CAPÍTULO 4 Resultados

Transcripción

1 CAPÍTULO 4 Resultados En este capítulo de la presente investigación, conoceremos finalmente los datos del análisis de eficiencia energética elaborado en la sección de la Avenida Akoliman comprendida desde la calle Tekuan hasta el Tercer Anillo Periférico en Villa de Álvarez, Colima. Recordando que los resultados que se presentarán serán de acuerdo con lo estipulado en el Reglamento de Eficiencia Energética previamente presentado, concluyendo con un veredicto acerca de la eficiencia del sistema de alumbrado para la zona de estudio y finalmente realizando una comparación de los indicadores obtenidos con los requeridos por las normas locales obtenidas de la NOM-013-ENER Después de haber ingresado los datos y características del área de estudio al software utilizado EFILUM como se mostró en el capítulo anterior, este realizó un informe en donde presenta los datos que se muestran a continuación. Comienza con un modelo en 3D que representa una sección del área de estudio. Gráfico 26. Modelo de Estudio. EFILUM Esta sección cuenta con las medidas reales de ancho de calle, acera y camellón tomadas en la avenida y es la forma esquemática con que el programa maneja el proceso de análisis. A continuación, se muestra en unas tablas las características de cada elemento que conforma la sección de la Avenida Akoliman. 43

2 Tabla 20. Datos de zonas de estudio. EFILUM En estas tablas se muestran las características de los elementos en que se divide la sección de avenida, la Longitud (Eje X) se refiere al sentido largo de la avenida, el cual se tomó como la distancia entre postes que existe en la avenida, por eso en todos los casos es 45m. La Longitud (Eje Y) es el ancho del elemento, esta dimensión corresponde al levantamiento realizado en el área de estudio. El Tipo de Pavimento fue marcado como R3 debido a que a esta clasificación pertenece el pavimento asfáltico con textura rugosa como el que se encuentra en el área de estudio. El Coef. Pavimento q0 es un coeficiente que se utiliza según el tipo de pavimento. 44

3 la vía. A continuación, presenta las características de los puntos de luz y luminaria ubicados sobre Tabla 21. Solución propuesta. EFILUM La disposición es unilateral porque, aunque se encuentra la luminaria en el camellón, la vía es iluminada desde un solo sentido. La Interdistancia entre puntos es 45m debido a que esa es la distancia entre los postes de alumbrado utilizado para el análisis. El Retranqueo se manejó de 0.4m que es la flexión máxima que puede tener el poste de alumbrado. La altura del punto de luz es de 10m y este se encuentra a 0.5m del centro del poste. En cuanto a la luminaria se maneja una inclinación máxima de 10 con un factor de conservación de 0.7 definido por el mantenimiento cada 3 años. La lámpara es de Vapor de Sodio de Alta Presión (VSAP) de 150w de potencia y el flujo luminoso que maneja este tipo de lámpara es de 15.5 klm. Las condiciones son similares para los dos sentidos de vialidades que aparecen en el área de estudio. 45

4 Conforme a estos datos, se realiza el análisis y como resultado presenta unas gráficas que muestran los valores de iluminancia. Gráfico 27. Valores de Iluminancia. EFILUM En esta gráfica de Curvas Isolux se representan como los valores de iluminancia (lux) van cambiando al alejarse del punto de emisión de luz, alcanzando el valor mínimo de 4lux a partir de los 20m de distancia. Acompañado de esta gráfica, el programa presenta la siguiente tabla con los valores reales de iluminancia en cada segmento de la sección estudiada. Tabla 22. Valores de Iluminancia y Uniformidad. EFILUM A partir de este resultado, se puede aplicar la primera fórmula para la eficiencia energética de una instalación de alumbrado exterior, la cual se calcula mediante la siguiente fórmula. 46

