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    Vivi Vivi Document Transcript

    • Alumbrado públicoSaltar a: navegación, búsquedaFarola en Valladolid.El alumbrado público es el servicio público consistente en la iluminación delas vías públicas, parques públicos, y demás espacios de libre circulación queno se encuentren a cargo de ninguna persona natural o jurídica de derechoprivado o público, diferente del municipio, con el objetivo de proporcionar lavisibilidad adecuada para el normal desarrollo de las actividades.Por lo general el alumbrado público en la ciudades o centros urbanos es unservicio municipal que se encarga de su instalación, aunque en carreteras oinfraestructura vial importante corresponde al gobierno central o regional suimplementación.HistoriaColumna de alumbrado público de tipo arco eléctrico en Cheyne Walk, ChelseaEmbankment, Londres. (Enero de 2006) 1
    • Farola para gas de alumbrado en BilbaoAlumbrado público nuevo y antiguo. 2
    • Poste de iluminación con seis lámparas.Cambio de Lámparas en una ciudad para reducir el consumo[1].Lámpara de alumbrado público solar 3
    • Alumbrado TotanaTras el control del fuego por parte de los humanos uno de sus usos fue lailuminación. Así pudo usarse mediante antorchas para iluminar algunoslugares. Como este sistema era engorroso y poco duradero fueron apareciendoluminarias con diferentes aceites y mechas que permitían iluminar durante mástiempo y de forma más cómoda. Han sido encontradas lámparas de terracotaen las planicies de Mesopotamia datadas entre el 7000 y el 8000 a. C. y otrasde cobre y bronce en Egipto y Persia cercanas al 2700 a. C.1Las primeras ordenanzas sobre alumbrado público que se conocen datan delsiglo XVI. En Francia, venían obligados los vecinos (1524) a colgar una luz enla puerta de sus casas y hasta 1558 no se colocaron faroles en las esquinas delas calles. En 1662, el abate Laudati Carraffe organizó un cuerpo de vigilancianocturna encargado de encenderlos y apagarlos. En 1667, el teniente depolicía Le Reynie reformó y fijó el alumbrado público. Uno de sus sucesores,Sartines, introdujo el empleo de reflectores o reverberos y en 1818 fueadoptado el gas, extendiéndose después a todas las ciudades importantes delmundo.2La primera utilización del alumbrado por gas para la iluminación pública fue en1807, cuando Frederick Albert Winsor iluminó uno de los lados de la calle PallMall de Londres, tras mejorar el sistema que años antes había investigado elfrancés Philippe Lebon.Las primeras farolas de gas requerían que un farolero recorriese las calles alatardecer para ir encendiéndolas, pero años después se empezaron a empleardispositivos de encendido automático que prendían la llama al activarse el pasode gas. Las primeras farolas fueron fabricadas en el Imperio Árabe.3Las primeras farolas eléctricas empleadas, eran del tipo arco eléctrico,inicialmente las velas eléctricas, velas Jablochoff o velas Yablochkovdesarrolladas por el ruso Pavel Yablochkov en 1875. Se trataban de lámparasde arco eléctrico con electrodos de carbón que empleaban corriente alterna,que garantizaba que los electrodos ardieran de forma regular. Las velas 4
    • Yablochkov fueron usadas por primera vez para alumbrar los grandesalmacenes Grand Magasins de Louvre, en París en los años 1880. Pocodespués fueron instaladas de forma experimental en el puente Holborn Viaducty la calle Thames Embankment de Londres. Más de 4000 de estas lámparasestaban en uso en 1881, aunque por entonces ya se habían desarrolladomejoras en las lámparas de arco diferencial por parte de Friederich vonHefner-Alteneck de la empresa alemana Siemens & Halske. En los EstadosUnidos fue rápida la adopción del alumbrado de arco. En 1890 había instaladasalrededor de 130000.Timişoara, en Rumania, fue la primera ciudad de la Europa continental encontar con alumbrado público por electricidad. El 12 de noviembre de 1884instaló 731 lámparas.Comillas (Cantabria) fue la primera localidad española en disponer de luzeléctrica en sus calles en 1881, como atestiguan las crónicas