AUDITORÍA ENERGÉTICA DE LAS INSTALACIONES DE ALUMBRADO PÚBLICO EXTERIOR DEL MUNICIPIO DE LA VALL D UIXÓ

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1 AUDITORÍA ENERGÉTICA DE LAS INSTALACIONES DE ALUMBRADO PÚBLICO EXTERIOR DEL MUNICIPIO DE LA VALL D UIXÓ EXCELENTÍSIMO AYUNTAMIENTO DE LA VALL D UIXÓ Centro Europeo Empresas Innovadoras Castellón (CEEI Castellón) C/ Ginjols 1, Despacho Nº 9, C.P Castellón de la Plana 1

2 ÍNDICE 1.- OBJETO DE LA AUDITORÍA Introducción Necesidad de una política eficiente para el alumbrado público exterior Fases de la auditoria 2.- DATOS DEL MUNICIPIO AUDITADO Titular de la instalación Datos del proyecto: Empresa Auditora, Equipos Empleados Emplazamiento Reglamentación y normativa 3.- ALCANCE DE LOS TRABAJOS DE LA AUDITORÍA ENERGÉTICA. 4.- ESTADO ACTUAL DE LAS INSTALACIONES DE ALUMBRADO Descripción de la zona de afección Luminarias Cuadros eléctricos de mando y control Tipo de encendido Reducciones de los niveles lumínicos Equipos auxiliares Mantenimiento Clasificación de las vías Niveles de iluminación Niveles de iluminación actuales Calificación energética de la instalación actual 5.- ANÁLISIS DEL RESPLANDOR LUMINOSO 6.- EVALUACIÓN DE RATIOS POR CUADROS DE MANDO 7.- ANÁLISIS DE LAS ACTUACIONES A REALIZAR 8.- OPTIMIZACIÓN DE LA POTENCIA CONTRATADA 9.- RESUMEN ENERGÉTICO 10.- ANÁLISIS ECONÓMICO 11.- BENEFICIOS AMBIENTALES 12.- CONCLUSIONES 2

3 ANEXOS ANEXO I: INFORMES CUADROS DE MANDO ANEXO II: CÁLCULOS LUMÍNICOS, INSTALACIÓN ACTUAL ANEXO III: CÁLCULOS LUMÍNICOS, SOLUCIÓN PROPUESTA ANEXO IV: CAMBIOS PROPUESTOS POR CENTRO DE MANDO, INVERSIÓN ANEXO V: ANÁLISIS ECONÓMICO ANEXO VI: PLANOS ANEXO VII: RESUMEN FACTURACIÓN ENERGÉTICA 3

4 1.- OBJETO DE LA AUDITORÍA El presente documento se redacta con la intención de dar al Ayuntamiento de La Vall D Uixó los conocimientos necesarios sobre el estado actual del alumbrado público en las zonas afectadas por los centros de mando auditados. La presente auditoría tiene como objeto el análisis riguroso de las instalaciones de alumbrado exterior de los centros de mando del municipio. De esta forma podremos conocer el modo de explotación, funcionamiento, prestaciones, el estado de sus componentes, sus consumos energéticos y sus correspondientes costes de explotación, con los siguientes objetivos: El cumplimiento del REAL DECRETO 1890/2008, de 14 de noviembre, Reglamento de eficiencia energética en instalaciones de alumbrado exterior y sus Instrucciones técnicas complementarias EA-01 a EA-07 Mejorar la eficiencia y el ahorro energético de estas instalaciones. Adecuar y adaptar estas instalaciones a la normativa vigente. Limitar el resplandor luminoso y su contaminación lumínica. El alcance del trabajo de la auditoría energética abarca a todas las instalaciones de alumbrado público del municipio. En la auditoría de alumbrado público se tendrá en cuenta tanto la iluminación vial, sea funcional o ambiental, como a la ornamental y a cualquier otro tipo de instalación de iluminación exterior fija que se considere susceptible de incluir en la auditoría. El alcance de los trabajos a realizar será: - Toma de datos inicial - Auditoría energética de cada una de las instalaciones de alumbrado - Análisis del cumplimiento de normativas - Elaboración de propuestas de actuación 4

5 1.1.- INTRODUCCIÓN Actualmente, nuestro país presenta diversos problemas en materia energética: alta dependencia energética del exterior, predominio de los consumos de combustibles fósiles, altos niveles de emisiones de gases de efecto invernadero, elevado coste de los productos energéticos, déficit de tarifas, etc. Para solventar estos problemas, la eficiencia se constituye como uno de los mejores y más económicos medios para reducir nuestra dependencia energética, al contribuir a una mejora del medioambiente y fortalecer y mejorar la competitividad de las empresas y Administraciones Públicas al reducir sus costes de funcionamiento y operación. Otra de las ventajas fundamentales de la eficiencia energética es que su implementación depende exclusivamente del usuario y no depende de la publicación de nuevos marcos normativos o retributivos. Si bien, existen elementos facilitadores, sólo es necesario detectar medidas de ahorro (tanto técnicas, como de operación y gestión), se implementen y se realicen un seguimiento de sus resultados, siendo esta última acción la más importante para conseguir los efectos deseados a medio y largo plazo. La auditoría energética es un servicio de asesoramiento que tiene por objeto el análisis de la situación energética de las instalaciones de alumbrado, con el fin de determinar el potencial de reducción de consumo de energía y definir las propuestas de mejora para la optimización de la eficiencia energética de las mismas. Como resultado de la auditoría energética se han obtenido una serie de puntos de actuación y propuestas de modificación, con una valoración económica lo más aproximada posible para guiar a los gestores de estas instalaciones en su toma de decisiones a la hora de acometer futuras reformas. Se ha buscado que las inversiones que potencialmente se 5

