ALUMBRADO PUBLICO

MANUAL TÉCNICO DE ALUMBRADO PÚBLICO

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Normas Comité de Normas Entrada en Vigencia: Febrero 19 de 20

Aprobado por: Gerencia Distribución



INDICE 1.

INTRODUCCIÓN ................................................................................................................... 7 1.1 Objetivo General ............................................................................................................ 7 1.2 Revisión y Aprobación del Manual ................................................................................. 7 1.3 Aceptación de Materiales y Equipos............................................................................... 7 1.4 Definiciones.................................................................................................................... 8 1.4.1 Espacio Público ...................................................................................................... 8 1.4.2 Alumbrado Público. .............................................................................................. 10 1.4.3 Resoluciones CREG............................................................................................. 10 2. FOTOMETRÍA ..................................................................................................................... 12 2.1 Magnitudes Fotométricas ............................................................................................. 13 2.2 Representación Gráfica................................................................................................ 28 2.2.1 Diagrama Polar y Curva de Distribución Luminosa............................................... 28 2.2.2 Diagramas Isocandela .......................................................................................... 31 2.2.3 Curvas ISOLUX .................................................................................................... 33 2.2.4 Rendimiento en Luminancias................................................................................ 34 2.2.5 Factor de Utilización ............................................................................................. 35 2.3 CLASIFICACIÓN DE LAS LUMINARIAS...................................................................... 36 2.3.1 Luminarias para Instalaciones de Iluminación Pública .......................................... 36 2.3.2 Luminarias para Instalaciones de Iluminación por Proyección .............................. 40 2.4 Disposición de Luminarias en la Vía............................................................................. 41 2.5 Métodos de Cálculo...................................................................................................... 47 2.5.1 Definición del Espacio a Iluminar.......................................................................... 47 2.5.2 Cálculo de Luminancias........................................................................................ 48 2.5.3 CÁLCULO DE ILUMINANCIAS ............................................................................ 50 2.5.4 Cálculo del Deslumbramiento Perturbador ........................................................... 52 2.6 Niveles de Iluminación Recomendados........................................................................ 54 3. ESPECIFICACIONES TÉCNICAS DE MATERIALES Y/O EQUIPOS DEL SDAP ............... 56 3.1 Objeto .......................................................................................................................... 56 3.2 Alcance ........................................................................................................................ 56 3.3 Características de Servicio........................................................................................... 56 3.4 Sistema de Unidades ................................................................................................... 57 3.5 Normas de Fabricación y Pruebas .............................................................................. 57 3.6 Arrancadores................................................................................................................ 60 3.6.1 Conceptos Básicos............................................................................................... 60 3.6.2 Requerimientos Técnicos ..................................................................................... 62 3.7 Balastos ....................................................................................................................... 67 3.7.1 Conceptos Básicos............................................................................................... 67 3.7.2 Requerimientos Técnicos ..................................................................................... 71 3.7.2.1 Tipo de balasto ................................................................................................. 71 3.7.2.2 Características técnicas balastos de sodio ....................................................... 72 3.7.2.3 Características técnicas balastos de mercurio .................................................. 72 3.7.2.4 Características técnicas balastos metal halide.................................................. 73 3.8 Bases para Fotocontrol ................................................................................................ 75 3.9 Bombillas a Alta Intensidad de Descarga ..................................................................... 76 3.9.1 . Conceptos Básicos............................................................................................. 76

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3.9.2 Bombillas de Sodio............................................................................................... 81 3.9.3 Bombillas de Mercurio .......................................................................................... 86 3.9.4 Bombillas De Halogenuros (Metal Halide) ............................................................ 87 3.10 Centros de Transformación en Poste ........................................................................... 90 3.10.1 Centro de Transformación de Pedestal ................................................................ 91 3.10.2 Seccionadores De Maniobras Tipo Pedestal (Pad Mounted) ................................ 95 3.10.3 Mecanismos de Operación ................................................................................... 95 3.11 Condensadores............................................................................................................ 96 3.12 Conductores de Baja Tensión para Alumbrado Público................................................ 98 3.12.1 Cable de Aluminio Doble Capa (Aislamiento Y Cubierta)...................................... 98 3.12.2 Cable de Cobre O Aluminio Thw 75 °C............................................................... 102 3.13 Contactores para Controles de Alumbrado................................................................. 106 3.13.1 Requerimientos Técnicos ................................................................................... 106 3.13.2 Conjunto Eléctrico .............................................................................................. 107 3.13.3 Contactos de Carga............................................................................................ 109 3.13.4 Limites de Operación.......................................................................................... 110 3.14 Empalmes y Barrajes de Baja Tensión...................................................................... 110 3.15 Fotocontroles ............................................................................................................. 114 3.15.1 Características Generales .................................................................................. 114 3.15.2 Requerimientos de Operación ............................................................................ 115 3.15.2.1 Dispositivo de control.................................................................................. 115 3.15.2.2 Características Técnicas............................................................................. 116 3.15.2.3 Fotocontroles tipo Fail Off ........................................................................... 116 3.16 Luminarias ................................................................................................................. 117 3.16.1 Luminarias para Bombillas de Sodio................................................................... 117 3.16.1.1 Características Técnicas............................................................................. 119 3.16.1.2 Sistemas Antihurto...................................................................................... 125 3.16.2 Luminarias para Montaje en Muro ...................................................................... 131 3.16.2.1 Características Técnicas............................................................................. 131 3.16.2.2 Sistema Antihurto ....................................................................................... 132 3.17 Postes ........................................................................................................................ 134 3.17.1 Postes de Concreto ............................................................................................ 134 3.17.2 Postes Metálicos ................................................................................................ 135 3.18 Proyectores................................................................................................................ 144 3.18.1 Características Generales .................................................................................. 144 3.18.2 Proyectores Empotrados en Piso “No Sumergibles” ........................................... 145 3.18.3 Características Técnicas .................................................................................... 146 3.19 Portabombillas ........................................................................................................... 160 3.20 Protección de Circuitos de Alumbrado Público ........................................................... 162 3.20.1 Parámetros de los Fusibles ................................................................................ 162 3.20.1.1 Voltaje......................................................................................................... 162 3.20.1.2 Corriente..................................................................................................... 163 3.20.1.3 Capacidad De Interrupción ......................................................................... 163 3.20.1.4 Limitación De Corriente .............................................................................. 163 3.20.2 Fusibles en las Luminarias ................................................................................. 163 3.21 Sistema de Puesta a Tierra ........................................................................................ 163

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4.

PRUEBAS Y MEDICIONES A LOS MATERIALES Y/O EQUIPOS DEL SDAP.................. 166 4.1 Objeto ........................................................................................................................ 166 4.2 Referencias Normativas ............................................................................................. 166 4.3 Ensayos a Bombillas .................................................................................................. 166 4.3.1 Ensayo de arranque ........................................................................................... 167 4.3.2 Ensayo de Calentamiento................................................................................... 168 4.3.3 Medición de Características Eléctricas ............................................................... 168 4.3.4 Envejecimiento ................................................................................................... 168 4.3.5 Ensayo de Estabilización.................................................................................... 168 4.3.6 Medición del Flujo Luminoso .............................................................................. 169 4.3.7 Rotulado ............................................................................................................. 169 4.3.8 Ensayo de torsión............................................................................................... 170 4.3.9 Tensión de extinción........................................................................................... 170 4.4 Ensayos a Luminarias y Proyectores ......................................................................... 170 4.4.1 Inspección Visual................................................................................................ 172 4.4.2 Ensayo Fotométrico............................................................................................ 172 4.4.3 Ensayo Térmico.................................................................................................. 177 4.4.4 Incremento de Tensión en la Bombilla................................................................ 177 4.4.5 Ensayo de Hermeticidad..................................................................................... 178 4.4.6 Ensayo de Choque Mecánico (Cifra característica IK) ........................................ 180 4.4.7 Ensayo de Choque Térmico al Refractor ............................................................ 181 4.4.8 Vibración ............................................................................................................ 182 4.4.9 Humedad............................................................................................................ 182 4.4.10 Ensayo de resistencia de aislamiento y rigidez dieléctrica.................................. 182 4.4.11 .Protección Ultravioleta....................................................................................... 183 4.4.12 Resistencia al fuego ........................................................................................... 184 4.5 Ensayos de Balastos.................................................................................................. 184 4.5.1 Regulación de Tensión ....................................................................................... 187 4.5.2 Potencias............................................................................................................ 187 4.5.3 Factor de Potencia ............................................................................................. 188 4.5.4 Factor de Cresta................................................................................................. 188 4.5.5 Corrientes........................................................................................................... 189 4.5.6 Circuito Abierto................................................................................................... 189 4.5.7 Medida del Trapezoide (utilizado con bombillas de vapor de sodio de alta presión) 189 4.6 Ensayos a Condensadores ........................................................................................ 192 4.7 Ensayos de Arrancadores .......................................................................................... 194 4.8 4.8 ENSAYOS DE FOTOCONTROLES ..................................................................... 195 4.9 Ensayos A Contactores para Control de Alumbrado................................................... 196 4.10 Ensayos a Transformadores ...................................................................................... 196 5. CRITERIOS DE DISEÑO DE ALUMBRADO PUBLICO .................................................... 197 5.1 Iluminación de Vías Principales y Complementarias .................................................. 197 5.1.1 Criterios del Diseño ............................................................................................ 197 5.2 Iluminación de Pasos Elevados.................................................................................. 198 5.2.1 Criterios del Diseño ............................................................................................ 198 5.3 ILUMINACIÓN DE PUENTES PEATONALES............................................................ 200 5.3.1 Criterios de Diseño ............................................................................................. 200 5.4 Iluminación de Carreteras Intermunicipales................................................................ 200 5.4.1 Criterios del Diseño. ........................................................................................... 200

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5.5 Iluminación de Ciclo Rutas ......................................................................................... 202 5.5.1 Criterios del Diseño ............................................................................................ 202 5.6 Iluminación de Parques Públicos................................................................................ 203 5.6.1 Características del Diseño.................................................................................. 203 5.7 Iluminación de Escenarios Deportivos........................................................................ 204 5.7.1 Características del Diseño.................................................................................. 204 5.8 Iluminación de Fachadas y Monumentos ................................................................... 206 5.8.1 Características del Diseño.................................................................................. 206 6. Criterios de Diseño de Alumbrado Publico.................................................................... 208 6.1 Introducción................................................................................................................ 208 6.2 6.2 Proyecto de A.P Como Inversión y Ciclo del Proyecto de Alumbrado Público .... 208 6.2.1 Identificación y Registro del Proyecto.................................................................... 209 6.2.2 Diseño y Evaluación del Proyecto ......................................................................... 209 6.2.2.1 Evaluación Técnica......................................................................................... 209 6.2.2.2 Evaluación Financiera .................................................................................... 210 6.2.3 Ejecución e Interventoría del Proyecto .................................................................. 210 6.2.3.1 Construcción................................................................................................... 210 6.2.3.2 Operación....................................................................................................... 210 6.3 Metodología para Aprobación de Proyectos de Alumbrado ....................................... 210 6.3.1 Evaluación Técnica y Financiera ........................................................................... 210 6.3.1.1 Descripción del Proyecto ................................................................................ 211 6.3.1.2 Memorias de Cálculo ...................................................................................... 211 6.3.1.3 Planos y dibujos ............................................................................................. 211 6.3.1.4 Evaluación de Costos ..................................................................................... 213 6.3.1.5 Convenciones y Planos a Utilizar.................................................................... 214 6.3.2 Responsabilidades de los Participantes del Proyecto............................................. 214 6.3.3 Procedimiento, Formularios e Instructivo................................................................ 215 6.4 Consecuencias Jurídicas del No Cumplimiento del Procedimiento de Trámite y Aprobación de Proyectos de Alumbrado Público ................................................................... 215 6.5 Procedimiento pra l Evaluación Financiera de un Proyecto de Alumbrado Público ... 217 6.5.1 Evaluación de Costos. ........................................................................................ 219 6.5.2 Costos Anuales de Operación y Mantenimiento ................................................ 221 6.6 Descripción del Procedimiento de Aprobación ........................................................... 223 7. CRITERIOS DE EXPLOTACIÓN RECOMENDACIONES PARA LA INSTALACIONES DE A.P............................................................................................................................................. 225 7.1 Vida Útil de los Equipos. ............................................................................................ 225 7.2 Depreciación de Fuentes Luminosas ......................................................................... 226 7.2.1 Depreciación de las Bombillas de Vapor de Mercurio y Metal-Halide. ................ 228 7.2.2 Depreciación de las Luminarias de Sodio Alta Presión. ...................................... 229 7.3 Mantenimiento de los Equipos. .................................................................................. 230 7.3.1 Mantenimiento de Bombillas de Alumbrado Público. .......................................... 230 7.3.1.1 Causas Que Hacen Que La Bombilla No Encienda ........................................ 230 7.3.1.2 Causas Que Acortan la Vida de la Bombilla.................................................... 233 7.3.1.3 Causas del Parpadeo de la Bombilla (Intermitente O Cíclico). ........................ 233 7.3.1.4 Causas Que Hacen Que La Bombilla Produzca Reducida Emisión Lumínica. 234 7.3.1.5 Causas de Rotura de la Bombilla.................................................................... 235 7.3.1.6 Diferencia de Color Entre Bombillas de un Mismo Grupo. .............................. 235 7.3.1.7 Causas del Ennegrecimiento del Tubo de Arco O Deformación del Mismo..... 236

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7.3.2 Mantenimiento de Luminarias y Proyectores de Alumbrado Público....................... 236 7.4 Mantenimiento de los Circuitos de Alumbrado Público. .............................................. 237 7.4.1 Defectos del Circuito de Alumbrado Debido a Conexión Incorrecta de las Luminarias. ........................................................................................................................ 238 7.4.2 Daños en Redes Subterráneas de Circuitos Exclusivos de Alumbrado Público. . 239 7.4.3 Mantenimiento Preventivo Con Base en la Vida Económica de la Bombilla........ 241 7.5 Contaminación Lumínica ............................................................................................ 246 7.5.1 Cómo se Origina la Contaminación Lumínica. .................................................... 247 7.5.2 Efectos de la Contaminación Lumínica............................................................... 248 7.5.3 Formas de Contaminación Lumínica. ................................................................. 248 7.5.4 Conceptos .......................................................................................................... 249 7.5.5 Sistema De Zonificación ..................................................................................... 252 7.5.6 Flujo Hemisférico Superior (Fhs) ........................................................................ 253 7.5.7 Distancias Entre Zonas Y Los Observatorios...................................................... 254 7.5.8 Cómo minimizar el impacto de la Contaminación Lumínica ................................ 254 7.6 Plan de Manejo Ambiental.......................................................................................... 257 7.6.1 Aspectos Legales ............................................................................................... 257 7.6.2 Objetivos Y Alcances.......................................................................................... 258 7.6.3 Características de los Elementos de Alumbrado Público .................................... 259 7.6.4 Consideraciones Antivandalicas ......................................................................... 261 A1 CONVENCIONES PARA PLANOS DE LEVENTAMIENTO Y DISEÑO DE REDES DE ALUMBRADO PUBLICO .......................................................................................................... 262 A2 RESUMEN DE TIPOS DE FUENTES LUMINOSAS ............................................................ 270

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MANUAL TÉCNICO DE ALUMBRADO PÚBLICO CAPÍTULO 1 INTRODUCCION

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1. INTRODUCCIÓN El Alumbrado público es un servicio público que cada día cobra mayor importancia y extensión. En los últimos años los municipios en Colombia han incrementado en un elevado porcentaje el número y calidad de sus instalaciones. Este manual establece las condiciones de calidad de las instalaciones de Alumbrado Público, brindando condiciones adecuadas para el desarrollo seguro, ágil e integrado de la actividad ciudadana durante el tiempo en que funcione y se brinde el servicio. Así mismo éste manual técnico debe ser aplicado, por los Ingenieros Electricistas, firma de Ingenieros Electricistas, Técnicos Electricistas, Asesores de Iluminación, como por todos los funcionarios y contratistas de CODENSA S.A. relacionados con el tema en el ámbito de diseño y /o construcción.

1.1 Objetivo General Establecer en forma general para el área de concesión de CODENSA S.A. E.S.P. las características técnicas correspondientes a las instalaciones de Alumbrado Público.

1.2 Revisión y Aprobación del Manual El proceso de elaboración y actualización de Manual de Alumbrado Público de CODENSA, es realizado a través del Comité de Aplicación de Normas, conformado por ingenieros de las áreas operativas y técnicas, el cual es coordinado por el Departamento de Normas Técnicas de la Subgerencia de Ingeniería y Obras. Una vez estudiados, discutidos y aceptados los temas o las propuestas por parte de las áreas involucradas, éstos documentos son presentados por la Subgerencia de Ingeniería y Obras, a consideración y revisión por parte del Comité de Distribución y posteriormente, se da aprobación por parte de la Gerencia de Distribución.

1.3 Aceptación de Materiales y Equipos Los materiales y equipos suministrados por particulares o firmas contratistas para ser instalados en el sistema de Alumbrado Público, deben ser nuevos, tener certificado de conformidad de producto, expedido por las autoridades competentes, cumplir con las Normas Nacionales, o en su defecto las internacionales que regulen la materia. Todos los materiales deben tener el nombre del fabricante o la marca de fábrica y las instrucciones mínimas que permitan su correcta utilización; siempre se deberá demostrar la procedencia de los materiales a instalar.

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Se recomienda a los ingenieros o a las firmas constructoras que soliciten información y verifiquen con los fabricantes o con los entes avalados por la Superintendencia de Industria y Comercio sobre los certificados de conformidad de Producto de los equipos, antes de adquirir o iniciar los trabajos de construcción.

1.4 Definiciones 1.4.1 Espacio Público Con base en lo que la Corte Constitucional ha interpretado de Espacio Público, se mencionan a continuación a partes del Decreto 1504 del 4 de agosto de 1998 “por el cual se reglamenta el manejo del espacio público en los planes de ordenamiento territorial”. DECRETO1504 Artículo 2: El espacio público es el conjunto de inmuebles públicos y los elementos arquitectónicos y naturales de los inmuebles privados, destinados por su naturaleza, por su uso o afectación a la satisfacción de necesidades urbanas colectivas, que trascienden, por lo tanto los límites de los intereses individuales de los habitantes. Artículo 3: El espacio público comprende, entre otros, los siguientes aspectos: Los bienes de uso público, es decir aquellos inmuebles de dominio público cuyo uso pertenece a todos los habitantes del territorio nacional, destinado al uso o disfrute colectivo. Los elementos arquitectónicos, espaciales y naturales de los inmuebles de propiedad privada que por su naturaleza, uso o afectación satisfacen necesidades de uso público. Las áreas requeridas para la conformación del sistema de espacio público en los términos establecidos en este decreto. Artículo 5: En resumen este artículo menciona que el espacio público de la ciudad está constituido entre otras por: Las áreas requeridas para la circulación tanto peatonal como vehicular (vías públicas), como por ejemplo las calles, plazas, puentes y caminos -. Las áreas para la recreación pública, activa o pasiva, - léase estadios, parques y zonas verdes, por ejemplo -. Las franjas de retiro de las edificaciones sobre las vías, - es decir andenes o demás espacios peatonales -. Las fuentes de agua, y las vías fluviales que no son objeto de dominio privado. Las áreas necesarias para la instalación y mantenimiento de los servicios públicos básicos o para la instalación y uso de los elementos constitutivos del amoblamiento urbano en todas sus expresiones.

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Las áreas para la preservación de las obras de interés público y de los elementos históricos, culturales, religiosos, recreativos y artísticos, para la conservación y preservación del paisaje. Los elementos naturales del entorno de la ciudad. En general, todas las zonas existentes o debidamente proyectadas en las que el interés colectivo sea manifiesto y conveniente y que constituyen por consiguiente zonas para el uso o el disfrute colectivo " Artículo 20: Cuando para la provisión de servicios públicos se utilice el espacio aéreo o el subsuelo de inmuebles o áreas pertenecientes al espacio público, el municipio o distrito titular de los mismos podrá establecer mecanismos para la expedición del permiso o Iicencia de ocupación y utilización del espacio público. Dichos permisos o licencias serán expedidas por la oficina de Planeación Municipal o Distrital o la autoridad municipal o distrital que cumpla sus funciones. Las autorizaciones deben obedecer a un estudio de la factibilidad técnica y ambiental y del impacto urbano de la construcción propuesta, así como de la coherencia de las obras con los planes de ordenamiento territorial y los instrumentos que los desarrollen". En la ley 142 expedida por el Congreso de Colombia se establecen los permisos municipales de la siguiente forma: LEY 142 Articulo 26: Permisos municipales. En cada municipio, quienes prestan servicios públicos estarán sujetos a las normas generales sobre la planeación urbana, la circulación y el tránsito, el uso del espacio público, y la seguridad y tranquilidad ciudadanas; y las autoridades pueden exigirles garantías adecuadas a los riesgos que creen. Los municipios deben permitir la instalación permanente de redes destinadas a las actividades de empresas de servicios públicos, o a la provisión de los mismos bienes y servicios que estas proporcionan, en la parte subterránea de las vías, puentes, ejidos, andenes y otros bienes de uso público. Las empresas serán, en todo caso, responsables por todos los daños y perjuicios que causen por la deficiente construcción u operación de sus redes. Las autoridades municipales en ningún caso podrán negar o condicionar a las empresas de servicios públicos las licencias o permisos para cuya expedición fueren competentes conforme a la ley, por razones que hayan debido ser consideradas por otras autoridades competentes para el otorgamiento de permisos, licencias o concesiones, ni para favorecer monopolios o limitar la competencia.

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1.4.2 Alumbrado Público. Las siguientes definiciones son tomadas de la Resolución CREG 043 de octubre 23 de 1995 “por la cual se regula de manera general el suministro y el cobro que efectúen las empresas de Servicios Públicos Domiciliarios a Municipios por el servicio de energía eléctrica que se destine para Alumbrado Público” ARTICULO 1°: Definiciones Para efectos de la presente resolución se tendrán en cuenta las siguientes definiciones: Expansión: Es la extensión de nuevas redes y transformadores exclusivos de alumbrado público por el desarrollo vial o urbanístico del municipio o por el redimensionamiento del sistema existente. Mantenimiento: Es la revisión y reparación periódica de todos los dispositivos y redes involucrados en el servicio de alumbrado público, de tal manera que pueda garantizarse a la comunidad del municipio un servicio eficiente y eficaz. Servicio de alumbrado publico: 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 objeto de proporcionar la visibilidad adecuada para el normal desarrollo de las actividades tanto vehiculares como peatonales. También se incluirán los sistemas de semaforización y relojes electrónicos instalados por el Municipio. Por vías públicas se entienden los senderos peatonales y públicos, calles y avenidas de tránsito vehicular. Suministro: Es la cantidad de energía eléctrica que el municipio o distrito contrata con una empresa de servicios públicos para dotar a sus habitantes del servicio de alumbrado público.

1.4.3 Resoluciones CREG A continuación se presenta el resumen de las principales resoluciones CREG, referentes al tema en cuestión: Resolución CREG 043 de 1995: El municipio es responsable de prestar el servicio de Alumbrado Público en el área de su jurisdicción. Por otro lado el suministro de la energía para el servicio de Alumbrado Público es responsabilidad de la empresa distribuidora o comercializadora con quien el municipio acuerde el suministro, mediante convenios o contratos. El municipio es responsable por el mantenimiento y expansión del sistema de alumbrado publico. Lo puede realizar por su propia cuenta o mediante convenio o contrato con la

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misma empresa de servicios públicos que le suministre la energía o con un tercero que acredite idoneidad y experiencia en la realización de dichas labores. Resolución CREG 043 de 1996: Cuando no exista medida del consumo de Alumbrado Público, el contrato entre la empresa distribuidora y el municipio contemplará la metodología para ajustar la carga instalada en luminarias de acuerdo con la capacidad efectivamente utilizada, de tal forma que pueda descontarse aquella parte de la carga instalada que corresponda a luminarias fuera de servicio. Resolución CREG 089 de 1996: Establece el régimen de libertad de tarifas para el suministro de energía eléctrica con destino al alumbrado público. Esto indica que la actividad de comercialización de electricidad para Alumbrado Público esta sujeta a normas que rigen la comercialización de energía. Resolución CREG 076 de 1997: Establece que cuando no exista medición y no se haya suscrito el convenio o contrato de suministro, la tarifa aplicable al municipio será igual a la tarifa monomia del servicio oficial correspondiente al nivel de distribución secundaria. Las empresas podrán convenir con los municipios la periodicidad con la cual pueden facturarles la energía destinada al suministro de Alumbrado Público. Resolución CREG 070 de 1998 (Modificada por la Resolución CREG 101 de 2001): El Alumbrado Público deberá cumplir con la norma NTC-900 o aquella que la remplace o modifique, o en su defecto con cualquiera de las siguientes normas internacionales: CIE 115, CIE 30-2 (TC-42); IES RP-8; IES LM-50. Las instalaciones eléctricas y sus accesorios, deben ser a prueba de agua y polvo, como mínimo con una protección IP-65 IK-07. Las bombillas de Alumbrado Público deben reemplazarse cuando la emisión del flujo luminoso descienda al 70% de su valor inicial.

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MANUAL TÉCNICO DE ALUMBRADO PÚBLICO CAPÍTULO 2 CONCEPTOS FOTOMÉTRICOS

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2. FOTOMETRÍA UTILIDAD Conocer como se mide la luz para poder realizar cálculos de iluminación, a través de gráficos y tablas que brinden una información precisa de las características del haz de luz de una luminaria ó proyector de alumbrado público. La fotometría implica la medición de las intensidades luminosas emitidas por una fuente de luz, en diferentes direcciones y a su alrededor, en varios ángulos de inclinación y en diferentes posiciones de la fuente, según el diseño de una luminaria o proyector. Mediante las curvas fotométricas se puede determinar con exactitud la intensidad luminosa en cualquier dirección, lo cual constituye una información de vital importancia para realizar cálculos de iluminación que brinden y mantengan unas condiciones adecuadas de calidad para la seguridad humana. ALCANCE Definir los procedimientos que permiten medir la luz en sistemas de iluminación de alumbrado público, conociendo el comportamiento fotométrico de las fuentes luminosas. Obtener niveles y patrones de iluminación los cuales son fundamentales para las aplicaciones de diseño de alumbrado público. DEFINICIÓN Para interpretar curvas fotométricas, debemos conocer primero que significa la fotometría. Ésta palabra viene del griego FOTON, que significa luz, y de la palabra METROS, que significa medida o medición. Luego la palabra fotometría significa la medida de la cantidad de luz. Así mismo, la fotometría es la parte de la física que trata de la medida de la luz en su aspecto cuantitativo considerando dos factores, uno objetivo (el espectro visible) y otro subjetivo (el ojo). El ojo posee dos sensibilidades diferentes según el tipo de iluminación: la visión fotópica para iluminaciones normales o fuertes y la visión escotópica para iluminaciones bajas. Este hecho es debido a que, a iguales cantidades de flujo luminoso se presentan distintas longitudes de onda, pero no se produce la misma sensación de brillo o luminancia.

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Todos los cálculos fotométricos se hacen sobre la curva de sensibilidad fotópica, a la que la Comisión Internacional de Iluminación CIE, denomina curva patrón de luminosidad. Con la ayuda de esta curva, cualquier flujo radiante puede ser evaluado en términos de su capacidad para producir brillo.

2.1 Magnitudes Fotométricas Antes de iniciar una explicación más amplia sobre los cálculos fotométricos utilizados en luminotecnia, es conveniente ampliar las definiciones más importantes del tema, toda vez que esto, permite aclarar los términos matemáticos y el cálculo utilizado. FLUJO LUMINOSO Se define el flujo luminoso como la potencia emitida en forma de radiación luminosa a la que el ojo humano es sensible. Su símbolo es φ y su unidad es el lumen (lm). El flujo luminoso nos da una idea de la cantidad de luz que emite una fuente de luz, por ejemplo una bombilla, en todas las direcciones del espacio. La medida del flujo luminoso se realiza en el laboratorio por medio de un fotoelemento ajustado según la curva de sensibilidad fotópica de ojo a las radiaciones monocromáticas, incorporado a una esfera hueca a la que se le da el nombre de Esfera de Ulbricht, y en cuyo interior se coloca la fuente a medir. Los fabricantes de bombillas brindan información del flujo en lúmenes para la potencia nominal de las bombillas.

Esfera de Ulbricht

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EFICIENCIA O RENDIMIENTO LUMINOSO El rendimiento luminoso de una fuente de luz, indica el flujo que emite la misma por cada unidad de potencia eléctrica consumida para su obtención. Su símbolo es ε, siendo su unidad el lumen/vatio (lm/W); la fórmula que expresa la eficacia luminosa es:

ε=

φ Ρ

(lm/W)

ENERGÍA LUMINOSA De forma análoga a la energía eléctrica que se determina por la potencia eléctrica en la unidad de tiempo, la cantidad de luz o energía luminosa se determina por el flujo luminoso emitido en la unidad de tiempo. La cantidad de luz se representa por la letra Q, y su unidad es el lumen por hora (lm x h); la fórmula que expresa la cantidad de luz es:

Q=

φxt

(lm x h)

ÁNGULO SÓLIDO Es el ángulo sólido ω que, teniendo su vértice en el centro de una esfera, intercepta sobre la superficie S de dicha esfera un área igual a la de un cuadrado que tenga por lado el radio de la esfera.

ω=

S r2

Su unidad es el estereorradián (sr)

INTENSIDAD LUMINOSA El flujo luminoso nos da una idea de la cantidad de luz que emite una fuente de luz, por ejemplo una bombilla, en todas las direcciones del espacio; ahora bien, en un proyector es fácil observar que él sólo ilumina en una dirección. Parece claro que necesitamos conocer cómo se distribuye el flujo en cada dirección del espacio y para eso definimos la intensidad luminosa.

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Se conoce como intensidad luminosa al flujo luminoso emitido por unidad de ángulo sólido en una dirección concreta. Su símbolo es I y su unidad la candela (cd), y la formula que la expresa:

I=

φ ω

(lm/sr = cd)

El Sistema Internacional define candela como la intensidad luminosa, en una dirección dada, de una fuente que emite una radiación monocromática de frecuencia 540 x 1012 Hz y cuya intensidad energética en dicha dirección es 1/683 vatios por esterorradián. ILUMINANCIA Se define iluminancia como, el flujo luminoso recibido por una superficie. La iluminancia es la magnitud de valoración del nivel de iluminación de una superficie o de una zona espacial. Su símbolo es E y la unidad de medida es el lux (lx), equivalente a la iluminación que incide sobre cada m² de una superficie y sobre la cual se distribuye uniformemente un flujo luminoso de un lumen.

E=

φ S

(lx = lumen/m2)

Existe también otra unidad, el foot-candle (fc), utilizada en países de habla inglesa cuya relación con el lux es:

1 fc =

10,76 lx

LEY INVERSA DE LOS CUADRADOS La iluminancia depende de la distancia del foco al objeto iluminado. Es algo similar a lo que ocurre cuando oímos alejarse a un automóvil; al principio se oye alto y claro, pero después va disminuyendo hasta perderse. Lo que ocurre con la iluminancia se conoce por la ley inversa de los cuadrados que relaciona la intensidad luminosa y la distancia a la fuente.

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LEY INVERSA DE LOS CUADRADOS

EJEMPLO

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RELACIÓN DE ILUMINANCIAS

E1 x d2 = E2 x D2 E2 =

E1 D2 = E2 d2

I D2

Esta ley sólo es válida si la dirección del rayo de luz incidente es perpendicular a la superficie. Sin embargo, se puede suponer que la ley es lo suficientemente exacta cuando la distancia a la que se toma la medición es, por lo menos, cinco veces la máxima dimensión de la luminaria (la distancia es grande con relación al espacio que ocupa la fuente de luz). LEY DEL COSENO En la ley inversa de los cuadrados, la superficie estaba situada perpendicularmente a la dirección de los rayos luminosos, pero cuando forma ésta un determinado ángulo α, la formula de la ley de la inversa del cuadrado de la distancia hay que multiplicarla por el coseno del ángulo correpondiente cuya expresión constituye la llamada ley del coseno, que se expresa como:

E=

I d2

x

Cosα (lx = lumen/m2)

La iluminancia en un punto cualquiera de una superficie es proporcional al coseno del ángulo de incidencia de los rayos luminosos en el punto iluminado. En la siguiente figura se representan dos fuentes de luz F y F’ con igual intensidad luminosa l y a la distancia d del punto P. A la fuente F con un ángulo de incidencia α igual a cero, corresponde a un cos(α) =1 , y produce una iluminación en el punto P de valor:

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h

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F'

d

α = 60°

F

P d

Iluminancia en un punto desde dos fuente de luz con diferente ángulo de incidencia

EP =

I d2

x Cos(0)

I d2

=

x

1

⇒

EP =

l 2 2 (lx = lumen/m ) d

De la misma forma el F’ con un ángulo α = 60°, al que corresponde un cos(60°) = 0.5, producirá en el mismo punto una iluminación de valor:

E´P =

I d2

x

Cos(60) =

l

2

d

x

0,5

⇒

E´P =

l

2d2

(lx = lumen/m2)

Por lo tanto, E’P = 0.5 EP es decir, para obtener la misma iluminación en el punto P, la intensidad luminosa de la fuente F’ debe ser el doble de la que tiene la fuente F. En la práctica, generalmente no se conoce la distancia d del foco al punto considerado, sino su altura h a la horizontal del punto. Empleando una sencilla relación trigonométrica y sustituyendo ésta en la ecuación inicial, obtenemos una nueva relación en la cual interviene la altura h:

C os α =

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h d

⇒

d=

h C os α



I EP = d2

x Cosα

=

EP =

I H ( )2 C os α I h

Cos3 α

x

C os α =

l h2

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Cos2 α Cos α

(lx = lumen/m2)

MEDIDA DEL NIVEL DE ILUMINACIÓN La medida del nivel de iluminación se realiza por medio de un equipo denominado luxómetro, que consiste en una célula fotoeléctrica que, al incidir la luz sobre la superficie, genera una débil corriente eléctrica que aumenta en función de la luz incidente. Dicha corriente se mide con un miliamperímetro, de forma analógica o digital, calibrado directamente en luxes.

Luxómetro LUMINANCIA Hasta el momento se han estudiado las magnitudes que informan sobre propiedades de las fuentes de luz, pero no se ha dicho nada de la luz que llega al ojo del observador. La luminancia se define como, la magnitud que determina la impresión de mayor o menor claridad producida por una superficie en la retina del ojo del observador. La luminancia de una superficie iluminada es el cociente entre la intensidad luminosa de una fuente de luz, en una dirección, y la superficie de la fuente proyectada según dicha dirección.

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Luminancia Su símbolo es L, su unidad es la cd/m2 y la fórmula que la expresa:.

L=

I S

(cd/m2)

También es posible encontrar otras unidades como el stilb (1 sb = 1 cd/m2) o el nit (1 nt = 1 cd/cm2). MEDIDA DE LA LUMINANCIA La medida de la luminancia se realiza por medio de un instrumento especial llamado luminancímetro o nitómetro. Se basa en dos sistemas ópticos, uno de dirección y otro de medición.

Luminancímetro

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El de dirección se orienta de forma que la imagen coincida con el punto a medir, la luz que llega una vez orientado el instrumento, se ve convertida en corriente eléctrica y recogida en lectura analógica o digital, se obtiene un valor medido en cd/m2. CONTRASTE DE LUMINANCIA Todos los objetos son percibidos por los contrastes de color y de luminancia que presentan las distintas partes de su superficie entre si y en relación al fondo en que aparece el objeto. Para niveles de iluminación suficientemente elevados, el ojo normal es sensible a los colores, mientras que para bajos niveles de iluminación los objetivos son percibidos fundamentalmente por el contraste de luminancias que se presentan con relación al fondo. La diferencia de luminancia entre el objeto que se observa y su entorno, es lo que se conoce por contraste. En la siguiente figura, la superficie del objetivo tiene una luminancia L0 y la superficie de fondo una luminancia LF por tanto se llama contraste C a la diferencia de estas dos luminancias, divididas por la de fondo, es decir:

ω

L0 LF

C=

L0-LF LF

“C” es, por tanto, un valor relativo entre luminancias.

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La visibilidad de un objeto situado sobre un fondo, depende de la diferencia de luminancias entre el objeto y el fondo. Un objeto claro sobre el fondo oscuro, su contraste será positivo (valores entre 0 e infinito), en cambio un objeto más oscuro que su fondo se verá en silueta y su contraste será negativo, variando entre 0 y -1. El contraste C puede ser positivo o negativo si: • •

L0 > LF L0 < LF

C > 0 contraste positivo (objeto más claro que el fondo) C < 0 contraste negativo (objeto más oscuro que el fondo)

El contraste C puede adquirir los siguientes valores: - Contraste positivo (objeto claro) - Contraste negativo (objetivo oscuro)

0
UMBRAL DE CONTRASTE Es la más pequeña diferencia de luminancia que se puede percibir para que un obstáculo se haga visible; depende entre otras cosas de la luminancia del fondo. Disminuye a medida que la luminancia de fondo aumenta. DESLUMBRAMIENTO Pérdida temporal de la capacidad de percepción visual, ocasionada por exceso ó carencia de luz. El deslumbramiento puede ser directo debido a la observación de la fuente luminosa, por ejemplo, el sol o una ventana. El deslumbramiento también puede ser indirecto debido a la observación de una imagen reflejada. En lo que se refiere a la limitación del deslumbramiento en Alumbrado Público, se deben distinguir dos clases de sensaciones de deslumbramiento: -

Deslumbramiento molesto (Discomfort Glare), expresa la apreciación que recae sobre una instalación de Alumbrado Público, de un observador durante la conducción; la sensación percibida por el observador en su vehículo, reduce la comodidad o confort durante su conducción, y produce cansancio y fatiga. Inmediatamente después que el efecto desaparece se recupera la visión normal.

-

Deslumbramiento incapacitivo (Disability Glare), consiste en una disminución real de la capacidad visual del observador, por la aparición de una especie de velo luminoso.

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Los dos métodos para evaluar estas condiciones que significan pérdida de visibilidad tienen limitaciones durante su consideración, debido al conocimiento actual acerca del tema. En la actualidad se suscribe a instalaciones de alumbrado realizadas mediante postes hasta de 16 metros de altura e interdistancias generales en unos rangos limitados (entre 15 y 50 metros). Investigaciones acerca del deslumbramiento sobre instalaciones con mástiles, proyectores, postes y faroles decorativos aún no se han estudiado. La extensión de los estudios sobre vías públicas convencionales tampoco se a llevado a instalaciones diferentes a las convencionales. Por lo tanto, en este tipo de instalaciones, el deslumbramiento molesto calculado como si fueran calzadas vehiculares no tiene aplicación. Por otra parte, el deslumbramiento incapacitivo solo tiene en cuenta la sensación visual y no la fatiga asociada con la presencia en el tiempo del fenómeno. Así, es conveniente establecer reglas para limitar por separado las dos componentes del deslumbramiento, puesto que tampoco se ha demostrado la relación funcional entre ellas. El deslumbramiento incapacitivo se revisa a partir del cálculo de dos componentes: Componente

Deslumbramiento incapacitivo Característica Se define como una luminancia uniforme equivalente, resultante de la luz que incide sobre el ojo del observador y que produce un velo brillante superpuesto a la imagen del ojo, producido por la fuente frente al observador y ocasionando el velo de la imagen en la retina. -

Luminancia de velo Lv

Aparición de un velo luminoso provocado por una fuente de deslumbramiento, que provoca una visión borrosa, sin nitidez y con poco contraste.

-

Desaparece al cesar su causa.

-

Puede ser numéricamente expresada por:

LV = k

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Ev β2

(cd/m2)



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Donde: Ev = Iluminancia vertical sobre el plano del ojo del observador. β = Ángulo en grados, formado por la dirección de observación y la fuente deslumbrante. k = Constante que depende de la edad del observador; es más elevado a mayor edad de la persona. Se toma k= 10 para una persona de edad media de 30 años. -

Componente -

En un Sistema de alumbrado público bien diseñado debe permanecer entre el 10 y el 20% del valor de luminancia media (Lm) calculada para la instalación. Deslumbramiento incapacitivo Característica Evalúa la pérdida de visión del observador. Se expresa en porcentaje mediante la siguiente formulación:

TI = 65 TI o Incremento del umbral.

Lv (Lm)0,5

Donde: LV = Luminancia de velo. Lm = Luminancia promedio de la calzada. Debe permanecer por debajo de 10% en instalaciones como autopistas y avenidas. -

Debe permanecer por debajo del 15% en el resto de vías públicas.