5 Siendo: = eficiencia energética de la instalación de alumbrado exterior (m2 x 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); Para realizar este cálculo se tomará el valor de S como 8.6m(ancho de la vía) multiplicado por 45m(distancia entre luminarias); el valor de Em se obtiene de la tabla de iluminancia media para la calzada, que es el valor de 12lux; finalmente la P es la potencia de lámparas utilizadas para iluminar esta sección, que en este caso son dos lámparas de 150w, lo cual nos da un valor de 300w de potencia. Realizando el cálculo con estos datos, el resultado de m2xlux/w, valor que será revisado con la siguiente tabla de requisitos mínimos de eficiencia energética. Tabla 23. Requisitos mínimos de eficiencia energéica. EFILUM En esta tabla encontramos referenciados los valores de eficiencia energética mínima según la iluminancia media Em obtenida, nos pide interpolar para encontrar el valor exacto; así que en nuestro caso para una iluminancia media Em de 12lux corresponde una eficiencia energética mínima de 13.2 m2xlux/w; con lo cual encontramos que nuestro valor de m2xlux/w se encuentra por arriba del mínimo, dando este aspecto como cumplido por la instalación de alumbrado eléctrico. A continuación, se buscará el valor del Índice de Eficiencia Energética (i) que se define como el cociente entre la eficiencia energética de la instalación () y el valor de eficiencia energética de referencia (r) en función del nivel de iluminancia media en servicio proyectada, definida en la siguiente fórmula. 47

6 Para esta fórmula, volveremos a utilizar nuestro valor obtenido para la Eficiencia Energética () que fue m2xlux/w para dividirlo entre el valor de Eficiencia Energética de Referencia (r) que obtendremos de la siguiente tabla. Tabla 24. Valores de Eficiencia Energética de Referencia. EFILUM En esta tabla podemos ver que para un valor de 12lux que es nuestra Iluminancia Media (Em) corresponde un valor de rm2xlux/w, según los valores para Alumbrado vial funcional. Con lo cual, aplicando la fórmula nos da como resultado un valor de iel cual nos servirá para encontrar la clasificación de eficiencia a la que pertenece la instalación de alumbrado público ubicado en el área de estudio, gracias a 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). El índice utilizado para la escala de letras será el índice de consumo energético (ICE) que es igual al inverso del índice de eficiencia energética: 48

7 Obteniendo que para un valor de icorresponde el valor de ICE= 1.29, valores que con ayuda de la siguiente tabla podremos determinar finalmente la clasificación en la que se encuentra el sistema de alumbrado público sobre la Avenida Akoliman. Tabla 25. Clasificación energética de alumbrado público. EFILUM Finalmente podemos determinar que para el Índice de Eficiencia Energética (i) con valor de 0.774, es menor que 1,1; por lo tanto, se encuentra dentro de la Clasificación A como nivel óptimo; con lo cual podemos concluir en que la distancia que existe entre las luminarias, así como la altura del punto de luz y la potencia de la lámpara son adecuados para el área que se propone iluminar. Por otra parte, encontramos que el ICE con un valor de 1.29 se encuentra dentro de la Clasificación C, evidenciando que, si bien los niveles de iluminación generados son los ideales, la energía utilizada para esto es en este caso excedente; indicando como único responsable al consumo generado por las luminarias, encontrando así, aunque no de manera grave, un componente que causa ineficiencia en el sistema de alumbrado público de la Avenida Akoliman. 49

8 VERIFICACIÓN CON RESPECTO A LA NOM-013-ENER-2013 Una vez obtenidos los valores del análisis y determinado el origen de la ineficiencia del alumbrado público, estos valores se compararán con los establecidos en la Norma Oficial Mexicana NOM-013- ENER-2013 de Eficiencia Energética para Sistemas de Alumbrado en Vialidades para darle validez a este estudio con las condiciones que se establecen de manera local. En la siguiente tabla, encontraremos los valores de iluminancia mínima, uniformidad promedio y Densidad de Potencia Eléctrica para Alumbrado (DPEA) para compararlos con los obtenidos en el análisis. Tabla 26. Valores máximos de la NOM-013-ENER NOM-013-ENER Según la tabla anterior, la Iluminancia Media (Em) no debe ser menor de 12lux, para lo que en los datos del análisis realizado encontramos justamente 12lux cumpliendo con el nivel mínimo. Para el valor de Relación de Uniformidad Promedio Máxima que se indica como el resultado de dividir la Iluminancia Media (Em) que en este caso es 12lux, entre el valor de Iluminancia mínima (Emin) que en este caso es 4lux; dando como resultado 3, que se encuentra dentro del margen determinado en la tabla como 4 a 1. Para el valor de Densidad de Potencia Eléctrica para Alumbrado (DPEA) nos indica que para un ancho de calle menor a 9m, este valor no debe pasar los 0.86; obteniéndolo como la división de la potencia utilizada, en este caso 300w por dos luminarias, entre el área que es en este caso 387m2; dando un resultado de siendo este menor al establecido en la tabla y cumpliendo así con los tres indicadores que determinan esta instalación de alumbrado público como válida. Habiendo cumplido con las especificaciones de esta Oficial Mexicana NOM-013-ENER-2013 de Eficiencia Energética para Sistemas de Alumbrado en Vialidades, podemos concluir de manera breve que, aunque existe alguna ineficiencia encontrada en el uso de energía eléctrica para el alumbrad público de la sección de la Avenida Akoliman, esta es válida para las normas locales. 50