6 realicen en este tipo de instalaciones tengan periodos de retorno lo más cortos posibles, teniendo siempre en cuenta la calidad del servicio ofrecido y la optimización energética y económica, alargando en el tiempo los ahorros a través de correctas políticas de control, de forma que, asociado a la búsqueda de eficiencia energética, se encuentra el deseo de modernizar todas aquellas instalaciones que lo necesiten, siguiendo las condiciones técnicas reunidas en el Reglamento de Eficiencia Energética en Instalaciones de Alumbrado Exterior aprobado por el Real Decreto 1890/ NECESIDAD DE UNA POLÍTICA EFICIENTE PARA EL ALUMBRADO PÚBLICO Uno de los principales consumidores de energía, tanto eléctrica como térmica, son las Administraciones Públicas, debido al gran número de instalaciones (colegios, hospitales, alumbrado público, etc ) que gestionan, operan y mantienen. Dentro de las administraciones públicas destacan los más de municipios existentes que gestionan y mantienen las instalaciones de alumbrado público. Dichas instalaciones se estima que consumen más de un 3% del total de la energía eléctrica consumida en todo el país. Más concretamente, y particularizando el gasto de electricidad en alumbrado público, para algunos municipios puede suponer más de un 60% del consumo de energía final del ayuntamiento, siendo una de las principales partidas presupuestarias existentes. En un contexto de crisis como el actual, el desarrollo de proyectos de eficiencia energética (auditorías de alumbrado público más la posterior implementación de las medidas detectadas) para reducir el gasto energético, disminuir los costes de mantenimiento y por tanto liberar recursos económicos para otras necesidades, es fundamental, sin olvidar que el control en el tiempo de dichos ahorros garantiza la consecución de los objetivos. El nivel de eficiencia de una instalación de alumbrado público viene determinado por la calidad, adecuación y funcionamiento de varios factores que determinarán como de eficiente o ineficiente es una instalación. 6

7 En los últimos años se han desarrollado nuevas aplicaciones y sistemas que permiten, para cada uno de los ámbitos indicados anteriormente, obtener importantes ahorros con la implantación de: Nuevas luminarias que presentan un mayor rendimiento y reducen la contaminación lumínica. Nuevas lámparas más eficientes y más respetuosas con el medioambiente. Equipos de encendido electrónicos que reducen los consumos de energía activa y energía reactiva. Sistemas de control y gestión que permiten un control y seguimiento instantáneo del estado de las instalaciones y permiten reducir los costes de mantenimiento, maximizando los ahorros obtenidos y reduciendo los tiempos de respuesta frente a fallos. Todo ello debe permitir, como promedio mínimo, obtener proyectos con un nivel de ahorro mínimo del 30% - 40%. El principal objetivo que debemos perseguir en nuestra nueva política para el alumbrado público es iluminar donde necesitamos, cuando necesitamos y con la cantidad de luz apropiada. Por lo tanto, el objetivo del presente trabajo es la identificación, el control y la planificación para la rectificación de los aspectos ineficientes energéticos y medioambientales del alumbrado público del municipio objeto del estudio, quedando para una fase posterior la implantación de las medidas correctoras necesarias para paliar dicha ineficiencia, sin olvidar la aplicación de sistemas y procedimientos de control que nos aseguren el correcto funcionamiento en el tiempo de todas las medidas establecidas FASES DE LA AUDITORIA El trabajo completo de la auditoría energética de alumbrado público consta de las siguientes fases: 7

8 FASE 1: recopilación de datos técnicos necesarios. Esta fase consiste en la recopilación de toda la información que pueda ser utilizada para empezar la auditoría como puede ser desde la información básica como el número de habitantes, determinación de los sectores de alumbrado exterior, recopilación de las facturas de cada uno de los puntos de suministro, plano del callejero, etc. hasta la identificación y conocimiento de todos los puntos de consumo energético que están relacionados con las instalaciones los cuadros de mando de alumbrado público exterior del municipio. Para ello, es imprescindible el apoyo y colaboración del responsable municipal de alumbrado público, y de la persona designada por el mismo, a fin de planificar todo el desarrollo de la auditoría y agilizar el proceso de recopilación de datos técnicos. FASE 2: labor de campo para la toma y recogida de datos. Posteriormente, con el fin de complementar y verificar todos los datos aportados en la Fase 1, se llevan a cabo inspecciones de campo, en las que se realizan visitas, tanto diurnas como nocturnas, a cada uno de los sectores del alumbrado público. En esta fase se identifican todos los elementos que componen un sector de alumbrado público, distinguiendo entre otros: Tipos de contratación y sus características asociadas, así como los consumos energéticos y los costos económicos. Tipos de iluminación existente: vial, decorativa, ornamental, etc. Tipos de lámparas, luminarias, balastos, etc. Tipo de control para la conexión y desconexión de los equipos de iluminación. 8

9 Posible presencia se sistemas de ahorro de energía por reducción de iluminación (reductores estabilizadores en cabecera de línea, balastos de doble nivel, etc.). Inventario de todo el parque de luminarias. Con todo ello, se pretenden conseguir los siguientes datos: Inventario de cuadros de alumbrado. Monitorización y registro de todos los parámetros eléctricos (tensiones, intensidades, factor de potencia, potencia activa, reactiva y aparente, curva de carga, consumo energético, etc.) Medida de resistencia a tierra del cuadro. Estado de conservación de líneas y equipos. Niveles lumínicos y características de la iluminación. Comprobación del correcto funcionamiento del alumbrado. FASE 3: análisis y evaluación de la situación actual y elaboración de propuestas de mejora de las instalaciones. Con los datos recogidos se elaboran propuestas de actuación y mejora de las instalaciones. Se buscan, entre otros, los siguientes objetivos: Reducir el coste económico de explotación del alumbrado público. Reducir el consumo energético y la contaminación lumínica, mediante acciones sobre lámparas, equipos auxiliares y luminarias, instalación de mejores sistemas de encendido y apagado, instalación de sistemas de regulación de flujo luminoso, etc. Mejorar las actividades de control y mantenimiento, las cuales irán 9

10 acompañadas de su correspondiente descripción técnica básica y un análisis económico: inversión necesaria y periodo de retorno según el ahorro económico asociado al ahorro energético. FASE 4: elaboración del informe de análisis final de la auditoría. En esta fase de los trabajos se procede, en primer lugar, a la elaboración de un informe por cada sector de alumbrado público analizado, el cual incluye la información siguiente: Descripción técnica de cada sector de alumbrado público exterior según información recogida en campo. Consumo y costes actuales de la energía eléctrica asociada a cada sector. Recomendaciones técnicas y de gestión para reducir los costes energéticos y económicos, los cuales serán producto de los análisis realizados por a través de la información obtenida. Consumo y costes futuros de cada sector, una vez llevados a cabo las acciones propuestas. En segundo lugar, se realiza un análisis final de la auditoría donde se reflejan las conclusiones de la misma, y donde se pretende ofrecer una visión general del conjunto de los sectores de alumbrado público auditados. 2.- DATOS DEL MUNICIPIO AUDITADO 2.1. TITULAR DE LA INSTALACIÓN Titular: AYUNTAMIENTO DE LA VALL D UIXO Domicilio: Plaza del Centro, 1, La Vall D Uixó Provincia: Castellón C.I.F: P I Extensión: 67,10 km 2 Número Habitantes: habitantes (2013) 10