de la épocadurante el verano regio de Alfonso XII, invitado por el Marqués de Comillas, y lacelebración de un Consejo de Ministros en la villa.4 5 .6 .7 .8Jerez de la Frontera y Haro, en 1890, fueron las primeras ciudades españolasen hacer uso de alumbrado público por electricidad. El Ayuntamiento de Jerezfue el primero en comenzar a instalar este tipo de alumbrado en sus calles,mientras que Haro fue el primero en completar el proceso de instalación entodo su entramado urbano.9La luz de arco eléctrico tenía dos grandes inconvenientes. Emite una luzintensa y gran desprendimiento de calor, aunque útil para zonas industrialescomo los astilleros, era incómoda para las calles de las ciudades. Ademásrequiere mucho mantenimiento debido al rápido desgaste de los electrodos decarbón. A finales del siglo XIX, con el desarrollo de lámparas incandescentesbaratas, brillantes y fiables, las de luz de arco quedaron en desuso para elalumbrado público, permaneciendo para usos industriales.La lámpara fluorescente se usó brevemente después de la lámparaincandescente en alumbrado público, principalmente debido a que no es unafuente puntual de luz, aún cuando son más eficientes que las lámparasincandescentes.Posteriormente, se desarrolló la lámpara de vapor de mercurio de alta presión,que es una lámpara de arco eléctrico cuya descarga ocurre dentro de un gasbajo alta presión, por lo que se llamó HID, por sus siglas en inglés HighIntensity Discharge, también se conocen como DAI, Descarga en AltaIntensidad. En éstas lámparas debido a la degradación de los componentesinternos, se pierde intensidad luminosa rápidamente, pero es una fuentepuntual de luz. Posterior a la lámpara de vapor de mercurio, se desarrolló lalámpara de vapor de sodio de baja presión, que emite una luz monocromática,después se desarrolló la lámpara de vapor de sodio de alta presión, cuya luz esde color ámbar, pero tiene un índice de rendimiento de color un poco mayor, esuna fuente de luz más puntual y de un tamaño menor que la lámpara de vapor 5
    • de sodio de baja presión, lo que facilita su manejo y permite un mejor diseño delos luminarias, esta lámpara entra dentro de la categoría HID o DAI.Formas y tecnologías de alumbrado públicoPara la iluminación de una carretera, un núcleo de población, una fuente,monumento o fachada se emplean un conjunto de elementos tales comobáculos, faroles, candelabros de fundición y proyectores, en función de sucolocación, intensidad luminosa deseada, entorno y otros factores. Típicamentese emplean lámparas de tecnología SAP (Lámpara de vapor de sodio de AltaPresión - de tono anaranjado), Aditivos Haluro Metálicos (de tonalidad azul,aunque por errores de composición puede variar) y MCC (Vapor de Mercuriode Color Corregido - de tono verdoso), si bien existen otras como Tungsteno-Halógena (antiguamente llamada Cuarzo-Iodo), fluorescencia y LED. Por subaja eficacia las lámparas de vapor de Mercurio, Luz Mixta (un quemador demercurio con un filamento incandescente) e incandescente (normal y deTungsteno-Halógena) no son muy utilizadas en el alumbrado publico, conexcepción de aplicaciones especiales.Cada punto de luz puede contar con una o más luminarias. Los puntos de luzse conectan a las salidas de un centro de mando que es alimentado a su vezpor una acometida de la compañía eléctrica. Los encendidos se efectúanlocalmente mediante célula fotoeléctrica, programación por reloj astronómico oremotamente por sistemas de telecontrol basados en líneas RTB,radiofrecuencia o GSM.Alumbrado de vías públicasContrariamente a lo que se pueda pensar, detrás de los cálculos yrecomendaciones sobre alumbrado de vías públicas existe un importantedesarrollo teórico sobre diferentes temas (pavimentos, deslumbramiento,confort visual, etc.). Afortunadamente, hoy día estos cálculos están muymecanizados y no es necesario tener profundos conocimientos en la materiapara realizarlos. No obstante, es recomendable tener nociones de algunos deellos para comprender mejor la mecánica de cálculo. Así tras estudiar algunosconceptos previos de iluminación, veremos soluciones prácticas de alumbradoviario y los niveles de iluminación recomendados. 6
