Alumbrado Publico

Introducción

El alumbrado público es el servicio público consistente en la iluminación de las vías públicas, parques públicos, y demás espacios de libre circulación que no se encuentren a cargo de ninguna persona natural o jurídica de derecho privado o público, diferente del municipio, con el objetivo de proporcionar la visibilidad adecuada para el normal desarrollo de las actividades.

Por lo general el alumbrado público en las ciudades o centros urbanos es un servicio municipal que se encarga de su instalación, aunque en carreteras o infraestructura vial importante corresponde al gobierno central o regional su implementación.

En el diseño de proyectos de alumbrado público se debe seleccionar la disposición de los postes y luminarias, la interdistancia entre ellos, las dimensiones de las estructuras a utilizar, así como los tipos de lámparas, luminarias y diseños en armonía con la arquitectura del entorno.

Además, debe tomarse en cuenta las características del sistema eléctrico, la caída de tensión para el diseño de los circuitos, los requisitos y recomendaciones para la ubicación de luminarias y equipos de control, así como las formas de conexión de las luminarias en los tramos curvos y con intersecciones de las vías.

La presente norma, establece estos y otros criterios mencionados, reuniendo los lineamientos necesarios para el trazado de proyectos de alumbrado de vías de tránsito vehicular y peatonal, en concordancia con lo recomendado en las normas COVENIN y CIE, considerando los niveles de iluminación y otros parámetros fotométricos requeridos de acuerdo a los tipos de vías, estipulados.

CÁLCULOS PARA EVALUACIÓN DEL ALUMBRADO PÚBLICO

Para la evaluación de un proyecto de alumbrado público, se deben calcular un grupo de parámetros que determinan la iluminación proporcionada por el mismo, estos son:

Iluminancia (E)

Es la relación entre el flujo luminoso recibido por un elemento de superficie y el área de dicho elemento. Su unidad es el Lux y se denota “E”.

E=dF/dS

F= flujo luminoso incidente, en lúmenes

dS= elemento diferencial de area de incidencia considerada en metros cuadrados

Para la determinación de la Iluminancia, se toman en cuenta los datos fotométricos suministrados por los fabricantes de luminarias y a partir de ellos se efectúa el cálculo de una serie de puntos distribuidos uniformemente en el área de estudio, debido a la acción de 2 o más luminarias, según sea la disposición de las mismas en la vía.

Luego, para obtener la iluminancia total de cada punto en particular, se suman los valores parciales obtenidos debido a cada una de las luminarias que se estén considerando.

Matemáticamente el cálculo de la iluminación total en un punto se puede expresas como:

EP=∑_(j=1)^N▒EPi

Donde,

N: Número total de luminarias

EPi: Iluminancia en el punto P que se esté considerando debido a la acción de la luminaria i. Se determina mediante la expresión:

Epi=(IPi(c,y) 〖Cos〗^3 y)/H^2

Donde,

IPi(c,γ): Intensidad luminosa en el punto “P” debido a la luminaria i.

Los valores de los ángulos c y γ, así como el valor de la altura H se ilustran en la figura 1.

Donde,

γ: inclinación de la luminaria respecto al eje vertical.

c: plano vertical.

I: valor numérico de la intensidad luminosa en candelas.

P: punto de cálculo de iluminación.

Fig. N° 1. Ángulos de los que depende la iluminancia.

Luminancia (L)

Es la relación entre el flujo luminoso reflejado por un elemento de superficie en una dirección determinada y el área de dicho elemento para un observador situado en dicha dirección. Su unidad es candela/metro².

L=q.E

“q” es un factor que depende de la posición del observador, tipo de vía y ángulo entre el rayo de incidencia y la vertical.

Para la determinación de la luminancia en los mismos puntos se sigue un procedimiento similar al anterior, sólo que ahora se toman en cuenta las características reflectantes del pavimento y los valores de iluminancia calculados.

Matemáticamente el cálculo de la iluminancia en un punto se puede expresar como:

LP=∑_(j=1)^N▒LPi

Donde,

N: Número de luminarias a considerar.

LPi: Es la luminancia en el punto P que se esté considerando debido a la acción de la luminaria i. Se determina mediante la siguiente expresión:

LPi= qi*EPi=qi(α,β,γ)*EPi(c,γ)

LPi=qi(α,β,γ)(IPi(c,γ) 〖Cos〗^3 γ)/H^2

Donde, qi (α,β,γ) es el coeficiente de reflectancia que depende de las características del pavimento y de la posición del observador. En la Fig. N ° 2 se identifican los ángulos que intervienen en la relación anterior.