11 2.2.- DATOS DEL PROYECTO Empresa Auditora: AUDITESA S.L Domicilio: Centro Europeo de Empresas Innovadoras de Castellón (CEEI), C/ Ginjols, 1, 12003, Despacho Nº9, Castellón de la Plana CIF: B Teléfonos de contacto: / Equipos Empleados: 11

12 Analizador de Redes Trifásica Luxómetro estático marca Sonel LXP-1 Marca Metrel Modelo MI 2492 Distanciómetro marca LaserMeter DM EMPLAZAMIENTO Emplazamiento: Municipio de La Vall D Uixó REGLAMENTACIÓN Y NORMATIVA Orden de 04/06/1984, CONSTRUCCIÓN. Norma Tecnológica de la Edificación NTE-IER "Instalaciones de Electricidad. Red Exterior". Órgano emisor: Ministerio Obras Públicas y Urbanismo. BOE 19/06/

13 Real Decreto 2642/1985 de 18/12/1985, INDUSTRIAS EN GENERAL. Especificaciones técnicas de los candelabros metálicos (báculos y columnas de alumbrado exterior y señalización de tráfico) y su homologación Órgano emisor: Ministerio Industria y Energía. BOE 24/01/1986 Orden de 16/05/1989, INDUSTRIAS EN GENERAL. Modifica el anexo del Real Decreto 2642/1985, de , sobre especificaciones técnicas de los candelabros metálicos (báculos y columnas de alumbrado exterior y señalización de tráfico) y su homologación Órgano emisor: Ministerio Industria y Energía. BOE 15/07/1989 Real Decreto 401/1989 de 14/04/1989, SIDEROMETALURGIA. Modifica Real Decreto 2642/1985, de , sobre sujeción a especificaciones técnicas y homologación de los candelabros metálicos (báculos y columnas de alumbrado exterior y señalización de tráfico). Órgano emisor: Ministerio Industria y Energía. BOE 26/04/1989 Orden de 12/06/1989, SIDEROMETALURGIA. Establece la certificación de conformidad a normas como alternativa a la homologación de los candelabros metálicos (báculos y columnas de alumbrado exterior y señalización de tráfico). Órgano emisor: Ministerio Industria y Energía. BOE 07/07/1989 Real Decreto 1955/2000 de 01/12/2000, ELECTRICIDAD. Regula las actividades de transporte, distribución, comercialización, suministro y procedimientos de autorización de instalaciones de energía eléctrica. Órgano emisor: Ministerio Economía. BOE 27/12/2000 Real Decreto 842/2002 de 02/08/2002, por el que se aprueba el Reglamento electrotécnico para baja tensión. Órgano emisor: Ministerio de Ciencia y Tecnología. BOE 18/09/2002 Real Decreto 1890/2008 de 14/11/2008, por el que se aprueba el Reglamento de eficiencia energética en las instalaciones de alumbrado exterior y sus Instrucciones Técnicas Complementarias EA-01 a EA-07. Órgano emisor: Ministerio Industria Comercio y 13

14 Turismo. BOE 19/11/2008 RECOMENDACIONES INTERNACIONALES Fundamentos de la tarea visual en la conducción nocturna.- Publicación CIE 100: 1992 Recomendaciones para el alumbrado de carreteras con tráfico motorizado y peatonal. Publicación CIE 115: 1995 Fotometría y gonio fotometría de las luminarias. Publicación CIE 121: 1996 Guía para minimizar la luminosidad del cielo. Publicación CIE 126: 1997 Guía para el alumbrado de áreas de trabajo exteriores. Publicación CIE 129: 1998 Métodos de diseño para el alumbrado de carreteras. Publicación CIE 132: 1999 Guía para la iluminación de áreas urbanas. Publicación CIE 136: 2000 Métodos de cálculo para la iluminación de carreteras. Publicación CIE 140: 2000 Recomendaciones para las Exigencias de la Visión en Color para el Transporte. Publicación CIE 143: 2001 Recomendaciones CELMA. CIE Division 5 Exterior and Other Lighting Applications. TC5.12-Obstrusive Light: Guide on the limitation of the effects of obstrusive light from outdoor lighting installations (Final Draft January 2001). Guía para la Eficiencia Energética en Alumbrado Público (IDAE-CEI), de marzo de

15 3.- ALCANCE DE LOS TRABAJOS DE LA AUDITORIA ENERGÉTICA La presente auditoría energética abarca todas las instalaciones de alumbrado público de titularidad municipal. Se incluyen en ella la iluminación vial, ornamental y cualquier tipo de iluminación exterior fija de titularidad municipal. El alcance de los trabajos realizados es: - Toma de datos inicial - Auditoría energética de cada una de las instalaciones de alumbrado - Análisis del cumplimiento de normativas - Elaboración de propuestas de actuación El trabajo a desarrollar en la auditoría debe permitir conocer el estado físico de las instalaciones de alumbrado respecto a un uso racional de la energía que consumen y a su aptitud para cumplir el fin para el que fueron diseñadas y ejecutadas, cumpliendo la normativa que le sea de aplicación. El punto de partida del presente trabajo es el acceso a la información de base del diseño y características de las instalaciones de alumbrado, con los criterios asumidos en su día como premisas respecto a la funcionalidad perseguida en los espacios iluminados. Esta información deberá ser aportada por los servicios técnicos del Ayuntamiento, al estar contenida en la documentación y planos de los proyectos originales y replanteos o reformas acometidas con posterioridad. Analizada esta información de base, el Auditor procederá a realizar una labor de campo in situ para la toma de datos de la situación actual de las instalaciones de alumbrado que sirva para la realización de los distintos análisis técnicos. Para ello, realizará sobre cada una de las instalaciones de alumbrado público el análisis de los elementos integrantes de la misma, de acuerdo con las fichas que se adjuntan en el Anexo I Informe cuadros de mando, que deberán ser identificadas de forma absoluta a la misma. 15