El deslumbramiento perturbador o molesto, se revisa a partir del cálculo del índice de confort G en una instalación de alumbrado público convencional, dado por: G = 13,84 – 3,31 log (I80) + 1,3 log (

I80 0,5 I ) – 0,08 log ( 80 ) + 1,29 log (F) + 0,97 log (Lm) + 4,41 log (h') I88 I88 – 1,46 log (p) + c

donde: I80 es la intensidad luminosa emitida por la luminaria con un ángulo de elevación =80º en el plano C=0. I88 es la intensidad luminosa en el caso de =88º. F es la superficie aparente de la luminaria vista bajo un ángulo de 76º. Lm es la luminancia promedio de la superficie de la calzada. h' es la altura entre el nivel de los ojos y la luminaria. p es el número de luminarias por kilómetro. c es un factor de corrección del color que se determina como:

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MANUAL TÉCNICO DE ALUMBRADO PÚBLICO CAPÍTULO 2 CONCEPTOS FOTOMÉTRICOS TIPO DE BOMBILLA Sodio baja presión Otras fuentes

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c 0,4 0

Esta fórmula sólo es válida en el intervalo: 5 ≤ h' ≤ 20 m 20 ≤ p ≤ 100 50 ≤ I80 ≤ 7000 cd 1 ≤ I80/I88 ≤ 50 0,007 ≤ F ≤ 0,4 m2 0,37 ≤ Lm ≤ cd/m2 Este fenómeno se evalúa de acuerdo a una escala numérica, obtenida de estudios estadísticos, que va del deslumbramiento insoportable al inapreciable. Índice de confort G 1 3 5 7 9

Deslumbramiento perturbador Tipo de deslumbramiento Insoportable Molesto Admisible Satisfactorio Inapreciable

Caracteristica de la instalación de alumbrado Malo Inadecuado Regular Bueno Excelente

OTRAS MAGNITUDES DE INTERÉS Reflectancia (ρ)=: Relación entre el flujo reflejado por un cuerpo con o sin difusión (φr) y el flujo recibido (φ). Símbolo

⇒

Relación

⇒

ρ ρ =

φr φ

[%]

φa) y el flujo recibido Absortancia (α): Relación en el flujo luminoso absorbido por un cuerpo (φ (φ φ).

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Símbolo

⇒

Relación

⇒

α α =

φa φ

[%]



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Transmitancia (τ): Relación entre el flujo luminoso transmitido (φ φt) por un cuerpo y el flujo recibido (φ φ). Símbolo

⇒

Relación

⇒

τ τ =

φt φ

[%]

Factor de uniformidad media (Um): Relación entre la iluminación mínima (Emín) y la media (Emed), de una instalación de alumbrado. Símbolo

⇒

Relación

⇒

Um Um =

Emín Emed

[%]

Factor de uniformidad extrema (Ue): Relación entre la iluminación mínima (Emín)y máxima (Emáx), de una instalación de alumbrado. Símbolo

⇒

Relación

⇒

Ue Ue =

Emín Emáx

[%]

Factor de uniformidad longitudinal (UL): Relación entre la luminancia mínima (Lmín) y máxima (Lmáx) longitudinal, de una instalación de alumbrado. Símbolo

⇒

Relación

⇒

UL UL =

Lmín longitudinal Lmáx longitudinal

[%]

Factor de uniformidad general (Uo): Relación entre la luminancia mínima (Lmín) y media (Lmed), de una instalación de alumbrado.

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Símbolo

⇒

Relación

⇒

UO UO =

Lmín Lmed

[%]



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Factor de mantenimiento (Fm): Coeficiente que indica el grado de conservación de una instalación Símbolo

⇒

Relación

⇒

Fm Fm = Fpb x Fdb x Ft x Fe x Fc [%] Fpb Fdb Ft Fe Fc

= = = = =

Factor de posición de la bombilla Factor de depreciación de la bombilla Factor de temperatura Factor equipo de encendido Factor de conservación de la instalación

Clasificación de las superficies de las calzadas (estado seco) Para los cálculos de luminancia, se pueden definir tres parámetros característicos de las propiedades de reflexión de una superficie en una vía: El factor especular S1 definido como la relación r(0,2)/ r(0,0) El factor especular S2 definido como la relación Qo / r(0,0) El coeficiente promedio de luminancia Qo conocido también como grado de claridad de la superficie. Notas: r(0,2) significa el coeficiente de luminancia reducido evaluado para β =0° y tan γ = 2 r(0,0) significa el coeficiente de luminancia reducido evaluado para β =0° y tan γ = 0 Donde:

∫ qdω

Q0 =

ω

∫ dω

ω

q= Coeficiente de luminancia (depende de los ángulos β y γ) ω= Ángulo sólido que contiene todas aquellas direcciones de incidencia de luz sobre un punto en la vía y que se toman en cuenta en el proceso de medida (β β varía entre 0° y 180° y γ varía entre 0° y 90°) Con el fin de mantener unas características normalizadas, las calzadas se han clasificado de acuerdo con los tres factores anteriormente definidos y se ha llegado a cuatro calzadas tipo. Siendo el coeficiente S1 el que define la forma básica del cuerpo R por su altura, aunque el

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brillo sea el mismo, una superficie reflejará diferente cantidad de luz según varíe este coeficiente y en consecuencia será más reflectante. Esto hace que la primera clasificación de superficies se base en el comportamiento del factor S1, de la siguiente forma (Según la Norma Técnica Colombiana NTC 900 aparatado 7.3.5): Clase R1 R2 R3 R4

CLASIFICACIÓN DE SUPERFICIES SEGÚN EL FACTOR S1 Variación S1 S1 S2 Qo. Reflexión S1 < 0,42 0,25 1,53 0,10 Casi difusa 0,58 1,80 0,07 Ligeramente difusa 0,42 ≤ S1 < 0,85 1,11 2,38 0,07 Ligeramente brillante 0,85 ≤ S1 < 1,35 1,55 3,03 0,08 Brillante S1 ≥1,35

Cada tipo de superficie de calzada de la misma clase se caracterizará por un solo cuerpo o Tabla R típico de esa clase. Esto hace que las tablas R funcionen como patrón mediante la cual pueden llevarse a cabo los cálculos de luminancia. Las características resumidas de las cuatro (4) Tablas R, de acuerdo con el patrón definido por la Comisión Internacional de Iluminación CIE, se presentan a continuación. Tablas R La Comisión Internacional de Iluminación CIE, define los acabados de las cuatro clases de superficies cuyas características se han resumido en la siguiente tabla: CARACTERÍSTICAS DE LOS ACABADOS SUPERFICIALES DE VÍAS, POR CLASE CLASE

DESCRIPCIÓN Superficie de calzada asfáltica, con un mínimo de 15% de abrillantadores artificiales.

R1

Revestimientos superficiales con grava que cubra mas del 80% de la superficie de la calzada y en las que la grava tenga principalmente abrillantadores artificiales Superficie de calzadas en concreto u hormigón Revestimientos que tengan una superficie áspera con agregados normales

R2

Superficies asfálticas que contengan del 10 al 15% de abrillantadores artificiales Hormigón asfáltico grueso y áspero, rico en grava. Calzadas en asfalto-cemento

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MANUAL TÉCNICO DE ALUMBRADO PÚBLICO CAPÍTULO 2 CONCEPTOS FOTOMÉTRICOS R3 R4

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Revestimientos en asfalto de textura gruesa Superficies de asfalto que tengan una textura muy suave y pulida

Cuando el valor Qo de una superficie sea diferente al valor para el cual se hizo la tabla patrón, los valores R de la tabla patrón deberán multiplicarse por la relación entre el valor Qo real de la superficie y el valor Qo de la tabla patrón. En los casos donde las características de reflexión S1 y Qo no se puedan medir ni determinar, partiendo del conocimiento previo y experiencias, puede conseguirse una orientación aproximada escogiendo un tipo de tabla R de acuerdo con el tipo de acabado de la calzada y de los materiales utilizados en su construcción.

2.2 Representación Gráfica 2.2.1 Diagrama Polar y Curva de Distribución Luminosa En estos gráficos la intensidad luminosa se representa mediante un sistema de tres coordenadas (I,C,γ).

Diagrama polar Donde: I

Representa el valor numérico de la intensidad luminosa en candelas e indica la longitud del vector.

γ

Mide la inclinación respecto al eje vertical de la luminaria.

C

Ángulo que nos dice en qué plano vertical estamos: - La vertical hacia abajo: 0º - La horizontal: 90º - La vertical hacia arriba: 180º

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En este caso, los ángulos entre 0º y 180º quedan en el lado de la calzada y los comprendidos entre 180º y 360º en la acera; 90º y 270º son perpendiculares al bordillo y caen respectivamente en la calzada y en la acera. En los diseños de Alumbrado Público los valores de C deben indicarse en el diagrama polar. Si representamos en el espacio todos los vectores de la intensidad luminosa en sus respectivas direcciones y uniéramos después sus extremos, obtendríamos un cuerpo llamado sólido fotométrico. Pero como trabajar en tres dimensiones es muy incómodo, se corta el sólido con planos verticales para diferentes valores de C (suelen ser uno, dos, tres o más dependiendo de las simetrías de la figura) y se reduce a la representación plana de las curvas más características.

Curvas de distribución luminosa En la curva de distribución luminosa, los radios representan el ángulo γ y circunferencias concéntricas el valor de la intensidad en candelas.

las

De todos los planos verticales posibles identificados por el ángulo C, solo se suelen representar los planos verticales correspondientes a los planos de simetría y los transversales a estos (C = 0º y C = 90º) y aquel en que la bombilla tiene su máximo de intensidad. Para evitar tener que hacer un gráfico para cada bombilla cuando solo varía la potencia de esta, los gráficos se normalizan para una bombilla de referencia de 1000 lm . Para conocer los valores reales de las intensidades luminosas bastará con multiplicar el flujo luminoso real de la bombilla por la lectura en el gráfico y dividirlo por 1000 lm .

I Ireal = φbombilla x 1gr0áf0ic0o

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También es posible encontrar estos datos en una tabla llamada matriz de intensidades luminosas donde para cada pareja de valores de C y γ obtenemos un valor de I normalizado para una bombilla de flujo de 1000 lm. Este formato se ha impuesto debido a la facilidad de aplicación en los cálculos a través de software especializados de iluminación. A continuación se muestra una matríz de intensidades luminosas dentro del sistema de coordenadas C-

γ

SISTEMAS DE COORDENADAS C-γγ

C: Plano vertical de medida γ: Ángulo de elevación α: Ángulo de inclinación

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M: Centro del sistema óptico de la fuente Eje polar: Proyección vertical que pasa por el centro del sistema óptico de la luminaria



ÁNGULO γ

270° 0° 4° 8° 12° 16° 20° 24° 28° 32° 36° 40° 44° 48° 52° 56° 60° 62° 64° 66° 68° 70° 72° 76° 78° 80° 84° 90°

250° 184 179 174 166 160 153 143 133 122 117 109 97 85 69 56 45 38 32 27 22 16 11 4 4 3 3 2

230° 185 180 176 168 164 156 148 138 129 120 114 105 93 80 67 54 48 43 37 31 24 19 10 7 5 4 3

185 182 176 172 169 163 159 153 144 136 128 119 11 98 85 71 63 56 48 42 34 27 15 11 8 4 3

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PLANO C Candelas/1.000 lumenes 210° 200° 190° 180° 170° 160° 150° 140° 130° 110° 90° 184 184 184 184 184 183 184 184 184 184 186 184 185 185 185 186 186 187 186 188 188 188 181 184 185 186 187 187 188 189 189 189 191 179 182 184 187 187 189 190 191 190 191 192 177 183 185 190 191 194 193 193 191 188 189 175 182 187 192 194 197 196 194 190 185 182 175 183 190 195 199 201 199 195 188 177 173 172 182 192 198 203 204 200 193 183 168 160 168 181 191 202 205 206 199 188 175 155 145 166 181 194 203 210 209 198 183 168 140 128 164 183 195 205 211 208 194 176 157 124 110 157 178 191 201 206 200 185 166 144 108 92 146 168 183 191 195 186 171 152 128 93 76 131 157 170 178 178 170 152 131 112 77 61 115 139 152 159 157 149 133 116 95 63 49 97 119 132 137 135 128 1123 97 79 51 38 88 108 120 126 123 116 101 88 70 45 32 78 97 109 113 111 105 90 78 62 39 28 67 85 96 102 99 93 79 69 54 33 24 58 74 86 90 87 81 69 59 47 28 21 49 62 73 77 75 69 58 49 39 24 18 39 51 59 64 62 58 47 40 31 20 14 21 29 35 39 37 35 29 24 19 12 9 15 20 24 27 26 26 21 18 14 10 8 9 13 15 17 17 17 14 13 11 7 7 5 5 5 6 6 6 6 6 6 6 6 3 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4

2.2.2 Diagramas Isocandela A pesar de que las curvas de distribución luminosa, son herramientas muy útiles y prácticas, presentan el gran inconveniente de que sólo nos dan información de lo que ocurre en unos pocos planos meridionales (para algunos valores de C) y no sabemos a ciencia cierta qué pasa en el resto. Para evitar estos inconvenientes y conjugar una representación plana con información sobre la intensidad en cualquier dirección se definen las curvas isocandela. En los diagramas isocandelas se representan en un plano, mediante curvas de nivel, los puntos de igual valor de la intensidad luminosa. Cada punto indica una dirección del espacio definida por dos coordenadas angulares. Según cómo se escojan estos ángulos, se distinguen dos casos: Proyectores para alumbrado En los proyectores se utiliza un sistema de coordenadas rectangulares con ángulos en lugar de las típicas xy. Para situar una dirección se utiliza un sistema de meridianos y paralelos similar al que se utiliza con la tierra.

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El paralelo 0º se hace coincidir con el plano horizontal que contiene la dirección del haz de luz y el meridiano 0º con el plano perpendicular a este.

Diagrama isocandela para proyectores Cualquier dirección, queda así, definida por sus dos coordenadas angulares. Conocidas estas, se sitúan los puntos sobre el gráfico y se unen aquellos con igual valor de intensidad luminosa formando las líneas isocandelas. Luminarias para alumbrado público (proyección azimutal) Para definir una dirección, se utilizan los ángulos C y γ usados en los diagramas polares. Se supone que la luminaria está situada dentro de una esfera y sobre ella se dibujan las líneas isocandelas. Los puntos de las curvas se obtienen por intersección de los vectores de intensidad luminosa con la superficie. Para la representación plana de la superficie se recurre a la proyección azumutal de Lambert.

Diagrama isocandela para luminarias

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2.2.3 Curvas ISOLUX Las curvas estudiadas anteriormente (diagrama polar e isocandela) se obtienen a partir de características de la fuente luminosa, flujo o intensidad luminosa, y dan información sobre la forma y magnitud de la emisión luminosa de esta. Por el contrario, las curvas isolux hacen referencia a las iluminancias, flujo luminoso recibido por una superficie, datos que se obtienen experimentalmente o por calculo a partir de la matriz de intensidades, utilizando la fórmula:

EH =

I (C,γ) h2

Cos3α

Estos gráficos son útiles porque dan información sobre la cantidad de luz recibida en cada punto de la superficie de trabajo; son utilizadas especialmente en el alumbrado público, donde por simple inspección, se puede hacer una idea del estado de la iluminancia de una vía. Lo más habitual es expresar las curvas isolux en valores absolutos, definidas para una bombilla de 1 000 lm y una altura de montaje de 1 m .

Diagrama isolux Los valores reales se obtienen a partir de las curvas usando la expresión:

EHreal = EHcurva x

φ bombilla

1 000

real x

12 h2

También puede expresarse en valores relativos a la iluminancia máxima (100%) para cada altura de montaje. Los valores reales de la iluminancia se calculan entonces como:

Ereal = Ecurva x Emáx

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Con

Emáx = a

x

φ bombilla h2

real

siendo a un parámetro suministrado con las gráficas. 2.2.4 Rendimiento en Luminancias Estos diagramas se utilizan para el cálculo de la luminancia media en la superficie de la calzada de una instalación de alumbrado público. Si la clase de reflexión del pavimento se conoce se usará el diagrama correspondiente. Los diagramas de rendimiento de luminancia se dibujan en unidades de altura de montaje de la luminaria y por esta razón son útiles para usos gráficos directos.

Rendimiento en luminancias respecto a tres observadores Las curvas se dan para tres posiciones del observador A, B y C para las cuales: -

A: Observador ubicado sobre el lado de la acera a una distancia h de la fila de luminarias. B: Observador ubicado en línea con la fila de luminarias. C: Observador ubicado sobre la calzada a una distancia h de la fila de luminarias.

Para otras posiciones es necesario interpolar o extrapolar.

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La luminancia promedio se calcula por la siguiente formula:

Lm =

ηL⋅ϕ⋅Qo w⋅s

(cd/m2)

Donde:

Lm ηL ϕ Qo W S

= = = = = =

Luminancia Promedio Factor de rendimiento de la luminancia. Flujo luminoso de la bombilla. Coeficiente de luminancia media. Ancho de la calzada. Interdistancia entre las luminarias.

Las diferentes aplicaciones de este tipo de curvas, se muestran a continuación: Verificación del comportamiento de una instalación de alumbrado público, con luminarias ubicadas por detrás de la acera “avance negativo”.

Avance negativo

Verificación del comportamiento de una instalación de alumbrado público, utilizando diferentes ángulos de inclinación de los brazos, para la ubicación de luminarias.

2.2.5 Factor de Utilización Es una medida del rendimiento del conjunto bombilla-luminaria y se define como el cociente entre el flujo que ilumina la calzada o superficie iluminada y el flujo total producido por la bombilla o las bombillas que se colocan en las luminarias.

ηu =

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φ φlampara



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Normalmente se representa mediante curvas que suministran los fabricantes con las luminarias. Estas curvas podemos encontrarlas en función del cociente anchura de la calle/ altura (A/h), la más habitual, o de los ángulos 1, 2 en el lado calzada y acera respectivamente.

CURVAS DEL FACTOR DE UTILIZACIÓN

2.3 CLASIFICACIÓN DE LAS LUMINARIAS Debido a la muy alta luminancia de las bombillas, es preciso aumentar la superficie aparente de emisión, para evitar molestias visuales o deslumbramientos. También, es necesario apantallar las bombillas para protegerlas de los agentes externos y para que dirijan el flujo en la forma más adecuada a la tarea visual. De esta forma, los distintos estudios e investigaciones dan una gran importancia al conjunto formado por la bombilla y la luminaria, y es por ello que se pueden clasificar en: -

Luminarias para instalaciones de iluminación pública. Luminarias para instalaciones de iluminación por proyección. Luminarias para instalaciones de iluminación interior.

Como las dos primeras son el objeto de éste manual, a continuación vamos a estudiarlas.

2.3.1 Luminarias para Instalaciones de Iluminación Pública Dentro de este grupo se tienen luminarias para la iluminación de parques, jardines, zonas residenciales, vías urbanas, autopistas, túneles, etc. La Comisión Internacional de Iluminación CIE, ha introducido un nuevo sistema para la clasificación de luminarias para iluminación víal y así sustituir el sistema que introdujo en el año 1965, en el que se hacia la clasificación cut-off, semi-cut-off y noncut-off.

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No obstante, el antiguo sistema sigue siendo utilizado en iluminación de vías:

CLASIFICACIÓN DE LUMINARIAS SEGÚN LA CIE AÑO 1965 Valor máximo permitido Valor máximo permitido Dirección de la de intensidad emitida a de intensidad emitida a intensidad un ángulo de elevación un ángulo de elevación máxima menor de de 80° de 90° cut-off 30 cd / 1 000 lm 10 cd / 1 000 lm 65° semi-cut-off 100 cd / 1 000 lm 50 cd / 1 000 lm 76° non-cut-off Cualquiera -----

Tipo de luminaria

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0°

0°

195 cd

130 cd

65 cd

65 cd

130 cd

195 cd

195 cd

130 cd

Non cut-off 65 cd

65 cd

130 cd

195 cd

195 cd

130 cd

Semi cut-off 65 cd

65 cd

130 cd

195 cd

Cut-off

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0°

Ejemplos de curvas fotométricas con su clasificación La nueva clasificación de luminarias de la CIE que reemplaza a la anterior se basa en tres propiedades básicas de las luminarias: ALCANCE El alcance de la luminaria es la extensión a la cual la luz de la luminaria se distribuye a lo largo de una vía. Está definido por el ángulo δmáx que forma el eje del haz con la vertical que va hacia abajo. El eje del haz está definido por la dirección de la bisectriz del ángulo formado por las dos direcciones de 90% de Imáx en el plano vertical de intensidad máxima. Se definen tres grados de alcance: γmáx < 60° 70° ≥ γmáx ≥ 60° γmáx > 70°

Alcance corto Alcance medio Alcance largo

APERTURA Es la cantidad de dispersión lateral de luz, a lo ancho de la vía. Está definida por la posición de la línea, que corre paralela al eje del camino y que apenas toca el lado más alejado del 90% de Imáx en la vía. La posición de ésta línea está definida por el ángulo δ90. Los tres grados de apertura se definen de la siguiente manera: γ90 < 45° 55° ≥ γ90 ≥ 45° γ90 > 55°

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Apertura estrecha Apertura media Apertura ancha



h

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55°

60°

45°

70°

(90% Imax)

Corto

1.7h 1h

2.7h

Estrecha

Medio 1.4h Largo

Media

Ancha

Apertura

γmax

Grados de alcance y apertura definidos por la CIE CONTROL Es el alcance de la instalación para controlar el deslumbramiento producido por la luminaria. El control esta definido por el índice específico de la luminaria, SLI de la luminaria. Éste hace parte de la fórmula G de control de deslumbramiento molesto (ver apartado 2.1) que está determinado sólo por las propiedades de la luminaria. I

SLI = 13,84 - 3,31 x log(I80) + 1,3 x log ( I80 )0,5 + 0,08 x log (F) + C 88

Donde:

Intensidad luminosa emitida por la luminaria a un ángulo de elevación de 80°, en un plano paralelo al eje de la calzada C=0 (cd).

I80

=

I80 I88

= Relación entre intensidades luminosas para 80° y 88°

F

=

C

Área emisora de luz de las luminarias (m2) proyectadas en la dirección de elevación a 76° Factor de color, variable de acuerdo al tipo de bombilla (+0,4 corresponde a = sodio baja presión y 0 a las otras bombillas)

En el caso del control del deslumbramiento producido por la luminaria, se recomiendan tres grados: SLI < 2 4 ≥ SLI ≥ 2 SLI > 4

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Control limitado Control moderado Control estricto



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En la siguiente tabla se resumen las definiciones de la CIE, anteriormente descritas:

Corto Medio

SISTEMA DE CLASIFICACIÓN DE PROPIEDADES FOTOMÉTRICAS DE LUMINARIAS SEGÚN LA CIE Alcance Apertura Control SLI < 2 γmáx < 60° γ90 < 45° Estrecha Limitado 70° ≥ γmáx ≥ 60° Media 55° ≥ γ90 ≥ 4 ≥ SLI ≥ 2 Moderado

Largo

γmáx > 70°

Ancha

45° γ90 > 55°

Estricto

SLI > 4

2.3.2 Luminarias para Instalaciones de Iluminación por Proyección Dentro de este tipo podemos clasificar las destinadas a instalaciones deportivas cubiertas y al aire libre, fachadas, áreas de trabajo, áreas de vigilancia, etc. Un proyector es una luminaria que concentra la luz en un ángulo sólido determinado por un sistema óptico, para conseguir una intensidad luminosa elevada. Desde el punto de vista de la distribución de luz, los proyectores se agrupan en tres grupos básicos: con simetría, de rotación, simetricos y asimétricos. Los proyectores también se clasifican de acuerdo con la apertura de su haz en: CLASIFICACIÓN DE LA APERTURA DEL HAZ Descripción Apertura del haz (al 50% Imax) < 20° Haz estrecho 20° a 40° Haz medio >40° Haz ancho La apertura del haz de un proyector (o ángulo de haz) se define como el ángulo, en un plano que contiene al eje de haz, sobre el cual la intensidad luminosa disminuye hasta un porcentaje determinado (generalmente 50% ó 10%) de su valor pico. Para un proyector con distribución de la intensidad de la luz rotacionalmente simétrica (es decir, una distribución que permanece sin cambios independientemente del plano que contiene al eje del que se considere) se puede establecer una cifra para la apertura del haz, por ejemplo 28° a ambos lados del eje del haz. En los casos de distribución asimétrica, como la proporcionada por los proyectores rectangulares, se dan dos cifras: por ejemplo 6°/24°, ya que el haz se esparce en los dos planos mutuamente perpendiculares de simetría (vertical y horizontal respectivamente). En ocasiones, la distribución en el plano vertical de dichos

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proyectores es asimétrica con relación al eje del haz. En ese caso, se dan dos cifras para la apertura del haz en este plano: por ejemplo 5° - 8°/24°, esto es 5° por encima y 8° por debajo del eje del haz y en el plano horizontal 12° a la izquierda y 12° a la derecha del haz.

2.4 Disposición de Luminarias en la Vía Para conseguir una buena iluminación, no basta con realizar los cálculos requeridos por las A continuación normas, también debe proporcionarse información de las características y trazado de la vía. se explican las disposiciones más utilizadas: DISPOSICIÓN DE LUMINARIAS EN TRAMOS RECTOS Y UNA CALZADA Para implantación de puntos de luz en tramos rectos de vías con única calzada existen tres disposiciones básicas: unilateral, bilateral tresbolillo y bilateral opuesta.

Disposición de luminarias en tramos rectos y una calzada La disposición unilateral se recomienda si el ancho de la vía es menor que la altura de montaje de las luminarias. La bilateral tresbolillo se recomienda en el caso en que el ancho de la vía esté comprendida entre 1 y 1,5 veces la altura de montaje. Para el caso de la disposición bilateral opuesta, se recomienda cuando el ancho de la vía sea mayor de 1,5 veces la altura de montaje

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Unilateral Tresbolillo Bilateral Opuesta

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RELACIÓN ENTRE EL ANCHO DE LA VÍA (A) Y LA ALTURA DE MONTAJE (h) W/h < 1 1 W/h 1.5 W/h > 1.5

DISPOSICIÓN DE LUMINARIAS EN TRAMOS RECTOS CON VARIAS CALZADAS Para los casos de tramos rectos de vías con dos o más calzadas apartadas por un separador, se pueden colocar las luminarias sobre el separador o considerar las dos calzadas de forma independiente.

Disposición de luminarias en tramos rectos con varias calzadas Si el separador es estrecho (menor que 1,50 m de ancho) no se deben instalar postes, a no ser que la altura del sardinel sea mayor de 0,50 m. En separadores 2,30 m deben tener doble poste. Si el separador es muy ancho, preferiblemente se deben considerar las calzadas de forma independiente. En estos casos, la instalación puede combinarse las siguientes configuraciones: -

Configuración con postes que utilicen soportes dobles y refuerzo con la disposición tresbolillo Configuración unilateral en cada una de las calzadas.

En este último caso es recomendable poner las luminarias en el lado contrario del separador porque de esta forma se incentiva la circulación vehicular por el carril de la derecha.

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DISPOSICIÓN DE LUMINARIAS EN TRAMOS CURVOS En tramos curvos las reglas a seguir son las de proporcionar una buena orientación visual y hacer menor la separación entre las luminarias cuando menor sea el radio de la curva. Si la curvatura de la vía es grande (R>300 m) se considerará como un tramo recto. Si la curvatura de la vía es pequeña y el ancho de la vía es menor de 1,5 veces la altura de las luminarias, se adoptará una disposición unilateral por el lado exterior de la curva. En el caso contrario se recurrirá a una disposición bilateral opuesta.

Disposición de luminarias en tramos curvos CURVATURA R > 300 m R < 300 m

CARACTERÍSTICA Asimilar a un tramo recto A/H < 1.5

Unilateral exterior

A/h > 1.5

Bilateral pareada

Donde: R: Curvatura de la vía. A: Ancho de la vía. H: Altura de montaje de la luminaria. DISPOSICIÓN DE LUMINARIAS EN CRUCES En cruces conviene que el nivel de iluminación sea superior al de las vías que confluyen en él, con lo cual se mejora la visibilidad. Así mismo, es recomendable situar los puntos de iluminación en el lado derecho de la calzada y después del cruce.

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Si el cruce tiene forma de T hay que disponer una luminaria al final de la calle que termina.

Disposición de luminarias en cruces

DISPOSICIÓN DE LUMINARIAS EN PLAZAS Y GLORIETAS En las plazas y glorietas se instalarán luminarias en el borde exterior de éstas, para que iluminen los accesos y salidas. La altura de los postes y el nivel de iluminación será por lo menos igual al de la calle más importante que desemboque en ella. Además, se pondrán luces en las vías de acceso para que los vehículos vean a los peatones que crucen cuando abandonen la plaza. Tambien se podrán instalar postes de gran altura con un soporte o brazo para varias luminarias.

Disposición de luminarias en plazas y glorietas DISPOSICIÓN DE LUMINARIAS EN PASOS PEATONALES En pasos de peatonales las luminarias se colocarán antes de estos según el sentido de la marcha de tal manera que sea bien visible tanto por los peatones como por los conductores.

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Disposición de luminarias en pasos peatonales DISPOSICIÓN DE LUMINARIAS EN PRESENCIA DE ÁRBOLES La iluminación de las vías y los árboles son activos importantes de la comunidad y por eso las luminarias deben ubicarse de modo que aseguren una feliz coexistencia, de tal forma que se tenga un tráfico seguro para vehículos y peatones e igualmente se preserven las características estéticas y paisajísticas de la vecindad. Es importante realizar el empalme de los diseños fotométricos y arquitectónicos, aspecto en el que la calidad y la cantidad de la iluminación deben prevalecer sobre la modulación del espacio público. En este punto, de ser necesario, se deben realizar los traslados de mobiliario y arborización para ajustarlos a la localización de postes para el alumbrado, lo cual redunda en la comodidad y seguridad adecuados en el tráfico peatonal y vehicular. Si en la vía hay presencia de árboles entre 8 y 10 metros, las luminarias se situarán a su misma altura. Pero si son pequeños, las luminarias usadas serán más altas que estos, de 12 a 16 m de altura. En ambos casos es recomendable una poda periódica de los árboles, y en lo posible una ubicación de los árboles a la mitad de la interdistancia.

Para realizar la poda de un árbol se debe examinar previamente la geometría de su copa y determinar las ramas que se deben cortar, teniendo en cuenta que en general un árbol debe podarse para restablecer su forma simétrica y simultáneamente lograr las distancias requeridas con respecto a la luminaria.

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La poda debe hacerse en forma tal que no afecte la estructura natural del árbol y que no cause daños que puedan ocasionar su muerte. El objetivo de las podas debe ser justificado ante el ente encargado y no debe removerse más de una cuarta o como máximo una tercera parte de la masa total del árbol al año.

Tipo Columna

Tipo Ovalado

Tipo Globo

Altura del Follaje de Interferencia

Tipo Piramide Ancha

Tipo Piramide Angosta

Césped

Acera

2 METROS

Disposición de luminarias en presencia de árboles De acuerdo con los conocimientos que arroja la experiencia, los postes de alumbrado público deben ser ubicados a una distancia adecuada de acuerdo con la frondosidad del árbol, pero generalmente a más de 3 metros de distancia del tronco. Para la poda y tala de árboles debe tenerse en cuenta la documentación relacionada para la zona y su legislación aplicable •

Resolución No 0536 del 7 de abril de 2000 expedida por la CAR, por medio de la cual se acepta el Plan de Manejo Ambiental para el mantenimiento de las líneas de distribución, mediante rocerías, podas y talas de la vegetación localizada en el corredor de servidumbre de las líneas de distribución de energía eléctrica.

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MANUAL TÉCNICO DE ALUMBRADO PÚBLICO CAPÍTULO 2 CONCEPTOS FOTOMÉTRICOS • • • •

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Decreto 1791 de 1996 del Ministerio del Medio Ambiente, por medio del cual se establece el régimen de aprovechamiento forestal. Resolución No 1735 del 14 de Agosto de 2000 expedida por el DAMA, mediante la cual se exige el cumplimiento del Plan de Manejo Ambiental para la ejecución del programa de poda y tala de árboles que interfieren con las redes eléctricas en el Distrito Capital. Decreto 068 de 2003 de la Alcaldía Mayor de Bogotá Distrito Capital, por medio de la cual se reglamenta la arborización, aprovechamiento y tala del arbolado en el perímetro de Bogotá D.C. Guía para el manejo de Obras Lineales, por medio del cual el DAMA establece los lineamientos ambientales para la ejecución de obras de infraestructura en el Distrito Capital

2.5 Métodos de Cálculo A continuación se definirá la forma de realizar un cálculo para los proyectos de iluminación de Alumbrado Público:

2.5.1 Definición del Espacio a Iluminar Para iniciar un cálculo lumínico destinado a alumbrado público, se deberán tener en cuenta tanto la función del espacio público como los detalles y características del sitio de instalación y de los puntos de luz; éstos se limitan a través de tres elementos: ELEMENTO La calzada

La luminaria

La posición del observador

CARACTERÍSTICA - Las medidas físicas de la calle. - La subdivisión en carriles y sentidos de marcha de tráfico vehicular. - Las características reflexivas de color y rugosidad del asfalto ó concreto (materiales de construcción de la vía). - La geometría respecto a la vía. - La posición de la luminaria respecto a la acera. - La localización de las luminarias y su curva fotométrica. - El flujo de la bombilla a utilizar con la luminaria. - El mantenimiento: incluye todos los factores que influyen en la depreciación luminosa de la luminaria a lo largo del tiempo. Para el cálculo de las luminancias, el observador debe posicionarse exactamente a 60 metros del primer punto de referencia a medir, a 1/4 del ancho de la vía en el sentido de la marcha y la altura del desde el piso debe ser de 1,5 m. Para el cálculo de las uniformidades longitudinales, el observador deberá ubicarse en el centro de cada carril.

Una vez definidas las características de la vía, deberá comprobarse que las luminarias a utilizar en el proyecto, hayan sido medidas en un Laboratorio Fotométrico.

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A través de un fotogoniometro de espejo se llevan a cabo las recomendaciones de la normas de la Comisión Internacional de Iluminación CIE 27 "Photometry of luminaries for street lighting", y CIE 34 "Road lighting lantern and installation dataphotometrics, calssification and performance". El proceso se lleva a cabo mediante el sistema C-γγ donde el eje vertical que pasa por el centro óptico de la luminaria, es el eje de rotación alrededor del cual giran los planos C. El fotogoniometro de espejo hace un barrido de los planos C cada 5 grados. Los ángulos γ se miden a partir de la vertical del centro óptico con barridos variables de 10°, 5°, y 2,5°.

2.5.2 Cálculo de Luminancias MÉTODO La luminancia en un punto de la calzada se calcula mediante la fórmula:

L =∑

 r(β β,tgγγ)  (cd/m2) I(c,γ) 2 h  

donde la sumatoria comprende, en principio, todas las luminarias de la instalación. Los valores de intensidad luminosa (I(c,γ)) y del coeficiente de luminancia reducida (r(β,tgγ)) se obtienen por interpolación cuadrática en la matriz de intensidades de la luminaria y en la tabla de reflexión del pavimento. Por último la variable h es la altura máxima de la luminaria.

Luminancia en un punto Los valores de luminancia calculados estarán influidos por el factor de mantenimiento como reducción, que tiene en cuenta la depreciación luminosa de la lámpara y la causada por la

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suciedad entre otras. Se adoptará, en todos los cálculos, un valor menor o igual a 0.8, dependiendo del tipo de luminaria y del grado local de polución atmosférica. HIPÓTESIS Los siguientes apartados son aplicables a tramos de calzada rectos o curvas de radio grande (radio 300 m). En otro tipo de configuración se hará aplicando los criterios de ubicaciones especiales. Todos los cálculos se establecen para pavimentos en estado seco. SELECCIÓN DE LA RETÍCULA Y GRILLA DE CÁLCULO La retícula o grilla de cálculo es el conjunto de puntos en que se calcularán los valores de luminancia. En sentido longitudinal, la retícula cubrirá el tramo de calzada comprendido entre dos luminarias consecutivas del mismo lado. En sentido transversal, deberá abarcar el ancho definido para el área de referencia. Los puntos de cálculo se muestran en la siguiente figura y el número de ellos será: Luminaria

a/6

a

a/2

Luminaria

Grilla o retícula de cálculo • •

Longitudinalmente: 10 puntos para separaciones entre luminarias inferiores a 50 m, o el menor número de puntos que proporcione distancias entre ellos iguales o inferiores a 5 m, para separaciones entre luminarias mayores de 50 m. Transversalmente: 5 puntos por carril, con uno de ellos situado en el centro del mismo. Los dos puntos más exteriores quedaran dentro de la calzada, con respecto al borde de la misma, a 1/6 del ancho del carril.

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POSICIÓN DEL OBSERVADOR a) Altura 1,5m sobre la superficie de la calzada. b) Situación longitudinal: A 60 metros de la primera línea transversal de puntos de cálculo. c) Situación transversal: • Para el cálculo de la luminancia media y de la uniformidad global a ¼ del ancho total de la calzada, medido desde el borde derecho de la misma. • Para el cálculo de la uniformidad longitudinal, para cada sentido de circulación, en el centro de cada uno de los carriles del sentido considerado. NÚMERO DE LUMINARIAS El número de luminarias que contribuyen a la luminancia en un punto de cálculo se debe restringir, en el sentido de circulación, a aquellas situadas prevíamente a cinco veces la altura de montaje, y a doce veces la altura de montaje. Asimismo, en lo referente a luminarias ubicadas transversalmente al sentido de la circulación, sólo se tomarán en consideración las que se encuentren a menos de cinco veces la altura de montaje. CÁLCULOS • • •

Luminancia promedio: valor medio de las luminancias calculadas en los puntos de la retícula o grilla. Uniformidad general: cociente entre la luminancia mínima calculada en un punto de la grilla y la luminancia media. Uniformidad longitudinal: para cada uno de los carriles, se obtiene dividiendo las luminancias puntuales mínima y máxima calculadas en el eje del carril.

2.5.3 CÁLCULO DE ILUMINANCIAS MÉTODO La iluminancia horizontal en un punto de la calzada se expresa mediante:

 L =∑ I(c,γ) 

cos3γ h2

 

(lux)

Siendo γ el ángulo formado por la dirección de incidencia en el punto con la vertical. La sumatoria (∑) comprende, en principio, a todas las luminarias de la instalación.

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a

γ

I

h

P

δ

c

Iluminancia en un punto Los cálculos de iluminancias, al igual que los de las luminancias, se afectarán por un factor de mantenimiento menor o igual a 0.8, dependiendo del tipo de luminaria y del grado local de polución atmosférica. SELECCIÓN DE LA RETÍCULA Y GRILLA DE CÁLCULO Se adoptara la misma retícula descrita para luminancia . NÚMERO DE LUMINARIAS Se irán acumulando, en los puntos de la retícula, las luminancias producidas por las luminarias, evolucionando desde las más cercanas hacia las más lejanas, hasta el momento en que una luminaria no produzca en ninguno de los puntos de la retícula un nivel superior al 1% del acumulado. CÁLCULOS

• • •

Iluminancia media: valor medio de las iluminancias calculadas en los puntos de la retícula. Uniformidad general: cociente entre la iluminancia mínima calculada en un punto de la retícula y la iluminancia media. Uniformidad extrema: cociente entre la iluminancias mínima y máxima calculadas en los puntos de la retícula.

MÉTODO DE LOS 9 PUNTOS Método desarrollado por la CIE (Comisión Internacional de Iluminación), que se encuentra documentado en la publicación CIE-30. Debe consultarse la publicación CIE 140, para las consideraciones sobre interpolación y precisión de los cálculos. Éste método se utiliza para calcular la Iluminancia media sobre la vía en una instalación de alumbrado público; es necesario ubicar cada uno de estos puntos de cálculo sobre la mínima porción típica de la vía considerada. De este modo, se divide en cuatro partes (dos longitudinales y dos transversales) de modo que los puntos a considerar son cada uno de los vértices de los rectángulos generados. Así se obtienen los 9 puntos considerados en el

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método.

Selección de los 9 puntos según disposición de luminarias A partir de la lectura de la iluminación en los 9 puntos, la iluminación media sobre la vía se calcula con la fórmula siguiente:

Eprom =

1 16

[ (E1 + E3+ E7 + E9) + 2 X (E2 + E4+ E6 + E8) + 4 X E3] (Lx)

Siendo E1, E2... E9 las iluminancias en los puntos P1, P2... P9 respectivamente.

2.5.4 Cálculo del Deslumbramiento Perturbador MÉTODO Se basa en el cálculo de la luminancia de velo:

LV = 3 X10-3 X ∑

Eg θ2

(cd/m2)

donde Eg (lux) es la iluminancia producida en el ojo en un plano perpendicular a la linea de vision, y θ (rad) es el ángulo entre la dirección de incidencia de la luz en el ojo y la dirección

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de observación. La sumatoria (∑) está extendido, en principio, a todas las luminarias de la instalación. El incremento del umbral de percepción se calcula según la expresión:

Lv Lm0,8

TI = 65

(en %)

que es una fórmula válida para luminancias medias de calzada (Lm) entre 0,05 y 5 cd/m2. ÁNGULO DE APANTALLAMIENTO Para efectos de cálculo del deslumbramiento perturbador, no se considerarán las luminarias cuya dirección de observación forme un ángulo mayor de 20° con la línea de visión, ya que se suponen apantalladas por el techo del vehículo. POSICIÓN DEL OBSERVADOR

ta l

lam

ien

to

a) Altura: 1,5 m sobre la superficie de la calzada. b) Situación longitudinal: De forma tal que la luminaria más cercana a considerar en el cálculo se encuentre formando exactamente 20° con la línea de visión. En el caso de disposiciones al tresbolillo, se efectuaran dos cálculos diferentes (con la primera luminaria de cada lado en 20°) y se proporcionará como resultado el mayor valor de los dos. c) Situación transversal: A ¼ del ancho total de la calzada medido desde el borde derecho de la misma. d) Punto de observación: El observador siempre mira hacia un punto en la calzada situado a 60 m frente a él, en la misma situación transversal en que encuentra.

no

P

° 20

Pla

θ

de a

pa n

lg

α=1° o w

1 /4

w

Posición del observador

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NÚMERO DE LUMINARIAS Se considera que contribuyen al deslumbramiento perturbador todas las luminarias que se encuentren a menos de 500 m de distancia del observador. CÁLCULOS

•

Luminancia de velo: para cada hilera de luminarias, se comienza por la más cercana, alejándose progresivamente y acumulando las luminancias de velo producidas por cada una de ellas, hasta que su contribución individual sea inferior al 2% de la acumulada, y como máximo hasta las luminarias situadas a 500 m del observador. Finalmente, se sumarán las luminancias de velo de todas las hileras de luminarias.

