificar que las lámparas de este circuito están consumiendo más energía de la que deberían SECCIÓN AV. PRINCIPAL: la misma que está alimentada por el transformador T-12 ( 50 kva, convencional (FIG. 3.12), y constituida por 7 luminarias como se muestra en Plano AP-3, las mismas que se encuentran instaladas en postes cuya numeración es la siguiente:

68 68 TABLA 3.8 LÁMPARAS EXISTENTES EN LA SECCION AVENIDA PRINCIPAL No. POSTES IDENTIFICACION TIPO DE LAMPARA POTENCIA 1 Poste # 13 P-13 VAPOR DE Na A ALTA P. 400 W 2 Poste # 15 P-15 VAPOR DE Na A ALTA P. 400 W 3 Poste # 19 P-19 VAPOR DE Na A ALTA P. 400 W 4 Poste # 21 P-21 VAPOR DE Na A ALTA P. 400 W 5 Poste # 23 P-23 VAPOR DE Na A ALTA P. 400 W 6 Poste # 25 P-25 VAPOR DE Na A ALTA P. 400 W 7 Poste # 26 P-26 VAPOR DE Na A ALTA P. 400 W FIG 3.12 Fotografía del trasformador T-12 que alimenta Sección AV. PRINCIPAL Se verificó físicamente las partes de las luminarias de la sección, y finalmente se conectó el equipo de medición en un punto del circuito (en las líneas de 220 V a la salida del transformador). El equipo de medición permaneció desde las 00:00 hasta las 05:45. A continuación se detallan las lámparas que se encendieron:

69 69 TABLA 3.9 LÁMPARAS QUE SE ENCENDIERON EN LA SECCION AVENIDA PRINCIPAL No. POSTES ENCENDIDAS 1 P-13 si 2 P-15 no 3 P-19 si 4 P-21 no 5 P-23 si 6 P-25 si 7 P-26 si Como se puede ver únicamente se encendieron 5 lámparas de las 7 luminarias existentes en la sección; es decir que por ser estas lámparas de Sodio de 400 W deberían tener un consumo total de 2000 W. Los valores obtenidos durante las mediciones se pueden observar en el la tabla B.III del anexo B, teniendo como promedio las siguientes cifras: RANGO DE TIEMPO PROMEDIO Kw tot 00:00/05: Se puede apreciar que hay un consumo mayor que el que indica los datos de placa, es decir existe un exceso de consumo promedio de: Wh. Luego se procedió a realizar mediciones de potencia en una de las lámparas pertenecientes al mismo circuito, el equipo permaneció desde las 02:45 hasta las 06:00 en la lámpara que se encuentra instalada en el poste P-25, cuyos resultados fueron los siguientes:

70 70 TABLA 3.10 MEDICION EN P-25 DE LA SECCION AVENIDA PRINCIPAL Date/Time kw tot Exceso de consumo W 25/04/2006 2:45: /04/2006 3:00: /04/2006 3:15: /04/2006 3:30: /04/2006 3:45: /04/2006 4:00: /04/2006 4:15: /04/2006 4:30: /04/2006 4:45: /04/2006 5:00: /04/2006 5:15: /04/2006 5:30: /04/2006 5:45: /04/2006 6:00: De esta manera se pudo ratificar que las lámparas de este circuito están consumiendo más energía de la que deberían.