9 Conclusiones Llegada esta etapa de la investigación, se dará organización a la información conocida comenzando con recordar lo establecido en la hipótesis de esta investigación, en donde se estableció que la eficiencia del alumbrado público ubicado sobre la Avenida Akoliman se veía afectada debido a tres factores mencionados a continuación. 1- El mal diseño de la luminaria afecta la eficiencia del alumbrado público. 2- La disposición de los equipos afecta la eficiencia del alumbrado público. 3- El tipo de bombilla que se utiliza afecta la eficiencia del alumbrado público. En virtud de conocer primeramente si existía alguna ineficiencia en el sistema de alumbrado público se realizó un análisis siguiendo los lineamientos establecidos por la Instrucción Técnica Complementaria para Eficiencia de Alumbrado, ayudados por el programa de cálculo luminotécnico EFILUM y finalmente corroborados los datos con las Normas Oficiales Mexicanas para darle validez a nivel local. Después de realizar todo el proceso de análisis, y comparando los valores establecidos en el Reglamento de Eficiencia pudimos conocer la situación del alumbrado público de la sección de estudio; que, según lo propuesto en la hipótesis, encontramos que los puntos 1 y 2 no son los causantes de la ineficiencia, y que según el primer análisis, califica estas cualidades como óptimas. Sin embargo, el tercer punto que culpa a la bombilla de la ineficiencia en el sistema de alumbrado público resultó ser el acertado. Según el resultado obtenido de la evaluación que revisa la energía utilizada por el sistema de alumbrado público, el valor resultante se encuentra sobre el establecido como eficiente, en otras palabras; que lo que causa la ineficiencia no es el excedente de iluminación ni el mal diseño de los equipos, sino la potencia utilizada para llegar a los valores de iluminación, la cual resulta ser sobrada. Finalmente revisando los objetivos planteados para esta investigación, encontramos cumplido el objetivo principal de encontrar el responsable de que el sistema de alumbrado público ubicado sobre la sección de la Avenida Akoliman trabaje de manera ineficiente, y en el camino determinar un sistema de análisis aplicable a la mayoría de las avenidas que cuenten con características parecidas. Líneas de Investigación Llegando al final de esta investigación, queda abierta la posibilidad de continuar con el proyecto determinando de qué manera se pudiera disminuir el gasto energético manteniendo los valores de eficiencia en iluminación, realizando la propuesta de un bombillo diferente o alguna otra alternativa que resulte en una disminución en el gasto energético y realizar el análisis que lo compruebe. 51