16 a) El Auditor realizará las mediciones correspondientes de todos los parámetros eléctricos incluidos en las fichas, como pueden ser: Tensión entre fases, fases y neutro Corriente en cada fase Potencia activa Potencia reactiva Factor de potencia etc. b) Igualmente, realizará las mediciones y cálculos de los parámetros lumínicos de cada tipo de instalación: Flujos luminosos y niveles de iluminación Luminancias e iluminancias etc. c) Para la realización de estas mediciones y la obtención de los datos necesarios, el Auditor deberá disponer de los equipos de medida necesarios, tales como: - Registradores de intensidad y tensión - Tenaza amperimétrica y voltimétrica - Analizador de redes - Luxómetro - Luminancímetro A tal efecto, y con carácter enunciativo y no limitativo, se analizarán los siguientes aspectos: 1) Inventario desglosado de la instalación y de sus componentes: Identificación de la situación de cada uno de los centros de mando existentes, sus elementos, su estado, etc. 16

17 Cuadros eléctricos de mando y control. - Identificación de los componentes. - Características mecánicas. - Características eléctricas. - Protecciones. - Líneas de salida. - Puntos de luz por línea. - Características de los puntos. Identificación de cada uno de los suministros eléctricos a cada cuadro de mando y control. Líneas de distribución y acometida. - Tipo de líneas. - Ubicación y características. - Secciones. - Protecciones. Identificación de los puntos de luz en cuanto a su distribución, que pertenecen a cada cuadro de mando y control. Puntos de luz. Disposición. - Ubicación. - Características. - Disposición. - Tipología. Identificación de todas y cada una de las luminarias en cuanto a sus características, que pertenecen a cada cuadro de mando y control. Tipo de luminarias. - Ubicación. - Características. - Disposición. 17

18 - Tipología. Identificación de todas y cada una de las lámparas en cuanto a sus características, que pertenecen a cada cuadro de mando y control. Tipos de lámparas. - Características. - Identificación. - Potencia. - Tipología. Identificación de todos y cada uno de los equipos de arranque de las lámparas en cuanto a sus características, tipo electromagnético o electrónico, nivel de encendido, etc., que pertenecen a cada cuadro de mando y control. Equipos de encendido. - Características. - Identificación de los elementos - Sistema. - Posibilidades de variación. Identificación de cada uno los sistemas de regulación y control, por lámpara, por línea o general, que pertenecen a cada cuadro de mando y control. Sistemas de regulación y control. - Características. - Sistema. - Capacidad del mismo. Identificación de todas y cada una de las protecciones, tanto de entrada como de salida de línea, que pertenecen a cada cuadro de mando y control. Protecciones. - Características. - Tipología. 18

19 Realización de una valoración general de la situación y estado de cada uno de los componentes en cada instalación. Valoración general. 2) Análisis funcional de las instalaciones: Se realizará un análisis de la tipología de funcionamiento de las distintas instalaciones de alumbrado. Tipos de vía. Niveles de iluminación (Iluminancia) Niveles de iluminación (luminancia) Flujo hemisférico superior instalado Parámetro y criterios de calidad Uniformidades x Parámetros eléctricos 3) Análisis energético de las instalaciones: Se analizarán los parámetros de consumo y eficiencia energética. Potencia instalada Potencia reducida Elementos de medida - Características. - Tipología. - Número de elementos. Elementos de reducción de potencia 19

20 - Características - Tipología Sistemas de maniobra y protección. - Características. - Tipología. Índices de eficiencia energética. Coeficientes de utilización. Rendimiento de la instalación. 4) Mantenimiento y gestión. Horarios de funcionamiento: Por último es importante conocer bajo qué condiciones se está gestionando y manteniendo cada una de las instalaciones que conforman el alumbrado público del municipio. Régimen de funcionamiento general. Régimen de funcionamiento reducido. Régimen general de utilización. Horario anual de funcionamiento. 20

21 4.- ESTADO ACTUAL DE LAS INSTALACIONES DE ALUMBRADO DESCRIPCIÓN DE LA ZONA DE AFECCIÓN La zona de afección de éste estudio comprende los siguientes centros de mando de los que dispone el municipio de La Vall D Uixó, formados por un total de luminarias. 21

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24 4.2.- LUMINARIAS A continuación se presenta un inventario de las luminarias existentes en la zona de estudio de la localidad que se clasifican para cada uno de los centros de mando por tipo de luminaria, potencia de las luminarias, tecnología y soporte: 24

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33 Los diferentes tipos de luminaria se han denominado por el modelo comercial, a excepción de aquellos que no se han podido identificar, que se han categorizado por la denominación genérica. A continuación se presenta una tabla con los diferentes modelos de luminarias encontrados en la auditoría: 33

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43 4.3.- CUADROS ELÉCTRICOS DE MANDO Y CONTROL TIPO DE ENCENDIDO Para el encendido y apagado de las instalaciones de alumbrado se pueden utilizar varios tipos de tecnologías; Reloj convencional, reloj astronómico, células fotoeléctricas o una combinación de ellos. A continuación de clasifican los cuadros eléctricos en función de los citados tipos de control del encendido: 43

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46 Como se puede apreciar, en la mayor parte de los cuadros de alumbrado se controla el encendido y apagado de las instalaciones mediante un programador astronómico (65,06%), y el resto de cuadros el sistema de encendido y apagado es por medio de una célula fotoeléctrica (36,14%). Se debe destacar que según la ITC-EA-04, toda instalación de alumbrado exterior con una potencia de lámparas y equipos auxiliares superior a 5 kw, debe incorporar un sistema de accionamiento por reloj astronómico o sistema de encendido centralizado, mientras que en aquellas con una potencia de lámparas y equipos auxiliares inferior o igual a 5 kw también podrá incorporarse un sistema de accionamiento mediante célula. Teniendo en cuenta esta exigencia, la mayoría de los cuadros de alumbrado en los que el encendido y apagado de las instalaciones no se controla mediante un reloj astronómico o sistema de gestión centralizado y estos presentan una potencia superior a 5 kw, por lo que están incumpliendo la normativa citada con anterioridad. Por otra parte en los cuadros de protección y mando que no superan los 5kW de potencia instalada, se recomienda la instalación de un reloj astronómico por las ventajas que este puede aportar a la instalación. Destacar que el criterio de potencia utilizado para seleccionar los 46