    • IluminanciaLa iluminancia indica la cantidad de luz que llega a una superficie y se definecomo el flujo luminoso recibido por unidad de superficie:Si la expresamos en función de la intensidad luminosa nos queda como:donde I es la intensidad recibida por el punto P en ala dirección definida por elpar de ángulos (C,γ) y h la altura del foco luminoso. Si el punto está iluminadopor más de una lámpara, la iluminancia total recibida es entonces:LuminanciaLa luminancia, por contra, es una medida de la luz que llega a los ojosprocedente de los objetos y es la responsable de excitar la retina provocando lavisión. Esta luz proviene de la reflexión que sufre la iluminancia cuando incidesobre los cuerpos. Se puede definir, pues, como la porción de intensidadluminosa por unidad de superficie que es reflejada por la calzada en direcciónal ojo. 7
    • L = q(β,γ) · EHdonde q es el coeficiente de luminancia en el punto P que dependebásicamente del ángulo de incidencia γ y del ángulo entre el plano deincidencia y el de observación β. El efecto del ángulo de observación α esdespreciable para la mayoría de conductores (automovilistas con campo visualentre 60 y 160 m por delante y una altura de 1,5 m sobre el suelo) y no setiene en cuenta. Así pues, nos queda:Por comodidad de cálculo, se define el termino:Quedando finalmente:Y si el punto está iluminado por más de una lámpara, resulta:Los valores de r(β,γ) se encuentran tabulados o incorporados a programas decálculo y dependen de las características de los pavimentos utilizados en la vía.Criterios de calidadPara determinar si una instalación es adecuada y cumple con todos losrequisitos de seguridad y visibilidad necesarios se establecen una serie deparámetros que sirven como criterios de calidad. Son la luminancia media (Lm,LAV), los coeficientes de uniformidad (U0, UL), el deslumbramiento (TI y G) y elcoeficiente de iluminación de los alrededores (SR). 8
    • Coeficientes de uniformidadComo criterios de calidad y evaluación de la uniformidad de la iluminación en lavía se analizan el rendimiento visual en términos del coeficiente global deuniformidad U0 y la comodidad visual mediante el coeficiente longitudinal deuniformidad UL (medido a lo largo de la línea central).U0 = Lmin / LmUL = Lmin / LmaxDeslumbramientoEl deslumbramiento producido por las farolas o los reflejos en la calzada, es unproblema considerable por sus posibles repercusiones. En sí mismo, no es másque una sensación molesta que dificulta la visión pudiendo, en casos extremos,llegar a provocar ceguera transitoria. Se hace necesario, por tanto, cuantificareste fenómeno y establecer unos criterios de calidad que eviten estassituaciones peligrosas para los usuarios.Se llama deslumbramiento molesto a aquella sensación desagradable quesufrimos cuando la luz que llega a nuestros ojos es demasiado intensa. Estefenómeno se evalúa de acuerdo a una escala numérica, obtenida de estudiosestadísticos, que va del deslumbramiento insoportable al inapreciable.G Deslumbramiento Evaluación del alumbrado1 Insoportable Malo3 Molesto Inadecuado5 Admisible Regular7 Satisfactorio Bueno9 Inapreciable ExcelenteDonde la fórmula de G se calcula a partir de características de la luminaria y lainstalación.Actualmente no se utiliza mucho porque se considera que siempre que no seexcedan los límites del deslumbramiento perturbador, este está bajo control.El deslumbramiento perturbador se produce por la aparición de un veloluminoso que provoca una visión borrosa, sin nitidez y con poco contraste, quedesaparece al cesar su causa. No obstante, este fenómeno no llevanecesariamente asociado una sensación incómoda como el deslumbramientomolesto. Para evaluar la pérdida de visión se utiliza el criterio del incremento deumbral (TI) expresado en tanto por ciento: 9