•

Incremento del umbral de percepción: se calculará con los valores de luminancia de velo obtenida según la fórmula de velo y de la luminancia media según cálculo de luminancias.

2.6 Niveles de Iluminación Recomendados Los niveles de iluminación recomendados dependen de las normativas en vigor en cada municipio, aunque muchas de ellas toman como referencia los valores aconsejados por la CIE. A continuación se relacionan los niveles de luminancia e iluminancia recomendados según la publicación Normas de Construcción para Alumbrado Público Tomo VI de CODENSA S.A.: NIVELES DE LUMINANCIA Item

Calzadas Vehiculares

Ciclo-Rutas Adyacentes

Andenes Adyacentes

Tipo Restriccio Luminancia Iluminan Uniformi de Uniformidad Uniformidad nes de Uniformidad Iluminancia cia dad CIE- Promedio General Longitudinal Deslumbra General Promedio Via 115 Lprom= Promedio General Uo>=(%) Uo>=(%) miento T.I. Uo>=(%) Eprom=(lx) DAPD 2 (Cd/m ) Eprom=(lx) Uo>=(%) (POT) <=(%) V0 AM2 1,5 a 2,0 40 50 10 20 a 25 40 11 a 15 33 D V1 A50 10 20 a 25 40 11 a 15 33 M2 1,5 a 2,0 40 D V2 A50 10 20 a 25 40 11 a 15 33 M2 1,5 a 2,0 40 D V3 AM2 1,5 a 2,0 40 50 10 20 a 25 40 11 a 15 33 D V4 A50 15 15 a 20 40 7 a 11 33 M2 1,5 a 2,0 40 D V5 A50 15 15 a 20 40 7 a 11 33 M2 1,5 a 2,0 40 D V6 M2 0,75 a 1,0 40 50 15 15 a 20 40 5a7 33 V7* M2 0,50 a 0,75 40 N.R. 15 N.A. 40 3a5 33 V8* M2 0,50 a 0,75 40 N.R. 15 N.A. 40 3a5 33

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Relación de Alrededores SR (%)


50 50 50 50 50 50 50 50 50


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Notas: N.R. No requiere N.A. No aplica Malla vial arterial principal y complementaria: V0 A-D, V1 A-D, V2 A-D, V3 A-D Malla vial intermedia: V4 A-D, V5 A-B, V6 Malla vial local: V7 ,V8, V9 (*) Corresponde a vías de uso residencial exclusivamente. Para uso mixto y comercial, pasar a la categoría V6.

NIVELES DE ILUMINANCIA CLASIFICACIÓN Parqueaderos cubiertos Canchas múltiples recreativas Convergencias / divergencias en cruces vehiculares a desnivel (orejas) Intersecciones importantes de trafico a nivel (sobre las malla arterial principal y complementaria - vías tipo V0, V1, V2 y V3), incluidas glorietas Pasos peatonales subterráneos Pasos vehiculares subterráneos Túneles vehiculares Calzadas sobre y bajo puentes vehiculares Parqueos descubiertos Puentes peatonales Zonas peatonales bajas aledañas a puentes peatonales y vehiculares Plazas y plazoletas Senderos, paseos y alamedas en la malla vial principal y arterial complementarias – vías tipo V0, V1, V2 y V3 - , en la malla vial intermedia – vías tipo V4, V5 y V6 -, e incluidas en parques. Ciclo rutas en rondas de ríos, quebradas, humedales y canales distantes de vías vehiculares o áreas iluminadas Senderos, paseos y alamedas en la malla vial local – vías tipo V7, V8 y V9 Senderos, paseos y alamedas en rondas de ríos, quebradas, humedales y canales distantes de vías vehiculares o áreas iluminadas

Iluminancia Promedio Eprom=(lx) 80 a 100 50 a 80 (**) 45 a 50

Uniformidad General Uo>=(%) 40 33 40 40

80 a 100 33 40 a 45 40 CIE 88 Actualizada 30 a 35 40 20 a 25 40 20 a 25 33 20 a 25 33 20 a 25 33 11 a 15

33

7 a 12

40

7 a 11

33

5 a 10

33

Nota: (**) Desde los 50 m antes de entrar a la avenida, se aumenta paulatinamente el nivel de iluminancia del trayecto, hasta igualar el de la avenida. Si es saliendo, el proceso es inverso.

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MANUAL TÉCNICO DE ALUMBRADO PÚBLICO CAPÍTULO 3 ESPECIFICACIONES TÉCNICAS DE MATERIALES Y/O EQUIPOS DEL SDAP

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3. ESPECIFICACIONES TÉCNICAS DE MATERIALES Y/O EQUIPOS DEL SDAP

3.1 Objeto Establecer las condiciones técnicas que deben satisfacer los materiales y equipos que conforman el Sistema de Alumbrado Público, en donde CODENSA S.A. E.S.P. es operador de red. Todos los materiales y equipos deben poseer excelentes características técnicas de diseño, durabilidad y calidad para cumplir las condiciones de desempeño en el sistemas de alumbrado público.

3.2 Alcance Las siguientes especificaciones técnicas aplicarán en todos los materiales y equipos que sean instalados en el área de concesión de CODENSA S.A. E.S.P

3.3 Características de Servicio Los materiales que conforman el Sistema de Alumbrado Público serán instalados bajo las siguientes condiciones: CARACTERÍSTICAS AMBIENTALES a. Altura sobre el nivel del mar

Hasta 2 640 m

b. Ambiente

Tropical

c. Humedad

Mayor al 90 %

d. Temperatura máxima y mínima

45 ºC y - 5 ºC respectivamente.

e. Temperatura promedio

14 ºC.

f. Instalación

A la intemperie CARACTERÍSTICAS ELÉCTRICAS

Tensión

a. De los sistemas 208/120 V; 120/240 V; 480/277 V b. De servicio

Frecuencia del sistema

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Línea - Línea

208, 240 V

Línea – Neutro

220, 277 V

60 Hz



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3.4 Sistema de Unidades Todos los documentos técnicos, deben expresar las cantidades numéricas en unidades del sistema Internacional (S.I.). Si se usan catálogos, folletos o planos, en sistemas diferentes de unidades, deben hacerse las conversiones respectivas.

3.5 Normas de Fabricación y Pruebas NORMA

DESCRIPCIÓN

NTC

900

Reglas generales y especificaciones para el alumbrado público

NTC

1000

Sistema Internacional de Unidades.

NTC

1133

Balastos de reactancia para tubos fluorescentes.

NTC

1156

Productos metálicos y recubrimientos. Ensayos cámara salina.

NTC

1470

Electrotécnia. Casquillos y portalámparas roscados E27 y E40. Dimensiones y galgas de verificación.

NTC

2050

Código Eléctrico Nacional (conexiones internas).

NTC

2117

Balastos para bombillas de alta intensidad de descarga. Requisitos generales y de seguridad.

NTC

2118

Balastos para bombillas de alta intensidad de descarga. Requisitos de funcionamiento.

NTC

2230

Luminarias. Parte 5. Requisitos particulares proyectores.

NTC

2119

Bombillas de vapor de mercurio a alta presión.

NTC

2166

Descargadores de sobretensión (pararrayos).

NTC

2154

Bloques terminales para uso industrial.

NTC

2230

Luminarias parte 1. Requisitos generales y ensayos

NTC

2243

Electrotecnia Bombillas de vapor de sodio a alta presión.

NTC

2394

Bombillas eléctricas de haluro metálico de 1000 W.

NTC

2466

Equipos de control a baja tensión. Contactores.

NTC

2470

Dispositivos de fotocontrol intercambiables para iluminación pública.

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NORMA

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DESCRIPCIÓN

NTC

3200-1 3200-2

Arrancadores para bombillas de sodio alta presión.

NTC

3279

Grados de protección dado por encerramiento de equipo eléctrico [Grados IP]

NTC

3280

Equipo de control de baja tensión.

NTC

3281

Bombillas de vapor de mercurio. Métodos para medir sus características.

NTC

3547

Electrotecnia. Controles para sistemas de iluminación exterior.

NTC

3657

Pérdidas máximas en balastos, para bombillas de alta intensidad de descarga.

NTC

4545

Métodos de ensayo para la medición de pérdidas de potencia en balastos.

NTC

ISO 2859-1

Procedimientos de muestreo para inspección por atributos. Parte 1: Planes de muestreo determinados por el nivel aceptable de calidad para inspección lote a lote.

IEC

60188

High Pressure mercury vapor lamps

IEC

60529

Degree of protection by enclosures [IP Code]

IEC

60566

Condensadores fijos para aplicaciones de corriente alterna.

IEC

60598 -2-3

Luminaries for road and street lighting. Particular requirements.

IEC

60662

High pressure sodium vapor lamps.

IEC

60922

Ballasts for discharge lamps (excluding tubular fluorescent lamps). General and safety requirements

IEC

60923

Ballasts for discharge lamps (excluding tubular fluorescent lamps). Performance requirements

IEC

61347-1

Lamp controlgear - Part 1: General and safety requirements.

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NORMA

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DESCRIPCIÓN

IEC

61347-2-1

Lamp controlgear - Part 2-1: Particular requirements for starting devices (other than glow starters).

IEC

61048

Capacitors for use in tubular fluorescent and other discharge lamp circuits. Performance requirements".

IEC

61049

Capacitors for use in tubular fluorescent and other discharge lamp circuits. General and safety requirements".

IEC

67004-21

Características de bases o casquillos para bombillas

IESNA

Lighting handbook

IESNA

LM-35

Photometric testing of floodlights using incandescent filament or discharge lamps

IESNA

LM-51

Electrical and photometric measurements of HID lamps

IESNA

LM-5

Photometric mesurements area and sports lighting

IESNA

LM-64

Photometric mesurements of parking areas

IESNA

RP-6

Sports lighting

ANSI

C 136-10

For physical and electrical interchangeability of photocontrol devices, plugs, and mating receptacles used in roadway lighting equipment

ANSI

C 78.1350

Electric lamps. 400 Watt S51 high pressure sodium lamps.

ANSI

C 78.1351


ANSI

C 78.1352


ANSI

C 82.4

Ballasts for high intensity discharge and low pressure sodium lamps.

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NORMA

DESCRIPCIÓN

ANSI

C 82.6

Reference ballasts for high intensity discharge lamps methods of measurenment.

ANSI

IEEE STD 428

Thyristor AC power controllers, definitions and requirements

ASTM

B-88

Standard specification for seamless copper water tube.

CIE

115 - 1995

Recommendations for the lighting of roads for motor and pedestrian traffic

CIE

30.2 - 1982

Calculation and measurement of luminance and illuminance in road lighting

CIE

31 - 1976

Glare and uniformity in road lighting instalations - 1976

DIN

5035

Características de reproducción cromática y tonos de luz

DIN

49620

Características de bases o casquillos para bombillas

EN

50102

Grados de protección proporcionados por las envolventes de materiales eléctricos contra los impactos mecánicos externos (código IK)

NBR

5123

Relé fotoeléctrico y bases para Especificación y métodos de ensayo.

NEMA

ICS-4

Terminal blocks for industrial use.

Iluminación

Pública.

Pueden emplearse otras normas internacionalmente reconocidas equivalentes o superiores a las aquí señaladas, siempre y cuando se ajusten a lo solicitado en el presente capítulo. Las normas citadas o cualquier otra que llegare a ser aceptada por CODENSA S.A.; se refieren a su última revisión.

3.6 Arrancadores 3.6.1 Conceptos Básicos ARRANCADOR Dispositivo utilizado conjuntamente con el balasto con el cual se inicia el encendido de una bombilla de descarga.

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ARRANCADOR TIPO IMPULSADOR PARALELO Arrancador que se conecta en paralelo con la bombilla y genera por sí sólo el pulso de arranque.

Arrancador tipo Impulsador paralelo ARRANCADOR TIPO IMPULSADOR DE DERIVACIÓN Arrancador que requiere conectarse a una derivación del devanado del balasto para producir los pulsos durante el arranque de la bombilla. Este tipo de arrancador debe ser el adecuado para cada balasto, pues utiliza una porción particular del devanado de la bobina, hecho que hace incompatible los sistemas americano y europeo. Además, exige un mayor nivel de aislamiento del balasto.

Arrancador tipo Impulsador de derivación

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ARRANCADOR DE SUPERPOSICIÓN O SERIE Arrancador que se conecta en serie entre el balasto y la bombilla, generando por si sólo los pulsos de arranque de ésta. La ventaja del arrancador de superposición, es que al ser independiente del tipo de balasto, éste no necesita tener un aislamiento mayor. ARRANCADOR REMOTO Son arrancadores que sirven para suministrar pulsos adecuados para el encendido de la bombilla, alejados en una distancia de más de cinco metros, de acuerdo con la capacidad del conductor y la atenuación del pulso. La alimentación desde el arrancador ubicado a distancia de la bombilla, exige la utilización de cables de características especiales que permitan la circulación de pulsos de alta tensión para evitar inconvenientes relacionados con la capacidad parásita de los mismos, atenuación de la energía de éstos con los consiguientes problemas de arranque.

3.6.2 Requerimientos Técnicos Los arrancadores son elementos capaces de producir por si mismos, pulsos de tensión de cierta duración para encender las bombillas de alta intensidad de descarga (HID), de Alumbrado Público (inician la descarga eléctrica en la bombilla sin causar calentamiento de los electrodos). Además de los requisitos técnicos contemplados en las Normas, se deben tener en cuenta los siguientes aspectos: TIPO DE ARRANCADOR El arrancador utilizado como complemento del balasto, debe ser diseñado, fabricado e instalado, para el adecuado encendido de las bombillas, cumpliendo con las siguientes condiciones: Deben garantizar el encendido de bombillas del tipo estandar o mejorada (super o plus). No debe tener restricción alguna con respecto a su posición de operación. Debe ser capsulado y fabricado en un material autoextingible. La carcasa debe ser del tipo plástica.

Revisión #: 00



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Ser diseñados de tal manera que puedan soportar temperaturas desde –40 °C hasta +90 °C sin que se afecte su normal funcionamiento. Los terminales deben ser del tipo cable soldable de 20 cm de largo con los extremos estañados, con aislamiento mínimo de 105 °C y 600 V . Deben ser diseñados de forma que se garantice una buena conexión eléctrica y que además sean mecánicamente seguros. No se aceptara que estos equipos estén provistos de terminales tipo bornera. El arrancador debe tener claramente identificados y de manera permanente sus terminales de conexión. Deben presentar una resistencia de aislamiento no menor de 2 MΩ. Deben soportar una tensión de 2 Vn + 1000 V, entre terminales durante un (1) minuto. El pulso generado por el arrancador, debe tener la energía necesaria (altura, ancho y repetición) para garantizar: a) Un arranque rápido y confiable de la bombilla. b) Un correcto encendido de las bombillas ante encendido en frio y reencendido en caliente. En condición de daño de la bombilla (fin de la vida útil, ausencia de ella por vandalismo, bulbo roto o desconexión temporal), preferiblemente el arrancador debe poseer las siguientes características: a) No proveer pulsos de alto voltaje hacia el balasto. b) Poseer un sistema de parada automática. Debe generar pulsos o un tren de pulsos, en cada uno de los semiperíodos de la onda, aprovechando de esta forma, la tensión de alimentación y creando más de un pulso por ciclo. Se exige que el sistema de fijación del elemento tenga perno y tuerca. CARACTERÍSTICAS DEL PULSO PARA BOMBILLAS DE METAL HALIDE El arrancador siendo una parte complementaria del balasto o un elemento separado, debe cumplir con los siguientes requisitos, cuando se utilice con bombillas de Metal Halide o Halogenuros:

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UTILIZACIÓN DE ARRANCADORES CON BOMBILLAS METAL HALIDE POTENCIA DE LA BOMBILLA

CARACTERÍSTICA

VALOR EXIGIDO

Tipo de balasto

Reactor

Pulso

70 W

150 W

175 W

Mínimo Máximo Ancho de pulso [µs] Repetición Tipo Tensión de red

2,8 kV 5 kV 2 (a 2,7 kV) 2 por ciclo Superposición Deberá seleccionarse según la tensión de conexión.

Tipo de balasto Pulso Mínimo Máximo Ancho de pulso [µs] Repetición Tipo Tensión de red

Reactor

Tipo de balasto Reactor Estándar Pulse start Pulso [kV] Bombilla Mínimo 0,6 2,8 Máximo 0,75 5 260 (a 0,54 kV) 2 (a 2,7 kV) Ancho de pulso [µs] Repetición 1 por ciclo 2 por ciclo Tipo Superposició Impulsador n Tensión de red

Revisión #: 00

Superposición Deberá seleccionarse según la tensión de conexión.

CWA 2,8 kV 5 kV 2 (a 2,7 kV) 2 por ciclo Superposición, Impulsador de derivación ---

Deberá seleccionarse según la tensión de conexión.

CWA Estándar No requiere No requiere -----

Pulse start 2,8 5 2 (a 2,7 kV) 2 por ciclo Superposición, Impulsador de derivación

-----



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UTILIZACIÓN DE ARRANCADORES CON BOMBILLAS METAL HALIDE POTENCIA DE LA BOMBILLA

CARACTERÍSTICA Tipo de balasto Tipo de bombilla Mínimo Pulso [kV] Máximo Ancho de pulso [µs]

250 W

Repetición

Reactor Estándar Pulse start 0,6 2,8 0,75 5 260 2 (a 0,54 kV) (a 2,7 kV) 1 por ciclo 2 por ciclo

Tipo

Impulsador

Tensión de red


Tipo de balasto Tipo de bombilla Mínimo Pulso [kV] Máximo 400 W

Superposición

Repetición

Reactor Estándar Pulse start 0,6 2,8 0,75 5 260 2 (a 0,54 kV) (a 2,7 kV) 1 por ciclo 2 por ciclo

Tipo

Impulsador

Tensión de red


Ancho de pulso [µs]

Tipo de balasto

1000 W

VALOR EXIGIDO

Mínimo Pulso [kV] Máximo Ancho de pulso [µs] Repetición Tipo Tensión de red Tipo de balasto

Superposición

Reactor 0,6 0,75 190 (a 0,54 kV) 1 por ciclo Impulsador Deberá seleccionarse según la tensión de conexión. CWA para 1 500 W

Mínimo Máximo Ancho de pulso [µs] Pulso [kV]

1 500 y 2 000 W

Repetición Tipo Tensión de red

Revisión #: 00

No requiere

CWA Estándar No requiere No requiere ---


-------

CWA Estándar No requiere No requiere ---

Pulse start 2,8 5 2 (a 2,7 kV) 2 por ciclo Impulsador, Impulsador de derivación

-------

CWA

No requiere

Reactor para 2 000 W 0,6 0,75 190 (a 0,54 kV) 1 por ciclo Impulsador Deberá seleccionarse según la tensión de conexión.



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CARACTERÍSTICAS DEL PULSO PARA BOMBILLAS DE SODIO HID El arrancador siendo una parte complementaria del balasto o un elemento separado, debe cumplir con los siguientes requisitos, cuando se utilice con bombillas de vapor de sodio alta intensidad de descarga : BOMBILLA SODIO HID 70 W 150 W 250 W 400 W 1000 W

Características del Pulso Altura [V] Forma de Onda Dirección Posición Tiempo de elevación Tmáx

Mínimo

Máximo

≥ [µs]

[V]

Tasa de repetición del pulso

1,8

2,5

2

1 620

2 por ciclo

2,5 / 2,8

4/5

1

2 250/ 2 520

1 por ciclo

3

5

4

2 700

1 por ciclo

PULSO [kV]

Ancho del pulso medido a

Práctica Americana

Práctica Europea

2 225 ± 25 5 000

2 775 ± 25 4 500

Cuadrada

Sinusoidal

Un pulso negativo durante el medio ciclo negativo de la onda de tensión rms Entre 80 y 100 grados eléctricos de la tensión de alimentación rms

Un pulso positivo durante el medio ciclo positivo de la onda de tensión rms Entre 80 y 90 grados eléctricos de la tensión de alimentación rms

0,100 µs

0,100 µs 0,95 ± 0,05 µs

Duración Tasa de repetición

Uno por ciclo

Así mismo, dependiendo del balasto que utilice la bombilla de vapor de sodio alta intensidad de descarga, puede utilizar arrancadores del tipo: (a) Impulsador en derivación o paralelo. (b) Superposición o serie.

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UTILIZACIÓN DE ARRANCADORES CON BOMBILLAS DE VAPOR DE SODIO HID ITEM CARACTERÍSTICA Con balasto reactor Se acepta únicamente los del tipo impulsador paralelo "de dos terminales" ó de superposición, los cuales no utilizan para su arranque el devanado de la bobina del balasto. Con balasto autoregulado CWA Podrán ser del tipo impulsador en derivación “tres terminales”, impulsador paralelo o del tipo superposición. Cumpliendo con las características estipuladas en la Norma NTC 2243 (Bombillas de vapor de sodio a alta presión), para producir el pulso de tensión.

3.7 Balastos 3.7.1 Conceptos Básicos BALASTO Dispositivo utilizado para obtener en el circuito eléctrico de una luminaria o proyector, las condiciones necesarias (tensión corriente, forma de onda) para el encendido y operación de la bombilla de descarga. BALASTO REACTOR Este tipo de balasto, es relativamente pequeño, liviano y de bajas pérdidas. Están diseñados para trabajar con tensiones de entrada de ± 5%. Esta variación de la tensión de red produce una variación de ± 12% aproximadamente, en la potencia de la bombilla.

1.1 Balasto

Arrancador

Condensador Bombilla Diagrama de conexión balasto reactor Características:

Revisión #: 00



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Tiene un factor de cresta bajo, que hace que las bombillas prolonguen su vida. La corriente de arranque es alta, proporcionando un calentamiento rápido a la bombilla, la cual suministra el flujo luminoso normal en poco tiempo. El balasto reactor se utiliza en luminarias y proyectores con bombillas de vapor sodio, vapor de mercurio y metal halide altaintensidad de descarga. Cuando el balasto se utiliza con bombillas de vapor de mercurio el factor de potencia no corregido, oscila entre 40% y 60%; para evitar sobrecargas en los sistemas, tienen que ser corregidos con un condensador, y en éste caso, el conjunto (balasto, condensador) se considera de alto factor de potencia, es decir no inferior al 90% Cuando el balasto se utiliza con bombillas de vapor de sodio el factor de potencia no corregido, es inferior al 50%, provocando un circuito altamente reactivo; por lo tanto, se requiere de un condensador, cuya función es la de corregir el factor de potencia al 90% como mínimo. BALASTO AUTOREGULADO CW A Está compuesto por un autotransformador para acoplar el primario a las diferentes tensiones de línea para las cuales se diseña. A una derivación del primario se acopla por medio de un condensador, la bobina secundaria. La bobina secundaria, junto con el condensador forman el circuito regulador. El grado de regulación depende de la cantidad de tensión del primario acoplada con el secundario. Sus pérdidas son mayores que las de un balasto reactor.

Diagrama de conexión balasto autoregulado CWA Características: Su factor de potencia es alto, superior al 90%. La corriente de arranque es baja.

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Soportan adecuadamente disminuciones repentinas en la tensión de alimentación. El grado de regulación depende de la cantidad de tensión del primario acoplada con el secundario. Es conveniente para sitios donde hay variaciones de tensión de red superiores al 5%. El balasto autoregulado CWA se utiliza en luminarias y proyectores con bombillas de vapor sodio, vapor de mercurio y metal halide alta intensidad de descarga. REGULACIÓN DE TENSIÓN Es la habilidad del balasto para controlar la potencia de la bombilla, con los cambios de tensión en la línea y en los terminales de la bombilla. Con el fin de garantizar un funcionamiento adecuado del conjunto balasto - bombilla, los balastos deben obtener las variaciones indicadas en la siguiente tabla: TIPO DE BALASTO Reactor

Autoregulado CWA

TENSIÓN NOMINAL [V]

VARIACIÓN MÁXIMA DE POTENCIA DE LA BOMBILLA Para variaciones de ± 5% de la 208/220/240 tensión de conexión: 12 % Con bombillas de mercurio Para variaciones de ± 10% de la tensión de conexión: 5 % 120/208/240/277 Con bombillas de sodio y M.H. Para variaciones de ± 10% de la tensión de conexión: 12 %

para lograr de esta forma, una vida útil adecuada del conjunto balasto - arrancador bombilla. VENTAJAS Y DESVENTAJAS TIPO DE BALASTO Reactor

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VENTAJAS -

DESVENTAJAS

De tamaño relativamente

-

Si

la

tensión


de

MANUAL TÉCNICO DE ALUMBRADO PÚBLICO CAPÍTULO 3 ESPECIFICACIONES TÉCNICAS DE MATERIALES Y/O EQUIPOS DEL SDAP pequeño. -

Autoregulado CWA

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alimentación varia un 5%, la potencia de la bombilla varia un 10%. De bajas pérdidas. Las variaciones de Con factor de cresta bajo. potencia de la bombilla pueden ser superiores a ±20% cuando la tensión de alimentación varía ±10%. No soporta caidas de tensión “momentaneas” con duración superior a 4 segundos.

Buena regulación. Conveniente para sitios donde hay variaciones de tensión en la red superiores al ± 5%. Su factor de potencia es alto. Soportan muy bien las disminuciones repentinas en la tensión de alimentación. La corriente suministrada a la bombilla permanece constante cuando se presentan pequeñas variaciones en la tensión de alimentación. -

ML-04003

-

Las pérdidas de potencia propias del balasto son altas, en comparación con el balasto tipo reactor, su tamaño es relativamente grande y su costo es alto.

SISTEMA DE ENCENDIDO Para iniciar el encendido del dispositivo de iluminación, se requiere una tensión suficientemente alta para ionizar el gas de la bombilla de alta intensidad de descarga e iniciar el arco; esta tensión es la de circuito abierto del balasto, pero adicionalmente se requiere, un pulso adicional “de alto voltaje” que debe ser suministrado por un arrancador. La corriente inicial o de arranque depende del tipo de balasto empleado; con balastos autoregulados tipo CWA, la corriente de arranque es menor que la corriente de operación, en cambio con balastos reactores, la corriente de arranque es mayor que la corriente de operación. La tensión de circuito abierto y la corriente de arranque de los balastos se especifican en las normas correspondientes.

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VARIACIÓN EN LA TENSIÓN DE LÍNEA Comprende el rango de tensión de línea en el cual el balasto arranca y opera la bombilla en forma apropiada.

3.7.2

Requerimientos Técnicos

3.7.2.1 Tipo de balasto Los balastos para bombillas de alta intensidad de descarga (HID), deben cumplir con las siguientes condiciones: Estar de acuerdo con el último diseño del fabricante y ser apto para instalarse en el sistema de alumbrado público. Deben diseñarse para la fácil inspección, limpieza, mantenimiento y reemplazo de sus elementos. Debe estar provisto para su conexión, con terminales tipo conductor (cable), con longitud no menor a 20 cm y con puntas estañadas. No estar provistos de terminales tipo bornera ó terminales tipo pala (conexión rápida, lengüeta, etc.). Tener en su núcleo magnético, una o más bobinas dependiendo de las necesidades adicionales a la de controlar la corriente, como son las de transformar y regular la tensión para que ésta sea en todo momento, la adecuada para la bombilla. El aislamiento de las bobinas de los balastos debe presentar una resistencia de aislamiento de 2 Megaohmios entre el devanado y la cubierta metálica exterior y deben poder soportar una tensión de ensayo de 2(U) + 1000 V (U = Tensión nominal de operación) a frecuencia industrial durante un minuto (NTC 2117). El núcleo del balasto debe estar construido en lámina magnética y el ajuste entre las láminas debe ser soldado. No se aceptan ajustes con tornillos. Cuando se utilice con bombillas de vapor de sodio alta intensidad de descarga, deberá tenerse en cuenta que, deben limitar la potencia entregada a la bombilla de referencia, cuando se opere a su tensión objetivo como se especifica en la hoja respectiva de la norma NTC 2243 (Bombillas de vapor de sodio a alta presión), a no menos de 95% y no más del 105% de los valores correspondientes obtenidos cuando

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se opere la misma bombilla de referencia con su respectivo balasto de referencia a la misma tensión objetivo de la bombilla. El valor de potencia de la bombilla a la tensión objetivo de la misma es tomado de un gráfico de potencia de bombilla contra la tensión de la bombilla, trazado de los resultados obtenidos en el procedimiento de prueba. 3.7.2.2

Características técnicas balastos de sodio

Las características eléctricas requeridas por CODENSA S.A. para los balastos de sodio alta intensidad de descarga son las siguientes: BALASTOS PARA BOMBILLAS SODIO ALTA INTENSIDAD DE DESCARGA DESCRIPCIÓN

POTENCIA

0,98 90 70

1,80 100 150

3,0 100 250

4,60 100 400

1000 W 208/240/277 V (Con balasto CWA) 4,70 250 1000

1,96

3,50

4,50

7,50

8,00

198

198

198

198

456

1,80 2,50

2,50 4,50

2,50 4,50

2,50 4,50

3,0 5,0

12

12

12

12

12

Tensión de servicio [V]

Pérdidas máximas [W]

3.7.2.3

250 W

400 W

11

19

40

29

51

40

CWA

REACTOR

CWA

REACTOR

CWA

REACTOR

208/220/240 V (Con balasto reactor) 208/240/277 V (Con balasto CWA)

REACTOR

Corriente nominal bombilla [A] Tensión nominal bombilla [V] Potencia nominal bombilla [W] Corriente máxima de corto circuito (100% de la tensión nominal) [A] Tensión mínima de circuito abierto [V] Tensión pico de Mínimo arranque [kV] Máximo Variación máxima de potencia de la bombilla para variaciones de ±10% (cwa) y ±5% (reactor) de V nom. de conexión [%] Tipo de balasto

150 W

79

CWA

70 W

119

Características técnicas balastos de mercurio

Para las bombillas de mercurio a alta presión, los balastos utilizados por CODENSA S.A son del tipo reactor (NTC 2117 y 2118) previstos para las condiciones de servicio especificadas, teniendo en cuenta que las luminarias podrán ser instaladas en una tensión de servicio de 208 V.

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Las principales características eléctricas requeridas y las tolerancias admitidas son las siguientes: BALASTOS PARA BOMBILLAS MERCURIO A ALTA INTENSIDAD DE DESCARGA POTENCIA CARACTERÍSTICA 125 W 250 W 400 W Tensión de servicio [V] Corriente nominal bombilla [A] Tensión nominal bombilla [V] Potencia nominal bombilla [W] Corriente de arranque en línea [A] Tensión mínima de circuito abierto [V] Variación máxima de potencia de la bombilla para variaciones de ±5% (reactor) de V nom. de conexión [%] Tipo de balasto Pérdidas máximas [W]

3.7.2.4

208 1,15 125 125 1,18 198

208 2,13 130 250 2,10 198

208 3,25 135 400 3,50 198

12

12

12

REACTOR 10

REACTOR 15

REACTOR 20

Características técnicas balastos metal halide

Las características eléctricas requeridas por CODENSA S.A. de los balastos para bombillas Metal Halide y las tolerancias admitidas son las siguientes: BALASTOS PARA BOMBILLAS METAL HALIDE DESCRIPCIÓN

POTENCIA 70 W

Tensión de servicio [V] Norma de referencia (ANSI) Corriente nominal bombilla [A]

M98/95 0,98

Tensión nominal bombilla [V]

85 a 95

Potencia nominal bombilla [W] Tensión mínima de circuito abierto [V] (Ver Nota) Variación máxima de potencia de la bombilla para variaciones de ±10% (cwa) y ±5% (reactor) de V nom. de conexión [%]

Revisión #: 00

70 ≥ 198

12

150 W 175 W 250 W 208/220/240 V y 277 V (Con balasto reactor) 120/208/240/277 V (Con balasto CWA) M81/102 M57/109 / 137 M58 / 138 1,80 1,50 Si se utiliza con balasto: - Mercurio Reactor o CWA: 2 ,1 3 - Sodio Reactor: 3 95 a 100 132 Si se utiliza con balasto: - Mercurio Reactor o CWA: 125 a 133 - Sodio Reactor: 100 150 175 250 ≥ 198

≥ 180

12

≥ 198

≥ 198

12

12



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REACTOR

CWA

REACTOR

CWA

REACTOR MERCURIO

REACTOR SODIO

CWA


REACTOR

Tipo de balasto

11

19

40

18

35

19

29

45

Nota: El valor declarado en la tabla, es una guía para el adecuado funcionamiento del conjunto eléctrico del proyector; se deberá verificar la tensión de circuito abierto que requiere la bombilla al momento de seleccionar la tensión(es) de alimentación del balasto.

BALASTOS PARA BOMBILLAS METAL HALIDE

≥ 198

27

2 000

≥ 450

12

≥ 198

12

REACTOR

12

≥ 456

130

CWA


≥ 198

16,5

CWA

Potencia nominal bombilla [W] Tensión mínima de circuito abierto [V] (Ver Nota) Variación máxima de potencia de la bombilla para variaciones de ±10% (cwa) y ±5% (reactor) de V nom. de conexión [%] Tipo de balasto

---

REACTOR

Tensión nominal bombilla [V]

2 000 W

CWA

Norma de referencia (ANSI) Corriente nominal bombilla [A]

1 000 W 1 500 W 208/220/240 V y 277 V (Con balasto reactor) 120/208/240/277 V (Con balasto CWA) M59 / 135 M47 / 135 M48 Si se utiliza con balasto: - Mercurio Reactor o CWA: 8 4,3 6,20 3 ,2 5 - Sodio Reactor: 4 ,6 Si se utiliza con balasto: - Mercurio Reactor o CWA: 125 a 135 135 V 265 V 268 - Sodio Reactor: 100 400 1 000 1 500

REACTOR SODIO

Tensión de servicio [V]

POTENCIA 400 W

REACTOR MERCURIO

DESCRIPCIÓN

40

60

65

80

110

130


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3.8 Bases para Fotocontrol BASE O RECEPTÁCULO PARA FOTOCONTROL Dispositivo eléctrico de conexión que permite el ensamble de un fotocontrol para realizar el control de encendido/apagado de una o un grupo de luminarias o proyectores. CARACTERÍSTICAS El receptáculo o base debe ser de resina fenólica tipo “baquelita” o de otro material equivalente. Si la base se instala dentro de la luminaria o proyector, ésta se fijará a su cuerpo en la parte superior, mediante tornillos de cabeza cónica o pisador con tornillo central que no sobresalgan a ella y puedan llegar a deteriorar la empaquetadura del fotocontrol. El sistema de fijación deberá estar diseñado de tal forma que al quedar instalada la base en la luminaria o proyector, ella pueda girarse sobre su eje vertical entre 0° y ± 180° para permitir la orientación del dispositivo de fotocontrol sin necesidad de utilizar alguna herramienta especial. Los conductores para bases instaladas dentro de la luminaria o proyector, deberán ser de cobre flexible 14 AWG, aislamiento para 600 V y clase térmica 105°C Cuando CODENSA S.A. requiera bases externas para fotocontrol, las puntas de conexión deberán construirse con conductor de cobre flexible 12 AWG, longitud mínima de 90 cm, aislamiento para 600 V y clase térmica 105° C. Así mismo se exige una funda de protección para los cables, que resista las condiciones de servicio indicadas en el apartado 3.3 que posea protección contra Rayos UV. Los contactos de conexión del receptáculo deberán estar fabricados en material resortado con un recubrimiento de plata o estaño, con un espesor mínimo de 1,5 mm , y adecuados para soportar una corriente máxima de 15 A . Deben ser del tipo trinquete y estar configurados y alineados de tal forma que coincidan y ajusten de la mejor manera posible, con los contactos del dispositivo de fotocontrol, garantizando una excelente conexión eléctrica y mecánica. La base debe soportar en seco una tensión en valor eficaz de 2500 V , 60 Hz durante 1 minuto entre sus partes conductoras y tierra. La base debe tener una resistencia de aislamiento superior a 5 MΩ con 500 VCC entre sus partes conductoras y tierra.

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Para todos los casos (bases internas y externas), las puntas de conexión se identificarán por colores así: Negro: Blanco: Rojo:

Fase Fase común con la carga o para el neutro Carga

3.9 Bombillas a Alta Intensidad de Descarga 3.9.1. Conceptos Básicos BOMBILLA DE DESCARGA Bombilla que produce luz gracias a una descarga eléctrica a través de una mezcla de diversos gases, realizado dentro de un tubo de atmósfera controlada. La bombilla de alta intensidad de descarga debe estar conformada por dos bulbos, uno exterior a manera de cubierta y otro interior denominado tubo de arco o tubo de descarga. Las funciones del bulbo exterior son: Proteger el tubo de arco contra el deterioro y la corrosión de la parte metálica. Regular la temperatura de funcionamiento del tubo de arco. Para el tubo de arco, su función es la de producir la luz gracias a una descarga eléctrica a través de una mezcla de diversos gases, entre los dos electrodos principales del tubo.

Bombilla de descarga

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Otras características: Deben ser operadas con un balasto, ya que éste es requerido para poder limitar la corriente y proporcionar tensiones adecuadas en condiciones de arranque y operación. Se utilizan en la iluminación de autopistas y carreteras de alto tráfico, zonas céntricas, peatonales, monumentos y plazas. Algunas poseen un recubrimiento interior en el bulbo con material fluorescente, cuya función es la de corregir el color de la luz emitida por las radiaciones del mercurio. CROMATICIDAD Calidad de color de un estímulo de color. Se puede definir mediante sus coordenadas de cromaticidad o por su longitud de onda dominante o complementaria y su pureza, tratadas como conjunto. CURVA DE MORTALIDAD O DE VIDA PROMEDIO DE LAS BOMBILLAS Las bombillas tienen una duración, o vida promedio, expresada en horas de operación. El fabricante informa sobre la duración de cada tipo de bombilla, publicando la curva de mortalidad correspondiente, o indicando el índice de bombillas sobrevivientes. En este tipo de curva puede determinarse el porcentaje de bombillas que siguen en operación después de un determinado número de horas de servicio. Con base en esta misma se puede calcular la probabilidad de falla en cada uno de los años de funcionamiento de una instalación de alumbrado y hacer los estimativos de reposición de bombillas por mantenimiento. La duración real en servicio de una bombilla depende en gran parte de las condiciones de operación, en razón de que el deterioro de los electrodos es más severo durante el período de arranque, por tanto cuando el ciclo de encendido es continuo la duración es mayor que en ciclos intermitentes. La vida de la bombilla también es afectada por diversas condiciones de funcionamiento, tales como la temperatura ambiente excesivamente alta, tensión de aislamiento y en el caso de las bombillas de descarga en gas, el diseño del balasto. En el caso de las bombillas de descarga en gas, la vida útil de la bombilla se considera hasta cuando su flujo luminoso llega al 70% del flujo inicial (siendo éste último el flujo medido en la bombilla operando con un balasto de referencia desde las 100 horas de encendido), ya que a partir de esta condición, se presume que los niveles de flujo luminoso son inadecuados (Ver apartado 8.2 de la resolución CREG 070 del 28 de mayo de 1998).

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DEPRECIACIÓN Es la disminución gradual de la emisión luminosa de las bombillas en el transcurso de sus horas de vida DEPRECIACIÓN DE BOMBILLAS DE SODIO A ALTA PRESIÓN El tiempo de encendido por arranque, afecta la vida útil de la bombilla de alta presión. Algunas, independientemente de la posición de operación, mantienen su eficacia y permiten con un solo tipo de bombilla, lograr múltiples aplicaciones. Un excesivo incremento en el voltaje causaría una reducción en la vida de la bombilla. Las bombillas de sodio, como característica, tienen una larga vida promedio, superior a las otras fuentes de alta intensidad de descarga, sin embargo cuando se dispone en el mercado de bombillas de sodio alta presión con doble tubo de arco, que garantizan una duración entre 40 000 y 55 000 horas, además de ofrecer encendido inmediato luego de un corte de corriente. DEPRECIACIÓN DE BOMBILLAS DE MERCURIO A ALTA PRESIÓN La emisión lumínica de las bombillas de vapor de mercurio, disminuye gradualmente en el transcurso de sus horas de vida, principalmente como resultado del depósito de materiales de emisión de los electrodos, en las paredes del tubo de arco. En las primeras horas de funcionamiento esta reducción es superior a la que aparece, en el final de la vida de la bombilla y por ello, el flujo luminoso nominal debe corresponder al obtenido a las 100 horas de funcionamiento. La producción lumínica de la bombilla de vapor de mercurio, no se afecta notablemente por los cambios en la temperatura ambiente, debido a que el bulbo exterior actúa como aislamiento térmico para el tubo de arco. La operación a sobretensión aumenta la emisión lumínica, sin embargo, los electrodos del tubo de arco están sometidos a temperaturas excesivas, que generan una disminución en el mantenimiento de lúmenes y acortando la vida de la bombilla. Los electrodos se deterioran a lo largo de su vida útil y más rápidamente en el período de arranque de la bombilla. La terminación de la vida de las bombillas de vapor de mercurio, se determina por el envejecimiento de los extremos del tubo de arco y por deterioro del extremo de los electrodos, esto produce disminución del flujo luminoso de la bombilla y una luz tenue de color verdoso.