47 suministros de la tabla anterior, es el de potencia instalada en función del inventario de lámparas que se ha llevado a cabo durante la campaña y que han sido recogidas en las tablas anteriores REDUCCIÓN DE LOS NIVELES LUMÍNICOS En las horas de mínima circulación o actividad en las calles de los municipios, se puede reducir el consumo energético empleando sistemas de reducción del flujo lumínico. En esta línea, hay dos sistemas generalizados: la reducción punto a punto o la regulación en cabecera. En ambos casos se puede llegar a reducciones importantes en la potencia consumida, del entorno del 35-40%. Esto tiene una incidencia directa sobre la factura energética del municipio. Los sistemas reguladores de flujo son equipos que permiten reducir la cantidad de luz que emiten las lámparas, de tal manera que posibilitan ajustar la cantidad de luz a las necesidades de cada periodo. A continuación se presenta una tabla resumen de los sistemas de reducción empleados en cada uno de los centros de mando analizados; 47

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50 Como se puede observar, el 43,75% de la instalación dispone de doble nivel, en el 42,5% no existe ningún tipo de sistema de regulación de flujo, en el 10% el sistema de regulación no funciona y solo el 3,75%% tiene un reductor de flujo en cabecera. En esta línea se debe resaltar que, según la ITC-EA-02 del REAL DECRETO 1890/2008, de 14 de noviembre, por el que se aprueba el Reglamento de eficiencia energética en instalaciones de alumbrado exterior : Con la finalidad de ahorrar energía, disminuir el resplandor luminoso nocturno y limitar la luz molesta, a ciertas horas de la noche, deberá reducirse el nivel de iluminación en las instalaciones de alumbrado vial, alumbrado específico, alumbrado ornamental y alumbrado de señales y anuncios luminosos, con potencia instalada superior a 5 kw salvo que, por razones de seguridad, a justificar en el proyecto, no resultara recomendable efectuar variaciones temporales o reducción de los niveles de iluminación. Cuando se reduzca el nivel de iluminación, es decir, se varíe la clase de alumbrado a una hora determinada, deberán mantenerse los criterios de uniformidad de luminancia / iluminancia y deslumbramiento establecidos en ésta Instrucción ITC-EA-02. Siguiendo esta indicación, se propone actuar, instalando sistemas de 50

51 reducción de flujo en los cuadros de alumbrado que no dispongan de este equipo. Se debe destacar de nuevo que el criterio de potencia utilizado para seleccionar los suministros de la tabla anterior, es el de potencia instalada en función del inventario de lámparas que se ha llevado a cabo durante la campaña y que han sido recogidas en las tablas anteriores EQUIPOS AUXILIARES Son el motor del sistema y permiten el encendido de las lámparas. Pueden ser electromagnéticos, electrónicos, de doble nivel o triple nivel. Pueden mejorar el funcionamiento del conjunto al reducir los consumos de energía activa y reactiva, a que la lámpara trabaje de una forma más óptima e incrementar la vida útil del conjunto. Los equipos auxiliares, reactancias o balastos, son accesorios para utilizar en combinación con las lámparas de descarga, limitando la corriente que circula por ellas a los valores exigidos para un funcionamiento correcto. El consumo del equipo auxiliar puede representar un incremento del 5% al 30% sobre el consumo de la lámpara. Balasto Electromagnético: Balasto utilizado con lámparas de descarga formado fundamentalmente por hilos de cobre enrollados similares a los de un transformador en un núcleo de acero o hierro. Balasto Electrónico: Los balastos electrónicos utilizan componentes electrónicos. Las ventajas de los balastros electrónicos es la mayor eficacia de la lámpara, pérdidas de balasto reducidas y balastos más pequeños y ligeros con respecto a los balastos electromagnéticos. En la instalación que nos compete todos los equipos auxiliares son del tipo Balastro Electromagnético. En los equipos analizados se detectan niveles elevados de energía reactiva, lo cual suele estar producido por una avería en los condensadores de los propios equipos. Esto, además de generar problemas debido a las corrientes magnetizantes que circulan por la instalación, produce un incremento en la facturación energética. 51

52 4.5.- MANTENIMIENTO GENERALIDADES Las características y las prestaciones de una instalación de alumbrado exterior se modifican y degradan a lo largo del tiempo. Una explotación correcta y un buen mantenimiento permitirán conservar la calidad de la instalación, asegurar el mejor funcionamiento posible y lograr una idónea eficiencia energética. Las características fotométricas y mecánicas de una instalación de alumbrado exterior se degradarán a lo largo del tiempo debido a numerosas causas, siendo las más importantes las siguientes: - La baja progresiva del flujo emitido por las lámparas. - El ensuciamiento de las lámparas y del sistema óptico de la luminaria. - El envejecimiento de los diferentes componentes del sistema óptico de las luminarias (reflector, refractor, cierre, etc.). - El prematuro cese de funcionamiento de las lámparas. - Los desperfectos mecánicos debidos a accidentes de tráfico, actos de vandalismo, etc. La peculiar implantación de las instalaciones de alumbrado exterior a la intemperie, sometidas a los agentes atmosféricos, el riesgo que supone que parte de sus elementos sean fácilmente accesibles, así como la primordial función que dichas instalaciones desempeñan en materia de seguridad vial, así como de las personas y los bienes, obligan a establecer un correcto mantenimiento de las mismas. FACTOR DE MANTENIMIENTO El factor de mantenimiento (fm) es la relación entre la iluminancia media en la zona iluminada después de un determinado período de funcionamiento de la instalación de alumbrado exterior (Iluminancia media en servicio Eservicio), y la iluminancia media obtenida al inicio de su funcionamiento como instalación nueva (Iluminación media inicial Einicial). fm = Eservicio / Einicial = E / Ei 52