Donde,

γ: inclinación de la luminaria respecto al eje vertical.

c: plano vertical.

I: valor numérico de la intensidad luminosa en candelas.

P: punto de cálculo de iluminación.

α y β: ángulos identificados en la figura.

Fig. N° 2. Ángulos de los que depende la luminancia.

Uniformidades: (Uο, Uı)

La uniformidad global Uο, se define como la relación del valor mínimo al valor promedio de luminancia o iluminancia según se refiera a uniformidad global de luminancia o iluminancia.

La uniformidad longitudinal Uı, se define como la relación del valor mínimo al valor máximo en una dirección específica de luminancia o iluminancia, según se refiera a uniformidad longitudinal de iluminancia o luminancia que se hayan calculado.

Para el cálculo de la uniformidad global se toma la relación del valor mínimo al valor máximo de todos los valores de iluminancia calculados en los puntos que se encuentren en la dirección especificada.

U Global de iluminancia = Emín/Emed

U Longitudinal de iluminancia = Emín/Emáx

U Global de luminancia = Lmín/Lmed

U Longitudinal de luminancia = Lmín/Lmáx

CLASIFICACIÓN DE LAS LUMINARIAS DE ALUMBRADO PÚBLICO

Según la norma IESNA- RP-8

Según su simetría:

● Luminarias de distribución simétrica:

Reparte el flujo luminoso uniformemente en todas las direcciones, gran iluminación al pie del poste. Son convenientes para parques, plazas, estacionamientos y cruces.

● Luminarias de distribución asimétrica:

El reparto del flujo luminoso no es simétrico respecto a un eje. Pueden ser de tres tipos:

- Luminarias de haz recortado (cut-off)

Oculta la visión directa de la fuente de luz, suprimiendo los rayos sobre 75º con la vertical. Son utilizadas en autopistas y avenidas de circulación rápida.

- Luminarias de haz semi-recortado (semi-cut-off)

Suprimen totalmente los rayos por encima de un ángulo de 80º a 85º respecto a la vertical. Se aplican en calles y avenidas de menor importancia, de tránsito mediano y velocidad media.

- Luminarias de haz no recortado (non-cut-off)

Tiene su mayor intensidad luminosa en un ángulo aproximado de 85º con la vertical. Son destinadas a calles secundarias, urbanizaciones y barrios con poca circulación a baja velocidad.

Según su curva de distribución luminosa horizontal:

Esta clasificación se hace de acuerdo a las proyecciones de la luz emitida por la luminaria en el sentido transversal de la calle.

Tabla Nº 1. Clasificación de las luminarias de alumbrado público

Según su distribución luminosa horizontal.

Tipo de luminaria Proyección de la mitad de la potencia máxima a:

Tipo I ≤ 1*Hm

Tipo II ≤ 1.75 Hm

Tipo III ≥ 1.75 Hm ≤ 2.75 Hm

Tipo IV ≥ 2.75 Hm

Tipo V Circular (distribución lateral simétrica)

Donde,

Hm: altura de montaje de la luminaria

Fig. Nº 3. Representación de las proyecciones tipo I, II, III y IV.

Según la norma CIE

Según la norma CIE se clasifican de acuerdo a su alcance, dispersión y control.

En las siguientes tablas se presentan estas clasificaciones.

- Según su alcance, el cual es la distancia, determinada por el ángulo γMAX, en que una luminaria es capaz de enfocar la calzada en dirección longitudinal.

Alcance longitudinal

Alcance corto γ_MAX < 60º

Alcance intermedio 60º≤γ_MAX≤70º

Alcance largo γ_MAX > 70

Fig. N° 4. Diagrama polar. Tabla N° 2. Clasificación de luminarias según su alcance

Según su dispersión, la cual es la distancia determinada por el ángulo γ_90 , en que la luminaria es capaz de iluminar en dirección transversal a la calzada. Se define como la recta tangente a la curva isocandela del 90% de IMAX proyectada sobre la calzada, que es paralela al eje de esta y se encuentra más alejada de la luminaria.

Dispersión transversal

Tabla N° 3. Clasificación de luminarias según

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