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EFICIENCIA LUMINOSA Es la cantidad de luz que emite una fuente luminosa por unidad de energía, se expresa en lúmenes por vatio. FLUJO LUMINOSO NOMINAL Es el valor del flujo emitido por una fuente, a las 100 horas de funcionamiento en condiciones normales de utilización. FACTOR DE CONSERVACIÓN DEL FLUJO LUMINOSO Es la depreciación lumínica que sufre la bombilla a causa del envejecimiento. Este factor se debe tener en cuenta cuando se realizan cálculos de alumbrado en general y depende del tipo de fuente luminosa utilizada. Para el diseño de alumbrado es importante tener en cuenta que los cálculos no se deben hacer tomando el valor de flujo luminoso inicial de las bombillas, ya que de esta manera la instalación sólo cumpliría con su cometido en el momento de iniciar la operación. El valor del flujo luminoso que se debe considerar para el diseño es función del análisis de la curva de depreciación lumínica de la bombilla y la curva de vida útil o de mortalidad, de las cuales haciendo una evaluación de costos, se obtiene el valor de la vida económica de la bombilla. Una vez conocida la vida económica o tiempo para la reposición de las bombillas, con base en el estudio económico de los costos asociados como son bombilla, consumo de energía y mano de obra para el cambio y mantenimiento, se obtiene de las curvas de depreciación lumínica el valor de los lúmenes como un porcentaje de los lúmenes iniciales. Este valor es lo que se denomina “Factor de conservación del flujo luminoso de la bombilla”. CODENSA S.A. exige para las bombillas de vapor de sodio y mercurio a alta intensidad de descarga, los siguientes índices de conservación del flujo luminoso y de bombillas sobrevivientes: BOMBILLAS DE VAPOR DE SODIO A ALTA INTENSIDAD DE DESCARGA Tiempo de uso % de Flujo % de bombillas [horas] luminoso sobrevivientes 100 100 100 4 000 99 99 8 000 96 94 12 000 92 92

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MANUAL TÉCNICO DE ALUMBRADO PÚBLICO CAPÍTULO 3 ESPECIFICACIONES TÉCNICAS DE MATERIALES Y/O EQUIPOS DEL SDAP 16 000 20 000 24 000

87 82 75

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86 77 67

BOMBILLAS DE VAPOR DE MERCURIO ALTA INTENSIDAD DE DESCARGA Tiempo de uso % de Flujo % de bombillas [horas] luminoso sobrevivientes 100 100 100 4 000 94 99 8 000 88 97 12 000 84 94 16 000 80 89 20 000 77 83 24 000 72 74

INDICE DE RENDIMIENTO DEL COLOR Capacidad de una bombilla para reproducir los colores verdaderos de los objetos que ilumina. LUZ Radiación capaz de causar sensación visual directa, la cual para ser percibida requiere de 3 elementos: una fuente de luz (natural o artificial), un elemento que refleje la luz y la percepción visual. TEMPERATURA DEL COLOR Se refiere a la tonalidad de la luz que genera la fuente luminosa, se mide en grados Kelvin. VIDA PROMEDIO Es el período expresado en horas, de un lote de bombillas, después del cual ha dejado de funcionar la mitad de las mismas. VIDA ÚTIL Período de servicio efectivo de una fuente que trabaja bajo condiciones y ciclos de trabajo nominales, hasta que su flujo luminoso sea del 70% del flujo luminoso nominal.

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3.9.2

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Bombillas de Sodio

BOMBILLA DE VAPOR DE SODIO ALTA INTENSIDAD DE DESCARGA 70 W ITEM 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17

CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS CARACTERÍSTICA UNIDAD Potencia nominal Tensión en los terminales de la bombilla (r.m.s) Tensión de extinción de la Bombilla (r.m.s) Incremento de tensión máximo en los terminales de la bombilla Corriente de la Bombilla (r.m.s) Bulbo ( Forma / Tipo ) Posición operación Base o casquillo Tensión de ensayo para estabilización "calentamiento" Tiempo máximo requerido para alcanzar 50 V mínimo en los terminales de la bombilla Correlación de la temperatura del color Coordenadas de la cromaticidad x / y Índice del rendimiento del color Eficacia mínima Luminancia promedio Flujo luminoso 100 horas Vida promedio

Revisión #: 00

[W] [V] [V]

Objetivo 90 Objetivo 105

VALOR EXIGIDO 70 Máximo 105 Máximo

[V]

5

[A] -------

0,98 Tubular / Claro Universal E-27

[V]

Mínimo 75 Mínimo

198

minutos

7

[°K] ----[Lm/W] 2 cd/cm [Lm] horas

2 100 0,519 / 0,4180 21 – Clase 4 93 ≥ 400 ≥ 6 500 24 000



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BOMBILLA DE VAPOR DE SODIO ALTA INTENSIDAD DE DESCARGA 150 W ITEM

CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS CARACTERÍSTICA UNIDAD

1

Potencia nominal

[W]

2

Tensión en los terminales de la bombilla (r.m.s)

[V]

3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17

Tensión de extinción de la Bombilla (r.m.s) Incremento de tensión máximo en los terminales de la bombilla Corriente de la Bombilla (r.m.s) Bulbo ( Forma / Tipo ) Posición operación Base o casquillo Tensión de ensayo para estabilización "calentamiento" Tiempo máximo requerido para alcanzar 50 V mínimo en los terminales de la bombilla Correlación de la temperatura del color Coordenadas de la cromaticidad x / y Índice del rendimiento del color Eficacia mínima Luminancia promedio Flujo luminoso 100 horas Vida promedio

Revisión #: 00

[V]



[V]

7

[A] -------


[V]

Mínimo 85 Mínimo

198

minutos

7


2 100 0,519 / 0,4180 21 – Clase 4 117 ≥ 350 ≥ 17 500 24 000



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BOMBILLA DE VAPOR DE SODIO ALTA INTENSIDAD DE DESCARGA 250 W

ITEM


1

Potencia nominal

[W]

2


[V]

3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17


Revisión #: 00

[V]



[V]

10

[A] -------


[V]

Mínimo 85 Mínimo

198

minutos

7


2 100 0,519 / 0,4180 21 – Clase 4 132 ≥ 500 ≥ 33 000 24 000



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BOMBILLA DE VAPOR DE SODIO ALTA INTENSIDAD DE DESCARGA 400 W

ITEM


1

Potencia nominal

[W]

2


[V]

3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17


Revisión #: 00

[V]


VALOR EXIGIDO 400 Máximo

Mínimo

115 Máximo

85 Mínimo

[V]

12

[A] -------


[V]

198

minutos

7


2 100 0,519 / 0,4180 21 – Clase 4 137 ≥ 600 ≥ 55 000 24 000



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BOMBILLA DE VAPOR DE SODIO ALTA INTENSIDAD DE DESCARGA 1 000 W

ITEM 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17

CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS CARACTERÍSTICA UNIDAD Potencia nominal Tensión en los terminales de la bombilla (r.m.s) Tensión de extinción de la Bombilla (r.m.s) Incremento de tensión máximo en los terminales de la bombilla Corriente de la Bombilla (r.m.s) Bulbo ( Forma / Tipo ) Posición operación Base o casquillo Tensión de ensayo para estabilización "calentamiento" Tiempo máximo requerido para alcanzar 50 V mínimo en los terminales de la bombilla Correlación de la temperatura del color Coordenadas de la cromaticidad x / y Índice del rendimiento del color Eficacia mínima Luminancia promedio Flujo luminoso 100 horas Vida promedio

Revisión #: 00

[W] [V] [V]


VALOR EXIGIDO 1 000 Máximo

Mínimo

278 Máximo

194 Mínimo

[V]

25

[A] -------

4,70 Tubular / Claro Universal E-40 ó MOGUL

[V]

456

minutos

7


2 100 0,519 / 0,4180 21 – Clase 4 140 ≥ 600 140 000 24 000



3.9.3

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Bombillas de Mercurio

BOMBILLA DE VAPOR DE MERCURIO ALTA INTENSIDAD DE DESCARGA 125 W ITEM

CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS CARACTERÍSTICA UNIDAD OBJETIVO

1 2 3 4 5

Tensión de encendido Corriente de calentamiento Tensión de calentamiento Duración de calentamiento Tensión mínima para operación estable

[V] [A] [V] Minutos [V]

1,04

6 7 8 9 10 11 12 13

Potencia de la bombilla Tensión en los bornes de la bombilla Corriente absorbida por la bombilla Casquillo Forma del bulbo Acabado del bulbo Flujo luminoso 100 horas Vida promedio

[W] ----------[Lumen] Horas

125 125 1,15

-

MÍNIMO

MÁXIMO

93 198

180 12 -

132 110 140 E 27/27 Elipsoidal Recubrimiento fosforado ≥ 6 300 24 000

BOMBILLA DE VAPOR DE MERCURIO ALTA INTENSIDAD DE DESCARGA 250 W ITEM

CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS CARACTERÍSTICA UNIDAD OBJETIVO

1 2 3 4 5



1,94 -

6 7 8 9 10 11 12 13



250 130 2,13

Revisión #: 00

MÍNIMO

MÁXIMO

98 198

180 12 -




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BOMBILLA DE VAPOR DE MERCURIO ALTA INTENSIDAD DE DESCARGA 400 W CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS CARACTERÍSTICA UNIDAD OBJETIVO

ITEM 1 2 3 4 5



2,93 -

6 7 8 9 10 11 12 13



400 135 3,25

3.9.4

MÍNIMO

MÁXIMO

102 198

180 12 -


Bombillas De Halogenuros (Metal Halide)

BOMBILLA METAL HALIDE 70 W ITEM


VALOR EXIGIDO

1

Potencia nominal

[W]

70

2


[V]

85 a 95

3 4 5 6 7

Corriente de la Bombilla (r.m.s) Bulbo ( Forma / Tipo ) Posición operación Base o casquillo Vida promedio

[A] ------horas

0,98 Tubular / Claro Universal E27, doble contacto, tipo G o similar ≥ 15 000

Revisión #: 00



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VALOR EXIGIDO

1

Potencia nominal

[W]

150

2


[V]

95 a 100

3 4 5 6 7

Corriente de la Bombilla (r.m.s) Bulbo ( Forma / Tipo ) Posición operación Base o casquillo Vida promedio

[A] ------horas

1,80 Tubular / Claro Universal E27, E40, doble contacto, tipo G o similar ≥ 15 000



VALOR EXIGIDO

1

Potencia nominal

[W]

175 Estándar ó pulse start (Americana)

2


[V]

132

3 4 5 6 7

Corriente de la Bombilla (r.m.s) Bulbo Posición operación Base o casquillo Vida promedio

[A] ------horas

1,50 Claro Universal E40 ≥ 15 000

BOMBILLA METAL HALIDE 250 W ITEM 1

CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS CARACTERÍSTICA UNIDAD Potencia nominal

[W]

2


[V]

3

Corriente de la Bombilla (r.m.s)

[A]

4 5 6 7

Bulbo Posición operación Base o casquillo Vida promedio

Revisión #: 00

------horas

VALOR EXIGIDO

250 Estándar ó pulse start Si se utiliza con balasto: Mercurio Reactor HID o CWA: Sodio Reactor : Si se utiliza con balasto: Mercurio Reactor HID o CWA: Sodio Reactor :

125 a 133 V 100 V 2,13 A 3A

Claro Universal E40, Doble Contacto

≥ 15 000



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1

Potencia nominal

[W]

2


[V]

3


[A]

4 5 6 7


VALOR EXIGIDO

400 Estándar ó pulse start Si se utiliza con balasto: Mercurio Reactor HID o CWA: Sodio Reactor : Si se utiliza con balasto: Mercurio Reactor HID o CWA: Sodio Reactor :

------horas

125 a 135 V 100 V 3,25 A 4,6 A


≥ 15 000

BOMBILLA METAL HALIDE 1 000 W ITEM


1

Potencia nominal

[W]

2


[V]

3


[A]

4 5 6 7


------horas

VALOR EXIGIDO

1000 Si se utiliza con balasto: Reactor HID: CWA HID : Si se utiliza con balasto: Reactor HID: CWA HID : Claro Universal

135 265 8 4,3

E40, Doble Contacto

≥ 15 000



VALOR EXIGIDO

1

Potencia nominal

[W]

1500

2


[V]

268

3


[A]

6,20

Revisión #: 00


MANUAL TÉCNICO DE ALUMBRADO PÚBLICO CAPÍTULO 3 ESPECIFICACIONES TÉCNICAS DE MATERIALES Y/O EQUIPOS DEL SDAP 4 5 6 7


------horas

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≥ 15 000



VALOR EXIGIDO

1

Potencia nominal

[W]

2000

2


[V]

130

3


[A]

16,50

4 5 6 7


------horas


≥ 15 000

3.10 Centros de Transformación en Poste Se usan en redes aéreas en zonas rurales, urbanas, industriales o en urbanizaciones, generalmente los postes se instalan en los andenes de las vías públicas; no se permitirá montaje de transformadores en las esquinas, en razón del alto riego de accidentes de transito que pueden afectar la confiabilidad del sistema. En las vías clasificadas por el Departamento Administrativo de Planeación Distrital (DAPD) como vías V0, V1, V2, y V3, la malla vial arterial y complementaria así como en las urbanizaciones de estratos 4, 5 y 6 definidos por el Decreto 1192 del 22 de Diciembre de 1997, en zonas históricas y en general en aquellos sitios donde la conformación de redes aéreas no esté de acuerdo con las normas establecidas, no se permite el montaje en postes de transformadores de ninguna capacidad, ni la construcción de redes aéreas; en estos casos deben construirse redes subterráneas. El Distrito Capital expidió el Decreto 619 de 2000 con el cual se reglamentó el Plan de Ordenamiento Territorial, como complemento se expidió la Resolución 0033 de Enero 26 de 2001 por el Departamento Administrativo de Planeación Distrital en los cuales indica el uso de redes aéreas y subterráneas. El Decreto reglamenta que para estrato 3, los nuevos desarrollos Urbanos, que se generen mediante planes parciales (extensiones de terreno> 10 Ha), las redes de distribución y acometidas deberán ser subterráneas.

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Los transformadores con tensiones en baja tensión diferentes a 208/120 V y 240/120 V, solo serán propiedad del usuario (uso dedicado), quien responderá por su mantenimiento. Los transformadores hasta 112,5 kVA se instalaran en un poste. Los transformadores de 150 kVA, si su peso es mayor a 650 kg, se instalarán en estructuras tipo H, o en un poste si su peso es menor de 650 kg, pero para ello deben tener disposición de los radiadores y los soportes adecuados para la instalación en un solo poste. Las capacidades de los transformadores exclusivos de alumbrado público de vías malla arterial principal y complementaria, normalizadas por CODENSA S.A. son: 3 0 kVA 4 5 kVA 7 5 kVA Estos transformadores pueden ser instalados en centros de transformación capsuladas, tipo pedestal o montados en poste, de acuerdo con las especificaciones de cada proyecto específico, determinados por CODENSA S.A. En vías de la malla arterial principal y complementaria, también se utilizan transformadores de distribución a 208 voltios, de las mismas capacidades de los transformadores exclusivos de alumbrado o se conectan (las luminarias o proyectores) a circuitos alimentados por transformadores de las redes de distribución de la zona o sector, en proyectos previamente aprobados por CODENSA S.A.

3.10.1 Centro de Transformación de Pedestal El Centro de Transformación de pedestal para alumbrado público esta compuesto de dos gabinetes independientes tipo intemperie, uno para el transformador internamente autoprotegido contra cortocircuito y sobrecarga, y el otro gabinete para el seccionador de maniobras con terminales de media tensión de frente muerto. Los gabinetes deben estar provistos de puertas con cerraduras, de tal forma que los mandos, accesorios y conexiones eléctricas queden inaccesibles al público. El Gabinete de los transformadores de pedestal deben ser fabricados en lamina coldrolled calibre número 12 BWG (1.9872 mm) como mínimo. En el caso de los radiadores del transformador queden a la vista, estos deben tener refuerzos metálicos que los protejan del vandalismo. El sistema de pintura de los gabinetes debe estar de acuerdo con la Norma CS 5022/CS 502-3 de Cables Subterráneos de CODENSA S.A. En los costados laterales de la subestación, deben existir señales preventivas de "Peligro Alta Tensión" y una flecha indicadora de arco (ver Norma de construcción AP 527 de CODENSA S.A.).

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El transformador tipo pedestal debe tener dos compartimientos:

FUSIBLES DE EXPULSIÓN TIPO BAYONETA

COMPARTIMIENTO PARA MEDIA TENSIÓN

COMPARTIMIENTO DEL TRANSFORMADOR

MANIJA DE ACCIONAMIENTO DEL CONMUTADOR SOPORTES DE PARQUEO

OREJAS PARA IZAR BOMBILLA INDICADORA DE SOBRECARGA ELEMENTOS PREFORMADOS

TERMINALES DE BAJA TENSION INTERRUPTOR AUTOMÁTICO EN EL CASO DE A.P. DEBE SER DE TIPO SUMERGIBLE EN ACEITE

OBRA CIVIL NORMAS : CTS 523 CTS 523-1 CTS 523-2 DERIVACION CABLE DE MEDIA TENSION

Un compartimiento al lado izquierdo para los terminales de media tensión y la perilla del conmutador de derivaciones del transformador. Un compartimiento al lado derecho para los terminales de baja tensión y la palanca de maniobras del interruptor automático de BT que ésta localizado dentro del tanque. Los

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dos compartimientos se deben separar internamente mediante una barrera metálica, de tal forma que cada uno tenga su propia puerta. Los transformadores de pedestal de bajas potencias tienen incremento de ferroresonancia por lo que se debe considerar la capacitancia del circuito subterráneo de M.T que lo alimenta con el fin de evitarlas, en casos de aperturas monopolares del transformador. La protección de media tensión del transformador tipo pedestal para alumbrado público, consiste en un fusible de expulsión tipo bayoneta en serie con un fusible limitador de corriente. La protección en baja tensión consiste en un interruptor automático, instalado en aceite dentro del tanque del transformador, seleccionado de acuerdo con la curva de capacidad térmica que puede soportar el transformador y la corriente de cortocircuito. El interruptor automático, debe estar previsto con una manija exterior para su operación, en razón de la inseguridad y el vandalismo, además debe llevar lámpara exterior de señalización, que se enciende cuando la sobrecarga llegue a los limites de prevención. La siguiente tabla describe los fusibles de protección para los transformadores tipo pedestal: CAPACIDAD KVA

FUSIBLES TIPO BAYONETA

30 45 75

6A 6A 10 A

LIMITADOR DE CORRIENTE 40 A 40 A 40 A

Cuando actúa el fusible limitador de corriente, se asegura que la falla fue interna en el transformador, lo cual permite una mayor seguridad para los operarios puesto que el transformador no puede ser energizado nuevamente en el sitio de instalación, ya que el fusible esta ubicado en el interior del tanque obligando el retiro del transformador para su revisión. Las fallas externas en baja tensión deben ser despejadas por el interruptor automático de baja tensión y como respaldo del fusible de expulsión tipo bayoneta. El compartimento de media tensión debe tener una platina de cobre de 20 mm2 de sección, para la puesta a tierra de los cables de media tensión y los pararrayos. Esta platina se aterriza a la malla de puesta a tierra desde dos puntos diferentes. Bajo el pedestal del seccionador de maniobras y transformador se debe colocar una malla de puesta a tierra, la cual se calcula teniendo en cuenta los siguientes parámetros:

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Nivel de tensión= 11,4 kV Máxima corriente de falla= 11 kA (la del sitio de instalación) Resistencia de puesta a tierra= 5 Ohmios Tiempo de despeje de la falla= 1 segundo Enterramiento de la malla= 0,6 metros La resistividad del terreno será medida en cada caso especifico de acuerdo con la Norma de Construcción de Líneas Aéreas Urbanas de CODENSA LA 400. En el caso de resistividades del terreno altas se debe tratar el terreno o instalar suelo artificial. El calibre del conductor para la malla es 2/0 AWG Cobre. La malla debe tener por lo menos tres varillas de puesta a tierra de 5/8" x 2,44 (Especificación Técnica ET-490 de CODENSA S.A.). Las varillas deben estar espaciadas a una distancia mayor de dos veces su longitud. La resistencia de puesta a tierra del centro de transformación tipo pedestal debe ser menor o igual a cinco (5) ohmios. A esta tierra se deben conectar sólidamente todas las partes metálicas que no transporten corriente y estén descubiertas, el neutro del transformador, la pantalla de los cables de media tensión, los puntos de tierra de los terminales preformados y los descargadores de sobretensión. Por razones de seguridad el seccionador o transformador tipo pedestal, debe presentar frente muerto en el compartimiento de media tensión, es por eso que los terminales del cable deben ser terminales preformados tipo codo, los cuales debe tener punto de prueba, para identificar fases y comprobar ausencia de tensión. La puerta de media tensión, debe llevar pasadores que impidan la apertura directa y la puerta de baja tensión debe llevar manija de cierre-apertura con llave bristol de 9/16", portacandado cubiertos para protección de intemperie. En la puerta del compartimento de M.T. se debe colocar una señal preventiva de peligro, de acuerdo con la norma de construcción para Alumbrado Público AP 527 de CODENSA S.A. El transformador de pedestal se alimenta desde un seccionador de maniobras, de operación selectiva con cable monopolar de cobre calibre 2 AWG aislado para 15 kV y terminales tipo codo de 200 A de frente muerto. En el transformador tipo pedestal se utilizan, además de los terminales preformados tipo codo de media tensión, receptáculos de parqueo Norma de Construcción de Cables Subterráneas CS 338.

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3.10.2 Seccionadores De Maniobras Tipo Pedestal (Pad Mounted) El seccionador de maniobras se compone de tres vías (entrada - salida - derivación) mediante el cual se conecta dentro de la configuración de los circuitos de media tensión en anillo abierto, utilizándose la flexibilidad de ésta configuración en cuanto al cambio del sentido de la alimentación y puntos de suplencia. Este seccionador de maniobra debe tener terminales tipo codo de 600 A (Norma CS 336-2 de Cables Subterráneos de CODENSA S.A.) cuando el cable subterráneo que alimenta el seccionador es calibre No. 300 kcmil y 4/0 AWG, y puede tener terminales tipo codo de 200 A cuando el cable que alimenta el seccionador es calibre No. 2/0 AWG. Los seccionadores de maniobras tipo pedestal, consiste de varios seccionadores tripolares de operación bajo carga dentro de una envolvente metálica, diseñadas para ser instaladas a la intemperie, deben ser resistentes contra la lluvia, sol, humedad, insectos, polvo y todas las condiciones climáticas adversas que puedan causar deterioro de sus elementos constructivos y que originen un mantenimiento frecuente o la alteración de las partes eléctricas o mecánicas, grado de protección IP54. El medio de aislamiento para este tipo de cajas debe ser en aceite o SF6 y el medio de extinción del arco en aceite, SF6 o vacío. En el seccionador de maniobras cuando se requiera instalar descargadores de sobretensión, se debe emplear interfaces reductoras del terminal tipo T y descargadores de sobretensión tipo terminal preformado (Ver Norma CS 338-1 de Cables Subterráneos de CODENSA S.A.).

3.10.3 Mecanismos de Operación Los seccionadores de maniobra serán para operación manual mediante palanca removible individual para cada seccionador con o sin pértiga, fácil de maniobrar, con mecanismos de resorte para enganche y desenganche de los contactos principales del seccionador de maniobra, cuya velocidad de apertura y cierre sea independiente de la acción manual del operador. Los seccionadores de maniobra, los hay con tres posiciones abierto - cerrado - puesto a tierra y de dos posiciones abierto - cerrado. La puesta a tierra de los seccionadores de maniobra varía de acuerdo con el diseño de los mismos, los hay con posición fija de puesta a tierra (abierto - cerrado -aterrizado) o por medio de terminales preformados externos tipo codo de puesta a tierra que al conectarlos ponen a tierra cada polo de la correspondiente vía que se encuentre

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abierta. Por seguridad, cuando uno de los circuitos de entrada, salida o derivación es abierto y se van a realizar trabajos sobre el circuito, se debe poner a tierra cada una de las vías que se encuentran desenergizadas. Normalmente los codos preformados de 600 A - 15 kV , son fijos y no son desconectables con tensión. Existen conectores de 600 A en el que se cumplen las funciones integradas de aislamiento, prueba de tensión y puesta a tierra, para lo cual utiliza una interfase reductora de 600 A a 200 A aislada, retirando el tapón y colocando el codo preformado de 15 kV para puesta a tierra. La carcasa de los seccionadores de maniobras deben ser aterrizadas mediante electrodos de puesta a tierra (varillas o mallas), dependiendo de la resistividad del terreno, la corriente de falla calculada en el sitio de la instalación y las tensiones de toque y paso admisibles (ver norma de construcción AP 524 de CODENSA S.A.).

3.11

Condensadores

CONDENSADORES PARA LUMINARIAS Y/O PROYECTORES Los condensadores son utilizados en circuitos con balasto reactor, para corregir el factor de potencia al 90% mínimo, puesto que el balasto que utiliza es altamente reactivo, lo cual produce un bajo factor de potencia que es inferior al 50%; para un conjunto eléctrico con balasto autoregulado CWA, el condensador junto con la bobina secundaria forman el circuito regulador, que suministra valores adecuados de tensión y corriente a la bombilla. CARACTERÍSTICAS El condensador utilizado en el conjunto eléctrico de las luminarias y/o proyectores, deberá cumplir con las siguientes condiciones: Ser del tipo seco (polipropileno metalizado o correspondiente) y cubierta plástica ó aislado en aceite (libre de PC’B). Debe tener una tolerancia en el valor de su capacitancia, de ± 3% para balastos CWA y hasta ± 5% para balastos tipo reactor. Estar fabricado en un material que retarde la llama (autoexinguible). No debe tener restricción alguna con respecto a su posición de operación. El cambio del valor de la capacitancia con variaciones de temperatura entre -40 °C a +25 °C , debe estar dentro del intervalo de +2 % a –5 % y para un cambio de temperatura de +25 °C a +90 °C, debe estar dentro de un intervalo de +2 % a –7 %. El factor de disipación no debe exceder el 0,1% de su tensión nominal y a cualquier temperatura entre +25 °C y +90 °C.

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Ser del tipo no inductivo. Ser aptos para trabajar durante períodos prolongados a una tensión que no exceda el 110% de su tensión nominal, dentro de las temperaturas admisibles. Deben tener internamente una resistencia de descarga entre los terminales, que garantice una tensión en bornes del condensador de 50 V o menos, después de un (1) minuto de haber desconectado la fuente de alimentación. Ser diseñados de tal manera que puedan soportar temperaturas desde –40 °C hasta +90 °C sin que se afecte su normal funcionamiento. Los terminales de los condensadores deben ser del tipo cable soldable de 20 cm de largo con los extremos estañados, el aislamiento debe ser PVC 105 °C y 600 V. No se aceptara que estos equipos estén provistos de terminales tipo bornera. Debe soportar una tensión de 1,75 Vn entre terminales durante un (1) segundo y 2 Vn + 1000 V entre los terminales y la carcaza durante un (1) segundo. Se exige que el sistema de fijación del elemento tenga perno y tuerca. Así mismo, la capacitancia, tensiones, y calibres del conductor (cable) deben estar de acuerdo con la siguiente tabla: CAPACIDAD NOMINAL [µ µF]

TENSIÓN DEL CAPACITOR [V]

CALIBRE CONDUCTOR (AWG) 18

16

14

8 a 33 250 35 a 45 100 en adelante 8 a 25 330 28 a 40 45 a 100 10 a 18 450 20 a 35 45 20 a 25 550 26 25 600 24 y 26 660 Notas: - Los terminales de los condensadores deben ser del tipo cable. - No se aceptará el suministro de más de un capacitor por balasto.

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CONDENSADORES MÁS UTILIZADOS POR CODENSA S.A.

Los condensadores para balastos reactores con derivación de 208/220/240 V , utilizados por CODENSA S.A., son los siguientes: CAPACIDAD NOMINAL [µ µF] 10 20 y 25 30 y 35 45 y 50

TENSIÓN NOMINAL [V] 330

CALIBRE TOLERANCIA POTENCIA CONDUCTOR DEL BALASTO (AWG) [%] [W] 18 70 18 150 ±5 16 250 400 14

TENSIÓN DEL BALASTO [V] 208/220/240

Para balastos del tipo autoregulado CWA multitap de 208/240/277 V , los condensadores a utilizados son los siguientes: CAPACIDAD NOMINAL [µ µF] 16 y 20 33 y 35 30 y 32 45, 48, 50 y 55 25 26

3.12

TENSIÓN NOMINAL [V] 330 330 450 330 600 660

CALIBRE TOLERANCIA POTENCIA CONDUCTOR DEL BALASTO (AWG) [%] [W] 18 150 16 250 ±3 16 250 14 400 14 1 000 14 1 000

TENSIÓN DEL BALASTO [V] 208/240/277

Conductores de Baja Tensión para Alumbrado Público 3.12.1 Cable de Aluminio Doble Capa (Aislamiento Y Cubierta)

USOS Se utilizan conductores de aluminio, en circuitos directamente enterrados, en sitios donde el alto grado de vandalismo lo ameriten, pero solo en zonas verdes.

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CARACTERÍSTICAS DIMENSIONALES DEL CONDUCTOR Calibre

Sección Cond. Desnudo

AWG

(mm)

1/0 2 4

53,49 33,63 21,15

2

Espesor Diámetro Aislamiento Cond. Desnudo (A) (mm)

(mm)

9,45 7,42 5,88

1,40 1,14 1,14

Espesor Diámetro Ext del Diámetro Conductor con chaqueta Conductor con aislamiento y aislamiento (B) chaqueta (C) (mm) (mm) (mm) 12,25 9,7 8,16

1,14 0,76 0,76

14,53 11,22 9,68

CARACTERÍSTICAS FISICAS Y ELÉCTRICAS DEL CONDUCTOR Calibre

HILOS

AWG

Número Diámetro Sección 2 (mm) 19 1,89 2,805 7 2,47 4,808 7 1,96 3,021

1/0 2 4

Peso Aprox. Conductor Desnudo (Kg/Km) Al 147 92,7 58,3

Peso Aprox. Conductor Completo

Resist. D.C 20°C

(Kg/Km) Al 275 169 120

(OHM/Km) Al 0,539 0,857 1,363

CARACTERÍSTICAS FISICAS Y ELÉCTRICAS DEL CONDUCTOR Calibre AWG 1/0 2 4

Constantes de regulación Disposición Horizontal 208/120 V (3 4hilos) Al 1,383E-03 2,128E-03 3,316E-03

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Disposición Horizontal 480/277 V (3 4hilos) Al 2,597E-04 3,996E-04 6,227E-04

Disposición Horizontal 277 V (1Φ, 2 hilos) Al 5,194E-04 7,993E-04 1,245E-03

Radio Mínimo Curvatura


(mm) 58 45 39


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CONDUCTOR

AISLAMIENTO EN XLPE Conductor CHAQUETA EN PVC

AISLAMIENTO (XLPE) COLOR NEGRO

CHAQUETA EXTERIOR (PVC) COLOR ROJO

A

B

C

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De las anteriores características se destaca que: El área seccional del conductor no podrá ser inferior al 98% del área anotada en la tabla. El conductor se construirá con hilos de aluminio de acuerdo con las norma ASTM B230 para el aluminio. El cableado de los conductores se conformara según la norma ASTM B231 para conductores de aluminio.

CONDICIONES DE SERVICIO Los cables serán instalados en sistemas subterráneos de distribución secundaria de 208/120 V, 480/277 V de CODENSA S.A.

MATERIAL La chaqueta para el recubrimiento del aislamiento del conductor debe ser de Poli (cloruro de Vinilo), PVC, de color rojo. El aislamiento del conductor debe ser de Polietileno reticulado de cadena cruzada, XLPE, de color negro, adecuado para uso en medios húmedos y resistente a los esfuerzos mecánicos durante la instalación y operación del cable. TEMPERATURA El aislamiento debe ser adecuado para uso en sitios húmedos y secos a la siguiente temperatura del conductor: 90 °C 130 °C 250°C

en operación normal. en condiciones de sobrecarga de emergencia (para no más de 100 horas en un año o más de 500 horas en la vida del cable). en condiciones de cortocircuito.

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CAPACIDAD AMPÉRICA CAPACIDAD AMPERICA CALIBRE AWG 1/0 2 4

Enterramiento Directo Al 135 100 75

3.12.2 Cable de Cobre O Aluminio Thw 75 °C USO Los circuitos instalados en ductos, pueden ser en cobre o aluminio THW 75°C, se prefiere el uso del cable de aluminio para desestimular el hurto del conductor de cobre.

CARACTERÍSTICAS DIMENSIONALES DEL CONDUCTOR Sección Total Cond.

AWG

Sección Cond. Desnudo 2 (mm)

1/0 2 4 6

53,49 33,63 21,15 13,30

143,35 85,93 62,49 46,69

Calibre

(mm)

Diámetro Cond. Espesor Desnudo (A) Aislamiento

2

(mm)

(mm)

Diámetro Ext. Conductor (B) (mm)

9,45 7,42 5,88 4,67

2,03 1,52 1,52 1,52

13,51 10,46 8,92 7,71

CARACTERÍSTICAS FISICAS Y ELÉCTRICAS DEL CONDUCTOR Calibre

HILOS

AWG

Número Diámetro Sección 2 (mm)

1/0

19

1,89

2,805

2 4 6

7 7 7

2,47 1,96 1,55

4,808 3,021 1,897

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Peso Aprox. (Kg/Km) Cu Al

Resist. D.C 20°C (OHM/Km) Cu

Resist. D.C 20°C (OHM/Km) Al

0,523 0,831 1,320

0,857 1,363 2,170

147 305 192 121

92,7 58,3 36,7

0,539



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CONDUCTOR DE COBRE O ALUMINIO

Conductor (Ver caracterÍsticas en la ET-106, para el conductor de aluminio y ET-116, para el conductor de cobre)

AISLAMIENTO EN PVC

De las anteriores características se destaca que: El área seccional del conductor no podrá ser inferior al 98% del área anotada en la tabla. El conductor se construirá con hilos de cobre o aluminio recocido de acuerdo con la norma ASTM B3 y ASTM B 230 respectivamente. El cableado de los conductores de cobre o aluminio se conformaran según la norma ASTM B6 para conductores de cobre y ASTM B231 para conductores de aluminio.

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CONDICIONES DE SERVICIO Los cables serán instalados en sistemas subterráneos de distribución secundaria de 208/120 V, 480/277 V de CODENSA S.A. MATERIAL El aislamiento del conductor debe ser de cloruro de polivinilo, PVC, de color negro, adecuado para uso en medios húmedos y resistente a los esfuerzos mecánicos durante la instalación y operación del cable. TEMPERATURA El aislamiento debe ser adecuado para uso en sitios húmedos y secos a la siguiente temperatura del conductor: 75°C 95°C 150°C

en operación normal. en condiciones de sobrecarga de emergencia (para no más de 100 horas en un año o más de 500 horas en la vida del cable). en condiciones de cortocircuito.

CAPACIDADES CAPACIDAD AMPERICA CALIBRE AWG 1/0 2 4 6

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Cable Cu Amperios DUCTOS AL AIRE 115 170 85 125 65 95

Cable Al Amperios DUCTOS AL AIRE 120 180 90 135 65 100 50 75



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FACTORES DE CORRECCIÓN (A) Por temperatura ambiente Temperatura Ambiente °C

21-25 26-30 31-35 36-40 41-45 46-50 51-55 56-60 61-70

Para temperatura ambiente distintas de 30°C multiplicar las corrientes indicadas en la tabla anterior por el factor de corrección adecuado para determinar la máxima corriente permitida. Cu o Al PVC-75°C 1,05 1,00 0,94 0,88 0,82 0,75 0,67 0,58 0,33

(B) Por agrupamiento de cables. Si el número de conductores en la canalización excede de 3, la capacidad de corriente permisible de cada conductor se reducirá así: Número de conductores 1a3 4a6 7a9 10 a 20 21 a 30 31 a 40 41 ó más

Porcentaje de capacidad de corriente 100% 80% 70% 50% 45% 40% 35%

TOMADO DE LA NORMA ICONTEC 2050 de 1998, nota 8 de las Tablas de corriente de 0 a 2 000 V (310-16 a 310-19).

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3.13 Contactores para Controles de Alumbrado Los contactores para controles de alumbrado, se utilizan para el control múltiple de Alumbrado Público en redes aéreas abiertas de B.T., o en redes subterráneas para postes con grupo de luminarias. Los controles de 2x30 A y 2x60 A sirven dos ramales de luminarias y están alimentadas en un rango 105 – 170 V para tensiones de servicio de 120 V y 150 V . Los controles de 3x60 A y 3x100 A sirven tres ramales de luminarias y están alimentados a 277 V.

3.13.1 Requerimientos Técnicos Los controles deben ser suministrados dentro de una carcasa a prueba de intemperie, libre de porosidades, rugosidades o escoriaciones, con dos elementos de sujeción a los lados, o en la parte superior e inferior para permitir su instalación en postes y cualquier otro tipo de estructura. La carcasa debe ser en aluminio o cualquier otro material que garantice una adecuada resistencia mecánica, y una protección contra la corrosión. El espacio y la distribución de los elementos dentro de la carcasa deben ser tales que todas las partes sean fácilmente accesibles para permitir su mantenimiento y reemplazo. La carcasa debe cumplir con el grado de protección IP 65 e IK 09 El nivel de ruido máximo permisible será de 45db , cuando se verifique de acuerdo con lo especificado en la norma 15 del CISPR (International Special Committee on Radio Interference). Ninguno de los elementos o partes del control de alumbrado debe presentar rebabas, puntas o bordes cortantes. El acabado exterior del control de alumbrado debe ser de color gris RAL 7004. El acabado del cuerpo del control de alumbrado debe garantizar la estabilidad del color contra rayos ultravioleta. La cubierta de la carcasa debe ser de una sola pieza y girar sobre dos bisagras como mínimo. Su cierre debe asegurarse mediante tornilleria imperdible, tuercas tipo

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mariposa o cualquier otro sistema igualmente funcional que no requiera el uso de herramienta especial, de modo que no pueda abrirse accidentalmente. Para la salida de los cables, la carcasa debe estar provista de los orificios necesarios, protegidos con un empaque adecuado y con un diámetro equivalente para el conductor de acuerdo con la capacidad del control. La carcasa debe contar con un sistema de portacandado, y estar provista con un tornillo para conexión a tierra. El control de alumbrado debe tener agujeros para permitir la sujeción de la carcasa con tornillos de 16 mm (5/8 pulgadas) Los tornillos, arandelas, arandelas de presión y tuercas utilizadas en la parte exterior del control, deberán ser a prueba de corrosión y salinidad. Los tornillos de diámetro 16 mm (5/8 pulgadas) se deben galvanizar en caliente, de acuerdo con lo especificado en la NTC 2076; para ambientes salinos, deberán ser preferiblemente de acero inoxidable, o cualquier otro material que cumpla con dichos requisitos Los tornillos de diámetros inferiores a 16 mm (5/8 pulgadas) podrán ser cincados o iridizados Las tuercas utilizadas en el interior del control deberán ser de seguridad, con tuercas o arandelas de presión, para garantizar el buen contacto eléctrico y eliminar el calentamiento. Cuando se utilice un fotocontrol incorporado, la base debe ser instalada en la parte superior de la carcasa de tal forma que gire fácilmente sobre su eje vertical entre 0° +/-180°, para permitir su orientación sin dañar las puntas de conexión, sin que se requiera el uso de herramientas especiales, y sin que se disminuya el grado de protección IP 65 e IK 09

3.13.2 Conjunto Eléctrico Se deben tener en cuenta los siguientes aspectos: La construcción del control de alumbrado debe permitir fácil ventilación del sistema eléctrico, sin que sobrepase la temperatura máxima que puede soportar cada uno de los elementos que lo constituyen y conservando el índice de protección IP garantizado. Las conexiones eléctricas en las borneras y/o tornillería que se encuentre directamente en contacto con una conexión eléctrica (punto vivo) deben ser del tipo no ferroso.

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Además, las conexiones libres o suspendidas deben llevar conectores de resorte, conectores o terminales aislados para el exterior ó cualquier sistema equivalente que preserve la integridad humana. Todos los contactos eléctricos del control de alumbrado y la tornilleria deben ser de material no ferroso y protegidos contra la corrosión. Todas las conexiones internas se deben efectuar a través de borneras y deben ser sólidas. Los contactos deben ser fabricados en un material no ferroso, protegido contra la corrosión y de dimensiones que garanticen el contacto eléctrico (Máximo 2 conductores por punto de conexión). No se aceptan conexiones a través de remaches o medios aislantes. El control debe estar provisto de dispositivos para la protección contra sobretensiones y de elementos de protección contra un cortocircuito o una sobrecarga. Los conductores utilizados deben tener un aislamiento especificado para 600V, clase 105°C Las conexiones entre las partes móviles deben estar elaboradas con bandas flexibles de multiconductor de sección suficiente para soportar la capacidad nominal del control, y estar provistas en sus extremos, de terminales de compresión, aptas para sujetar mediante tornillo. La protección contra sobretensiones del circuito de fuerza podrá ser del tipo que garantice la descarga cuando se produzca una sobretensión entre 1 000 V y 2 500 V eficaces, con una onda de 1,2 / 50 ms . Se verificará de cuerdo con lo establecido en la NTC 2166. El descargador deberá seguir funcionando una vez se produzca la descarga Los controles deberán estar provistos de fusibles de carga diseñados para soportar tanto la corriente nominal del control, como la corriente de arranque de cualquier grupo de luminarias que comande dicho control. La corriente de cortocircuito del fusible deberá ser mínimo de 50 kA, cuando las condiciones del sistema así lo requieran. Los fusibles deberán ser del tipo de acción retardada (doble elemento o dual) y corresponder a los UL clase K5 ó similar.