    • donde Lv es la luminancia de velo equivalente y Lm es la luminancia media de lacalzada.Coeficiente de iluminación en los alrededoresEl coeficiente de iluminación en los alrededores (Surround Ratio, SR) es unamedida de la iluminación en las zonas limítrofes de la vía. De esta manera seasegura que los objetos, vehículos o peatones que se encuentren allí seanvisibles para los conductores. SR se obtiene calculando la iluminacia media deuna franja de 5 m de ancho a cada lado de la calzada.Lámparas y luminariasLas lámparas son los aparatos encargados de generar la luz. En la actualidad,en alumbrado público se utilizan las lámparas de descarga frente a laslámparas incandescentes por sus mejores prestaciones y mayor ahorroenergético y económico. Concretamente, se emplean las lámparas de vapor demercurio a alta presión y las de vapor de sodio a baja y alta presión.Las luminarias, por contra, son aparatos destinados a alojar, soportar yproteger la lámpara y sus elementos auxiliares además de concentrar y dirigirel flujo luminoso de esta. Para ello, adoptan diversas formas aunque enalumbrado público predominan las de flujo asimétrico con las que se consigueuna mayor superficie iluminada sobre la calzada. Las podemos encontrarmontadas sobre postes, columnas o suspendidas sobre cables transversales ala calzada, en catenarias colgadas a lo largo de la vía o como proyectores enplazas y cruces. 10
    • Antiguamente las luminarias se clasificaban según las denominaciones cut-off,semi cut-off y non cut-off. 11
    • Clasificación para luminarias de alumbrado público (CIE 1965) Máximo valor permitido de la intensidad emitida para un ángulo de elevación Dirección de la intensidad máxima 80 º 90 º Cut-off ≤ 30 cd /1000 lm ≤ 10 cd /1000 lm ≤ 65 º Semi ≤ 100 cd /1000 lm ≤ 50 cd /1000 lm ≤ 75 º cut-offNon cut- > 100 cd /1000 lm > 50 cd /1000 lm ≤ 90º offEn la actualidad, las luminarias se clasifican según tres parámetros (alcance,dispersión y control) que dependen de sus características fotométricas. Los dosprimeros nos informan sobre la distancia en que es capaz de iluminar laluminaria en las direcciones longitudinal y transversal respectivamente.Mientras, el control nos da una idea sobre el deslumbramiento que produce laluminaria a los usuarios.El alcance es la distancia, determinada por el ángulo γMAX , en que la luminariaes capaz de iluminar la calzada en dirección longitudinal. Este ángulo secalcula como el valor medio entre los dos ángulos correspondientes al 90% deIMAX que corresponden al plano donde la luminaria presenta el máximo de laintensidad luminosa. Alcance Corto γMAX < 60ºIntermedio 60º ≤ γMAX ≤ 70º Largo γMAX > 70ºAlcance longitudinal 12
    • La dispersión es la distancia, determinada por el ángulo γ90, en que es capazde iluminar la luminaria en dirección transversal a la calzada. Se define como larecta tangente a la curva isocandela del 90% de IMAX proyectada sobre lacalzada, que es paralela al eje de esta y se encuentra más alejada de laluminaria. DispersiónEstrecha γ90 < 45º Media 45º ≤ γ90 ≤ 55º Ancha γ90 > 55ºDispersión transversalTanto el alcance como la dispersión pueden calcularse gráficamente a partir deldiagrama isocandela relativo en proyección azimutal.Alcance y dispersión de una luminaria 13
    • Método gráfico para calcular el alcance y la dispersiónPor último, el control nos da una idea de la capacidad de la luminaria paralimitar el deslumbramiento que produce. ControlLimitado SLI < 2 Medio 2 ≤ SLI ≤ 4Intenso SLI > 4Donde la fórmula del SLI (índice específico de la luminaria) se calcula a a partirde las características de esta.Disposición de las luminarias en la víaPara conseguir una buena iluminación, no basta con realizar los cálculos, debeproporcionarse información extra que oriente y advierta al conductor consuficiente antelación de las características y trazado de la vía. Así en curvas esrecomendable situar las farolas en la exterior de la misma, en autopistas devarias calzadas ponerlas en la mediana o cambiar el color de las lámparas enlas salidas.En los tramos rectos de vías con una única calzada existen tresdisposiciones básicas: unilateral, bilateral tresbolillo y bilateral pareada.También es posible suspender la luminaria de un cable transversal pero sólo seusa en calles muy estrechas. 14