53 El factor de mantenimiento será siempre menor que la unidad (fm < 1), e interesará que resulte lo más elevado posible para una frecuencia de mantenimiento lo más baja que pueda llevarse a cabo. El factor de mantenimiento será función fundamentalmente de: a- El tipo de lámpara, depreciación del flujo luminoso y su supervivencia en el transcurso del tiempo; b- La estanqueidad del sistema óptico de la luminaria mantenida a lo largo de su funcionamiento; c- La naturaleza y modalidad de cierre de la luminaria; d- La calidad y frecuencia de las operaciones de mantenimiento; e- El grado de contaminación de la zona donde se instale la luminaria. El factor de mantenimiento será el producto de los factores de depreciación del flujo luminoso de las lámparas, de su supervivencia y de depreciación de la luminaria CARACTERÍSTICAS Y CLASIFICACIÓN DE LOS VIALES AUDITADOS SEGÚN EL REAL DECRETO 1890/2008. Ante la falta de un proyecto previo de alumbrado público donde aparezca reflejada la clasificación de las calles del municipio objeto del presente estudio, se ha optado por definir la clasificación a criterio del técnico auditor, de acuerdo con lo especificado en el RD 1890/2008 por el que se aprueba el Reglamento de Eficiencia Energética en Instalaciones de Alumbrado Público y sus Instrucciones Técnicas Complementarias EA-01 a EA-07. Comentar que se ha consensuado con el ayuntamiento que en la medida de lo posible se mantendrán los niveles lumínicos actuales. Los datos de los niveles de iluminación se han tomado teniendo en cuenta, las luminarias, las lámparas, el tipo de vía, la distribución y la altura. 53

54 A continuación, se indican los niveles de iluminación para cada tipo de alumbrado establecidos en el Real Decreto: 54

55 4.7.- NIVELES DE ILUMINACIÓN El nivel de iluminación es la magnitud más importante del objeto o medio a iluminar, en este caso las vías públicas, y se define como la cantidad de flujo luminoso incidente por unidad de superficie del objeto iluminado. Siendo su unidad de medida el lux (Ix). Para cada tarea visual o clasificación de vía existe un nivel luminoso adecuado prefijado en la legislación. Si los niveles luminosos registrados en las calles del municipio son superiores a los establecidos por el Reglamento de Eficiencia Energética en las Instalaciones de Alumbrado Público querrá decir que el consumo de energía es superior al necesario. METODOLOGÍA Con el objetivo de simplificar la toma de datos y los cálculos, se definen una serie de modelos de calle, para clasificar cada una de las calles del municipio. Estos modelos se califican en función de: el tipo de vía, la clase de alumbrado, el modelo de la luminaria, el tipo de lámpara y su potencia, la altura y la interdistancia de las luminarias y el ancho de vía. Y de esta forma cada una de las calles del municipio estará caracterizada por uno de estos modelos. Los resultados tanto de la 55

56 instalación actual como de la propuesta tipo se presentan en el Anexo II y el Anexo III. El mapa lumínico del municipio se puede llevar a cabo siguiendo dos procedimientos. Realizado medidas con el luxómetro siguiendo el método simplificado o de los quince puntos, según lo indicado en la ITC EA-07 del REAL DECRETO 1890/ Reglamento de Eficiencia Energética en Instalaciones de Alumbrado exterior. Mediante simulaciones con programas reconocidos como es el caso de DIALux, para poder obtener los cálculos luminotécnicos para cada uno de los modelos planteados. Para obtener los parámetros de cada uno de los modelos de calle que tenemos en el municipio se optado por hacer simulaciones con el programa citado anteriormente DIALux tanto para la situación actual del municipio como para la propuesta. Los resultados se presentan en los Anexo II Cálculos lumínicos, Instalación actual y Anexo III Cálculos lumínicos, Solución propuesta. En el Anexo II también se presenta la distribución de modelos por centro de mando y por calles NIVELES DE ILUMINACIÓN ACTUALES. Las mediciones principales que se han obtenido para cada uno de los distintos modelos de calle del municipio han sido la iluminancia media, la iluminancia máxima y la iluminancia mínima. Los niveles de iluminancia media, iluminancia mínima y uniformidad mínima utilizados como referencia según el RD 1890/2008 son los siguientes: 56

57 De este modo establecemos unos ratios de tolerancia en función de los resultados obtenidos, destacando las siguientes clasificaciones: ILUMINANCIA MEDIA Exceso: Debido a que el RD 1890/2008 no sitúa niveles máximos de iluminancia media; se determina que si el valor de iluminancia media obtenida en la campaña de medidas es superior al 50% de la iluminancia media de referencia establecida en el REE en esa zona se considerará un nivel lumínico en exceso. Deficitario: Debido a que el RD 1890/2008 no sitúa, excepto en algunos casos, los niveles mínimos de iluminancia media; se determina que si el valor de iluminancia media de los diversos tipos de vías de las actuaciones propuestas está por debajo del nivel de referencia que determina el RD se considerará un nivel lumínico deficitario. Correcto: Si la iluminancia media obtenida está entre el valor de iluminancia media más un 50%. 57

58 ILUMINANCIA MINIMA Teniendo en cuenta la tabla anterior, se destacan las siguientes clasificaciones: No cumple: Vías en las que la iluminancia mínima obtenida es inferior a la iluminancia mínima establecida en el REE en instalaciones de alumbrado exterior. Cumple: Vías en las que la iluminancia mínima obtenida es superior a la iluminancia mínima establecida en el REE en instalaciones de alumbrado exterior. UNIFORMIDAD De este modo se destacan las siguientes clasificaciones: No cumple: Vías en las que la uniformidad media obtenida es inferior a la uniformidad mínima establecida en el REE en instalaciones de alumbrado exterior. Cumple: Vías en las que la uniformidad media obtenida es superior a la uniformidad mínima establecida en el REE en instalaciones de alumbrado exterior. En el Anexo II Cálculos lumínicos, Instalación actual se presenta una tabla resumen donde se puede observar que vías son las que cumplen con la normativa en referencia a los niveles de iluminancia media, iluminancia mínima y uniformidad mínima, en función de la clase de alumbrado asignada. Como podemos observar en la tabla de mediciones lumínicas de la instalación actual presentada en el Anexo II, en muchos de los casos no se está cumpliendo con alguno de los parámetros analizados como son la iluminancia media, la iluminancia mínima, la uniformidad y la eficiencia energética CALIFICACIÓN ENERGÉTICA DE LA INSTALACIÓN ACTUAL. La eficiencia energética (ε) de una instalación de alumbrado exterior se define como 58