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CARACTERÍSTICAS DE LOS FUSIBLES Referencia del contactor 2 x 30 A 2 x60 3 x 60 3 x 100 Corriente nominal 35 A 60 A 65 A 100 A Capacidad de interrupción 50 kA Nivel mínimo de aislamiento 250 V 600 V Dimensiones 76 mm x 21 mm 200 mm x 34 mm (3” x 13/16”) (7 7/8” x 1 5/16”) Referencia de Ferraz Shawmut: OTN OTS fabricantes Busman: PON KOS

Los soportes donde se instalen los fusibles deberán ser de lámina de cobre, plateados, estañados o cadmiados, con refuerzos que garanticen la presión del contacto.

3.13.3

Contactos de Carga

Los contactos de carga deben actuar por medio de electromagnetos. No se aceptan contactos en paralelo, para obtener la capacidad nominal del control. El material utilizado en los contactos debe ser plata-óxido de cadmio, en un porcentaje del 10% al 15% de óxido de cadmio en peso, o tungsteno-plata en un porcentaje del 37% de tugsteno en peso. Los contactos deben ser normalmente cerrados (NC). Los contactos de carga deberán ser del tipo de acción deslizante, con operación firme y sin oscilaciones, para tensiones hasta 600 V , y con las siguientes características: CARACTERÍSTICA DE LOS CONTACTOS DE CARGA Corriente nominal [A] 30 60 Capacidad continua de conmutación [A] 40 80 Capacidad nominal de interrupción [A] 150 300 Capacidad nominal al cierre [A] 300 600 Frecuencia normal de interrupción 1 (un ciclo) Tiempo máximo de operación: - Cierre - Apertura Máxima duración del arco post apertura

100 130 500 1500

30 ms 30 ms ½ ciclo

El control deberá soportar los ensayos dieléctricos “Verificación de las propiedades dieléctricas”.

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Las tensiones de ensayo deberán aplicarse durante 1min como se indica a continuación: a. Con los contactos principales cerrados - Entre todas las partes vivas y la estructura del control, con todos los polos interconectados. - Entre cada polo y cada uno de los otros polos conectados a la estructura del control. b. Con los contactos principales abiertos - Entre todas las partes vivas y la estructura del control, con todos los polos interconectados. - Entre las terminales de un lado interconectadas entre sí y las terminales del lado opuesto, también interconectadas entre sí.

3.13.4 Limites de Operación A menos que se especifique de otra manera, los controles electromagnéticos se deberán cerrar con cualquier tensión de alimentación entre el 75% y el 110% de su valor nominal, a una temperatura ambiente entre –5°C y 40°C. La tensión mínima repentinamente aplicada para cerrar la armadura deberá ser igual al 80% de la tensión nominal. La apertura no deberá ser mayor que el 75% ni menor que el 10% de la tensión nominal de alimentación del control, cuando los contactos estén desgastados. Los valores de cierre y apertura especificados serán aplicables, si las bobinas han alcanzado una temperatura estable. Lo anterior se verificará de acuerdo con lo establecido en la NTC 2466, numeral 8.3.2.

3.14 Empalmes y Barrajes de Baja Tensión EMPALMES Los empalmes de baja tensión para alumbrado público se utilizan para unir dos secciones de cable y protegerlos efectivamente contra la humedad. Dentro de sus principales características se pueden mencionar: Tensión máxima de funcionamiento 1 000 V . Utiliza aislamiento en resina. Utiliza conectores, un molde en PVC y cinta para sellar la salida de los cables, evitando la fuga de la resina líquida. De energización inmediata.

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Rango de operación para el conductor principal de 2/0 AWG a 2 AWG ó de 2 AWG – 6 AWG. Rango de operación para el conductor de derivación 8 AWG – 14 AWG.

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BARRAJES Los barrajes de baja tensión para alumbrado público se utilizan para efectuar la distribución subterránea y acometida de los equipos de alumbrado. Dentro de sus principales características se pueden mencionar: Capacidad de 175 A . Construcción en aluminio inyectado. Peso liviano. Recubrimiento aislante de caucho EPDM. El EPDM mantiene una resistencia dieléctrica de 490 V/mil. Resistente al agua, abrasión, ozono y luz ultravioleta. Mantienen la resistencia dieléctrica y volumétrica en un rango de temperaturas entre 40 °C y 130 °C.

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3.15 Fotocontroles Los fotocontroles son utilizados para la conexión y desconexión de fuentes de luz, ya sea en forma individual o efectuando un control múltiple mediante la utilización de un contactor. Para control individual el fotocontrol tendrá contactos N.C. para los modos de falla (Fail On y Fail Off) y para el control múltiple siempre se utilizaran contactos N.A.

3.15.1 Características Generales Los fotocontroles electrónicos requeridos por CODENSA S.A. deberán ser del tipo electrónico, cumpliendo con las siguientes condiciones: Tener un índice de hermeticidad IP ≥ 54 Poseer terminales de conexión (Locking Plug Blades) electroplateados, cincados ó estañados, libres de filos y rebabas. Otros materiales deberán ser autorizados por CODENSA S.A. Permitir su instalación sobre una base o receptáculo de forma tripolar. Poseer tiempo de retardo (no mayor a 15 segundos), de tal forma que se eviten operaciones erróneas, por incidencia accidental de rayos de luz. Poseer protección contra cambios de voltaje y/o sobretensiones transitorias. Se aceptan protecciones de sobretensión que utilicen varistor de oxido metálico (MOV) y diodos zener. Estar de acuerdo con el último diseño del fabricante y ser apto para instalarse en el sistema de alumbrado público. Bajo condiciones normales de funcionamiento, el numero de operaciones de los contactos debe sobre pasar las 5 000 operaciones, siendo un ciclo completo conexión y desconexión. No presentar problemas de contaminación ambiental a la hora de deshacerse de estos dispositivos. El circuito de control del elemento deberá ser del tipo electrónico y el elemento sensor de luz, deberá ser del tipo silicon con filtro (ultravioleta e infrarojo). NOTA: Los fotosensores de silicon se encuentran disponibles en varias formas, incluyendo fototransistores y fotodiodos.

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El consumo de energía máximo del fotocontrol deberá ser de 1,5 W para cualquier tensión de conexión del fotocontrol (se debe tener en cuenta el apartado 3 de la presente especificación). No poseer dispositivos del tipo térmico para el manejo de la carga.

3.15.2

Requerimientos de Operación

3.15.2.1

Dispositivo de control

El fotocontrol deberá ser del tipo electrónico, conectando la carga en el nivel de iluminación de 5 a 10 luxes, y desconectándola en máximo 20 luxes. Se aceptan variaciones no mayores al 20 %. El dispositivo debe energizarse con una tensión en el circuito de mando, igual al valor superior del intervalo de tensión y una temperatura ambiente de 70°C sin presentar alteración en sus características. La fotosensor del elemento debe ser calibrado en fábrica para que la corriente que acciona el contacto de carga, lo haga de acuerdo a los niveles de iluminancia estipulados. Se requiere que el fotocontrol tenga tiempo de retardo, de tal forma que se evite el accionamiento del fotocontrol por incidencia accidental de rayos de luz sobre el sensor. El ajuste a la sensibilidad del fotocontrol, debe conservarse a través de la vida útil del elemento, de acuerdo con el nivel de conexión y desconexión, exigido por la presente especificación. Los contactos deben ser de cobre o aleación de cobre fijados rígidamente al chasis. Deben conformar un interruptor unipolar que no presenta posibilidades de cebado de arco o chisporroteo, en todo rango operativo de tensión. El sistema electrónico de maniobra del fotocontrol, la capacidad de conexión y la duración deben verificarse según la norma ANSI/IEEE std 428. Los contactos de carga del elemento, deben soportar 5 000 operaciones con carga inductiva con un factor de potencia de 0,5 , sin mostrar desgaste o deterioro que los inutilice. Para sistemas electrónicos de maniobra, la capacidad de conexión y la duración, deben verificarse según la norma ANSI/IEEE std 428.

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3.15.2.2 Características Técnicas TENSIÓN (1) NOMINAL [Voltios] 120

INTERVALO DE TENSIÓN [Voltios] 105 – 130

CAPACIDAD DE (2) CARGA

TIPO DE CONTACTO

1000 W 1200-1500 VA 1000 W 1800 VA

NA

208/220/240/277

185 – 305

TENSIÓN (1) NOMINAL [Voltios] 120

INTERVALO DE TENSIÓN [Voltios] 105 – 130

PROTECCIÓN SOBRETENSIÓN (3) [Joules] 160 (a 320 V)

208/220/240/277

185 – 305

160 (a 320 V)

NC (Fail On) NC (Fail Off)

UTILIZACIÓN Control Multiple Control Individual

TIPO DE FALLA COLOR DE LA CARCASA Fail On Fail Off Fail On Fail Off

Gris Naranja Marrón Verde

NOTAS: - La abreviatura NA corresponde a Normalmente Abierto. - La abreviatura NC corresponde a Normalmente Cerrado. - Rango de temperatura entre -30 °C a 70 °C - Potencia máxima de consumo 1,5 W - Tiempo de retardo máximo al apagado 15 segundos. - Tiempo de retardo mínimo al encendido 3 segundos. (1) Tensión nominal para la conexión del circuito de mando del dispositivo de fotocontrol. (2) Valor máximo de la carga resistiva o inductiva con factor de potencia 0,5 , que va a ser conectada o desconectada por el elemento, entre los limites de funcionamiento indicados. (3) Se acepta la protección del fotocontrol con diodos zener, equivalente o superior a la propuesta para el MOV (160 J , 320 V).

3.15.2.3 Fotocontroles tipo Fail Off Los fotocontroles con tipo de falla a apagado (Fail Off), deberán presentar las siguientes características: No deben ser construidos con sensores de luz fabricados con Celdas de Sulfuro de Cadmio. Cuando falle el dispositivo sensor de luz, el contacto del relé debe quedar en la posición Off. El fotocontrol debe despejar todas las causas de fallas, incluyendo:

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(A) Falla del relé (en su contacto o en la bobina), desgaste del relé y sobrecalentamiento del contacto. (B) Falla por sobretensión. (C) Falla por otro componente interno (condensadores, resistencias, sensor lumínico, diodos, transistores, etc.)

3.16

Luminarias 3.16.1 Luminarias para Bombillas de Sodio

Las luminarias requeridas por CODENSA S.A. deben cumplir con las siguientes condiciones: No ser construidas mediante el proceso de fundición en arena. Permitir la fijación de la luminaria al tubo soporte (para dificultar su retiro), mediante cualquiera de los siguientes sistemas: - Tornillo pasante de 3/8”x 80mm y tuerca cónica de cabeza fusible removible (galvanizados en caliente y con rosca estándar). - Varilla redonda 3/8” con grafilado en la punta de 20 mm . Nota: El tornillo, la tuerca ó la varilla deben suministrarse con la luminaria. Estar de acuerdo con el último diseño del fabricante certificado y ser aptas para instalación en el sistema de alumbrado público. Poseer la acreditación del producto y de su matriz de intensidades, expedida por un organismo acreditado o reconocido. Dicho certificado deberá entregarse a CODENSA S.A., por parte del fabricante o importador. Las bisagras de la luminaria deberán contar con un sistema que permita gran precisión, tanto el momento de abrirla como en el momento de cerrarla. En ningún caso se aceptarán luminarias con desajustes parciales.

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La carcasa de la luminaria deberá construirse de la siguiente forma: TIPO DE LUMINARIA

TIPO DE CARCASA

Sodio 70 W

PARTIDA (1) Utilizadas en áreas relacionadas con la malla vial local.

Sodio 70 W

ENTERIZA(2) Utilizadas en áreas relacionadas con la malla vial principal y arterial complementaria, con la malla vial intermedia, parques metropolitanos y zonales, plazas, plazoletas y alamedas.

Sodio 150, 250, 400 W

ENTERIZA(2)

Notas: (1) Cuando el reflector hace adicionalmente la función de protección mecánica del conjunto óptico de la luminaria. (2) Cuando el reflector y la carcasa de la luminaria son elementos independientes en el conjunto óptico.

Garantizar los siguientes índices de hermeticidad: TIPO DE VIA

TIPO DE LUMINARIA

(1)

ÍNDICE DE HERMETICIDAD

Sodio 70 W , 150 W , 250 W , 400 carcasa enteriza

Conjunto óptico IP ≥ 65 Conjunto eléctrico IP ≥ 43

Sodio 70 W , carcasa partida

Conjunto óptico IP ≥ 54 Conjunto eléctrico IP ≥ 43

(2) (3) (4)

Notas: (1) Áreas relacionadas con la malla vial principal y arterial complementaria. (2) Malla vial intermedia. (3) Parques y zonales, plazas, plazoletas y alamedas. (4) Malla vial local y demás áreas no catalogadas por los artículos155 “Clasificación de las secciones viales” y 158 “Definición y dimensión de las reservas viales” del Plan de Ordenamiento Territorial (POT).

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3.16.1.1 Características Técnicas Además de los requisitos técnicos contemplados en las Normas, se deben tener en cuenta los siguientes aspectos: TIPO DE LUMINARIAS Las luminarias deben ser del tipo horizontal cerradas, con reparto de flujo luminoso asimétrico en los planos C-90/270 grados con mayores intensidades hacia C-90 grados y simétrico hacia los planos C-0/180 grados. Las luminarias deben ser suministradas con todos los elementos necesarios para su operación, con excepción de la bombilla, el fotocontrol y el brazo para instalación. El acabado exterior de la luminaria debe ser de color gris RAL 7004. CUERPO DE LA LUMINARIA El cuerpo de la luminaria debe ser tal que aloje y proteja de la intemperie a los conjuntos óptico y eléctrico, teniendo en cuenta los siguientes aspectos: No ser construido en acero. Resistente a los cambios bruscos de temperatura. Resistente a altas temperaturas durante períodos prolongados, evitando cristalización o rompimiento. En el caso de construcciones mediante el proceso de inyección en plástico, se deberá certificar que el material sea retardante a la llama. Posea un grado de protección contra el impacto mínimo de IK09 Garantice la estabilidad del color contra rayos ultravioleta CONJUNTO ELÉCTRICO Debe estar constituido por los elementos eléctricos de la luminaria (balasto, condensador, arrancador, bornera de conexiones). Este conjunto debe acoplarse en el interior del cuerpo de la luminaria en un plato de montaje y debe diseñarse para fácil inspección, limpieza, mantenimiento y reemplazo de sus elementos; para ello, todas las conexiones internas deberán poseer anillos marcadores para cable.

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El balasto, arrancador y condensador deben estar provistos con terminal tipo conductor (cable), con longitud no menor a 20 cm y con puntas estañadas ó terminales rectos de compresión. No se aceptara que estos equipos estén provistos de terminales tipo bornera. En ningún caso se aceptará terminales tipo pala (conexión rápida, lengüeta, etc.). La construcción de la luminaria debe permitir fácil ventilación del sistema eléctrico, sin que sobrepase la temperatura máxima que puede soportar cada uno de los elementos que lo constituyen y conservando el IP garantizado. Ninguno de los elementos o partes de la luminaria deben presentar rebabas, puntas o bordes cortantes. Las conexiones eléctricas en las borneras y/o tornillería que se encuentre directamente en contacto con una conexión eléctrica (punto vivo) deben ser del tipo no ferroso. Además, las conexiones libres o suspendidas dentro del conjunto eléctrico deben llevar conectores de resorte o terminales aislados. REFRACTOR O CUBIERTA TRANSPARENTE Para las luminarias, el refractor debe presentar las mejores características ópticas y ser adecuado para intemperie, resistente a cambios bruscos de temperatura, a altas temperaturas durante períodos prolongados (evitando cristalización o rompimiento) y al impacto (IK 06 mínimo), protegido contra rayos ultravioleta con una transmitancia superior al 85%. Se aceptan refractores en policarbonato, y en vidrio liso templado de mínimo 5 mm de espesor. En ningún caso se aceptan refractores prismáticos exteriores, puesto que el factor de mantenimiento se eleva, por la acumulación de sedimentos y partículas. CONEXIONES INTERNAS Los conductores para conexiones internas deben poseer las siguientes características: Cable de cobre, con aislamiento para 600 V y 105°C . El color del aislamiento de los cables de conexión, debe estar de acuerdo con la Norma NTC 2050. Las conexiones directas al portabombillas, deben ser en cable de cobre siliconado, aislado para 600 V , 200 ºC y longitud mínima de 30 cm .

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Los conductores en cable deben tener los extremos estañados, de suficiente capacidad para soportar las corrientes propias del conjunto eléctrico sin excesivo calentamiento y/o caídas de tensión perjudiciales para la operación normal de la unidad. Los contactos eléctricos de la luminaria y la tornillería deben ser de material no ferroso y protegidos contra la corrosión. Todas las conexiones internas se deben efectuar a través de borneras.

Calibre AWG 16 16 Diametro del cable (A) mm 1.52 1.52 mm2 1.317 1.317 Area No. de alambres 26 26 Diámetro de los alambres mm 0.254 0.254 Peso unitario kg/km 11.9 11.9 Resistencia D.C. max. 20°C Ω/km 13.087 13.087 Material Cobre blando cobre blando AISLAMIENTO Espesor promedio mínimo mm 0.76 0.76 Espesor mínimo en un punto mm 0.68 0.68 Color azul ó blanco blanco o rojo Material PVC silicona Clase de aislamiento °C 105 200 DIMENSIONES TOTALES Diámetro del conductor (B) mm 3.04 3.04 NORMAS DE FABRICACIÓN NTC 359 (ASTM B 3) - Alambres de cobre blando o recocido desnudo de sección circular para usos eléctricos. NTC 1818 (ASTM B 49)- Alambrón de cobre laminado en caliente para usos eléctricos. NTC 1099 (ICEA S 61-402)- Alambres y cables aislados con termoplástico para transmisión y distribución de energía eléctrica. NTC 2447- Plásticos, compuestos flexibles de polímeros y copolímeros de cloruro de vinilo para moldeo y extrusión. NTC 2356- Cordones Flexibles y cables para instalaciones domesticas

USOS - EL CABLE DE COBRE Nº 16 AWG AISLADO 105ºC SE UTILIZA EN EL ALAMBRADO INTERNO DE LA LUMINARIA Y EL CABLE SILICONADO 200ºC SE UTILIZA EN LA CONEXIÒN DEL PORTA BOMBILLA. - NORMA PARA EL AISLAMIENTO EN SILICONA : UL - 62 Y ASTM D2526. - EL ÁREA SECCIONAL DEL CONDUCTOR NO PODRÁ SER INFERIOR AL 98% AL ÁREA ANOTADA EN ESTA NORMA

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BORNERAS Para la alimentación de la luminaria, debe ser instalada una bornera con sistema de fijación, del tipo tornillo prensor. Esta bornera deberá poseer las siguientes características: Fijarse directamente al plato de montaje. Los tornillos prensores deberán ser aptos para recibir un destornillador tipo pala de 5 mm de ancho, y 1,2mm de espesor en la punta. Estar fabricada de forma tal que al efectuarse el giro del destornillador sobre el tornillo, no se afecte la parte de ella que lo cubre. Los bornes deben marcarse claramente, indicando cuales de ellos deben conectarse al lado con la tensión de alimentación, especificando, si es el caso, cual de los bornes corresponde al neutro. Para el conexionado de los accesorios eléctricos, se utilizan bloques de borneras que no necesariamente requieren estar fijadas, al plato de montaje. Todas las borneras deberán estar fabricadas en material con una clase térmica no inferior a 105 °C , con tensión de aislamiento 600 V , y con nivel mínimo de temperatura igual al del balasto (tW). Los contactos deben ser fabricados en un material no ferroso, protegido contra la corrosión y de dimensiones que garanticen el contacto eléctrico (suficientes para albergar fácilmente dos conductores calibre No. 14 AWG por punto de conexión). Así mismo, deberá proveerse dentro de la luminaria un espacio adecuado y suficientemente amplio para la ubicación de las borneras de conexión, con el objeto de facilitar al máximo las labores de mantenimiento en su interior.

REFLECTORES En términos generales las especificaciones señaladas a continuación corresponden a reflectores fabricados en lámina de aluminio, tecnología más utilizada en la construcción de reflectores para luminarias; sin embargo, se aceptarán materiales que garanticen como mínimo las mismas características especificadas para los reflectores de aluminio. Los reflectores deberán presentar las siguientes características: Presentar un coeficiente de reflexión superior al 90 %

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Ser del tipo liso y no presentar limaduras, superficies cortantes, remaches, tornillos, arandelas y estar libre de todo tipo de rebabas. Cuando este fabricado en lámina de aluminio, deberá tener como mínimo una pureza de 99,5% y 1 mm en el espesor. Deberá poseer abrillantado químico o electrolítico y acabado con una película uniforme de anodizado de mínimo 5 micrómetros de espesor. No se aceptarán películas del tipo pintado o esmaltado. La fijación del reflector a la carcaza deberá realizarse mediante tornillos o dispositivos de sujeción que garanticen su estabilidad. La superficie reflectora deberá ser uniforme en cuanto al aspecto del acabado y no deberá presentar manchas, depósitos de polvo metálico o cualquier otro tipo de defecto (rugosidades, protuberancias, etc.) , que puedan llegar a afectar el comportamiento óptico de la luminaria. Una vez montado el reflector en el cuerpo de la luminaria, no deberá sufrir deformaciones por causa de cambios de temperatura. El diseño del reflector debe evitar la reflexión de haces de luz sobre la bombilla y limitar el aumento de tensión en ésta, durante la operación normal de la luminaria a no más de: 5 V para luminarias de 70 W 7 V para luminarias de 150 W 10 V para luminarias de 250 W 12 V para luminarias de 400 W INSTALACIÓN Y CONEXIÓN La luminaria debe estar provista de un sistema de fijación adecuado para ser instalada en los brazos indicados en el capítulo Materiales y Equipos de las Normas de Construcción de Alumbrado Público de CODENSA S.A., o en forma similar cuando se garantiza el diseño con un brazo diferente, con un tope que determine su fijación, para cumplir con el diseño fotométrico garantizado. La fijación debe realizarse fácilmente y sin necesidad de desarmar la luminaria o de utilizar accesorios complementarios y/o herramientas especiales.

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Los terminales de conexión eléctrica deben ser fácilmente accesibles y estar provistos de una bornera de conexiones, exclusivamente para alimentación y derivación, que permita la entrada de conductores de alambre de cobre de calibres entre 14 AWG y 10 AWG .

RECEPTÁCULO PARA FOTOCONTROL Las luminarias deben suministrarse con receptáculo tripolar, que cumpla con las especificaciones de la Norma NTC 2470 (EEEI-NEMA TDJ-146) ANSI C. 136-10. Incorporado externamente en la parte superior de la carcasa y permitir giros hasta 360 grados, adecuados para instalar fotocontroles de las características descritas en la misma norma. FUSIBLES Y PORTAFUSIBLES Para las luminarias de sodio el conjunto eléctrico debe ser protegido con los siguientes fusibles: CARACTERISTICA DEL FUSIBLE Potencia de la luminaria [W] Corriente Nominal [A] Capacidad de interrupción [kA] Nivel mínimo de aislamiento [V] Dimensiones Referencia

TIPO DE BALASTO 70 5

REACTOR 150 250 5 10

400 10

150 5

CWA 250 10

400 10

10 250 V 600 V 10,3 mm x 38,1mm (1 ½” x 13/32”) OTM / BAF / CBO ATM – KTK - QSQ

NOTAS: - El fusible deberá ensamblarse en un portafusible de 600 V y para un nivel de corto circuito de 10 kA . - Se utilizará un fusible por fase.

REGLAJE Con excepción de la luminaria de 70 W , el elemento para fijación del portabombillas deberá permitir ajustes en sentido horizontal. El ajuste del portabombillas deberá estar provisto de un sistema de marcación grabado, que permita regularlo en varias posiciones (mínimo 3, adelante-medio-atrás) de distribución del flujo luminoso. Debe quedar marcada una de las posiciones, como una guía que evite su cambio en el futuro. Se debe garantizar que para cualquier posición seleccionada, no se presentarán acercamientos de la bombilla, a ninguna de las superficies internas del conjunto óptico de la luminaria.

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Así mismo, en cualquier posición de la bombilla, el reflector debe ser diseñado y fabricado de tal forma que impida que los rayos de luz reflejados por él, incidan sobre el tubo de descarga de la bombilla. 3.16.1.2 Sistemas Antihurto Los temas de seguridad de las luminarias se enfocan a: - Cierre de la luminaria con tornillo de seguridad y llave especial (1) - Bloqueador de giro del fotocontrol (2) - Aseguramiento del brazo a la luminaria (3)

2

1

3

CIERRE DE LA LUMINARIA CON TORNILLO DE SEGURIDAD Y LLAVE ESPECIAL (1) Se utiliza como elemento de seguridad, fijación, ensamble y cierre, entre el aro porta refractor y la carcasa de la luminaria. Para ello, se utilizan dos tipos de tornillos: de cabeza triangular y de cabeza codificada. El primero se utiliza para que las luminarias suministradas de fábrica tengan cierre adecuado, siendo solamente utilizado en lugares definidos por la empresa (sitios definidos de bajo riego al hurto). El de cabeza codificada con su llave especial, lo instalará CODENSA S.A. a cambio del triangular en los sitios definidos como de alto riesgo de hurto.

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a) Tornillo de cabeza triangular y llave El tornillo de cabeza triangular es un elemento de fijación roscado exteriormente, diseñado para acoplar la carcasa y aro de la luminaria; consta de cabeza y cilindro, sobre la cual se aplica el par de apriete, para asegurar de una forma adecuada a la luminaria.

10 Ø5

CABEZA

75±0.5

10 5.5

Ø 9.52± 0.06

Ø4

Ø7

La llave debe ser fabricada en acero con un recubrimiento electrolítico de protección, de las dimensiones y medidas indicadas en la figura anterior. Se exigirá que las luminarias se provean con una llave, por cada cincuenta unidades suministradas. Para pedidos menores a cincuenta luminarias, se suministrará una llave. b) Requisitos del producto Los tornillos deberán ser fabricados en bronce – latón, acero iridisado ó oxidable de alta resistencia y cumplir con las especificaciones de la norma ANSI B 1.1.

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Todos los tornillos, deberán suministrarse con su respectiva arandela de seguridad y debe cumplir con las dimensiones descritas en la figura anterior. Las partes roscadas de las mismas deben avellanarse en la cara o caras de contacto c) Requisitos geométricos Los tornillos se conformarán en forma, dimensiones y tolerancias de acuerdo con las indicadas en las figuras anteriores TAMAÑO NOMINAL ¼” -20 hilos

DESIGNACIÓN

CLASE

UNC

2A

DIÁMETRO EXTERNO Máx. (pulg) Mín. (pulg) 0.2489 0.2408

d) Características generales Los tornillos de seguridad deben cumplir con las siguientes características: CARACTERÍSTICAS GENERALES Longitud Total Diámetro de la cabeza Longitud de la cabeza Longitud del área roscada Tipo de rosca Paso de la Rosca Tolerancia Material CARACTERÍSTICAS GENERALES Composición Química para el bronce Carga a la Torsión Kg-m Carga a la Tracción Kg/mm2

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DIMENSIONES 42 10 18 22 ¼ 20 UNC 20 hilos/pulg. Long +/- 5 Diam +/- 0.2 Bronce – Laton ó Acero inoxidable DIMENSIONES Cu-70%, Zn-30% 7.5 (Bronce-latón) 10 (Acero inoxidable) 14-15 (Bronce-latón) 26 (Acero inoxidable)



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e) Sistema de seguridad El diseño de la cabeza y sus mecanismos son responsabilidad y patente del fabricante así mismo se debe proveer el kit completo de operación de los tornillos, además, la capacitación sobre la instalación, cuidados, observaciones y su respectiva remoción. f) Buje de seguridad Para el cierre de la luminaria, el oferente deberá fabricar un buje de cerradura de 16 mm con perno RW ¼” , de acuerdo con la especificado en la siguiente figura:

A

PIN DE RETENCIÓN PARA BUJE DE SEGURIDAD

A'

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BLOQUEADOR DE GIRO DEL FOTOCONTROL (2) Se instalará un tornillo goloso verticalmente en la base del fotocontrol, sobre el neutro que impida el giro de retorno. El tornillo se instala abriendo la luminaria.

Tornillo bloqueador

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ASEGURAMIENTO DEL BRAZO A LA LUMINARIA (3) Además de la unión atornillada de la luminaria al brazo de soporte, se debe instalar un tornillo a 50 mm del borde del soporte, el cual se permite de dos formas : 1. Tornillo pasante de 3/8”x 80mm y tuerca cónica de cabeza fusible removible (galvanizados en caliente y con rosca estándar). 2. Varilla grafilada redonda de 3/8” , con grafilado en la punta de 20 mm . Notas: El tornillo ó la varilla, deben suministrarse con la luminaria. La unión del brazo a la luminaria debe tener escalones que permitan inclinaciones de 0°, 5° y 10°.

19

3/8" (rosca pasante)

9/16" 19

10

Revisión #: 00

19

2.5

11

3/8" (rosca pasante)



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3.16.2 Luminarias para Montaje en Muro Las luminarias para montaje en muro requeridas por CODENSA S.A. deben cumplir con las siguientes condiciones: Potencia de funcionamiento 70 W y 150 W para luminarias tipo aplique vertical. Potencia de funcionamiento 70 W , 150 W y 250 W para luminarias tipo aplique horizontal. Poseer vidrio totalmente plano para luminarias tipo aplique horizontal. Poseer un sistema de fijación resistente al vandalismo. Tener un índice de protección IP ≥ 65 en el conjunto óptico e IP ≥ 43 en el conjunto eléctrico. No ser construidas mediante el proceso de fundición en arena. Permitir la fijación de la luminaria a muros, fachadas y techos. Estar de acuerdo con el último diseño del fabricante certificado y ser aptas para instalación en el sistema de alumbrado público. Poseer una malla de protección en el conjunto óptico, que impida el impacto del refractor desde el piso. Dicha malla deberá preservarse durante la vida útil de la luminaria. Las bisagras de la luminaria deberán contar con un sistema que permita gran precisión, tanto el momento de abrirla como en el momento de cerrarla. En ningún caso se aceptarán luminarias con desajustes parciales. Poseer la acreditación del producto y de su matriz de intensidades, expedida por un organismo acreditado o reconocido. Dicho certificado deberá entregarse a CODENSA S.A., por parte del fabricante o importador. 3.16.2.1 Características Técnicas Además de los requisitos técnicos contemplados en las Normas, se deben tener en cuenta los siguientes aspectos: Las luminarias deben ser suministradas con todos los elementos necesarios para su operación, con excepción de la bombilla.

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El acabado exterior de la luminaria debe ser de color gris RAL 7004. Conservar las características constructivas de las luminarias de sodio (ver apartado de características técnicas de luminarias de sodio). MODELO PARA LA FIJACIÓN VERTICAL Las luminarias deben ser del tipo cerradas, con reparto de flujo luminoso asimétrico en los Cplanos C-90°/270° con mayores intensidades hacia C-90° y simétrico hacia los planos 0°/180° MODELO PARA LA FIJACIÓN HORIZONTAL Las luminarias deben ser del tipo cerradas, con reparto simétrico para sobreponer o incrustar. 3.16.2.2 Sistema Antihurto Los temas de seguridad de las luminarias para montaje en muro, se enfocan a: CIERRE DE LA LUMINARIA CON TORNILLO DE SEGURIDAD Y LLAVE ESPECIAL (1) Sigue las mismas disposiciones del apartado de sistemas antivandálicos para luminrias de sodio. MALLA DE PROTECCIÓN DEL REFRACTOR (2) La malla se utiliza para proteger el refractor de la luminaria, dado que su por la baja altura de montaje, se presentan continuos ataques vandálicos al refractor. Las características de la malla son: Debe ser fabricada en varilla de acero de 3/16” , tipo SAE 1030 o superior. Se pueden utilizar aceros equivalentes como ASTM. El diseño de la cuadrícula debe tener una separación de 45 mm x 45 mm . Otras separaciones deberán estar aprobadas por CODENSA S.A. Las uniones de la malla se debe realizar con dos pases de soldadura del tipo E-6010. Las varillas deberán recubrirse con pintura electrostática, tipo poliester (especial para exteriores) y el color debe ser de color gris RAL 7004.

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MANUAL TÉCNICO DE ALUMBRADO PÚBLICO CAPÍTULO 3 ESPECIFICACIONES TÉCNICAS DE MATERIALES Y/O EQUIPOS DEL SDAP 3.17

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Postes 3.17.1 Postes de Concreto

Los postes de concreto y brazos de montaje cumplirán con el diseño arquitectónico descrito en la Especificación Técnica ET 201 (Postes de concreto) de CODENSA S.A. El montaje de las luminarias puede ser doble y sencillo, especialmente diseñados para alumbrado público vehicular, peatonal y parques. En la siguiente tabla, se establecen la carga de trabajo, carga mínima de rotura, características geométricas y flechas de deflexión para todos los postes de concreto reforzado y pretensado a ser utilizados. POSTES DE CONCRETO PARA ALUMBRADO PÚBLICO Longitud Total [m]

Carga de trabajo [kg]

Carga mínima de Rotura [kg]

Cima

Base

204 300 420 204 300 420 204 300 420 540

510 750 1 050 510 750 1 050 510 750 1 050 1 350

14,0 14,0 17,0 14,0 14,0 19,0 16,0 16,0 19,0 20,0

510 750 1 050 510 750 1 050 510 750 1 050 1 350

10 12

14

Diámetro [cm]

Deflexión bajo Carga

Deformación permanente

[mm]

[kg]

252

12.6

306

15.3

360

18.0

La conicidad debe ser de 1,5 cm/m de longitud, para todos los tipos de postes de sección circular llena, anular o de sección octogonal, ya sean centrifugados, vibrados o pretensados. El poste, bajo la acción de una carga aplicada a 20 cm de la cima, con una intensidad igual al 40% de la carga mínima de rotura, no debe producir una flecha superior al 3% de la longitud libre del poste y al cesar la acción de esa carga, la deformación permanente no debe ser superior al 5% de la deflexión máxima especificada para el tipo de poste correspondiente. El acero de refuerzo utilizado en la fabricación de los postes, debe cumplir con las normas NTC 116, 161 ó 248. Para los postes pretensados el refuerzo debe cumplir con lo especificado en la norma NTC 2010 ó 159. Las varillas de acero estructural deben tener esfuerzo nominal de fluencia mínimo de 60000 psi.

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El recubrimiento mínimo de la armadura debe ser de 20 mm, para los postes utilizados en ambientes no salinos, medidos desde la superficie de la armadura, hasta la cara o superficie interior y exterior del poste. La resistencia mínima a la compresión para el concreto, debe ser de 245 kg/cm² (3.500 psi) para los postes con refuerzo convencional y de 350 kg/cm² (5.000 psi) para los de concreto pretensionado. Esta resistencia será verificada mediante ensayos de laboratorio de los cilindros tomados de varias bachadas, de acuerdo con la norma NTC 673. La resistencia promedio de los ensayos de los cilindros debe ser superior o por lo menos igual a la especificada en el diseño más 85kg/cm2. En cuanto a la calidad del concreto, se deben seguir los procedimientos establecidos en la norma NTC 1329 “Prefabricados en concreto. Postes de concreto armado para líneas aéreas de energía y telecomunicaciones”.

3.17.2 Postes Metálicos Los postes metálicos y brazos de montaje cumplirán con el diseño arquitectónico descritos en las Especificaciones Técnicas ET 204 y ET 207 (Postes metálicos para alumbrado público) de CODENSA S.A., para montaje de luminarias en brazos de montaje doble, sencillo y doble propósito, especialmente diseñados para alumbrado público vehicular, peatonal, plazoletas y parques. La altura mínima establecida para los postes metálicos, tanto de soporte sencillo como doble, para vías peatonales, es de 6 metros. Las alturas normalizadas de los postes metálicos, tanto para vías vehicular y peatonal, de doble propósito o de soporte sencillo para vías vehiculares, se establecen a continuación. CARACTERÍSTICAS GENERALES Los postes son elementos mecánicos que trabajan a flexión y cuya única función es la de sostener la luminaria y su brazo; estos elementos serán empleados a la intemperie, en climas que van desde el cálido hasta el frío, y desde el húmedo hasta el seco. Los postes también serán sometidos a la contaminación atmosférica de la ciudad y al ataque fitosanitario, cumpliendo con las siguientes condiciones: Ser metálicos de acuerdo con las dimensiones establecidas en la siguiente tabla, teniendo en cuenta que para su fijación, deben tener en su extremo inferior una base o placa rectangular debidamente soldada:

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POSTES METÁLICOS PARA ALUMBRADO PÚBLICO

Descripción

Poste metálico 8 m Poste metálico 9 m Poste metálico 10 m Poste metálico 12 m Poste metálico 14 m Poste metálico 16 m Poste metálico 16 m con canasta

Placa de la Base Diámetro Diámetro Espesor Espesor Lado Distancia Diámetro de la de la de de los Longitud (mm) (mm) entre (mm) cima base lámina huecos huecos (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) “C” “B” “A” 8 000 127 170 3 12 400 300 22 9 000 127 190 3 12 400 300 22 10 000 127 190 3 12 400 300 22 12 000 127 195 3 12 400 300 22 14 000 127 250 3 19 500 400 24 16 000 140 250 4 19 500 400 24 16 000

185

276

4

19

500

400

24

Adicionalmente y en forma separada del poste se deben fabricar los tornillos (pernos) de anclaje como aparecen en la siguiente tabla, con sus correspondientes tuercas y arandelas de presión: POSTES METÁLICOS PARA ALUMBRADO PÚBLICO ANCLAJE A LA BASE PERNO DE ANCLAJE Descripción

Diámetro del perno mm(pulg.)

Distancia entre pernos (mm) “A”

Longitud del perno (mm) “L1”

BASE DE CONCRETO Longitud doblada (mm)

Profundidad H1(mm)

Lado D (mm)

Poste metálico 8 m 19 (3/4”) 300 1200 100 1100 Poste metálico 9 m 19 (3/4”) 300 1200 100 1100 Poste metálico 10 m 19 (3/4”) 300 1200 100 1100 Poste metálico 12 m 19 (3/4”) 300 1500 200 1300 Poste metálico 14 m 22(7/8”) 400 1500 200 1300 Poste metálico 16 m 22(7/8”) 400 1500 200 1300 Poste metálico 16 m 22(7/8”) 400 1500 200 1300 con canasta NOTA: Los pernos y tuercas deben cumplir en cuanto sus roscas la norma ANSI/ASME B1.1 –1982

450 450 450 450 550 700 700

Todos estos elementos deben ser galvanizados en caliente de acuerdo con la norma NTC 2076.

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Para el anclaje del poste que debe existir una base nivelada de concreto de acuerdo con las dimensiones y condiciones mínimas descritas en la tabla; el constructor determinará las condiciones del suelo para establecer las dimensiones finales y adecuadas que garanticen el cumplimiento del Código de Sismo Resistencia (CSR98), aprobado por el Decreto 33 del 9 de enero de 1998 del Gobierno Nacional. La unión del poste con la base metálica debe ser reforzada con 4 platinas triangulares para postes de 8, 9 10 y 12 m de 12 mm (1/2”) de espesor y para postes 14 y 16 de 19mm (3/4”) de espesor. El espesor de recubrimiento (galvanizado) debe ser como mínimo de 75 micras con acabado liso y uniforme. El esquema de pintura de los postes metálicos debe considerar: -

Una barrera epóxica con curado poliamida para metales (la barrera epóxica puede ir precedido de imprímante si es necesario) en el primer 1,5 metro contado desde la base de por lo menos 70 micras. Un recubrimiento en toda la longitud con pintura e imprímante de por lo menos 60 micras. Una adherencia mínima de 400 psi. El acabado exterior del poste debe ser de color gris RAL 7004.

En las uniones (tramos tronco cónicos, la base, etc.) deben realizarse pases de soldadura E-6010 con suficiente amperaje para obtener máxima penetración entre las piezas; también deben realizarse pases sucesivos de soldadura E-7018 para alcanzar una altura mínima de refuerzo de ¼”. Todas las soldaduras deben ser libres de defectos tales como escorias, inclusiones, poros, etc., y de la misma forma deben cumplir el código ASME capitulo IX. Según su longitud, deberán construirse de la siguiente forma:

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Soldados En postes metálicos tronco cónicos con altura hasta 12 metros. Luego de galvanizar en caliente cada una de las secciones o tramos del poste, éstas deberán unirse en la siguiente forma:

Así mismo, el número de tramos permitidos para soldar después del galvanizado en caliente, se relaciona a continuación: TRAMOS PERMITIDOS POSTES SOLDADOS ITEM

NUMERO DE TRA MOS

LONGITUD [m] TRAMO 1 TRAMO 2 6 2 6 3 6 4 6 6

Poste metálico 8 m Poste metálico 9 m Poste metálico 10 m Poste metálico 12 m

2 2 2 2

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Con Bridas En postes metálicos tronco cónicos con altura superior a 12 metros. Luego de galvanizar en caliente cada una de las secciones o tramos del poste, éstas deberán unirse en la siguiente forma:

Para éste tipo de construcción no se permitirán tramos soldados después del galvanizado.