    • UnilateralTresbolilloPareadaSuspendida 15
    • La distribución unilateral se recomienda si la anchura de la vía es menor que laaltura de montaje de las luminarias. La bilateral tresbolillo si está comprendidaentre 1 y 1.5 veces la altura de montaje y la bilateral pareada si es mayor de1.5. Relación entre la anchura de la vía y la altura de montaje Unilateral A/H < 1Tresbolillo 1 ≤ A/H ≤ 1.5 Pareada A/H > 1.5Suspendida Calles muy estrechasEn el caso de tramos rectos de vías con dos o más calzadas separadas poruna mediana se pueden colocar las luminarias sobre la mediana o considerarlas dos calzadas de forma independiente. Si la mediana es estrecha se puedencolocar farolas de doble brazo que dan una buena orientación visual y tienenmuchas ventajas constructivas y de instalación por su simplicidad. Si lamediana es muy ancha es preferible tratar las calzadas de forma separada.Pueden combinarse los brazos dobles con la disposición al tresbolillo o aplicariluminación unilateral en cada una de ellas. En este último caso esrecomendable poner las luminarias en el lado contrario a la mediana porque deesta forma incitamos al usuario a circular por el carril de la derecha. 16
    • Central con doble brazoCombinación de brazos dobles y tresbolilloUnilateral en calzadas diferenciadas 17
    • 18
    • En tramos curvos las reglas a seguir son proporcionar una buena orientaciónvisual y hacer menor la separación entre las luminarias cuanto menor sea elradio de la curva. Si la curvatura es grande (R>300 m) se considerará como untramo recto. Si es pequeña y la anchura de la vía es menor de 1.5 veces laaltura de las luminarias se adoptará una disposición unilateral por el ladoexterior de la curva. En el caso contrario se recurrirá a una disposición bilateralpareada, nunca tresbolillo pues no informa sobre el trazado de la carretera.Unilateral por el lado exteriorDisposición correcta de las luminarias en una curva 19
    • Bilateral pareadaR > 300 m Asimilar a un tramo recto A/H < 1.5 Unilateral exteriorR < 300 m A/H > 1.5 Bilateral pareadaEn cruces conviene que el nivel de iluminación sea superior al de las vías queconfluyen en él para mejorar la visibilidad. Asimismo, es recomendable situarlas farolas en el lado derecho de la calzada y después del cruce. Si tiene formade T hay que poner una luminaria al final de la calle que termina. En la salidasde autopistas conviene colocar luces de distinto color al de la vía principal paradestacarlas. En cruces y bifurcaciones complicados es mejor recurrir a 20
    • iluminación con proyectores situados en postes altos, más de 20 m, puesdesorienta menos al conductor y proporciona una iluminación agradable yuniforme.Cruce de 4 callesCruce en TCruce de 2 víasEn las plazas y glorietas se instalarán luminarias en el borde exterior de estaspara que iluminen los accesos y salidas. La altura de los postes y el nivel deiluminación será por lo menos igual al de la calle más importante quedesemboque en ella. Además, se pondrán luces en las vías de acceso paraque los vehículos vean a los peatones que crucen cuando abandonen la plaza.Si son pequeñas y el terraplén central no es muy grande ni tiene arbolado sepuede iluminar con un poste alto multibrazo. En otros casos es mejor situar lasluminarias en el borde del terraplén en las prolongaciones de las calles quedesemboca en esta. 21
    • En los pasos de peatones las luminarias se colocarán antes de estos según elsentido de la marcha de tal manera que sea bien visible tanto por los peatonescomo por los conductores.Vías con una calzada yun único sentido de circulaciónVías con una calzada ydoble sentido de circulaciónPor último, hay que considerar la presencia de árboles en la vía. Si estos sonaltos, de unos 8 a 10 metros, las luminarias se situarán a su misma altura. Perosi son pequeños las farolas usadas serán más altas que estos, de 12 a 15 m dealtura. En ambos casos es recomendable una poda periódica de los árboles.Árboles altosÁrboles bajos 22