10 FUENTES DE INFORMACIÓN Fuentes Bibliográficas CALERO MONTEAGUDO, DAVID; TECNOLOGÍA LED: ILUMINACIÓN DEL SIGLO XXI? ; SICE (SOCIEDAD IBÉRICA DE CONSTRUCCIONES ELÉCTRICAS); 2006; MADRID. CERVANTES, OSCAR; DISMINUYE EN 90% EL ROBO DE CABLE EN LA CAPITAL ; COLIMA NOTICIAS; 31 DE OCTUBRE DEL 2013; COLIMA, COLIMA. COMISIÓN NACIONAL PARA EL USO EFICIENTE DE LA ENERGÍA; ANEXO1: CATÁLOGO DE TECNOLOGÍAS PARA ALUMBRADO PÚBLICO ; SENER; OCTUBRE 2010; PÁGINAS: COMISIÓN NACIONAL PARA EL USO EFICIENTE DE LA ENERGÍA; ILUMINACIÓN EFICIENTE PARA EL ALUMBRADO PÚBLICO ; SECRETARÍA DE ENERGÍA; 2010; PÁGINAS: H. AYUNTAMIENTO DE VILLA DE ÁLVAREZ, COLIMA; PLAN MUNICIPAL DE DESARROLLO DE VILLA DE ÁLVAREZ ; AÑO 2012: PÁGINAS: LÓPEZ ORTEGA; ELLIANNE LIZETH; MÍNIMA, LA RECAUDACIÓN DEL COBRO DE ALUMBRADO PÚBLICO DIARIO DE COLIMA; MIÉRCOLES 6 DE MARZO DEL 2013; VILLA DE ÁLVAREZ, COLIMA. PARTIDA BRUNETE, LUIS; GUÍA DE GESTIÓN ENERGÉTICA EN EL ALUMBRADO PÚBLICO ; ENDESA; 2006; MADRID. PIRAINO DAVIDSON, ENRIQUE; SOBRE LA EFICIENCIA ENERGÉTICA EN ILUMINACIÓN PÚBLICA ; PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATÓLICA DE VALPARAÍSO; MAYO DEL 2008; VALPARAÍSO. ROURA, DAVID; REGLAMENTO DE EFICIENCIA ENERGÉTICA EN INSTALACIONES DE ALUMBRADO PÚBLICO EXTERIOR ; 10 DE MARZO DEL 2009; PÁGINAS: 12-15, 20-40, SECRETARÍA DE COMERCIO Y FOMENTO INDUSTRIAL; NOM-013-ENER-2004; 19 DE ABRIL DE 2005; MÉXICO, D.F.; PÁGINAS: 4-6. SECRETARÍA DE COMERCIO Y FOMENTO INDUSTRIAL; NOM-031-ENER-2012; 06 DE NOVIEMBRE DEL 2012; MÉXICO, D.F.; PÁGINAS: 5-7, 8. 52

11 SECRETARÍA DE COMERCIO Y FOMENTO INDUSTRIAL; NOM-058-SCFI-1999; 20 DE DICIEMBRE DE 1999; MÉXICO, D.F.; PÁGINAS: 6, 11-12, 13, 14, SECRETARÍA DE COMERCIO Y FOMENTO INDUSTRIAL; NOM-064-SCFI-2000; 22 DE MAYO DEL 2000; MÉXICO, D.F.; PÁGINAS: 4, 5, 6-7, 8. SECRETARIA DE ENERGÍA; PROYECTO NACIONAL DE EFICIENCIA ENERGÉTICA EN ALUMBRADO PÚBLICO MUNICIPAL ; CONUEE; 2013; PÁGINAS: Páginas de Internet ILUMINET; LUMINARIOS MEXICANOS PARA ALUMBRADO PÚBLICO DE ENERGÍA ELÉCTRICA O SOLAR ; SOLAR; (05/11/2013); 14 DE JULIO DEL 2009; MÉXICO. ILUMINET; SISTEMA INTELIGENTE DE ALUMBRADO PÚBLICO AHORRA HASTA 80% DE ENERGÍA ; UN-80- DE-ENERGIA; (CONSULTA 05/11/2013); 21 DE NOVIEMBRE DEL 2011; ESPAÑA. ILUMINET; TVILIGHT, ALUMBRADO PÚBLICO CON SENSORES ; (CONSULTA 05/11/2013); 07 DE AGOSTO DEL 2013; HOLANDA. RAMÍREZ RIVERO, ALEJANDRO; EVALUACIÓN PROFESIONAL DE LOS SISTEMAS DE ALUMBRADO PÚBLICO EFICIENTE ; PUBLICO-EFICIENTE; (CONSULTA 05/11/2013); 24 DE SEPTIEMBRE DEL 2013; MÉXICO. RAMÍREZ RIVERO, ALEJANDRO; TODAVIA NO ES EL MOMENTO PARA LOS LEDS EN ALUMBRADO PÚBLICO ; ALUMBRADO-PUBLICO-ALEX-RAMIREZ; (CONSULTA 05/11/2013); 12 DE DICIEMBRE DEL 2013; MÉXICO. SUNNERGY S.A. DE C.V.; LUMINARIA SOLAR PARA ALUMBRADO PÚBLICO ; ; GUADALAJARA, JALISCO, MÉXICO. 53