El número de bridas según la altura del poste, se relaciona a continuación: BRIDAS PARA POSTES METÁLICOS ITEM

Poste metálico 14 m

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CARACTERISTICA

NUMERO DE BRIDAS

- Lámina acero HR A36 - Espesor ¾” - Diámetro interior 182 mm - Diámetro exterior 362 mm

2

LONGITUD [m] TRAMO 1 TRAMO 2 “desde la base” 8

6



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BRIDAS PARA POSTES METÁLICOS ITEM

Poste metálico 16 m

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CARACTERISTICA

NUMERO DE BRIDAS

- Lámina acero HR A36 - Espesor ¾” - Diámetro interior 235 mm - Diámetro exterior 400 mm

2

LONGITUD [m] TRAMO 1 TRAMO 2 “desde la base” 8

8



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El refuerzo de la brida se debe realizar con 8 cuñas fabricadas en lamina de acero tipo HR A36 de 3/4” y longitud de 200 x 85 mm . La brida para los postes metálicos de 14 metros, debe presentar las siguientes características: - Ocho (8) perforaciones separadas a 45° - Cada perforación de 11/16” - Ocho (8) tornillos galvanizados en caliente con rosca estándar de 5/8” - Cada tornillo deberá llevar su correspondiente guasa y tuerca hexagonal, galvanizada en caliente, grado 5. La brida para los postes metálicos de 16 metros, debe presentar las siguientes características: - Ocho (8) perforaciones separadas a 45° - Cada perforación de 13/16” - Ocho (8) tornillos galvanizados en caliente con rosca estándar de 3/4” - Cada tornillo deberá llevar su correspondiente guasa y tuerca hexagonal, galvanizada en caliente, grado 5. Ser apropiados para fijar luminarias con brazos sencillos o dobles, teniendo en cuenta que se podrán encontrar disposiciones vehiculares y peatonales. Permitir la fijación de la luminaria a través de un tornillo pasante de 3/8”x 80mm y tuerca (galvanizados en caliente y con rosca estándar). Ser fabricados en laminas de acero tipo HR-A36 ó similar. Una vez terminado, contar con un recubrimiento total elaborado de cartón resistente y plástico. CODENSA S.A. exigirá que cada poste esté completamente protegido (incluyendo su soporte, los extremos y todos sus contornos), al momento de realizar la correspondiente inspección técnica. Las tolerancias aceptadas para la conformación del poste se relacionan en la siguiente tabla: TOLERANCIAS ACEPTADAS ITEM VALOR ACEPTADO Longitud total del poste Desviación longitudinal (deformación permanente al eje longitudinal) Sección transversal Espesores

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Entre +20 mm y –10 mm Menor o igual a +10 mm. Entre +3 mm y -1 mm Entre +1 mm y –0 mm



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CARACTERÍSTICAS QUIMICAS Las láminas para la fabricación de los postes metálicos deberán cumplir con las siguientes características: CARACTERÍSTICAS QUIMICAS DE LÁMINAS Y PLATINAS ELEMENTO SAE 1010 % Carbono % Fósforo, máx. % Azufre, máx. % Manganeso % Silicio, máx.

0,08 a 0,13 0,05 0,05 0,3 a 0,6 0,05

SAE 1020 0,18 a 0,22 0,05 0,05 0,3 a 0,6 0,05

Nota: Se pueden usar aceros equivalentes como ASTM A36, y otros con la previa autorización de CODENSA S.A. ESP

La tubería utilizada para la fabricación de los soportes o brazos, deberá ser del tipo estructural ASTM A 500 grado A ó B, cumpliendo con los siguientes requisitos: REQUISITOS QUIMICOS DEL SOPORTE ELEMENTO COMPOSICIÓN MÁXIMA Carbono Manganeso Fósforo Azufre

0,27% 1,40% 0,045% 0,045%

Para el recubrimiento de los anteriores elementos, se deberán siguientes características del cinc:

GRADO Especial

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CARACTERÍSTICAS QUIMICAS DEL CINC ( % ) Plomo Hierro Cadmio Máximo Máximo máximo 0,03

0,02

0,02

tener en cuenta las

Cinc Mínimo 99,90



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CARACTERÍSTICAS MECÁNICAS Las láminas, tubos y platinas utilizadas para la fabricación de los postes metálicos deberán poseer las siguientes características mecánicas mínimas: CARACTERÍSTICAS MECÁNICAS ITEM VALOR 2

Presión del viento Carga de rotura Límite mínimo de fluencia del acero Resistencia a la tracción Elongación

60 Km/m 150 Kg 2 2 18,4 Kg/mm (180 MN/m ) 2 34,7 Kg/mm2 (340 MN/m ) 30% en 50 mm (2 pulgadas)

CARACTERÍSTICAS DEL RECUBRIMIENTO Los postes metálicos para alumbrado público serán totalmente galvanizados por inmersión en caliente y deberán cumplir con las especificaciones técnicas de la norma NTC 2076, teniendo en cuenta que su superficie deberá estar libre de burbujas, con un completo revestimiento, sin depósitos de escoria, sin manchas negras o cualquier otro tipo de inclusiones o imperfecciones. Las láminas, platinas y elementos roscados se galvanizan con clase B-2 y los elementos roscados con clase C según Norma NTC 2076 (ver la siguiente tabla). Los pernos sólo se galvanizarán 15 centimetros en la parte roscada. REQUISITOS DE GALVANIZADO PARA LÁMINAS, PLATINAS Y ELEMENTOS ROSCADOS ELEMENTO

PROMEDIO gr/m2 µmm

MÍNIMO gr/m

2

µmm

Platinas y láminas

458

65,4

381

54,4

Elementos Roscados

397

56,6

336

48

ACABADO Las láminas y los tubos deben ser de una sola pieza, libres de soldaduras intermedias, libres de deformaciones, fisura, aristas cortantes, y defectos de laminación. No se permiten dobleces ni rebajas en las zonas de corte, perforadas o punzadas. El galvanizado debe estar

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libre de burbujas, depósitos de escorias, manchas negras, excoriaciones y/u otro tipo de inclusiones.

3.18 Proyectores Esta sección establece las condiciones que deben satisfacer las bombillas para los proyectores: Metal Halide o Halogenuros HID 70 W , 150 W, 175 W , 250 , 400 W , 1 000 W , 500 W y 2 000 W .

1

Sodio alta intensidad de descarga 70 W , 150 W, 250 , 400 W y 1 000 W .

3.18.1 Características Generales Los proyectores solicitados por CODENSA S.A. deben cumplir con las siguientes condiciones: Estar de acuerdo con el último diseño del fabricante certificado y ser aptos para instalación en el sistema de alumbrado público. Poseer la acreditación del producto expedido por un organismo nacional o internacionalmente acreditado o reconocido en Colombia. Dicho certificado deberá entregarse a CODENSA S.A., por parte del fabricante o importador. Poder ser utilizados en la iluminación de fachadas, edificios, espacios abiertos, áreas de parqueo, escenarios deportivos recreativos y de alta competencia. Poseer alta eficiencia con excelente índice de reproducción cromática de los colores, en el caso de ser utilizados con bombillas metal halide. El elemento de soporte del portabombilla debe ser lo suficientemente seguro para impedir desajuste o descalibración de la posición de la bombilla debido a los movimientos y vibración a que está sometido durante el transporte, montaje y operación. Ser simétricos ó asimétricos en la distribución de la intensidad luminosa, para satisfacer los requerimientos establecidos en la etapa de diseño del proyecto. Se aceptarán proyectores en las siguientes configuraciones:

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- Con conjunto eléctrico y óptico independiente. - Con conjunto eléctrico y óptico incorporado en la misma carcasa. Nota: Para los proyectores con conjunto eléctrico y óptico independiente, las acometidas deberán identificarse claramente con las marcas: tensión de alimentación y bombilla Contar con elementos de graduación vertical y horizontal en su fijación, para que permitan una orientación adecuada a las condiciones del espacio y a los requerimientos fotométricos requeridos. Una vez graduado el proyector, éste deberá disponer de un sistema que marcación permanente de la posición de inclinación. Acabado exterior en color gris RAL 7004. Si su sistema de cierre se realiza a través de ganchos, los mismos deberán estar construidos en acero inoxidable. Si el proyector utiliza herrajes para su fijación, éstos deberán estar galvanizados por inmersión en caliente y deberán cumplir con las especificaciones técnicas de la norma NTC 2076, teniendo en cuenta que deben estar libres de burbujas, depósitos de escoria, manchas negras y cualquier otro tipo de inclusiones o imperfecciones. Las bombillas para proyectores que utilicen sodio alta intensidad de descarga, deberán tener posición de funcionamiento universal; en el caso de las bombillas metal halide, preferiblemente serán aceptadas las de posición universal. CODENSA S.A. aceptará bombillas metal halide a color, en proyectos específicos de iluminación (por ejemplo: iluminación navideña, fachadas, etc.), compatibles con las condiciones de la presente especificación.

3.18.2 Proyectores Empotrados en Piso “No Sumergibles” Los proyectores destinados para ser empotrados en piso “no sumergibles” deberán presentar las siguientes características: Con conjunto eléctrico y óptico incorporado en la misma carcasa. Con carcasa y tapa fabricada en aluminio (se aceptarán también materiales de superiores características).

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El sistema de fijación en nichos anclados al piso. La tapa que se fija a la carcasa (cuerpo) debe constar de un refractor o protector de vidrio, mejorado al impacto y al choque térmico. El refractor e puede estar conformado por prismas internos o ser liso. La tapa debe ser fijada a su carcasa mediante tornillos de acero inoxidable. La cabeza del tornillo deberá ser de seguridad con llave especial. Nota: El fabricante debe entregar una llave por cada tipo proyector suministrado. El proyector deberá contener un sistema de seguridad antihurto que lo proteja contra el vandalismo y robo de sus accesorios aprobado por CODENSA S.A. La tapa del proyector deberá soportar una carga hasta de 3 toneladas. El haz de luz del proyector deberá ser orientable después de su instalación.

3.18.3 Características Técnicas Además de los requisitos técnicos contemplados en las Normas, se deben tener en cuenta los siguientes aspectos: (A) CUERPO DEL PROYECTOR El cuerpo debe ser tal que aloje y proteja de la intemperie a los conjuntos óptico y eléctrico, teniendo en cuenta los siguientes aspectos: No ser construido en acero (cold rolled, hot rolled, etc.) con recubrimiento. Se aceptaran materiales como el acero inoxidable y el aluminio. Otros materiales deberán ser autorizados por CODENSA S.A. Cuando se construya en aluminio, su proceso de fabricación puede ser en coquilla, embutición ó inyección. No se aceptará la fabricación en fundición en arena. Resistente a los cambios bruscos de temperatura y choque térmico. Garantice la estabilidad del color contra rayos ultravioleta. (B) HERMETICIDAD Los proyectores deberán garantizar los siguientes índices de hermeticidad:

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TIPO DE PROYECTOR Con conjunto eléctrico y óptico independiente

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ÍNDICES DE PROTECCIÓN Conjunto óptico Conjunto eléctrico IP ≥ 65, IK ≥ 06

IP ≥ 54, IK ≥ 09

Con conjunto eléctrico y óptico incorporado en IP ≥ 65 IP ≥ 65 (1) la misma carcasa Proyector destinado para ser empotrado en IP ≥ 67 IP ≥ 67 (2) piso “no sumergible” Notas: (1) Se exigirá en este tipo de proyector, IK ≥ 09 en la carcasa e IK ≥ 06 para el refractor. (2) Se exigirá en este tipo de proyector, IK ≥ 10 en la carcasa e IK ≥ 08 para el refractor. (3) En el caso en el que el reflector hace adicionalmente la función de protección mecánica del conjunto óptico del proyector (reflectores entallados o repujados), no se tendrá en cuenta la prueba de impacto IK.

(C) CONJUNTO ELÉCTRICO CODENSA S.A. requiere que el conjunto eléctrico de los proyectores para bombillas Metal Halide y Sodio Alta Intensidad de Descarga (HID), cumplan con los siguientes requisitos: Todos sus componentes deben ser compatibles para el tipo de bombilla a utilizar. Estar constituido por los elementos eléctricos como balasto, condensador, arrancador, bornera de conexiones y terminal efectivo de puesta a tierra. Acoplarse en el interior en un plato de montaje removible, diseñado para realizar fácilmente inspección, limpieza, mantenimiento y reemplazo de sus elementos; para ello, todas las conexiones internas deberán poseer anillos marcadores para cable. El balasto, arrancador y condensador deben estar provistos con terminal tipo conductor (cable), con longitud no menor a 20 cm y con puntas estañadas ó terminales rectos de compresión. No se aceptará que estos equipos estén provistos de terminales tipo bornera. En ningún caso se aceptará terminales tipo pala (conexión rápida, lengüeta, etc.). Terminales de conexión diferentes a los anteriormente indicados, deberán ser aceptados por CODENSA S.A. La construcción del proyector debe permitir fácil ventilación del sistema eléctrico, sin que sobrepase la temperatura máxima que puede soportar cada uno de los elementos que lo constituyen y conservando el IP garantizado. Ninguno de los elementos o partes del proyector debe presentar rebabas, puntas o bordes cortantes.

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Las conexiones eléctricas en las borneras y/o tornillería que se encuentre directamente en contacto con una conexión eléctrica (punto vivo) deben ser del tipo no ferroso. Además, las conexiones libres o suspendidas dentro del conjunto eléctrico deben llevar conectores de resorte o terminales aislados. (D) CONJUNTO ELÉCTRICO CON BOMBILLA METAL HALIDE CARACTERÍSTICAS ELÉCTRICAS PROYECTORES METAL HALIDE 70 W CARACTERÍSTICA

VALOR EXIGIDO

Norma de referencia (ANSI) Bombilla Casquillo Bulbo Balasto Tipo Potencia Nominal Tensión de servicio o de conexión Tensión en terminales de la bombilla Tensión mínima de circuito abierto (ver nota) Corriente nominal en la bombilla Pérdidas máximas Arrancador Pulso Mínimo Máximo Ancho de pulso [µs] Repetición Tipo Tensión de red

M98/95 E27, doble contacto, tipo G o similar Claro Reactor 70 W 208/220/240 V y 277 V 85 a 95 V ≥ 198 V

0,98 A 11 W (Hasta 240 V) 2,8 kV 5 kV 2 (a 2,7 kV) 2 por ciclo Superposición Deberá seleccionarse según la tensión de conexión.


CARACTERÍSTICAS ELÉCTRICAS PROYECTORES METAL HALIDE 150 W CARACTERÍSTICA

VALOR EXIGIDO

Norma de referencia (ANSI) Bombilla Casquillo Bulbo Balasto Tipo Potencia Nominal Tensión de servicio o de conexión Tensión en terminales de la bombilla Tensión mínima de circuito abierto (ver nota)

M81/102 E27, E40, doble contacto, tipo G o similar Claro Reactor CWA 150 W

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208/220/240 V y 277 V

120/208/240/277 V 95 a 100 V

≥ 198 V

≥ 180 V



Arrancador

Corriente nominal en bombilla Pérdidas máximas Pulso Mínimo Máximo Ancho de pulso [µs] Repetición Tipo

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la

Tensión de red

1,80 A 19 W (Hasta 240 V)

40 W 2,8 kV 5 kV 2 (a 2,7 kV) 2 por ciclo Superposición, Impulsador de Superposición derivación --Deberá seleccionarse según la tensión de conexión.


CARACTERÍSTICAS ELÉCTRICAS PROYECTORES METAL HALIDE 175 W CARACTERÍSTICA Norma de referencia (ANSI) Bombilla Casquillo Bulbo Tipo Balasto Tipo Potencia Nominal Tensión de servicio o de conexión Tensión en terminales de la bombilla Tensión mínima de circuito Abierto (ver nota) Corriente nominal en la bombilla Pérdidas máximas Arrancador Pulso [kV] Bombilla Mínimo Máximo Ancho de pulso [µs] Repetición Tipo Tensión de red

VALOR EXIGIDO M57/109 / 137 E40 Claro Estándar ó pulse start (Americana) Reactor CWA 175 W 208/220/240 V y 277 V 120/208/240/277 V 132 V ≥ 198 V

1,50 A 18 W

35 W

Estándar 0,6 0,75 260 (a 0,54 kV) 1 por ciclo

Pulse start 2,8 5 2 (a 2,7 kV) 2 por ciclo

Estándar No requiere No requiere -----

Impulsador

Superposición

---



---


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VALOR EXIGIDO

Norma de referencia (ANSI) Bombilla Casquillo Bulbo Tipo Balasto Tipo Potencia Nominal Tensión de servicio o de conexión Tensión en terminales de la bombilla

M58 / 138 E40, Doble Contacto Claro Estándar ó pulse start

Tensión mínima de circuito abierto (ver nota 3) Corriente nominal en la bombilla Pérdidas máximas Arrancador

Pulso [kV]

Bombilla Mínimo Máximo Ancho de pulso [µs] Repetición Tipo Tensión de red

Reactor

CWA 250 W

208/220/240 V y 277 V 120/208/240/277 V Si se utiliza con balasto: Mercurio Reactor HID o CWA: 125 a 133 V Sodio Reactor : 100 V ≥ 198 V Si se utiliza con balasto: Mercurio Reactor HID o CWA: 2,13 A Sodio Reactor : 3A 19 W (1) 45 W 29 W (2) Estándar Pulse start Estándar Pulse start 0,6 2,8 No requiere 2,8 0,75 5 No requiere 5 260 2 --2 (a 0,54 kV) (a 2,7 kV) (a 2,7 kV) 1 por ciclo 2 por ciclo --2 por ciclo Superposición, Impulsador Superposición --Impulsador de derivación Deberá seleccionarse según la --tensión de conexión.

NOTAS: (1) Cuando utiliza balasto tipo reactor para bombilla mercurio HID. (2) Cuando utiliza balasto tipo reactor para bombilla sodio HID. (3) El valor declarado en la tabla, es una guía para el adecuado funcionamiento del conjunto eléctrico del proyector; se deberá verificar la tensión de circuito abierto que requiere la bombilla al momento de seleccionar la tensión(es) de alimentación del balasto.

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VALOR EXIGIDO

Norma de referencia (ANSI) Bombilla Casquillo Bulbo Tipo Balasto Tipo Potencia Nominal Tensión de servicio o de conexión Tensión en terminales de la bombilla

M59 / 135 E40, Doble Contacto Claro Estándar ó pulse start

Tensión mínima de circuito abierto (ver nota 3) Corriente nominal en la bombilla Pérdidas máximas Arrancador

Pulso [kV]

Bombilla Mínimo Máximo Ancho de pulso [µs] Repetición Tipo Tensión de red

Reactor

CWA 400 W

208/220/240 V y 277 V 120/208/240/277 V Si se utiliza con balasto: Mercurio Reactor HID o CWA: 125 a 135 V Sodio Reactor : 100 V ≥ 198 V Si se utiliza con balasto: Mercurio Reactor HID o CWA: 3,25 A Sodio Reactor : 4,6 A 27 W (1) 60 W 40 W (2) Estándar Pulse start Estándar Pulse start 0,6 2,8 No requiere 2,8 0,75 5 No requiere 5 260 2 --2 (a 0,54 kV) (a 2,7 kV) (a 2,7 kV) 1 por ciclo 2 por ciclo --2 por ciclo Impulsador, Impulsador Superposición --Impulsador de derivación Deberá seleccionarse según la --tensión de conexión.

NOTAS: (1) Cuando utiliza balasto tipo reactor para bombilla mercurio HID. (2) Cuando utiliza balasto tipo reactor para bombilla sodio HID. (3) El valor declarado en la tabla, es una guía para el adecuado funcionamiento del conjunto eléctrico del proyector; se deberá verificar la tensión de circuito abierto que requiere la bombilla al momento de seleccionar la tensión(es) de alimentación del balasto.

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CARACTERÍSTICAS ELÉCTRICAS PROYECTORES METAL HALIDE 1 000 W CARACTERÍSTICA

VALOR EXIGIDO

Norma de referencia (ANSI) Bombilla Casquillo Bulbo Balasto Tipo Potencia Nominal Tensión de servicio o de conexión Tensión en terminales de la bombilla Tensión mínima de circuito abierto (ver nota) Corriente nominal en la bombilla Pérdidas máximas Arrancador Pulso [kV] Mínimo Máximo Ancho de pulso [µs] Repetición Tipo Tensión de red

M47 / 135 E40, Doble Contacto Claro Reactor

CWA 1 000 W

208/220/240 V y 277 V

120/208/240/277 V

135 V

265 V

≥ 198 V

≥ 456 V

8A 65 W 0,6 0,75 190 (a 0,54 kV) 1 por ciclo Impulsador Deberá seleccionarse según la tensión de conexión.

4,3 A 80 W

No requiere


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CARACTERÍSTICAS ELÉCTRICAS PROYECTORES METAL HALIDE 1 500 y 2 000 W (1) CARACTERÍSTICA

VALOR EXIGIDO 1 500 W

Norma de referencia (ANSI) Bombilla Casquillo Bulbo Balasto Tipo Potencia Nominal Tensión de servicio o de conexión Tensión en terminales de la bombilla Tensión mínima de circuito abierto (ver nota 2) Corriente nominal en la bombilla Pérdidas máximas Arrancador Pulso [kV] Mínimo Máximo Ancho de pulso [µs] Repetición Tipo Tensión de red

2 000 W

M48

--E40, Doble Contacto Claro

CWA 1 500 W

Reactor 2 000 W

120/208/240/277 V

208/220/240 V y 277 V

268 V

130 V

≥ 450 V

≥ 198 V

6,20 A 110 W

16,5 A 130 0,6 0,75 190 (a 0,54 kV) 1 por ciclo Impulsador Deberá seleccionarse según la tensión de conexión.

No requiere

Notas: (1) La utilización de este tipo de proyectores debe ser autorizada previamente por CODENSA S.A. (2) El valor declarado en la tabla, es una guía para el adecuado funcionamiento del conjunto eléctrico del proyector; se deberá verificar la tensión de circuito abierto que requiere la bombilla al momento de seleccionar la tensión(es) de alimentación del balasto.

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(E) CONJUNTO ELÉCTRICO CON BOMBILLA DE SODIO HID CARACTERÍSTICAS ELÉCTRICAS PROYECTORES SODIO 70 W CARACTERÍSTICA

VALOR EXIGIDO

Norma de referencia Bombilla Casquillo Bulbo Balasto Tipo Potencia Nominal Tensión de servicio o de conexión Tensión en terminales de la bombilla Tensión mínima de circuito abierto Corriente nominal en la bombilla Pérdidas máximas Arrancador Pulso [kV] Mínimo Máximo Ancho de pulso [µs] Repetición Tipo Tensión de red

IEC 1120 E27 Claro Reactor 70 W 208/220/240 V 90 V ≥ 198 V

0,98 A 65 W 1,8 2,5 2 (a 1,62 kV) 2 por ciclo Impulsador paralelo o Superposición 250 V

CARACTERÍSTICAS ELÉCTRICAS PROYECTORES SODIO 150 W CARACTERÍSTICA

VALOR EXIGIDO

Norma de referencia Bombilla Casquillo Bulbo Balasto Tipo Potencia Nominal Tensión de servicio o de conexión Tensión en terminales de la bombilla Tensión mínima de circuito abierto Corriente nominal en la bombilla Pérdidas máximas Arrancador Pulso [kV] Mínimo Máximo Ancho de pulso [µs] Repetición Tipo

IEC 1050, ANSI S56 E40 Claro

Tensión de red

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Reactor

CWA 150 W

208/220/240 V

208/220/240/277 V 100 V ≥ 198 V

1,8 A 19 W

40 W 2,5 4,5 2 (a 2,52 kV) 1 por ciclo Impulsador paralelo o Impulsador o Superposición Superposición Deberá seleccionarse según la tensión de conexión.



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VALOR EXIGIDO



Tensión de red

Reactor

CWA 250 W

208/220/240 V

208/220/240/277 V 100 V ≥ 198 V

3A 29 W



VALOR EXIGIDO



Tensión de red

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Reactor

CWA 400 W

208/220/240 V

208/220/240/277 V 100 V ≥ 198 V

4,6 A 40 W




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CARACTERÍSTICAS ELÉCTRICAS PROYECTORES SODIO 1 000 W CARACTERÍSTICA

VALOR EXIGIDO

Norma de referencia Bombilla Casquillo Bulbo Balasto Tipo Potencia Nominal Tensión de servicio o de conexión Tensión en terminales de la bombilla Tensión mínima de circuito abierto Corriente nominal en la bombilla Pérdidas máximas Arrancador Pulso [kV] Mínimo Máximo Ancho de pulso [µs] Repetición Tipo Tensión de red

IEC 1100, ANSI S52 E40 Claro CWA 1 000 W 208/220/240/277 V 100 V ≥ 456 V

4,7 A 119 W 2,5 5 4 (a 2,7 kV) 1 por ciclo Impulsador o Superposición Deberá seleccionarse según la tensión de conexión.

(F) REFRACTOR O CUBIERTA TRANSPARENTE Para los proyectores, el refractor debe presentar las mejores características ópticas y ser adecuado para intemperie, resistente a cambios bruscos de temperatura, a altas temperaturas durante períodos prolongados (evitando cristalización o rompimiento) y al impacto, protegido contra rayos ultravioleta con una transmitancia superior al 85%. Se aceptan refractores únicamente en vidrio liso templado de seguridad. En ningún caso se aceptan refractores prismáticos exteriores. (G) CONEXIONES INTERNAS Los conductores para conexiones internas deben poseer las siguientes características: En cable de cobre, con aislamiento para 600 V y 105°C para proyectores con potencias hasta 1 000 W ; en proyectores de 1 500 W y 2 000 W , todas las conexiones deberán llevar cable siliconado 600 V y 200 °C .

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Las conexiones directas al portabombillas deberán ser: - En cable de cobre siliconado aislado para 600 V. - Longitud mínima de 30 cm . - Temperatura de operación 200 °C . El color del aislamiento de los cables de conexión, debe estar de acuerdo con la Norma NTC 2050. Los conductores en cable deben tener los extremos estañados, de suficiente capacidad para soportar las corrientes propias del conjunto eléctrico sin excesivo calentamiento y/o caídas de tensión perjudiciales para la operación normal de la unidad. Los contactos eléctricos de los proyectores y la tornillería deben ser de material no ferroso y protegidos contra la corrosión. Todas las conexiones internas se deben efectuar a través de borneras de conexión. CODENSA S.A. no aceptará proyectores con conexiones en conductor alambre. (H) BORNERAS Para la alimentación del proyector, debe ser instalada una bornera con sistema de fijación del tipo tornillo prensor. Esta bornera deberá poseer las siguientes características: Fijarse directamente al plato de montaje. Los tornillos prensores deberán ser aptos para recibir un destornillador tipo pala de 5 mm de ancho, y 1,2mm de espesor en la punta. Estar fabricada de forma tal que al efectuarse el giro del destornillador sobre el tornillo, no se afecte la parte de ella que lo cubre. Los bornes deben marcarse claramente, indicando cuales de ellos deben conectarse al lado con la tensión de alimentación, especificando, si es el caso, cual de los bornes corresponde al neutro. Para el conexionado de los accesorios eléctricos, se utilizan bloques de borneras que no necesariamente requieren estar fijadas, al plato de montaje. Todas las borneras deberán estar fabricadas en material con una clase térmica no inferior al aislamiento de los conductores y con nivel mínimo de temperatura igual al del balasto (tW).

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Los contactos deben ser fabricados en un material no ferroso, protegido contra la corrosión y de dimensiones que garanticen el contacto eléctrico (suficientes para albergar fácilmente dos conductores calibre No. 14 AWG por punto de conexión). Así mismo, deberá proveerse dentro del proyector un espacio adecuado y suficientemente amplio para la ubicación de las borneras de conexión, con el objeto de facilitar al máximo las labores de mantenimiento en su interior. (I) REFLECTORES En términos generales las especificaciones señaladas a continuación corresponden a reflectores fabricados en lámina de aluminio, tecnología más utilizada en la construcción de reflectores para luminarias. Los reflectores deberán presentar las siguientes características: Presentar un coeficiente de reflexión superior al 90 % Ser del tipo liso y no presentar limaduras, superficies cortantes, remaches, tornillos, arandelas y estar libre de todo tipo de rebabas. No se aceptarán reflectores con películas del tipo pintado o esmaltado. Cuando se fabriquen en lámina de aluminio deberán tener: - Una pureza de 99,5% como mínimo. - Abrillantado químico o electrolítico. - Acabado con una película uniforme de anodizado entre 3 y 5 micrómetros de espesor. EXCEPCIONES: - Proyectores con reflectores especulares. - Proyectores con reflectores corrugados, embozados o martillados. Para reflectores conformados por secciones, éstas deberán poseer un sistema que permita mantener unidas permanentemente todas sus partes. Para proyectores con reflectores con superficie especular, éstos deberán estar protegidos “desde fábrica” con una película plástica, la cual se retirará una vez sea instalado el equipo.

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La fijación del reflector a la carcasa deberá realizarse mediante tornillos o dispositivos de sujeción que garanticen su estabilidad. La superficie reflectora deberá ser uniforme en cuanto al aspecto del acabado y no deberá presentar manchas, depósitos de polvo metálico o cualquier otro tipo de defecto (rugosidades, protuberancias, etc.) , que puedan llegar a afectar el comportamiento óptico del proyector. Una vez montado el reflector en el cuerpo del proyector, no deberá sufrir deformaciones por causa de cambios de temperatura. (J) INSTALACIÓN Y CONEXIÓN DE LOS PROYECTORES La fijación debe realizarse fácilmente y sin necesidad de desarmar el proyector; en el caso de utilizar accesorios complementarios y/o herramientas especiales, estos deberán suministrarse con el proyector. Los terminales de conexión eléctrica deben ser fácilmente accesibles y estar provistos de una bornera de conexión, exclusivamente para alimentación y derivación, que permita la entrada de conductores de alambre de cobre de calibres entre 14 AWG y 10 AWG . (K) FUSIBLES Y PORTAFUSIBLES Todos los proyectores para bombillas de Sodio HID y Metal Halide deberán estar protegidos con fusibles, según el tipo de bombilla “americana o europea” que utilice. El fabricante deberá remitir las características del fusible según el conjunto eléctrico que utilice, teniendo en cuenta que se utilizará un fusible por fase. El fusible deberá ensamblarse en un portafusible de 600 V y para un nivel de corto circuito de 10 kA . (L) RECEPTÁCULOS PARA FOTOCONTROL En caso de ser requerido, los proyectores deberán suministrarse con receptáculo tripolar, que cumpla con las especificaciones de la Norma NTC 2470 (EEEI-NEMA TDJ-146) ANSI C. 136-10. Incorporado externamente en la parte superior de la carcasa y permitir giros hasta 360 grados, adecuados para instalar fotocontroles de las características descritas en la misma norma.

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3.19 Portabombillas PORTABOMBILLAS Elemento que permite introducir el casquillo de la bombilla para asegurar su conexión, con el conjunto eléctrico de una luminaria o proyector. CARACTERÍSTICAS GENERALES El portabombilla utilizado deberá ser del tipo pesado, con rosca tipo Edison iridisada o niquelada, apropiado para roscar en: Casquillos del tipo E-27 en el caso de bombillas de sodio (70 W), mercurio (125 W) y metal halide alta intensidad de descarga . Casquillos del tipo E-40 en el caso de bombillas de sodio (150 W , 250 W , 400 W y 1 000 W), mercurio (250 W y 400 W) y metal halide alta intensidad de descarga. CARACTERÍSTICAS DEL PORTABOMBILLA Además de los requisitos técnicos contemplados en las Normas, se deben tener en cuenta los siguientes aspectos: Cumplir con los requisitos de seguridad respecto a la tensión de encendido, junto con las distancias mínimas de partes activas, por aire y por la superficie (Norma IEC 598, equivalente a la EN 60598-1) Ser apropiado para poder instalar bombillas de alta intensidad de descarga, las cuales poseen alta tensión de encendido y altas temperaturas. El portambilla deberá ser utilizado en instalaciones interiores (conjunto eléctrico y óptico de la luminaria y/o proyector). Todos los contactos del portabombillas, deben ser fabricados en plata, níquel o aleaciones de cobre con gruesas películas de níquel, según las características de la bombilla (tensión, intensidad, temperatura, etc.) El contacto central, debe estar sometido a presión mediante un resorte de acero inoxidable. La base que contiene los elementos metálicos de contacto deberá ser fabricada en porcelana eléctrica esmaltada, de superficie homogénea, libre de porosidades y

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agrietamiento, aislada para una tensión nominal de 600 V y evitando el contacto con el casquillo de la bombilla. La rosca del portabombillas deberá tener seguro antivibratorio (freno) para la bombilla. Al contacto central del portabombilla debe ser conectado el conductor que suministra el pulso del arrancador. Toda la tornillería y elementos metálicos complementarios deberán ser protegidos mediante el proceso de plateado ó niquelado. El sistema de montaje y sujeción del portabombillas debe estar diseñado para que se permita su fácil retiro, reposición e instalación. El portabombillas deberá soportar pulsos provenientes del arrancador sin ningún desperfecto, de mínimo: TIPO DE BOMBILLA Vapor de mercurio Vapor de sodio Metal halide

PORTABOMBILLAS TIPO E27 E40 E27 E40 E27 E40

PULSO 2,3 kV 4 kV 2,5 kV 5 kV 5 kV

Las conexiones directas al portabombillas, deben ser en cable de cobre siliconado, aislado para 600 V , apto para una temperatura de 200 °C y longitud mínima de 30 cm . Las puntas de los conductores siliconados deberán conectarse al portabombillas a través de terminales tipo ojo. Otro tipo de conexiones deberán ser autorizados por CODENSA S.A. Los bornes para la sujeción del cable, deberán permitir la fijación de cables siliconados aislados hasta 14 AWG Los tornillos del portabombillas que sujetan el cable, deben ser de cabeza cilíndrica Las conexiones del cableado a los contactos del portabombilla, deben hacerse en forma que aseguren el contacto eléctrico durante la vida útil del portabombilla.

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3.20 Protección de Circuitos de Alumbrado Público Para proteger los circuitos subterráneos exclusivos de alumbrado público de avenidas, se utilizan barrajes preformados de baja tensión con fusibles limitadores de corriente de cable. Estos barrajes se alojan dentro de la caja de inspección, a la salida del transformador de alumbrado, se instala uno por fase y a dicho barraje se conectan los cables de cada uno de los circuitos de alumbrado. Los fusibles limitadores de corriente de cable, protegen los cables de los circuitos de alumbrado público contra corrientes de cortocircuito. La acción rápida del fusible limitador de corriente de cable, previene el daño del aislamiento del cable, evitando que se quemen tramos de gran magnitud. A diferencia de otros fusibles, la selección de la capacidad de corriente del fusible limitador de corriente de cable, se designa por el calibre del cable y no de la corriente de carga. Estos fusibles no responden a corrientes de sobrecarga. Como en cualquier otro fusible, el tiempo requerido para que el fusible limitador de cable despeje una falla de cortocircuito, es función de la corriente de falla. Los limitadores de corriente de cable aíslan una falla en acometidas múltiples alimentadas por un solo transformador. En instalaciones no residenciales de baja tensión, como es el caso de los circuitos de alumbrado público, se deben usar fusibles limitadores de corriente de cable de 600 voltios, 10kA. Los fusibles limitadores de cable, vienen con diferentes formas en sus terminales: terminal tipo pala o terminal tipo vástago. Para poder instalar los fusibles limitadores de cable en los barrajes preformados de baja tensión, se necesita que al menos uno de sus terminales sea tipo pala. Como alternativa para proteger los circuitos subterráneos exclusivos de alumbrado público alimentados desde transformadores en poste, se instalarán seccionadores portafusibles con fusibles NH.

3.20.1 Parámetros de los Fusibles 3.20.1.1

Voltaje

El valor del voltaje del fusibles debe ser por lo menos igual al voltaje nominal del circuito; puede ser mayor, pero nunca menor. Este valor depende de su capacidad para abrir un circuito en condiciones de sobrecorriente; determinando la habilidad de fusible para suprimir el arco interno que ocurre después de que el elemento se funde. Al utilizar un fusible con un

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voltaje menor al del circuito, la eliminación del arco puede ser perjudicial y la falla puede no ser aislada en forma segura. 3.20.1.2

Corriente

El amperaje de un fusible no debe exceder la capacidad de corriente que maneja el circuito. En algunas circunstancias, cuando se deben permitir corrientes de arranque elevadas, se utilizan fusibles de acción retardada a con algún pequeño factor de sobredimensionamiento. 3.20.1.3

Capacidad De Interrupción

Se define como el valor que determina la capacidad de un dispositivo para mantener su integridad cuando reacciona a las corrientes de falla. Si una corriente de falla excede el nivel de capacidad de interrupción del dispositivo, éste puede destruirse causando daños adicionales. 3.20.1.4

Limitación De Corriente

Si un dispositivo de protección despeja una corriente de corto circuito en menos de medio ciclo, antes de que alcance su valor total disponible, el dispositivo se denomina “LIMITADOR DE CORRIENTE”. Los fusibles limitadores de corriente son capaces de aislar un circuito que ha fallado antes que la corriente de falla alcance su valor máximo; proveyendo varios beneficios: Limita las fuerzas térmicas y mecánicas creadas por las corrientes de falla. La magnitud y duración de la caída de voltaje causada por corrientes de falla es reducida. Los fusibles limitadores de corriente pueden ser coordinados precisamente para minimizar la interrupción no necesaria del servicio.

3.20.2 Fusibles en las Luminarias De acuerdo con la corriente máxima de corto circuito presentada en las luminarias de alumbrado público (Aproximadamente 3 kA) el fusible escogido para su protección debe tener la capacidad de soportar este nivel de corriente de falla; usándose fusibles limitadores de corriente con capacidad de interrupción de 10 kA.

3.21 Sistema de Puesta a Tierra El sistema de puesta a tierra tiene por finalidad proteger la vida de las personas, evitar daños en los equipos por sobretensiones y mejorar la efectividad de las protecciones eléctricas, al proporcionar una adecuada conducción de la corriente de falla a tierra.

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De acuerdo a lo anterior, en una instalación de una puesta a tierra es importante el valor de la resistencia que se tenga con respecto a tierra; independiente del número de electrodos y elementos que haya necesidad de utilizar para lograr éste propósito. Por ello, siempre que se instala un sistema de puesta a tierra, se debe medir el valor de la resistencia a tierra y confrontarlo con los límites establecidos, para garantizar una buena puesta a tierra del sistema eléctrico. En las redes de distribución, el sistema de tierra se compone de las puestas a tierra instaladas en los pararrayos, transformadores, condensadores, reguladores, equipos de maniobra, neutros y elementos metálicos, cuyos electrodos de puesta a tierra están generalmente constituidos por varillas enterradas. Con la interconexión de las puestas a tierra (a través del neutro) se logra disminuir el valor de la resistencia entre neutro y tierra, que asegura la operación correcta de las protecciones y limita la tensión a tierra que puede aparecer entre las fases no falladas cuando ocurre una falla a tierra. El sistema de distribución en M.T., es sólidamente puesto a tierra en las subestaciones y en B.T. es efectivamente puesto a tierra a lo largo de su recorrido. Se utiliza como electrodo para puesta a tierra una varilla cobrizada de 5/8" x 2,44 m , con su respectivo conector y como medio de conexión hasta tierra se utiliza alambre de cobre o cobrizado (copperweld) No.4 AWG. La ventaja de utilizar las varillas como electrodos de tierra es su facilidad de instalación, no necesita excavación y su economía con respecto a otras soluciones. INSTALACIÓN DE PUESTAS A TIERRA Para la instalación de las puestas a tierra de los circuitos de distribución en M.T., B.T. y equipos conectados del sistema, se deben tener en cuenta los siguientes casos: En los pararrayos, los puntos de tierra de cada uno de ellos, se deben conectar entre sí mediante alambre de cobre o cobrizado (copperweld) No.4 AWG, y se lleva a tierra evitando dobleces agudos en el alambre, hasta la varilla previamente enterrada utilizando para la unión a la varilla un conector apropiado. En los transformadores de distribución se deben conectar entre sí el neutro y la carcasa, mediante alambre de cobre o cobrizado (copperweld) No. 4 AWG y desde allí hasta la varilla de puesta a tierra. Se realiza una sola bajante para puesta a tierra de los pararrayos y del transformador.

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El neutro de la red de B.T. se debe poner a tierra cada tres postes, igualmente los puntos finales de los neutros del circuito. En los postes de concreto que tengan tubo PVC incorporado en su interior para la puesta a tierra se recomienda el uso del cable de cobre No. 4 AWG a cambio del alambre cobrizado. Cuando los postes no tengan tubo PVC en su interior el conductor deberá protegerse con un tubo metálico y galvanizado de 1/2" x 3,00 m . En los bancos de condensadores, la puesta a tierra se debe hacer mediante cable de cobre No.2/0 AWG, conectado a una o varias varillas de 5/8" x 2,44 m interconectadas previamente enterradas, hasta alcanzar el valor de 5 Ω. En casos con resistividades altas del terreno se deben realizar tratamiento para bajar su resistividad. En las transiciones de los cables subterráneos de M.T., los alambres de la pantalla metálica del blindaje del conductor en los terminales deben conectarse a tierra a través de la puesta a tierra de los pararrayos. La pantalla del terminal del cable de M.T solo debe aterrizarse en uno de los extremos del cable, con el fin de evitar circulación de corriente a través de la pantalla.