59 la relación entre el producto de la superficie iluminada (S) por la iluminancia media en servicio (Em) de la instalación entre la potencia activa total instalada (P). Siendo: ε = eficiencia energética de la instalación de alumbrado exterior (m2.lux/w) P = potencia activa total instalada (lámparas y equipos auxiliares) (W) S= superficie iluminada (m2) Em= iluminancia media en servicio de la instalación, considerando el mantenimiento previsto (lux). El RD 1890/2008 te marca unos requisitos mínimos de eficiencia energética en función de los valores de iluminancia media obtenidos para cada tipo de vial, pudiendo hacer a su vez una calificación energética de los viales. Además el REE hace una distinción entre instalaciones de alumbrado vial funcional (definiendo como tales instalaciones a autopistas, autovías, carreteras y vías urbanas, consideradas como situaciones de proyecto tipo A y B) e instalaciones de alumbrado vial ambiental (definiendo como tales instalaciones a áreas urbanas para la iluminación de vías e velocidad limitada, vías peatonales, aceras, parques, centros históricos, etc. considerados como situaciones de proyecto C, D y E) NOTA; Para valores de iluminancia media comprendidos entre los valores indicados en la tabla, el valor de eficiencia energética mínima se obtendrá por interpolación. Las instalaciones de alumbrado exterior, excepto las de alumbrados de señales y anuncios luminosos, y festivo y navideño, se calificarán en función de su índice de 59

60 eficiencia energética. El índice de eficiencia energética (Iε) se define como el cociente entre la eficiencia energética de la instalación (ε) y el valor de eficiencia energética de referencia (εr) en función del nivel de iluminancia media en servicio proyectada, que se indica en tabla 3 del REE. NOTA; Para valores de iluminancia media comprendidos entre los valores indicados en la tabla, el valor de eficiencia energética de referencia se obtendrá por interpolación. Con el objeto de facilitar la interpretación de la calificación energética de la instalación de alumbrado y en consonancia con lo establecido en otras reglamentaciones, se define una etiqueta que caracteriza el consumo de energía de la instalación mediante una escala de siete letras que va desde la letra A (instalación más eficiente y con menos consumo de energía) a la letra G (instalación menos eficiente y con más consumo de energía). 60

61 Entre la información que se debe entregar a los usuarios figurará la eficiencia energética (ε), su calificación mediante el índice de eficiencia energética (Iε) y la etiqueta que mide el consumo energético de la instalación, de acuerdo al modelo que se indica a continuación: En la tabla resumen del Anexo II Cálculos lumínicos, Instalación actual se hace una clasificación cada uno de los modelos planteados. 61

62 5.- ANÁLISIS DEL RESPLANDOR LUMINOSO Llamamos contaminación lumínica al brillo o resplandor del cielo nocturno, producido por la difusión de la luz artificial. Como resultado, la oscuridad de la noche disminuye y desaparece progresivamente la luz de las estrellas y de los demás astros. Las neblinas y el cielo enrarecido potencian el efecto, hasta el extremo de formarse una capa de color gris que adopta la forma de una nube luminosa sobre las ciudades. La abundancia de partículas en suspensión aumenta la dispersión de la luz, de forma que, cuanto más contaminado está el aire de la ciudad, tanto más intenso es el fenómeno. Si la luz dispersada procede de luminarias con un ancho espectro de emisión, el efecto es mucho peor, porque las radiaciones luminosas de aquellos astros que tengan idéntica longitud de onda dejan de ser visibles y no pueden ser captadas por los aparatos de observación. Clasificaremos las zonas de protección contra la contaminación lumínica en base a la siguiente tabla: 62

63 Atendiendo a esta clasificación y estableciendo los valores límite del flujo hemisférico superior instalado con respecto a ésta tabla: De este modo se destacan las siguientes clasificaciones: No Cumple: Vías en las que el FHSinstalado es superior al valor establecido en el REE en instalaciones de alumbrado exterior. Cumple: Vías en las que el FHSinstalado es inferior al valor establecido en el REE en instalaciones de alumbrado exterior. Para obtener los datos del flujo hemisférico superior instalado en las luminarias del municipio, se ha recurrido a los distintos catálogos en los que aparecen los datos del flujo hemisférico superior por modelo de luminaria. La tabla con los resultados es la siguiente: 63

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66 . Como se puede comprobar hay modelos de luminarias instalados en el municipio que no cumplen con los valores límite del flujo hemisférico superior instalado, como son las tipo gran vía sin reflector y las tipo villa, estas últimas debido a la disposición de la lámpara en posición vertical. 6.- EVALUACIÓN DE RATIOS POR CUADRO 66

67 DE MANDO Según la información recabada durante los trabajos de campo para la realización de la auditoria energética de alumbrado público, y con el objetivo de identificar posibles consumos fuera de lo que es el alumbrado público, se han desarrollado las siguientes tablas: Tabla comparativa de la potencia instalada (teniendo en cuenta lo reflejado en el inventario) con lo medido en el analizador de redes; 67

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69 Se considera correcto si la desviación es inferior al 25% y se considera excesivo si la desviación es superior al 25%. 69

70 Tabla comparativa de la potencia instalada (teniendo en cuenta lo reflejado en el inventario) con los datos de facturación; 70

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72 Se considera correcto si la desviación es inferior al 25% y se considera excesivo si la desviación es superior al 25%. 72

73 7- ANÁLISIS DE LAS ACTUACIONES A REALIZAR La solución que se propone en este caso es la sustitución de las luminarias y lámparas actuales de vapor de sodio de alta presión y vapor de mercurio por otras de tecnología Led de menor potencia, mejores características de iluminación y mayor eficiencia. El cambio de lámparas y luminarias permitirá reducir en gran medida la potencia instalada, manteniendo la calidad de iluminación, mejorando la eficiencia de las instalaciones y sin tener que incrementar el número de puntos de luz, siempre cumpliendo con los niveles de iluminancia y uniformidad establecidos en el RD 1890/2008. Esto es posible gracias al alto índice de reproducción cromática de los Led que llegan a triplicar el de las lámparas de VSAP, permitiendo que se pueda reducir la potencia de la iluminación sin perder calidad en el reconocimiento de los colores. Su luz es blanca y transmite una mayor sensación de iluminación y nitidez, frente al color dorado/amarillo de las lámparas de VSAP. Además los Led tienen otra gran ventaja frente al VSAP, ya que estas tienen fijado su ángulo de enfoque de 120º a partir de la horizontal, es decir, que todo su flujo luminoso está orientado hacia el suelo, lo que significa que el flujo hemisférico superior de este tipo de lámparas es nulo, aprovechándose por completo para iluminar la vía pública, que es al final el objetivo que se busca. Otra gran ventaja de la tecnología Led es su larga vida útil, que reduce notablemente los costes en mantenimiento y reemplazo, así como los beneficios 73