71 ILUMINACION DE LAS LUMINARIAS Para determinar si los niveles de iluminación de las vías son los más adecuados, primeramente se procederá a realizar una revisión de las Normas para el Diseño de Alumbrado de Vías Públicas, de las cuales se tomó como referencia la Norma CIE (Comisión Internacional de Iluminación) Recomendaciones para la iluminación de vías para tráfico motorizado y peatonal.(ver anexo C). Esta norma clasifica los tipos de vía desde M1 a M5, dependiendo de la función de la vía y considerando la densidad del tráfico, el flujo vehicular y la existencia de facilidades para el control del tránsito como desvíos, señales y semáforos (ver tabla C.I y C.II del anexo C). La norma considera también los tipos de superficies de las vías y la disposición de las luminarias en la vía (tabla C.III y C.IV del anexo C). Considerando las recomendaciones que indica la norma, podemos decir que las vías de la Base Naval Sur corresponden a un Tipo de vía: M5, ya que el tránsito de vehículos y peatones por la noche es muy reducido, y además porque la velocidad promedio de los vehículos es menor a 30 Km/hora; la superficie de la vía es Clase R3 y tiene una disposición de luminarias Tipo Unilateral.

72 72 Para conocer el nivel medio de iluminancia de las vías de la Base Naval Sur, se procederá a calcular la iluminancia en las mismas, con el fin de comparar dichos resultados con los valores que indica la norma. Las Secciones en donde se realizarán las mediciones serán identificadas de la siguiente forma: Sección HOSNAV: vía A Sección DIGMAT: vía B Sección AVENIDA PPAL: vía C Sección COMISARIATOS: vía D Sección BLOQUES DE VIVIENDA DE OFICIALES : vía E Sección COGUAR: vía F SOFTWARE DE ILUMINACION Una vez identificadas las secciones, se procederá a determinar los niveles de iluminación de las vías, para lo cual se utilizará el software de iluminación de Thomas & Belts. Este software permite determinar los niveles de Iluminancia y luminancia de la vialidad de una manera más rápida y exacta.

73 73 Los resultados de los estudios de iluminación que mostró el software, se pueden apreciar en el anexo D, cuyos valores se resumen a continuación: TABLA 3.11 TABLA DE RESULTADOS DEL PROGRAMA (Secciones) VIA "A" "B" "C" "D" "E" "F" ESPACIAMIENTO ENTRE POSTES (m) ANCHO DEL CARRIL (m) ALTURA DEL MONTAJE (m) LONGITUD DEL BRAZO (m) DISPOSICION Unilateral Unilateral Unilateral Unilateral Unilateral Unilateral CLASIFICACION DEL PAVIMENTO R3 R3 R3 R3 R3 R3 CARACTERIASTICAS DE LA LAMPARA Na 400 W Na 250 W Na 400 W Hg 250 W Hg 250 W Hg 175 W LUMENES DE LA LAMPARA lum lum lum lum lum 7900 lum ILUMINANCIA PROMEDIO (lux) LUMINANCIA PROMEDIO (cd/m²) Los valores obtenidos en la tabla de resultados del programa, fueron comparados con los que indica la norma (tabla C.V anexo C), la misma indica que para un Tipo de vía M5, con superficie clase R3 y disposición Unilateral, la iluminancia y luminancia promedio deben ser de: 7,5 lux y 0.5 cd/m² respectivamente. Las vías: A, B, C, D y E tienen valores de iluminancia mayores a 7.5 luxes; aclarando que las vías: A, B, C tienen valores muy superiores a los

74 74 que requiere un tipo de vía M5, es decir existe iluminación en exceso, mientras que las vías D y E tienen valores de iluminancia acordes al tipo de vía. La vía F tiene iluminancia inferior a los 7.5 luxes, por lo tanto no cumple con la norma. Luego de conocer los niveles de iluminación de las 6 vías, se procederá a determinar los niveles de iluminación específicamente de algunas luminarias de las mismas vías, a continuación se indican los postes de las luminarias a ser analizadas: Sección HOSNAV: poste p-27 Sección DIGMAT: poste p-165 Sección AVENIDA PPAL: poste p-25 Sección COMISARIATOS: poste p-158-a Sección BLOQUES DE VIVIENDA DE OFICIALES : poste p-253 Sección COGUAR: poste p-210 Una vez identificadas las luminarias a ser analizadas, se procederá a determinar los niveles de iluminación de las mismas, para lo cual se utilizará el software de iluminación de Thomas & Belts.