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MANUAL TÉCNICO DE ALUMBRADO PÚBLICO CAPÍTULO 4 PRUEBAS Y MEDICIONES A LOS MATERIALES Y/O EQUIPOS DEL SDAP

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4. PRUEBAS Y MEDICIONES A LOS MATERIALES Y/O EQUIPOS DEL SDAP 4.1 Objeto Establecer y especificar los métodos de ensayo a los equipos que conforman el sistema de alumbrado público, de acuerdo con las normas técnicas vigentes y aplicables para cada elemento.

4.2 Referencias Normativas Ver apartado 3.5 (Normas de Fabricación y Pruebas) del presente manual.

4.3 Ensayos a Bombillas A continuación se describen los ensayos que deben ser efectuados a las bombillas de alta intensidad de descarga para mercurio, sodio y metal halide: BOMBILLA ALTA INTENSIDAD DE DESCARGA MERCURIO SODIO METAL HALIDE

ENSAYOS Arranque Calentamiento Características eléctricas bombillas Encendido de la bombilla Envejecimiento Estabilización Medición de flujo luminoso Rotulado Torsión Tensión de extinción

de

las

Para el desarrollo de los ensayos se requiere que la temperatura ambiente se mantenga a 25°C ± 5°C y libre de corrientes de aire. La bombilla debe operarse con balasto de referencia dentro de los valores nominales estipulados en la hoja de datos técnicos para cada potencia, dados en la norma correspondiente.

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4.3.1 Ensayo de arranque Objetivo Para el encendido de una bombilla de descarga, se requiere una tensión suficientemente alta para ionizar el gas e iniciar la tensión de arco. El ensayo de arranque de la bombilla consiste en aumentar progresivamente la tensión de alimentación hasta que se produzca el encendido de la bombilla. El valor de tensión que produce el encendido de la bombilla es el objetivo de este ensayo, y deberá estar de acuerdo con los valores presentados en las hojas de datos técnicos de las normas aplicables para cada tipo de bombilla de descarga. Condiciones Las bombillas no deben operarse durante las cinco horas anteriores a este ensayo. La bombilla debe tener por lo menos 100 horas de envejecimiento. El balasto debe ser del tipo inductivo y cumplir con los requisitos de construcción. Durante el ensayo, las bombillas deben operarse en posición vertical. Descripción del ensayo La tensión V1 debe ajustarse a la tensión de arranque presentada en la hoja de datos técnicos correspondiente. El voltímetro V2 debe estar en circuito abierto utilizando el interruptor S1. El amperímetro debe conectarse en cortocircuito utilizando el interuptor S2. Balasto S1 Bombilla

V1

V2 A S2

Ensayo de arranque

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4.3.2 Ensayo de Calentamiento Objetivo Verificar si la tensión mínima de calentamiento se realiza dentro del tiempo especificado por la hoja de datos técnicos correspondiente de la bombilla. Condiciones Las bombillas no deben operarse durante las cinco horas anteriores a este ensayo. La bombilla debe estar envejecida. El balasto debe ser del tipo inductivo y cumplir con los requisitos de construcción. Durante el ensayo, las bombillas deben operarse en posición vertical. Descripción del ensayo Inmediatamente después del arranque, debe ajustarse la tensión de la fuente para mantener la corriente de calentamiento especificada en la hoja de datos técnicos correspondiente. La tensión de la fuente debe verificarse durante el tiempo de calentamiento para mantener constante la corriente.

4.3.3 Medición de Características Eléctricas En ensayo consiste en verificar los parámetros de tensión, corriente y potencia, una vez se ha estabilizado, cuando la bombilla es alimentada a su tensión nominal, de acuerdo con lo especificado en la hoja de datos técnicos de la respectiva norma.

4.3.4 Envejecimiento Antes de las lecturas iniciales, las bombillas deben haber funcionar durante 100 horas, a tensión y frecuencia nominales.

4.3.5 Ensayo de Estabilización Objetivo Se debe alcanzar la tensión en los terminales de la bombilla de sodio de alta intensidad de descarga, en un tiempo no mayor al especificado en la hoja de datos técnicos correspondiente:

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ITEM

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ENSAYO DE ESTABILIZACIÓN BOMBILLA DE SODIO HID 70 150 250 400 1000

Tensión de ensayo [V] Tiempo máximo requerido para alcanzar 50 V mínimo en los terminales de la bombilla [minutos]

198 7

7

456 7

7

7

Condiciones Las bombillas deben funcionar mínimo durante 10 horas utilizando un balasto comercial y deben enfriarse mínimo durante 1 hora. El balasto debe ser del tipo inductivo y cumplir con los requisitos de construcción. Descripción del ensayo Se alimenta el balasto con la tensión especificada en la hoja de datos técnicos correspondiente. Se verifica que la tensión en los terminales de la bombilla alcance la tensión especificada en la hoja de datos técnicos correspondiente, midiendo el tiempo utilizado para ello.

4.3.6 Medición del Flujo Luminoso La medición del flujo luminoso se realiza simultáneamente con la verificación de características eléctricas, es decir, una vez estabilizada la bombilla se registra el flujo luminosos emitido y medido a través de la esfera de Ulbricht.

4.3.7 Rotulado La bombilla debe tener marcada en forma clara y permanente la siguiente información: (a) Marca de origen. (b) Potencia nominal. (c) Símbolo para indicar el método de arranque:

∆ ∆ E I

- Para bombillas sin arrancador interno y que requieran arrancador externo. - Para bombillas con arrancador interno.

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4.3.8 Ensayo de torsión En ensayo consiste en aplicar un torque, el cual depende del tipo de casquillo o base utilizado por la bombilla, esto es, 3 Nm para casquillo E-27 y de 5 Nm para E-40 o Mogul, de acuerdo con lo especificado en la hoja de datos técnicos de la respectiva norma.

4.3.9 Tensión de extinción Objetivo Obtener información de la bombilla para establecer el valor de tensión para el cual se apaga, de acuerdo con lo especificado en la hoja de datos técnicos de la respectiva norma. Descripción del ensayo La bombilla de sodio alta intensidad de descarga, debe operarse con un balasto de referencia a la tensión nominal de alimentación y a la tensión de extinción indicada en la hoja de datos técnicos, alcanzada si es necesario por medios artificiales. La bombilla no debe apagarse cuando la tensión de alimentación cae del 100 % al 90 % del valor nominal en menos de 0,5 segundos y debe permanecer encendida durante 5 segundos como mínimo.

4.4 Ensayos a Luminarias y Proyectores A continuación se describen los ensayos que deben ser efectuados a luminarias y proyectores:

ENSAYOS A LA LUMINARIA Y PROYECTOR

- Abrillantado - Anodizado - Aislamiento - Choque térmico

ENSAYOS AL CONJUNTO ELÉCTRICO

- Aislamiento del balasto - Calibración del balasto - Prueba del trapecio - Pérdidas del balasto (máximas en condiciones nominales)

ENSAYOS AL PORTABOMBILLA

- Aislamiento - Calentamiento - Dimensionamiento

- Dilatación

- Fotometría

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ENSAYOS A LA LUMINARIA Y PROYECTOR

ENSAYOS AL CONJUNTO ELÉCTRICO

- Inspección visual: Acabado de la luminaria (conjuntos óptico y eléctrico) y sus componentes como refractor, reflector, porta bombilla, cableado, acoples, borneras y terminales, tornillería, sistema de fijación y montaje, sistema de cierre, marcación, empaque y protección (identificación, protección). - Hermeticidad

- Parámetros eléctricos: Tensión de conexión, tensión nominal a la bombilla, corriente en línea del primario-, corriente nominal a la bombilla, potencia nominal, tensión mínima de circuito abierto.

- Incremento de tensión en bornes de la bombilla -Humedad

- Resistencia al fuego - Resistencia mecánica - Rigidez dieléctrica - Rotulado - Protección contra contacto accidental - Protección Ultravioleta [UV] - Termico - Vibración y adherencia de la pintura

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ENSAYOS AL PORTABOMBILLA

- Cámara salina

- Pruebas al condensador (medida de la capacitancia, tolerancia, tensión nominal, tensión en vacío, descarga entre terminales, aislamiento). - Pruebas al arrancador (pulso de tensión) - Ensayos de las borneras (aislamiento, calentamiento, dimensiones, mecánico de sujeción – tensión axial-) - Ensayos de vida útil



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4.4.1 Inspección Visual Objetivo Examinar y verificar en forma visual la luminaria o proyector, con sus componentes eléctricos, mecánicos y ópticos, para comprobar su conformidad con los materiales y marcación, facilidad y seguridad de las conexiones eléctricas, sistema de cierre y requerimientos de manejo para instalación y mantenimiento. Descripción Se deberá verificar: La placa de características para la luminaria o proyector. Los accesorios eléctricos (balasto, condensador, arrancador y tipo de conductores). Los accesorios mecánicos (soportes, tornillos, arandelas), el sistema de fijación y montaje, y el sistema de cierre. El material del refractor, reflector, carcasa, plato de montaje, portabombilla, alambrado, acoples, borneras y terminales La uniformidad del anodizado y abrillantado.

4.4.2 Ensayo Fotométrico Objetivo Conocer la forma de distribución lumínica y la medida de las intensidades luminosas en cada punto alrededor de la fuente bajo prueba, utilizando un fotogoniómetro, para obtener la siguiente información fotométrica: Diagrama isocandela. Diagrama isolux. Matriz de distribución de intensidades luminosas en coordenadas apropiadas. Diagrama polar de intensidad luminosa en varios planos. Curva del factor de utilización. Diagrama polar de distribución de intensidades luminosas en cual quiera de los planos medios.

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Condiciones del laboratorio - Luz Externa: Se deben tomar precauciones para eliminar la luz externa de la cercanía de la prueba, de manera que la única luz que incida en el receptor sea la transmitida directamente desde el proyector o luminaria. - Temperatura La temperatura ambiental de laboratorio fotométrico deberá ser Ambiente: mantenida en 25°C ± 5°C (77°F ± 9°F). - Bombilla de prueba:

Las bombillas que el laboratorio utilice en las pruebas deberán ser seleccionadas en conformidad con las dimensiones de diseño y construcción establecidas por los fabricantes; las mismas deberán ser envejecidas hasta que sus características permanezcan constantes durante la prueba.

- Bombilla de prueba de Descarga:

Las bombillas de descarga deberán ser operadas a la tensión nominal de línea; antes de iniciar los ensayos, deberán tomarse lecturas de flujo cada quince minutos hasta que la bombilla se estabilice.

- Distancia de Es la distancia recorrida por la luz desde el centro goniométrico hasta el Prueba: fotoreceptor, y debe ser suficiente para que se ajuste a la ley del cuadrado-inverso de la distancia. Requerimientos eléctricos - Regulación:

La tensión no deberá variar más de ± 0,5% durante la prueba.

- Forma de onda:

El suministro de potencia AC deberá ser tal, que la sumatoria de la raíz cuadrática media (RMS), de los componentes armónicos, no exceda un 3% de la fundamental.

- Instrumen tación:

Al utilizar equipos digitales o analógicos, el rango deberá ser seleccionado de modo que sea usada la porción media a máxima del rango seleccionado para cualquier medida específica. Como las bombillas de descarga pueden presentar formas de onda fuertemente distorsionadas, los instrumentos AC (tensión y corriente) deberán ser seleccionados de modo que respondan a valores RMS verdaderos. Los instrumentos de potencia deberán indicar el promedio verdadero. No deben utilizarse instrumentos cuyas escalas estén calibradas en valores RMS, pero cuyo sistema de mediciones base en valores promedio o valores pico.

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Características del goniómetro - Descripción: El goniómetro debe ser apropiado para el montaje de una luminaria o un proyector, contando con un medio para rotarlos a través del recorrido angular requerido. El goniómetro debe ser lo suficientemente rígido como para entregar la medida correcta de los ángulos, aún cuando haya una carga desequilibrada que sea apreciable. La construcción del goniómetro debe permitir un exacto posicionamiento angular y deberá ser reproducible dentro de un rango de tolerancia de 0,5°. El goniómetro debe permitir generar los distintos sistemas de posicionamiento angular sin que sea necesario el tener que someter a la luminaria a posiciones que provoquen una variación en su flujo. Esto se logra, por ejemplo, con un goniómetro de espejo. El goniómetro debe ser diseñado para utilizar un sistema de eje de - Eje de coordenadas coordenadas polares horizontal o vertical. polares: - Sensor de luz:

Un elemento sensible a la luz debe ser utilizado para las medidas de iluminación. La combinación del sensor y su equipo de medida deberán ser ensayados por linealidad de respuesta a través del rango en el cual es utilizado, así como para liberarlos de influencias de fatiga y temperatura en la sensibilidad del sensor. Puede ser necesario usar filtros de corrección especialmente diseñados para el sensor en particular.

Funcionamiento del goniómetro El goniómetro puede permitir la combinación continua de movimientos en el plano horizontal y vertical de la fuente bajo prueba. Los rayos de luz provenientes de la fuente luminosa en cada punto son recogidos por un espejo que los refleja horizontalmente hacia una celda fotoeléctrica de alta sensibilidad, ubicada a una distancia mínima de 5 veces el diámetro mayor de la fuente bajo prueba con el fin de que la fuente se considere como puntual. La fuente luminosa bajo prueba gira 360 grados alrededor de su propio eje vertical con el fin de obtener la medida de la intensidad luminosa promedio en cada ángulo de inclinación vertical sobre cada uno de los planos C alrededor de la fuente. La inclinación de los rayos de luz (ángulos verticales sobre cada plano), se simulan mediante el giro vertical del espejo entre 0 y 180 grados alrededor de la fuente.

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El número de ángulos verticales sobre cada plano C y el número de planos C deberá ser tal, que permita observar y determinar una curva de distribución de intensidades luminosas bien definida, dependiendo de la utilización que se le quiera dar a los resultados (diseño del reflector de la luminaria, resultado de informe de ensayo, cálculos de iluminación, entre otros). Posicionamiento de luminaria y bombilla El centro de luz de la bombilla de prueba debe ubicarse en el goniómetro de manera tal que esté en el centro de intersección de los ejes del goniómetro. Se deben tomar precauciones para corregir las posiciones ópticas para la bombilla o luminaria en relación con los ejes fotométricos. Diagrama del circuito

Equipos de prueba Fuente de alimentación de corriente alterna. Un estabilizador de voltaje 220 V + 0,5% Variac para obtener rangos de tensión 0 – 220 V. Balasto de referencia debidamente ajustado para cada potencia. Un arrancador cuando la fuente luminosa es de vapor de sodio. Un condensador si el ensayo se realiza con balasto CWA, que depende de la potencia de la fuente luminosa a utilizar. Un fotogoniómetro

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Resultados Con la información que reporta el ensayo, se pueden realizar los siguientes análisis: Eficiencia Determina la calidad del reflector y refractores utilizados en la luminaria o proyector, y así mismo las pérdidas respecto a la potencia de la fuente utilizada. Esto se lleva a cabo al analizar la matriz de intensidades, en donde se encuentra: - La intensidad máxima. - Los planos C de intensidad máxima con sus ángulos de elevación. - Las simetrías en los planos de intensidad máxima dada en los 4 planos principales C: 0°-90°-180°-270°. Diagrama de distribución de intensidades luminosas Se puede determinar: - Simetría - Una vez conocidos los datos de la luminaria, el diagrama polar y la matriz de intensidades se procede a comprobar la clasificación de la luminaria. - Clasificación de la luminaria según la IES o la CIE:

- Para la clasificación de los proyectores se aplica la designación NEMA FA1, con la cual se calcula la apertura del haz respectivo. - Las luminarias ornamentales se clasifican según la radiación del flujo luminoso: Directo, semidirecto, general difuso, directo-indirecto, semi-indirecto e indirecto.

- Características geométricas del reflector utilizado.

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4.4.3 Ensayo Térmico Objetivo Debido a las altas temperaturas alcanzadas en el interior de la luminaria cuando ésta se encuentra en funcionamiento, es importante la verificación del comportamiento térmico de cada uno de los componentes de la luminaria, con el fin que ninguno de estos alcance temperaturas que puedan disminuir la seguridad de la luminaria o que se sobrepase la temperatura máxima propia que puede soportar cada elemento. Ninguno de los valores obtenidos debe exceder los valores dados en las tablas de la norma NTC 2230 o en la norma propia de cada elemento. Los valores de temperatura de todos los elementos de la luminaria, con excepción del correspondiente a las bobinas del balasto, son obtenidos directamente por medio de termocuplas. Descripción Previo a la realización de la prueba, es necesario que la luminaria permanezca desenergizada y en el recinto de prueba por un tiempo prudencial (veinticuatro horas), con el fin de que la temperatura inicial del recinto sea igual a la temperatura de todos los elementos de la luminaria y estable. Bajo condiciones que representen servicio normal, se colocan termocuplas en el casquillo del portabombillas, balasto, condensador, arrancador, en el interior del compartimiento óptico y eléctrico y en las partes no metálicas. La tensión de ensayo es 1,06 la tensión nominal. También se realiza otro ensayo térmico, llamado de operación anormal, al 110% de la tensión nominal. Las termocuplas se colocan en los puntos donde se presume haya mayor influencia de calor. Ejemplo: en el caso del condensador se coloca la termocupla sobre el lado adyacente al balasto. Se toman lecturas de temperatura cada media hora hasta que la variación de la misma durante un período de una hora no presente variaciones mayores a un grado centígrado y las lecturas se comparan con las indicadas por la norma.

4.4.4

Incremento de Tensión en la Bombilla

Objetivo En las luminarias de sodio, junto con el ensayo térmico, se realiza el ensayo de aumento de tensión en los bornes de la bombilla de vapor de sodio, con lo cual se verifica el diseño del reflector.

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Procedimiento Se mide inicialmente la tensión que alcanza la bombilla fuera de la luminaria, libre de rayos luminosos reflejados hacia ella y luego se mide la tensión en los bornes de la bombilla, cuando está en funcionamiento dentro de la luminaria o proyector. La diferencia de las tensiones obtenidas, se compara con los valores máximos permisibles para cada potencia, contemplados en la hoja de datos técnicos indicados en la Norma NTC 2243, para la respectiva bombilla. De esta comparación se determina si el diseño del conjunto óptico de la luminaria o proyector cumple o no con la norma. Sobrepasar este valor significa disminuir la vida de la bombilla.

4.4.5 Ensayo de Hermeticidad ÍNDICES DE PROTECCIÓN - IP (Norma IEC 60529) PRIMERA CIFRA IP 0 1 2 3 4 5 6

SEGUNDA CIFRA IP

Sin protección Protegido contra cuerpos sólidos superiores a 50 mm (ej.: contactos involuntarios de la mano) Protegido contra cuerpos sólidos superiores a 12 mm (ej.: dedos de la mano) Protegido contra cuerpos sólidos superiores a 2,5 mm (ej.: herramientas, cables...) Protegido contra cuerpos sólidos superiores a 1 mm (ej.: herramientas finas, pequeños cables) Protegido contra el polvo (sin sedimentos perjudiciales) Totalmente protegidos contra el polvo

0 1 2 3 4 5 6 7 8

Sin protección Protegido contra las caídas verticales de gotas de agua (condensación) Protegido contra caídas de agua hasta 15° de la vertical Protegido contra el agua de lluvia hasta 60° de la vertical Protegido contra las proyecciones de agua en todas las direcciones Protegido contra el lanzamiento de agua en todas las direcciones Protegido contra el lanzamiento de agua similar a los golpes del mar Protegido contra la inmersión Protegido contra los efectos prolongados de la inmersión bajo presión

Objetivo Verificar el grado de protección contra la entrada de polvo, goteo de lluvia y hermeticidad al agua a presión de acuerdo con la clasificación de la luminaria o proyector según NTC 3279 (IEC 60529) y NTC 2230 (IEC 60598 1-2-3)

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Prueba de polvo (Primera cifra característica IP) Las luminarias o proyectores deben ensayarse en una cámara de polvo como la descrita en la Norma NTC 3279 (IEC 60529) y NTC 2230 (IEC 60598 1-2-3), en la cual se mantiene polvo de talco en suspensión mediante una corriente de aire. Dependiendo del índice IP, el talco tiene ciertas características como tamaño de los gránulos, etc. La luminaria se ubica dentro de la cámara, se conecta hasta alcanzar la temperatura de operación, se desconecta y se deja durante 2,5 horas. Luego se conecta y se opera bajo condiciones normales durante 3 horas, al cabo de las cuales se desconecta y se deja 2,5 horas. El tiempo de ensayo es de 8 horas. Al final se inspecciona visualmente para verificar que ningún depósito de talco se ha acumulado en el interior. Debe tenerse la precaución de limpiar perfectamente el exterior (carcasa) antes de abrirla para evitar que al hacerlo caiga polvo al interior. Prueba de lluvia (Segunda cifra característica IP) Este ensayo comprueba la hermeticidad de las luminarias o proyectores para Alumbrado Público protegidas contra la lluvia y/o contra salpicaduras de agua. Las luminarias y los proyectores se ensayan en un equipo como el ilustrado en la Norma NTC 3279 (IEC 60529) y NTC 2230 (IEC 60598 1-2-3).

Equipo para verificación de prueba de lluvia (Segundo Digito entre 1 y 4) El radio del tubo semicircular debe ser lo más pequeño posible y compatible con el tamaño y posición de la luminaria o proyector bajo prueba. El tubo debe tener perforaciones de forma que por ellas se dirija el agua hacia el centro del semicírculo. La presión del agua a la entrada del aparato debe ser aproximadamente 80 kN/m2.

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La luminaria o proyector se monta en el centro del semicírculo abierto por el tubo de riego y sobre un dispositivo que la haga girar sobre su propio eje vertical. La luminaria o el proyector deben ser proporcionales al equipo de prueba que verifica el índice de protección contra lluvia. La luminaria o proyector se debe rociar con agua durante veinte minutos, los primeros diez minutos con la bombilla energizada y diez minutos más con la bombilla apagada. Al final de este período se realiza un examen visual del interior del elemento tanto del equipo óptico como del conjunto eléctrico para verificar el IP garantizado por el fabricante y establecido en el presente Manual. Se debe tener la precaución de secar perfectamente el exterior (carcasa) antes de proceder a su apertura.

4.4.6 Ensayo de Choque Mecánico (Cifra característica IK) ÍNDICES DE PROTECCIÓN - IK (Norma UNE-EN 50102) TERCERA CIFRA IK 0

Sin protección

01

Energía de choque 0,150 J (200 g a una distancia de 7,5 cm)

02

Energía de choque 0,200 J (200 g a una distancia de 10 cm)

03

Energía de choque 0,350 J (200 g a una distancia de 17,5 cm)

04


05


06


07


08

Energía de choque 5,0 J (1,7 kg a una distancia de 29,5 cm)

09

Energía de choque 10,0 J (5 Kg a una distancia de 20 cm)

10

Energía de choque 20,0 J (5 Kg a una distancia de 40 cm)

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Objetivo Verificar la resistencia al impacto mecánico externo de los refractores o protectores de las luminarias o proyectores, según las normas UNE-EN 50102, NTC 2230. Descripción Se pueden emplear sistemas de martillo con resorte y martillo pendular de choque, de acuerdo con las especificaciones de la norma IEC 60068-2-63, en el que el peso suspendido en el extremo del brazo del péndulo se cambia según la energía de choque deseada. Tanto para el martillo con resorte (la compresión y la fuerza ejercida por éste) como para el martillo pendular de choque (el brazo oscilante y la altura de caída del mismo), deben garantizar la energía de impacto requerida para el ensayo. El impacto se produce cuando el péndulo pasa por la vertical. La luminaria o proyector debe ser montado en un soporte rígido y soportar el impacto del peso sin romperse.

4.4.7 Ensayo de Choque Térmico al Refractor Objetivo Verificar y controlar el comportamiento de los diferentes vidrios o policarbonato mejorado al impacto y demás materiales utilizados como refractores o protectores de las luminarias o proyectores, bajo la acción de choques térmicos producidos a temperaturas crecientes, como consecuencia de las elevadas temperaturas alcanzadas durante los períodos de operación. Descripción La luminaria o proyector se calienta progresivamente con control continuo de la temperatura. Periódicamente (cada 10 grados), se riega localmente la superficie del refractor o protector con agua a temperatura ambiente. La brusca variación de temperatura induce en el material tensiones internas, tanto mayores cuanto más elevada sea la temperatura. El refractor o protector debe soportar la máxima temperatura encontrada para la luminaria o proyector, y los cambios de temperatura a los que se somete, sin romperse o afectar la distribución luminosa ni la protección del conjunto óptico.

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4.4.8 Vibración Objetivo Verificar que las luminarias y proyectores de alumbrado público soporten las vibraciones, que no se desajustan o pierdan su hermeticidad, al permanecer instaladas en un poste al lado de una vía, debido a las vibraciones a que están sometidas, ocasionadas por el tráfico vehicular en las vías o fuerzas externas. Descripción La luminaria o proyector se coloca mediante un soporte en el equipo vibratorio. Se selecciona la frecuencia de ensayo deseada en los controles del equipo vibrador y se energiza, dejándolo funcionar durante 10 minutos. Al finalizar el ensayo, se verifica que la luminaria o el proyector y sus componentes no se hayan desajustado y que las conexiones eléctricas garanticen el buen funcionamiento durante la vida útil.

4.4.9 Humedad Objetivo Verificar la protección de las luminarias y proyectores contra las condiciones de humedad que puedan ocurrir durante su uso normal. Descripción El elemento se coloca en la posición de utilización normal más desfavorable, dentro de una cámara húmeda con aire a humedad relativa mantenida entre el 91% y 95%. La temperatura del aire se debe mantener dentro de 1°C, alrededor de cualquier temperatura entre 20°C y 30°C y la muestra debe permanecer en la cámara durante 48 horas. Después del ensayo la luminaria no debe presentar deterioro alguno (muestras de oxidación) que comprometa su conformidad con los requisitos de la Norma NTC 2230.

4.4.10 Ensayo de resistencia de aislamiento y rigidez dieléctrica Objetivo Verificar el comportamiento de las partes de la luminaria o proyector, y el aislamiento de los componentes que están sometidos a una tensión en comportamiento normal, al recibir una tensión superior a la nominal, de conformidad con los requisitos de la Norma NTC 2230.

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Descripción El aislamiento debe ser adecuado entre partes vivas (partes que están sometidas a tensión en comportamiento normal) de diferente polaridad y entre partes vivas y carcasa. La resistencia de aislamiento se mide con una tensión (c.c.) de 500 V, aplicada durante un minuto. La resistencia de aislamiento debe ser mayor o igual a 2 MΩ. Para el ensayo de rigidez dieléctrica, inicialmente la tensión aplicada no debe sobrepasar la mitad de la tensión prescrita, aumentándolo gradualmente hasta el valor total previsto. La tensión de ensayo corresponde a 2U+1.000 V., donde U es la tensión nominal del componente a ensayar. El tiempo de aplicación de la tensión total es de un minuto, lapso durante el cual no debe presentarse flameo o rompimiento del aislamiento a tierra. En las luminarias o proyectores con arrancador, la rigidez dieléctrica de las partes de la luminaria que están sometidas al pulso de tensión, se ensaya con el arrancador operando sin la bombilla en el circuito.

4.4.11 .Protección Ultravioleta Objetivo Simular el deterioro causado por la energía ultravioleta de la luz solar y las condiciones climáticas (lluvia o rocío), de conformidad con los requisitos de la Norma ASTM G53-95. Descripción Las muestras son expuestas alternadamente sólo a la luz ultravioleta y sólo a la condensación dentro del ciclo respectivo. Las condiciones de exposición varían por la selección de los tubos fluorescentes, el tiempo, la temperatura de exposición UV, la temperatura de exposición a la condensación y el nivel de radiación Como fuente ultravioleta se utiliza un arreglo de tubos fluorescentes con emisión concentrada en el rango UV tipo B. La condensación es producida por la exposición de la superficie de prueba a la mezcla saturada de aire y vapor de agua mientras que el lado opuesto de la muestra esta expuesto al enfriamiento en un ambiente de aire. Cuando las condiciones de prueba no son especificadas, se sugiere un ciclo de exposición de 8 horas, esto es, 4 horas de exposición UV a 60°C y 4 horas de exposición a la condensación a 50°C, por un lapso de 336 horas.

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4.4.12 Resistencia al fuego Objetivo Verificar que las partes de material aislante que sostienen partes vivas en posición y partes externas de material aislante que aseguran la protección contra choques eléctricos, son resistentes a la llama y al quemado. Descripción Las partes de material aislante que sostienen partes vivas en posición, se someten al ensayo de la llama cónica de la norma IEC 695-29-2 o hilo incandescente de acuerdo con la norma IEC 695-2, aplicando la llama de ensayo a la muestra durante 10 segundos, en el punto donde las temperaturas más elevadas sean susceptibles de aparecer. Las partes externas de material aislante que aseguran la protección contra choques eléctricos, se someten durante 30 segundos a un ensayo utilizando un alambre de Ni-Cr incandescente calentado a 650°C, como se describe en la norma IEC-695-2-1. La duración de la combustión después del retiro de la llama o del alambre incandescente, se debe extinguir dentro de los 30 segundos siguientes.

4.5 Ensayos de Balastos Este apartado aplica a balastos utilizados con bombillas de alta intensidad de descarga vapor de mercurio, sodio o metal-halide. A continuación se describen los ensayos que deben ser efectuados: RELACIÓN DE ENSAYOS Aumento de temperatura (Calentamiento) Corriente de corto circuito

CARACTERÍSTICA Verificar la validez de la temperatura máxima de operación nominal garantizada y marcada en el balasto. Consulte: NTC 2117 y NTC 2069 Con esta prueba se determina la corriente máxima de cortocircuito que entrega el balasto y que es tolerada por la bombilla. Se realiza cortocircuitando la salida del balasto (donde se conecta la bombilla), alimentando el circuito entre el 92 y el 106% de la tensión nominal, registrándose el valor de la corriente.

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RELACIÓN DE ENSAYOS Inspección visual

Medida del trapezoide

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CARACTERÍSTICA Se revisa el balasto para comprobar los siguientes aspectos: - Marca de origen -Designación del tipo - Tensiones de alimentación nominal - Potencia nominal y tipo de fuente luminosa (bombilla) - Símbolo para protección contra agua - Símbolo para balasto independiente o remoto - Terminales fácilmente accesibles, identificables y con indicación de su voltaje nominal. - Valor de la temperatura nominal del devanado. Tw - Aumento nominal de temperatura del devanado: t - Fijación: El balasto debe tener medios fuertes y adecuados para su fijación en la luminaria Este ensayo debe realizarse únicamente en balastos para bombillas de vapor de sodio alta intensidad de descarga (HID). Para cada tipo de bombilla de sodio HID existe un trapecio que determina los límites de potencia y tensión entre los cuales la bombilla debe operar.

Parámetros eléctricos en condiciones de arranque y de operación

Pérdidas eléctricas

Para el circuito de entrada Tensión , corriente y potencia. Para el circuito de salida: Tensión mínima de circuito abierto, factor de cresta de la corriente a la bombilla y tensión eficaz, corriente eficaz y potencia de la bombilla Con balastos del tipo reactor Las pérdidas del elemento bajo ensayo se obtienen haciendo circular la corriente nominal en el circuito de salida (donde se conecta la bombilla) en condiciones de cortocircuito, durante media hora. Al final de éste tiempo se debe medir la potencia de entrada o de línea en el circuito. Ésta potencia representa el valor de las pérdidas. Con balastos del tipo autoregulado CW A Las pérdidas del elemento bajo ensayo se obtienen por diferencia

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entre las lecturas de: - Potencia registrada en la entrada o línea - Potencia que se registra en el circuito de salida (donde se conecta la bombilla).

RELACIÓN DE ENSAYOS Resistencia al fuego Resistencia de aislamiento y rigidez dieléctrica Resistencia térmica (Envejecimiento acelerado)

CARACTERÍSTICA Ver apartado 4.4.12 Ver apartado 4.4.10 Este ensayo se aplica a los balastos con rotulado de tw (temperatura máxima de operación establecida), es decir, a los balastos que tienen especificada la temperatura de operación nominal del devanado y su objetivo es verificar el funcionamiento del balasto bajo el régimen de tw y a la vez cuantificar la vida (duración térmica de los devanados) del mismo. Este ensayo se realiza con base en los estipulados en las Normas NTC-2069, NTC 2117 y NTC 2230 y considerando en tiempo la vida de 10 años de trabajo continuo.

OTROS ENSAYOS: - Medida completa con bombilla. - Contacto accidental. - Humedad. - Resistencia a la corrosión. - Duración térmica de los bobinados. - Medida de impedancia.

En los ensayos de las características eléctricas de los balastos, se deben utilizar entre otros, los siguientes equipos: -

Fuente de alimentación de corriente alterna. Estabilizador de voltaje. Variac. Balastos de referencia debidamente ajustados para cada potencia. Bombillas de referencia. Equipos de medida para potencia, tensión, corriente, factor de potencia.

para verificar los parámetros eléctricos que se enumeran a continuación :

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4.5.1

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Regulación de Tensión

Objetivo Garantizar un funcionamiento adecuado del conjunto balasto – bombilla; para ello los balastos deben obtener las variaciones indicadas en la siguiente tabla: TIPO DE BALASTO Reactor

TENSIÓN NOMINAL [V] 208/220/240

Autoregulado CWA

208/240/277

POTENCIA [W] 70 150 250 400 150 250 400 1000

VARIACIÓN MÁXIMA DE POTENCIA DE LA BOMBILLA Para variaciones de ± 5% de la tensión de conexión: 12 % Para variaciones de ± 10% de la tensión de conexión: 5 %

Descripción Para efectos del cálculo de regulación se toman los valores de potencia activa de la bombilla al 95 y 105% de Vn (valores obtenidos a través del variac) y se comparan con la potencia activa a Vn.

4.5.2

Regulación (al 95%)

=

Pbnom - Pb95% Pbnom

Regulación (al 105%)

=

Pb105% - Pbnom Pbnom

Potencias

Se debe revisar la potencia de entrada, la potencia útil y las pérdidas de potencia. Cada bombilla viene diseñada para una potencia determinada en vatios, y el balasto se debe diseñar de tal forma que garantice una potencia útil a la bombilla de por lo menos el 92.5% de la potencia nominal de ésta cuando se tiene la tensión nominal y así lograr un flujo luminoso adecuado para la bombilla. Lo anterior se debe lograr garantizando una pérdidas bajas en potencia del balasto.

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MANUAL TÉCNICO DE ALUMBRADO PÚBLICO CAPÍTULO 4 PRUEBAS Y MEDICIONES A LOS MATERIALES Y/O EQUIPOS DEL SDAP 4.5.3

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Factor de Potencia

Se deben garantizar factores con un valor mínimo de (0,9), los cuales se exigen en las normas que se enuncian en el apartado 4.2. Para ello los balastos del tipo reactor, vienen diseñados para operar externamente con un condensador (en paralelo con la línea), el cual tiene como función suministrar una parte de la energía reactiva que requiere el balasto para su funcionamiento.

4.5.4 Factor de Cresta Objetivo Determinar la calidad del balasto dado que si se exceden los valores establecidos en la Norma, se disminuye la vida de la bombilla. La relación que existe entre el valor pico y el valor eficaz (RMS) de la onda de corriente o de tensión, se conoce como factor de cresta. El factor de cresta de una onda sinusoidal perfecta es (1,4) y a medida que éste factor aumenta en la onda de salida del balasto, la calidad de éste es menor. Las bombillas de sodio permiten un factor de cresta máximo de (1,8), lo cual significa que si se sobrepasa se acorta la vida de la bombilla y se acelera el decrecimiento de la intensidad luminosa de la misma. Descripción Para este ensayo se requiere (adicional a los equipos señalados anteriormente), de una resistencia y un osciloscopio o multímetro de voltaje pico. En el diagrama del circuito presentado en la siguiente figura, entre los puntos A y B se conecta una resistencia cuya caída de tensión no debe exceder el 0.5% del valor nominal de la bombilla. A

R

B

R E S IS TE N C IA

O S C ILO S C O P IO

Medida del factor de cresta

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Se aplica un voltaje entre 92% y 106% del valor nominal y se determina la forma de la corriente. Con el circuito estabilizado se lee la corriente RMS, medida 2 y se encuentra el voltaje pico a través de R, medido con el osciloscopio o multímetro de voltaje pico. Para determinar la corriente pico se divide el valor del voltaje pico por el valor de R y para obtener el factor de cresta se divide el valor de la corriente pico por el valor de la corriente RMS. Este factor no debe exceder de 1,7 para voltajes entre el 92% y 100% y de 1,8 para voltajes entre 100% y 106%; si el factor de cresta excede estos valores, se disminuye la vida de la bombilla.

4.5.5

Corrientes

Se debe revisar la corriente de arranque de la bombilla, corriente de línea, corriente de trabajo de la bombilla y corriente de corto circuito.

4.5.6

Circuito Abierto

Con esta prueba se determina la tensión mínima que entrega el balasto y que es requerida para la operación estable de la bombilla. Se realiza operando el balasto entre el 92% y el 106% de tensión nominal a la frecuencia nominal, registrándose la tensión en los bornes del portabombilla.

4.5.7

Medida del Trapezoide (utilizado con bombillas de vapor de sodio de alta presión)

Objetivo Las bombillas de vapor de sodio a alta presión, tienen un comportamiento a lo largo de su vida, diferente del resto de bombillas, pues a medida que la bombilla envejece va aumentando la tensión de arco del tubo de descarga. Por esta razón el balasto para las bombillas de sodio alta presión requiere de un diseño especial y su comportamiento está definido por un trapezoide determinado así: Sobre el eje Y por las líneas de potencia máxima y potencia mínima Sobre el eje X por las líneas de tensión máxima y tensión mínima De esta forma se garantiza el correcto funcionamiento de la bombilla.

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Equipos de prueba y diagrama trapezoidal Para determinar la curva característica del balasto se requiere, adicional a los equipos señalados anteriormente (al inicio de la sección 4.5), de los siguientes elementos: Graficador X, Y Material reflector (puede ser papel aluminio) Formatos para las curvas del trapecio, Norma NTC 2243 Procedimiento Para obtener la característica del balasto de sodio de alta presión en el diagrama trapezoidal, se toman los valores de tensión y potencia de la bombilla. Para obtener el ciclo de vida de la bombilla, se acelera el proceso envolviéndola en un material reflector (papel de aluminio) con el fin de que los rayos de luz sean devueltos y caliente la bombilla, de forma que su tensión de arco se incremente hasta que se produzca el apagado, simulando de esta manera el ciclo de vida de la bombilla. A través de un graficador previamente conectado al mismo circuito, se obtiene la curva típica del balasto (Potencia de la bombilla en función de la tensión en los terminales de la bombilla), para: Tensión nominal. Tensión al 90% de la tensión nominal. Tensión al 110% de la tensión nominal. Durante la vida de la bombilla, la curva de la característica típica del balasto debe estar dentro de los límites especificados por el trapezoide, para la tensión y potencia de la bombilla. La curva del balasto debe interceptar los límites de voltaje dentro de los límites de potencia y mantenerse dentro de estos últimos durante todo el rango de crecimiento de tensión sobre bombilla, de lo contrario se debe rechazar el equipo. Descripción del trapecio En el trapecio que se muestra, la escala vertical expresa la potencia de la bombilla y la horizontal indica la tensión entre sus terminales.

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Curva del trapecio para una bombilla de vapor de sodio 400 W HID El lado izquierdo del trapecio establece las condiciones iniciales de operación y el lado derecho las condiciones finales de vida. La línea superior establece la máxima potencia aceptable para la bombilla. Si se excede esta potencia disminuye la vida de la bombilla e incluso puede producir su destrucción. La línea inferior establece los límites mínimos de potencia para operación de la bombilla. Potencias inferiores durante el arranque pueden causar disrupción de los electrodos lo que disminuye su vida. El diagrama trapezoidal indica la calidad de los balastos, por cuanto para las mismas variaciones de tensión, aquel balasto que esté más cerca de la potencia nominal ofrece una mayor vida útil a la bombilla y por tanto es de mayor calidad, aunque estén dentro de los límites del trapecio. Las especificaciones eléctricas de operación han sido normalizadas y para cada tipo particular de bombilla, se presenta un trapecio que determina los límites de potencia y tensión, entre los cuales la bombilla debe operar.