74 medioambientales al ser una tecnología respetuosa con el medio ambiente. Además pueden ser instalados en todo tipo de superficies, por lo que les permite acoplarse a las luminarias más comunes del mercado Español. Las soluciones que se proponen son las siguientes; Sustitución de luminarias viales existentes, por luminaria completa tipo led vial de la potencia requerida en cada caso. Sustitución de lámparas y equipos en las luminarias tipo villa, Saturno y Junior existentes, por bloque óptico led compuesto de placa y driver o por luminaria completa tipo led, con la potencia requerida en cada caso. 74

75 Sustitución de luminarias tipo globo de PE, Universal, Pescador y Gran Vía existentes, por luminaria completa led tipo Junior, de la potencia requerida en cada caso. La propuesta de actuación a realizar para cada una de las calles del municipio se presentan en el Anexo IV Cambios propuestos por centro de mando, Inversión Siguiendo los mismos procedimientos de cálculo que para la instalación actual, en el Anexo III Cálculos lumínicos, situación propuesta se plantean de nuevo los valores de iluminancia media, iluminancia mínima, uniformidad mínima y se hace una nueva clasificación cada uno de los modelos planteados una vez se han realizado las modificaciones correspondientes con un tipo de luminarias tomadas para este caso en concreto, pudiendo ser de cualquier otro fabricante propuesto. En el Anexo III Cálculos lumínicos, situación propuesta se presentan también las simulaciones realizadas con el programa Dialux para los cambios propuestos con un tipo de luminaria led genérica, obteniendo para cada uno de los modelos de calle los resultados lumínicos que se presentan en la tabla resumen. 75

76 8.- OPTIMIZACIÓN DE LA POTENCIA CONTRATADA La optimización de la potencia contratada no es una medida de ahorro energética, sino que es simplemente una medida de ahorro económica. En muchos casos la potencia demandada por la instalación no se ajusta a la potencia contratada con la compañía suministradora, lo cual supone un gasto innecesario, ya que si la potencia contratada es superior a la demandada, se estará pagando por un exceso de potencia que no se utiliza y si la potencia contratada es menor que la requerida en la instalación, esa potencia se estará pagando a un precio mucho más elevado. De ahí la importancia de ajustar bien la potencia a 76

77 contratar. Para comprobar si la potencia contratada es la adecuada, se atenderá al siguiente criterio entre la potencia contratada y la instalada en lámparas: PC / PI; Relación entre la potencia contratada y la potencia instalada en lámparas. Los valores deberían oscilar entre 1 y 1,8 como máximo. Valores superiores: hay que revisar los datos o bajar la potencia contratada. Valores inferiores: hay que revisar los datos y aumentar la potencia, adecuándose al nuevo sistema de tarifas por tramos según la potencia contratada, o bien, revisar la instalación. A continuación se presenta una tabla en la que se refleja la relación PC/PI tanto para la situación actual como para la propuesta. 77

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79 Podemos observar que en la mayoría de los casos la potencia contratada actualmente está por debajo de la potencia instalada en lámparas, y en otros casos muy por encima, por lo que en caso de no llevarse a cabo la auditoría, sería aconsejable hacer una revisión de las instalaciones y solventar estos problemas. Para la situación propuesta en todos los casos se cumple la premisa especificada con anterioridad. En cuanto a la elección de las tarifas, se seleccionará en la medida de lo posible una tarifa con discriminación horaria, ya que el periodo valle de estas tarifas coincide con el periodo nocturno, lo que conlleva un importante ahorro económico. En el Anexo V Análisis Económico se presenta una tabla más desarrollada de lo 79

80 especificado con anterioridad. 9.- RESUMEN ENERGÉTICO A continuación se presenta una tabla resumen de los ahorros que supone la implantación de una medida tipo propuesta para cada uno de los centros de mando del municipio. 80

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82 En el Anexo V Análisis Económico se presenta una tabla más desarrollada de lo especificado con anterioridad. 82

83 10.- ANÁLISIS ECONÓMICO En el Anexo V Análisis económico se presente una tabla donde se especifican cada una de las actuaciones que se plantea realizar donde se indica también el coste de cada una de estas operaciones. El resultado del análisis económico es el siguiente: EL TOTAL DE LA INVERSIÓN A REALIZAR PARA LA ADQUISICIÓN DE LUMINARIAS ASCIENDE A LA CANTIDAD DE ,61 euros IVA INCLUIDO. A continuación definimos los costes energéticos actuales y futuros, tras la aplicación de las medidas de eficiencia indicadas, así como el periodo de retorno de las actuaciones teniendo en cuenta la instalación de luminarias y adecuación de centros de mando: 83

84 Tras la implementación de las mejoras y con el ahorro económico obtenido, esta tiene un período de retorno de 7 años y dos meses. En este periodo de retorno tenemos que tener en cuenta varios factores que pese a no contabilizar en los cálculos del periodo de retorno, podría suponer una importante disminución del tiempo para la amortización de la instalación. Por un lado, los cálculos de algunos centros de mando se han realizado teniendo en cuenta que en la actualidad parte de las luminarias están apagadas y en la propuesta se contabilizan como encendidas. Por otro lado, si tenemos en cuenta la evolución del precio de la energía, seguramente este plazo de retorno de inversión se reduzca sensiblemente. Las luminarias de led ofrecen una mayor durabilidad que las tecnologías utilizadas en la actualidad, lo cual supone un importante ahorro en mantenimiento BENEFICIOS AMBIENTALES Un alumbrado público exterior funcionando de forma correcta y eficiente debe pretender, según el RD 1890/2008: Mayor eficiencia energética. 84