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4.6 Ensayos a Condensadores A continuación se describen los ensayos que deben ser efectuados a condensadores de corriente alterna para luminarias y proyectores de alumbrado público: RELACIÓN DE ENSAYOS Corriente de fuga

CARACTERÍSTICA En condiciones normales de utilización, los componentes aislantes del condensador suelen sufrir ciertas alteraciones, ocasionadas por los efectos de la humedad o el polvo. Dichas impurezas hacen que circulen corrientes entre los componentes del elemento, produciendo pequeñas descargas las cuales originan un desgaste en la superficie del material aislante. El condensador debe ser sometido a una tensión de 115 V, AC, entre terminales cortocircuitados y la carcasa húmeda. Para este ensayo la carcasa puede ser envuelta en papel de aluminio o sumergida en agua. La corriente de fuga no debe sobrepasar los siguientes valores: Capacidad Nominal [ µf ] 0 - 14 14,1 - 20 20,1 - 35 35,1 - 55

Descarga del condensador Inspección visual

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Tensión Nominal [V] 0 - 500

Corriente máxima de fuga [ µA ] 60 70 100 150

Consulte: IEC 60566. El condensador después de aplicado el voltaje nominal y desconectado de la fuente debe descargar su tensión a 50 V o menos en un tiempo máximo de 1 minuto. Se revisa el condensador para comprobar que cumple con los aspectos establecidos en las normas relacionadas y con el contenido y forma de rotulado, el cual debe ser legible e indeleble para garantizar su durabilidad.



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RELACIÓN DE CARACTERÍSTICA ENSAYOS Parámetros eléctricos La capacitancia y el factor de disipación del condensador deben (Medida de la ser medidas en un puente “RLC” de corriente alterna a 60 Hz y capacitancia y factor de 23°C ± 2°C. disipación) La tolerancia de la capacitancia no debe ser mayor al especificado en la marcación (+/-3% para balasto CWA y +/-5% para balasto reactor) y el factor de disipación del condensador no debe ser mayor al 0.10%. Ensayo de humedad Antes de efectuar este ensayo se debe medir la capacitancia y el factor de disipación de los condensadores. Para verificar la conformidad debe realizarse el ensayo según lo establece la norma IEC 1048 numeral 14. Ensayo de vida Antes de efectuar el ensayo de vida se debe medir la capacitancia y factor de disipación del condensador. Para verificar la conformidad debe realizarse el ensayo según lo establece la norma IEC 1049 numeral 8. Resistencia mecánica Los terminales de los condensadores se deben someter a un par de los terminales de 0,34 Nm y a una fuerza de compresión axial de 220 N . Rigidez dieléctrica entre Los condensadores no auto-regenerables deben soportar, a terminales y entre temperatura ambiente, una tensión de ensayo alterna de 2.15 Un aplicada entre terminales durante 60 s. terminales y carcasa Los condensadores auto-regenerables deben soportar, a temperatura ambiente, una tensión de ensayo alterna de 2 Un aplicada entre terminales durante 60 s. Para los condensadores auto-regenerables se perforaciones auto-regenerantes durante el ensayo.

permiten

Inicialmente, no debe aplicarse más de la mitad de la tensión de ensayo, después se elevará gradualmente hasta el valor total. Los condensadores deben soportar durante 60 segundos, entre terminales unidos y carcasa, una tensión de 2 000 V (eficaces) ó 2 500 V (eficaces) para condensadores con tensión nominal hasta 250 V inclusive ó superiores a 250 V, respectivamente. OTROS ENSAYOS: - Cambio de la capacitancia con la temperatura. - Sello indeleble. - Soldabilidad

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4.7 Ensayos de Arrancadores A continuación se describen los ensayos que deben ser efectuados a los arrancadores para luminarias y/o proyectores de acuerdo con las Normas Técnicas Colombianas NTC 3200-1 y NTC 3200-2: RELACIÓN DE CARACTERÍSTICA ENSAYOS Parámetros del pulso de Altura del pulso arranque El valor pico del pulso medido desde el nivel cero de la tensión eficaz de alimentación. Ancho del pulso () Tiempo de subida y tiempo de duración, medido desde el nivel cero de la tensión eficaz de alimentación. Tasa de repetición Los pulsos por ciclo que debe generar el arrancador. Posición del pulso Posición del pulso de anteriormente descritas.

acuerdo

con

las

características

Consulte: NTC 3200. El arrancador debe funcionar establemente siempre y cuando la temperatura de la carcasa no exceda la temperatura ambiente especificada para el arrancador. Nivel de no reoperación. Ensayo en el cual el arrancador no debe operar después de que se haya encendido la bombilla. Protección contra El arrancador debe estar protegido contra contacto accidental con contacto accidental partes vivas cuando se instala en uso normal. Esto se verifica por medio de un dedo de prueba (indicador eléctrico) que evidencia los puntos de contacto. Ensayo de temperatura (estabilidad térmica)

Las partes que proveen protección contra contacto accidental deben tener una resistencia mecánica adecuada (deben soportar una fuerza de 10 Newton aplicada con el dedo de prueba).

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RELACIÓN DE ENSAYOS OTROS ENSAYOS: - Examen visual - Marcación ó rotulado - Rigidez dieléctrica - Vida útil. - Prueba de humedad - Esfuerzos mecánicos de vibración

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CARACTERÍSTICA

4.8 4.8 ENSAYOS DE FOTOCONTROLES Para los fotocontroles deberán tenerse en cuenta los siguientes ensayos: RELACIÓN DE ENSAYOS Operación y funcionamiento

límites

Comportamiento a 70 °C Rango de Tensión Operación Cantidad de operaciones Grado de protección Elementos de protección Consumo Tiempo de retardo

CONDICIONES DE PRUEBA Y PARÁMETROS

de - Conexión: 5 a 10 Luxes - Desconexión: ≤ 20 Luxes - Relación: 1 a 2 (conexión/desconexión) Se aceptan variaciones no mayores al 20 %. - Tensión: 110% V nominal - Temperatura: 65 - 70°C de - Control múltiple: 105 a 130 V - Control individual: 185 a 305 V ≥ 5 000 Con carga y factor de potencia de 0,5 IP ≥ 54 160 Joules a 320 Voltios (MOV ó Elementos similares) 1,5 W (Potencia máxima) - Máximo al apagado: - Mínimo al encendido:

15 segundos. 3 segundos.

NORMAS DE CONSULTA: - NBR 5123 (Relé fotoeléctrico y bases para Iluminación Pública. Especificación y métodos de ensayo). - ANSI C 136-10 (For physical and electrical interchangeability of photocontrol devices, plugs, and mating receptacles used in roadway lighting equipment).

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4.9 Ensayos A Contactores para Control de Alumbrado Para los contactores deberán tenerse en cuenta los siguientes ensayos: -

Hermeticidad (IP). Ensayo de choque mecánico (IK). Humedad. Vibración. Prueba de duración de los contactos. Prueba de operación de la bobina. Prueba de aislamiento.

4.10 Ensayos a Transformadores A continuación se describen los ensayos que deben ser efectuados a los transformadores (tipo poste y tipo pedestal) ubicados en circuitos de alumbrado público: RELACIÓN DE ENSAYOS NORMA DE REFERENCIA DE RUTINA Medición de la resistencia de los devanados. NTC 375 Medición de la relación de transformación, verificación de la NTC 471 polaridad y la relación de fase. Medición de las tensiones de cortocircuito NTC 1005 Medición de las pérdidas con carga NTC 1005 Medición de las pérdidas y corrientes con carga (vacío) NTC 1031 Tensión aplicada NTC 837 Sobretensión inducida NTC 837 ENSAYOS TIPO Se realiza a un transformador que es el representativo de otros transformadores, para demostrar que éstos cumplen con los requisitos específicos no cubiertos por los ensayos de rutina. Tensión de impulso tipo descarga atmosférica NTC 837 ENSAYOS ESPECIALES Ensayos diferentes a los de rutina, acordados entre fabricante y comprador y exigible solo en el contrato particular. Aptitud para soportar el cortocircuito NTC 532 OTRAS NORMAS DE CONSULTA: - NTC 380: Transformadores eléctricos. Ensayos eléctricos. Generalidades.

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MANUAL TÉCNICO DE ALUMBRADO PÚBLICO CAPÍTULO 5 CRITERIOS DE DISEÑO DE ALUMBRADO PUBLICO

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5. CRITERIOS DE DISEÑO DE ALUMBRADO PUBLICO 5.1 Iluminación de Vías Principales y Complementarias 5.1.1 Criterios del Diseño La iluminación de las vías arterias, dentro de las zonas atendidas por la CODENSA S.A., debe hacerse con las disposiciones estipuladas en el Manual de Alumbrado Público de CODENSA S.A. ESP y las Normas de Construcción de Distribución de CODENSA S.A. E.S.P. Cabe mencionar que la clasificación de las vías como principales y complementarias para los municipios depende de la clasificación que para ellas den las secretarías, gerencias o divisiones de Planeación Municipal. Por tanto, en el manual se darán los parámetros de iluminación para las vías dependiendo de los anchos de calzadas. Características del diseño Las calzadas vehiculares principales y secundarias o complementarias, deben cumplir con los siguientes parámetros, de acuerdo con su ancho aproximado, para las vías principales: ANCHO DE VÍA > a 60 m 60 a 40m 40 a 30m 20 a 30m 10 a 15m < a 10 m

LUMINANCIA PROMEDIO Lprom [cd/m2]

UNIFORMIDA UNIFORMIDAD D GENERAL LONGITUDINAL Uo UL [%] [%]

DESLUMBRAMIENTO TIMáximo [%]

≥ 1,5 y ≤ 2

≥ 40

50

10

≥ 1,0 y ≤ 1,5 ≥ 0.75 y ≤ 1,0

≥ ≥

50 NR

10 15

40 40

N.R: No Requerido La relación de alrededores será del 50%. Vale la pena aclarar que estos parámetros lumínicos de acuerdo con los anchos de vías están sujetos a la clasificación que de las mismas haga cada municipio.

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En caso de no conocerse el coeficiente de reflexión (Q) de la superficie de la vía, se debe utilizar el de pavimentos de asfalto normal, textura gruesa y pulida, normalizado como superficie clase R3, con un coeficiente de reflexión (Q) de 0,07, de acuerdo con publicación IEC 066. Para los cálculos fotométricos se deberán hacer con los flujos de bombilla especificados en la siguiente tabla: Flujos de bombilla especificados para cálculos fotométricos POTENCIA BOMBILLA (VATIOS) FLUJO LUMINOSO (LUMENES) 70 6500 150 17500 250 33000 400 55000 El proyecto de iluminación de las vías artería o principales deben en lo posible contemplar la iluminación de los primeros 20 metros de las bocacalles que salen a la vía. También se debe tener en cuenta los anchos de andenes en cada tipo de vía para dar los niveles lumínicos adecuados en los mismos.

5.2 Iluminación de Pasos Elevados 5.2.1 Criterios del Diseño La iluminación de los pasos elevados, dentro de las zonas atendidas por CODENSA S.A. E.S.P., debe hacerse de acuerdo con las disposiciones estipuladas en el Manual de Alumbrado Público de CODENSA S.A. ESP y las Normas de Construcción de Distribución de CODENSA S.A. E.S.P. Un puente vehicular bien diseñado y bien construido como proyecto de iluminación no debe ocasionar ninguna discontinuidad en la vía, por lo que la iluminación se mantendrá como en el resto de la vía y acentuando las entradas y salidas del puente. Si la condición de diseño y construcción del puente genera sobre la vía represamientos de tráfico, planos inclinados a la entrada o salida, o trayectos curvos, se hace necesario aumentar la iluminación en un 25% sobre las zonas de acercamiento, disminuyendo la interdistancia a un 75% aproximadamente. El proyecto debe considerar la iluminación de las zonas localizadas debajo de los puentes y se debe presentar un análisis detallado de las zonas donde se pueden producir sombras debido a las diferencias de nivel del piso, estructura del puente y la ubicación de las fuentes luminosas.

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Se presenta a continuación un cuadro con los niveles de iluminación especificados para cada una de las distintas áreas involucradas en los pasos elevados. Se desea una iluminación que posea las siguientes características: DESCRIPCIÓN

ILUMINANCIA PROMEDIO [Luxes]

UNIFORMIDAD GENERAL [%]

Puntos de convergencia y (1) divergencia en cruces 40 vehiculares a desnivel (orejas) Calzadas sobre y debajo de puentes vehiculares 30 a 35 40 Puentes peatonales 10 a 15 33 Zonas peatonales bajas aledañas a puentes 20 a 25 33 peatonales y vehiculares Zonas verdes 7 a 10 Luxes 16 Nota: (1) Desde los 50 metros antes de entrar a la avenida, se aumenta paulatinamente el nivel de iluminancia del trayecto, hasta igualar el de la avenida. Si es saliendo, el proceso es inverso. Los cálculos de iluminancia se deben realizar de acuerdo con la metodología descrita en la norma CIE-30-2, indicando la norma utilizada. El diseño fotométrico debe garantizar los niveles de iluminancia y coeficientes de uniformidad, dejando establecido claramente los valores mantenidos promedios, máximos y mínimos, que se ofrecen para cada tipo de vía y para el área total. El factor de mantenimiento, para los cálculos de iluminancia, depende del grado de hermeticidad de la luminaria y grado de polución del sitio de instalación (ver capítulo VII del Manual de Alumbrado Público de CODENSA S.A. ESP). Además se debe trabajar el diseño con los flujos normalizados de bombillas ( ver iluminación de vías principales y complementarias). Los postes a utilizar deben ser de 12, 14 ó 16 m, con luminarias de 250 ó 400 vatios sodio alta presión, horizontal cerradas con carcasa enteriza, que aloje tanto el conjunto eléctrico como el conjunto óptico. El índice de protección debe ser mayor o igual IP 65 para el conjunto óptico y mayor o igual a IP 43 para el conjunto eléctrico. El control de alumbrado será individual para cada luminaria mediante fotocontroles con contactos normalmente cerrados con base graduable (ver capítulo III del Manual de Alumbrado Público de CODENSA S.A. ESP)

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Debajo del puente se deben instalar luminarias tipo aplique horizontal de sodio alta presión con rejilla protectora antivandálica (Especificación Técnica de CODENSA S.A. ET 803).

5.3 ILUMINACIÓN DE PUENTES PEATONALES 5.3.1 Criterios de Diseño El diseño de iluminación del puente y de sus accesos peatonales deberá hacerse con base en los datos fotométricos de las luminarias a instalar y cumplir con los siguientes parámetros:

• •

Iluminación horizontal mínima promedio Ep entre 10 y 15 luxes. Coeficiente de uniformidad, Emin/Ep = 33% La construcción del puente peatonal no debe alterar los niveles de iluminancia que actualmente existen sobre las calzadas de la vía, por tanto para compensar dicho efecto, es necesario prever una iluminación debajo del puente mediante luminarias adosadas a la losa del puente. Esto con el propósito de lograr un nivel de iluminación similar al de la vía vehicular, aunque este esté medido con base en luminancia. Dichas luminarias deben estar protegidas con rejillas antivandálicas. (Ver Capítulo 3) Por otra parte, el alumbrado del puente peatonal no debe disminuir la comodidad visual de los conductores que transitan por la vía y por tanto dicho alumbrado debe tener control de deslumbramiento. Las iluminación de los puentes peatonales se hace por medio de postes y luminarias dedicados exclusivamente para el puente, los cuales se fijan en los accesos y en entregar un nivel de iluminación mínimo de seguridad sobre el recorrido del puente. Las luminarias sobre los accesos cumplen satisfactoriamente con su objetivo, pero las instaladas sobre el trayecto del puente pueden crear un efecto deslumbrador no deseado sobre los conductores. Por tanto, las luminarias utilizadas deben ser de poca potencia, 70 ó 150 vatios con un ángulo máximo de inclinación de 5 grados. Se prohibe la utilización de luminarias tipo Walk Pack ( mural tipo vertical), en los tableros de los puentes y columnas las cuales causan deslumbramiento Los cálculos fotométricos se deberán hacer con los flujos de bombilla especificados, los cuales aparecen en la sección 5.1 Iluminación de vías principales y complementarias.

5.4 Iluminación de Carreteras Intermunicipales 5.4.1

Criterios del Diseño.

La iluminación de carreteras intermunicipales es de suma importancia tanto para los conductores como para los peatones. Para lograr un acertado diseño de iluminación, se

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debe tener en cuenta las especificaciones dadas en el capítulo II “Fotometría” del Manual de Alumbrado Público de CODENSA S.A. ESP. Veamos qué parámetros se deben seguir para la iluminación de vías intermunicipales. Los cálculos de iluminancia y luminancia se deben realizar de acuerdo con la metodología descrita en la norma CIE-30-2, ó la norma CIE 115 - 1995, indicando la norma utilizada, ver capítulo II del Manual de Alumbrado Público de CODENSA S.A. ESP. El proyecto de alumbrado debe hacerse con base en los datos fotométricos de las luminarias que se contemplan instalar en dicha vía, suministrados por el Laboratorio Fotométrico, dentro del proceso de certificación de la luminaria y deben cumplir con los siguientes parámetros - Para los tramos rectos de la vía, de más de 60 m. (Especificaciones CIE Nº 115 de 1995): . LPRO ≥ 1,5 Luminancia promedio (cd/m2) Uniformidad general UO ≥ 0,4 Uniformidad longitudinal U1 ≥ 0,5 Control de deslumbramiento Incremento de umbral TI < 10% En caso de no conocerse el coeficiente de reflexión (Q) de la superficie de la vía, se debe utilizar el de pavimentos de asfalto normal, textura gruesa y pulida, normalizado como superficie clase R3, con un coeficiente de reflexión (Q) de 0,07, de acuerdo con la publicación IEC 066. - Para los tramos curvos de la vía y accesos principales a la misma. Iluminancia horizontal promedio mantenido Ep ≥ 30 luxes Coeficiente de uniformidad. Emin / Ep = 40% - Para las curvas de la vía. En las curvas se debe reducir la ínterdistancia a un 70% del tramo recto adyacente aproximadamente, si las luminarias son instaladas en el exterior de la curva y a un 55%, para luminarias instaladas en el interior de la curva; en ambos casos las luminarias deben ser las mismas en potencia de las adyacentes. Las curvas leves se pueden iluminar satisfactoriamente, tratándolas como segmentos rectos de vía, mientras que las curvaturas y las crestas de elevaciones pronunciadas exigen que se reduzca el espaciamiento entre luminarias y que estén perfectamente orientadas para asegurar una correcta repartición del flujo luminoso sobre la vía, y además

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se debe tener en cuenta que los postes instalados al exterior de las curvas son más propensos a los accidentes. En pendientes el eje de la luminaria debe quedar perpendicular a la inclinación de la pendiente ( ver capítulo II FOTOMETRÏA del Manual de Alumbrado Público de CODENSA S.A. ESP).

5.5 Iluminación de Ciclo Rutas 5.5.1 Criterios del Diseño Con el fin de usar racionalmente la energía, CODENSA S.A. ESP sólo aceptará proyectos de iluminación de ciclo rutas permanentes en los sitios donde se carezca de dicho servicio ó donde exista un concepto técnico de niveles deficientes de iluminación, sin que su refuerzo signifique un sobredimensionamiento del alumbrado público. Con el fin de disminuir la contaminación visual con los postes de alumbrado, se deben escoger luminarias de tal característica, que cumpliendo con los niveles de iluminación requeridos, no se necesite instalar postes con una interdistancia menor de 16 metros, una luminaria por poste y cuando sea necesario dos, pero nunca más de dos luminarias por poste. Muy probablemente, los proyectos de ciclorrutas van ligados con remodelaciones urbanas que implican iluminación de las vías principales o secundarias o complementarias, por tanto, su tratamiento será integral dando los niveles requeridos en cada área sin sobredimensionamiento ni saturación de postes. El diseño del proyecto de alumbrado debe hacerse con base en los datos fotométricos de las luminarias que se contemplen instalar en la ciclorruta, suministrados por el Laboratorio Fotométrico certificado. El diseño del proyecto de alumbrado de la ciclorruta debe cumplir con los siguientes parámetros:

• Iluminancia horizontal promedio mantenido Ep entre 11 y 20 luxes • Coeficiente de uniformidad Emin/Eprom = 40% Dependiendo el tipo de desarrollo o adecuación urbana, se pueden usar en lo posible las instalaciones de alumbrado público existente pero buscando uniformidad en los niveles y tipo de fuente luminosa (sodio alta presión) a lo largo de todo el recorrido de la ciclorruta permanente. En el caso de requerir el cambio de luminarias por mayor potencia para mejorar los niveles de iluminación existente, también se debe contemplar la necesidad de utilizar los postes de 12 a 14 m., para disminuir el deslumbramiento y mejorar los niveles de uniformidad de la iluminancia, todo esto soportado por un estudio fotométrico. En el caso de requerir luminarias adicionales a las del alumbrado de la avenida, estas deben ser instaladas con un ángulo de inclinación hasta de 5° con respecto a la horizontal

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y tener una altura de montaje mínima libre sobre el piso de 9 metros, para disminuir el deslumbramiento En el caso de que la ciclorruta pase por puentes peatonales, éstos deben ser iluminados de acuerdo con los criterios para iluminación de puentes peatonales, a excepción de los parámetros de iluminancia y coeficientes de uniformidad que deben cumplir lo establecido para ciclorrutas. El control de alumbrado será individual para cada luminaria mediante fotocontroles con contactos normalmente cerrados con base graduable (Ver capítulo III del Manual de Alumbrado Público de CODENSA S.A. ESP). Los postes son tipo alumbrado y pueden ser de concreto, norma AP-801, o metálicos, norma AP-802, con altura de 9 a 12 m, u ornamental Norma AP-309 dependiendo del tipo y altura de montaje que se especifique para las luminarias.

5.6 Iluminación de Parques Públicos 5.6.1 Características del Diseño La iluminación de los parques o áreas de cesión tipo A, dentro de las zonas atendidas por CODENSA S.A. E.S.P., debe hacerse de acuerdo con lo estipulado en el Manual de Alumbrado Público y las Normas de Construcción de Redes de la Empresa. El diseño del proyecto de alumbrado debe hacerse con base en los datos fotométricos de las luminarias que se contemplen instalar en el parque, suministrados dentro del proceso de certificado de conformidad de producto por un Laboratorio Fotométrico autorizado de iluminación. El diseño del proyecto de alumbrado debe cumplir con los siguientes parámetros: Para las zonas verdes:

• Iluminancia horizontal promedio mantenida Ep entre 10 y 13 luxes • Coeficiente de uniformidad Emin/Eprom = 1 : 6 Para las zonas Deportivas: • Dependiendo del tipo de deporte y nivel de juegos, ver las recomendaciones dadas en la sección 5.12 Iluminación de campos deportivos descritas en este Manual. Para las ciclorrutas • Iluminancia horizontal promedio mantenido Ep entre 11 y 20 luxes • Coeficiente de uniformidad Emin/Eprom = 40%

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5.7 Iluminación de Escenarios Deportivos 5.7.1 Características del Diseño Para la iluminación de escenarios deportivos, hay que distingir dos tipos de escenarios: los escenarios deportivos profesionales y los recreativos. 5.7.1.1 Iluminación de Escenarios Deportivos Profesionales La iluminación de estos escenarios debe proveer a los deportistas de alto rendimiento, las condiciones suficientes para el normal desarrollo de la competencia, dependiendo el tipo de deporte. Normalmente el diseño de iluminación debe tener en cuenta una componente horizontal y otra vertical, es decir el piso del juego es el área primordial y todas las posibles trayectorias del elemento de juego, ya sea un balón o pelota o disco. El diseño de iluminación puede ser por medio de torres de gran altura, de más de 30 metros, para escenarios al aire libre como velódromos, estadios de futbol, beisbol etc., o ubicados sobre las estructuras o cubiertas como es el caso de los escenarios de microfutbol o baloncesto. Sin embargo, dependiendo el diseño arquitectónico y estructural del escenario así mismo se contempla el diseño de iluminación. De todos modos, la idea es mantener los niveles de iluminación vertical sin elevar por encima los niveles recomendados de iluminación horizontal. Cuando se tienen postes de 20 o más metros de altura libre, se requiere que estos lleven canastilla para el soporte y mantenimiento de los proyectores, y se debe presentar un estudio de sulos y cimentación. Se recomienda, dependiendo el tipo de escenario y deporte, dejar hasta un 20% de la iluminación permanentemente conectada al sistema de emergencia cuando se esté en competencia con el fin de evitar accidentes graves a los competidores y pánico al público asistente. 5.7.1.2 Iluminación de Escenarios Deportivos Recreativos El auge del deporte en los municipios, hace que cada vez se tengan más instalaciones deportivas construidas técnicamente, y esos aspectos involucran claro está la iluminación. La idea es manejar los contrastes entre los deportistas y el fondo para conseguir una buena visibilidad y tener un control del deslumbramiento óptimo para que la práctica del deporte no sea molesta a los deportistas. Como se presentan distintas superficies con distintas reflectancias, el criterio de medición no se hace por luminancia sino por iluminancia y uniformidad.

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La iluminación horizontal determina el nivel de luz en el campo de juego, por tanto, es necesario tener en cuenta los niveles óptimos de iluminación horizontal para que de esta forma se creen contrastes adecuados. Por tanto es necesario tener en cuenta lo siguiente:

• •

El nivel de competencia prevista El tipo de juego, lo que a su vez determina la velocidad de la pelota, el movimiento de los deportistas, distancia entre ellos etc.

También el criterio de aplicar un rango máximo o mínimo de niveles de iluminación al escenario depende de la calidad del mismo, costo del proyecto, torneos, competencias etc. El criterio de iluminación vertical solo es aplicable a escenarios en donde se realizan torneos o competencias de cierto nivel, en donde es imprescindible reconocer los objetos alrededor hasta una altura de 10 m aproximadamente. Para escenarios recreativos no es necesario este cálculo. Los postes a utilizar en los escenarios deportivos recreativos pueden ser:

• •

Postes de concreto con cruceta de fijación final, de 10, 12 ó 14m de altura libre. Postes metálicos con canastilla final, de 16 a 20 m de altura libre.

Normalmente los postes se ubican lateral al campo de juego a una distancia que depende muchas veces de la calidad del mismo. Por ejemplo, en una cancha múltiple de barrio se ubicaran los postes a aproximadamente 2 metros del borde de la línea de juego, pero si esta tiene graderías para competencias locales se deberán detrás de las mismas. Para calcular la altura de montaje, se proyecta un haz de luz a un tercio del ancho de la cancha a 30 grados bajo la horizontal, de acuerdo con la siguiente fórmula: Hm= [ (W/3) + sep]X tan (30) En donde: Hm es la altura de montaje mínima W es el ancho del campo deportivo Sep. Es la separación entre el borde del campo y la base del poste. La iluminación de canchas múltiples solas se hace ubicando cuatro postes dispuestos dos a cada lado del campo. Cuando se tiene dos canchas seguidas, se pueden utilizar seis postes, aprovechando dos de ellos para cada una de las canchas. Para canchas de fútbol existen dos disposiciones: una con cuatro postes ubicados en las aristas del campo a unos 5 metros de la esquina, con lo cual se resta molestia desde las graderías; y la otra con cuatro postes ubicados lateralmente a un tercio de cada mitad del campo siempre y cuando no impida la visión de los espectadores desde las graderías.

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5.8 Iluminación de Fachadas y Monumentos 5.8.1 Características del Diseño La iluminación de fachadas y monumentos es de gran interés para resaltar la estética del paisaje urbano, mejorar la visual y calidad de vida de los habitantes. La iluminación de fachadas y exteriores es una parte fascinante de la luminotecnia, que puede tener un objeto puramente estético o práctico como la iluminación de seguridad. Generalmente, la técnica utilizada para iluminar fachadas es la de instalar proyectores en el área perimetral del edificio o sobre su misma fachada, ubicados estratégicamente para evitar un impacto visual fuerte en la misma. Al elaborar un proyecto de este estilo, se deben considerar los siguientes factores:

• • • • • • • • • •

Dirección principal de la mirada de los espectadores. Niveles verticales de iluminación requeridos. Selección de las fuentes luminosas Selección de los proyectores y equipos a utilizar. Localización de los proyectores y equipos. Análisis del entorno y formas de la estructura. Color de la fachada. Composición de la fachada. Diseño eléctrico y requerimientos eléctricos. Costos de instalación y mantenimiento.

Se debe aclarar, que este tipo de iluminación de fachada no es considerada como alumbrado público, por tanto no hace parte del inventario ni de las unidades de mantenimiento de A.P. Normalmente este tipo de iluminación está ligado a una cuenta independiente o como usuario aparte para registrar su consumo. A continuación explicaremos muy brevemente lo que significa cada uno de los factores mencionados anteriormente. La dirección principal de la mirada de los observadores hace referencia a desde dónde será contemplado el edificio o monumento por la mayoría de los observadores, y esta será considerada la visual principal. Niveles de iluminación vertical dependen de la ubicación del observador, la reflectancia de la fachada y la iluminación de los alrededores. Se pueden manejar niveles desde 40 luxes para fachadas con alta reflectancia hasta 250 ó 300 luxes aproximadamente para fachadas con poca reflectancia o para ser vistas desde lejos por los observadores. No se manejan uniformidades puesto que la idea también es manejar contrastes con las formas de las fachadas y ritmos arquitectónicos.

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La selección de las fuentes debe estar de acuerdo con el color y estilo del edificio. Para edificios modernos sobrios lo recomendable es la iluminación con metal halide blanco, o para edificios un poco más contemporáneos y vistosos se pueden utilizar fuentes de colores diferentes, fibra óptica, fuentes de neón etc. Para edificios clásicos de acabados rústicos lo recomendable es la fuente de sodio de alta o baja presión, pero si es de fachadas claras la fuente recomendable es metal halide. La selección depende de el nivel de iluminación requerido, lo que nos da la cantidad, y su ubicación, distancia, altura etc. Se pueden usar proyectores de haz estrecho para fachadas de lineamiento vertical, o haz estrecho o mediano para fachadas redondas o circulares y de haz ancho para fachadas largas o de poca altura. Tener en cuenta además la distancia y punto de localización. La localización depende de la visual del observador y de la forma del edificio. El propósito de todos modos de la localización es la de aprovechar al máximo la iluminación vertical sobre la fachada. De todos modos los proyectores, fuentes e instalaciones deben ser lo más discretos posibles frente al edificio o espacio a iluminar. Para la selección de la fuente de iluminación es clave el color predominante de la fachada, para lograr resaltarla, Sin embargo, al utilizar fuentes de colores se pueden dar efectos especiales de sombras, resaltar entrantes o salientes, zonas más brillantes etc. Como parte complementaria al color de la fachada está su composición. Las fachadas lisas iluminadas con mucha uniformidad no crean atractivo y se ven simples. En este caso es mejor darles contrastes con distintos niveles para romper la monotonía. Si predominan las líneas verticales o columnas o vidrios, se pueden resaltar con por yectores de haz mediano o pequeño. Los requerimientos eléctricos tiene que ver con la carga eléctrica instalada a las tensiones normalizadas y los elementos para crear el mínimo impacto sobre la fachada y conservar su estética. Se debe evaluar la carga de cada proyector incluyendo sus pérdidas, dejando una reserva de carga tanto en potencia como en capacidad de conducción y consolidar todo esto en un diseño eléctrico, todo bajo la normatividad vigente. Para la parte de costos iniciales se requiere saber cantidades de obra y especificaciones de los equipos a utilizar como proyectores, bombillas, tableros de control, sistemas de encendido y apagado automático, cables, herrajes y accesorios de fijación etc. Los costos de mantenimiento se deben prever a partir de la vida útil de las bombillas y equipos, así como la facilidad de su cambio.

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6. Criterios de Diseño de Alumbrado Publico 6.1 Introducción De acuerdo con la resolución CREG 043 de octubre 23 de 1995, en su artículo 20 RESPONSABILIDAD EN LAS ETAPAS DE PRESTACIÓN DEL SERVICIO DE ALUMBRADO PÚBLICO, es competencia del municipio prestar el servicio de alumbrado público dentro del perímetro urbano y el área rural comprendidos en su jurisdicción, se establece el procedimiento para el trámite y la aprobación de proyectos de alumbrado público. Este procedimiento y su contenido obedecen a los lineamientos y disposiciones establecidas en la Ley 142 y 143 de 1994, el Reglamento de Distribución de Energía Eléctrica ( Resolución 070/98) y demás normas aplicables. Para todos los materiales y equipos utilizados en las instalaciones de alumbrado público se exige que tengan Certificado de Conformidad de Producto, expedido por las autoridades competentes, cumpliendo con el Manual de Alumbrado Público, las normas técnicas nacionales o en su defecto las internacionales relacionadas con el Manual. La Certificación de Conformidad de Producto es un procedimiento que debe adelantar el fabricante del equipo, ante una entidad autorizada por la Superintendencia de Industria y Comercio. Este certificado no exime la responsabilidad del contratista, proveedor u operador del servicio de AP, quienes deben verificar que las características técnicas de los productos o materiales cumplan con lo certificado.

6.2 6.2 Proyecto de A.P Como Inversión y Ciclo del Proyecto de Alumbrado Público Se entiende como Proyecto de Inversión, “ Un paquete discreto de inversiones, insumos, y actividades, diseñado con el fin de eliminar o reducir varias restricciones al desarrollo, para lograr uno o más productos o beneficios en términos del aumento de la productividad y del mejoramiento de la calidad de vida de un grupo de beneficiarios, dentro de un determinado periodo de tiempo1” Considerando esta definición, para los proyectos de alumbrado público como aquellos relacionados con la iluminación de la malla vial principal y complementaria, plazoletas, alamedas, puentes peatonales, parques, zonas verdes, ciclorutas, andenes, etc., a ejecutar por organismos municipales o particulares, incluidas las concesiones. Los proyectos de alumbrado público están correlacionados con el servicio de alumbrado público, de acuerdo con lo establecido en la resolución CREG 043/95.

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Se describe a continuación el ciclo que deben cumplir los proyectos de alumbrado público, de acuerdo con lo definido más adelante en el numeral 6.3. Etapa I

Etapa II

IDENTIFICACIÓN Y REGISTRO

Etapa III

DISEÑO

EJECUCIÓN

Evaluación: Técnica Financiera

Interventoria Inspectoria

Etapa IV EXPLOTACIÓN OPERACIÓN MANTENIMIENTO

Evaluación

Figura 6.1 Ciclo de un Proyecto de Alumbrado Público 6.2.1

Identificación y Registro del Proyecto

En esta etapa se busca identificar los Proyectos que a primera vista parecen convenientes, desde el punto de vista técnico, financiero e institucional, para que satisfagan las necesidades detectadas y que sean armoniosos con el desarrollo económico y social. Se especifican los planes de inversión y montaje del Proyecto, incluyendo necesidades de insumos, estimativos de costos, identificación de posibles obstáculos, necesidades de entrenamiento por condiciones tecnológicas especiales y obras o servicios de apoyo. 6.2.2

Diseño y Evaluación del Proyecto

En esta etapa se debe proveer la información que sea relevante y útil para el proceso de toma de decisiones, se describe la factibilidad del proyecto a la luz de unos criterios particulares y se plantean las recomendaciones correspondientes. Las evaluaciones a tener en cuenta son: 6.2.2.1 Evaluación Técnica Debe ser realizada por Ingenieros eléctricos / electricistas con matrícula profesional vigente, teniendo en cuenta los parámetros eléctricos y fotométricos establecidos en el Manual de Alumbrado Público y los ambientales definidos por las autoridades competentes como la CAR o Ministerio del Medio Ambiente, de tal forma que se defina la factibilidad técnica al

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menor costo. Además se debe seleccionar un proyecto de tecnología apropiada, que sea compatible con la disponibilidad de recursos e insumos del área del proyecto. 6.2.2.2 Evaluación Financiera Se debe determinar la factibilidad de que todos los costos puedan ser cubiertos oportunamente así como el mínimo costo del Proyecto, para lo cual se deben analizar por lo menos dos alternativas. La evaluación debe realizarse a precios constantes de la fecha de análisis, en pesos colombianos, desde el punto de vista de la Alcaldía Municipal. 6.2.3

Ejecución e Interventoría del Proyecto

En esta etapa, se consideran dos subetapas: 6.2.3.1 Construcción Se debe realizar la construcción y montaje del proyecto, con la correspondiente interventoría, identificando las diferencias entre lo planeado y lo ejecutado, analizarlas y corregirlas, para que no afecten su ejecución y si es del caso reformular el proyecto. La ejecución puede estar a cargo del municipio directamente mediante contratistas o del operador del sistema de alumbrado público municipal. 6.2.3.2 Operación Se debe realizar un seguimiento del proyecto, durante los años de su vida útil por parte del municipio. Además se deben identificar las diferencias entre lo diseñado y lo ejecutado, teniendo en cuenta las componentes técnica, financiera, institucional y social.

6.3 Metodología para Aprobación de Proyectos de Alumbrado Todo Proyecto de alumbrado público, debe cumplir con el flujograma “ Procedimiento para trámite y aprobación de Proyectos de alumbrado público” . Todos los Proyectos deben tener en cuenta las especificaciones técnicas y los criterios de diseño y construcción contenidos en este Manual. 6.3.1

Evaluación Técnica y Financiera

Se describe a continuación la información que debe contemplar todo proyecto de alumbrado público:

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6.3.1.1 Descripción del Proyecto

•

Objeto

•

Descripción del área a iluminar: Vías, plazoletas, alamedas, puentes peatonales, ciclorrutas, parques, etc.

•

Clasificación de las vías o descripción del área

•

Parámetros fotométricos y eléctricos a cumplir

•

Tipo de iluminación y especificaciones de equipo a utilizar.

•

Tipo de postería y de red

6.3.1.2 Memorias de Cálculo a) Parámetros fotométricos de diseño Para vías :Luminancia promedio, uniformidad general, uniformidad longitudinal, índice de deslumbramiento. Para otras áreas ( ciclorrutas, andenes, plazoletas, alamedas, puentes peatonales, parques, zonas verdes y rondas) , se deben especificar niveles y coeficientes de uniformidad de iluminancia, de acuerdo con el Capítulo V “ Criterios de diseño de alumbrado público “. Matriz de intensidades de las luminarias o proyectores utilizados, elaboradas por los fabricantes y certificadas por laboratorios técnicamente reconocidos. Los resultados de los niveles de iluminancia, luminancia, uniformidades, incremento de umbral, etc., deben presentarse en forma numérica y gráfica, indicando las grillas correspondientes. Como resultado del diseño se deben especificar la altura de montaje, ancho de la vía, interdistancia, inclinación y avance de la luminaria y posición de la bombilla b) Parámetros eléctricos y obras civiles asociadas Diseño de la red eléctrica, incluyendo los diagramas unifilares de media y baja tensión, los cálculos de regulación, de cortocircuito y las obras civiles asociadas Dimensionamiento de la subestación eléctrica y la coordinación de protecciones correspondiente 6.3.1.3 Planos y dibujos Todos los planos se deben realizar en software gráfico que incluya la georreferenciación del

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proyecto y deben contener: a) Convenciones utilizadas, contenidas en el anexo 1 de este Manual. b) Plano resumen: Debe ser georreferenciado e incluir el perfil de la vía de acuerdo con lo definido en el POT municipal, y una planta del Proyecto, así como el diagrama unifilar y las cantidades de obra. La misma información debe incluirse para otras áreas como puentes peatonales, parques, alamedas y plazoletas. c) Plano de localización de los postes, luminarias, cajas de inspección y ducterias, tanto de las redes nuevas como las existentes en media y baja tensión, indicando calibre de los conductores, tipo de luminaria, postes y si la iluminación existente se reutiliza, se sustituye o se retira e incluyéndolas según el caso en el diseño fotométrico. Cuando existan líneas de alta tensión, se debe realizar el levantamiento e incluirla en los planos, con el fin de determinar con el operador de red ( OR ) las afectaciones y en el caso de redes subterráneas, se debe incluir la cantidad y diámetros de los ductos libres. Igualmente se deben levantar los datos de arborización, mobiliario urbano, edificaciones etc. d) Dibujos de normas de cajas, postes y soportes utilizados. e) Formatos para presentación de planos: La siguiente información hace referencia a los tamaños y escalas que se deben manejar para la presentación de los proyectos de alumbrado público. Tamaño de los planos: Dependiendo de la magnitud del Proyecto, aplicar la siguiente normalización:

TAMAÑO

LONGITUD

PLIEGO A1 A2 A3

70 X 100 cm 59.4 X 84.1 cm 42 X 59.4 cm 29.7 X 42 cm

Escalas De acuerdo con el tipo de instalación de alumbrado, se deben utilizar, así: TIPO DE INSTALACION Plano de localización

ESCALA 1:10000 1:25000 1:500

Redes subterráneas de alumbrado existentes y proyectadas, incluyendo ducterías y cámaras de inspección. Incluir detalles si se requiere Redes aéreas de alumbrado existentes y proyectadas incluyendo interferencia 1:500 con arborización, líneas de Alta Tensión, construcciones y otros. Incluir detalles si se requiere a escala adecuada.

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6.3.1.4 Evaluación de Costos Cumplidas las especificaciones fotométricas exigidas, se deben presentar como mínimo dos alternativas, que serán tenidas en cuenta en la selección del proyecto. La evaluación se hace sobre la etapa de inversión y la de operación y mantenimiento, a precios constantes de la fecha de presentación del proyecto, de acuerdo con el Procedimiento para la Evaluación financiera de Proyectos de alumbrado público, en sus diferentes alternativas, la cual debe ser adaptado a las características propias de cada uno de ellos. El valor de los diferentes componentes del proyecto, para mano de obra, se toma de la cartilla de costos “BAREMOS”, y los equipos de iluminación de las ofertas comerciales de los fabricantes de luminarias.

•

Costos de inversión Se debe describir las especificaciones de la(s) luminaria(s) a utilizar en el proyecto, de la(s) bombilla(s), fotocontrol(es), postes(s), obras civiles asociadas, obras eléctricas, costos de mano de obra y transporte. Las cantidades de obra deben ser totales para el proyecto y se deben incluir las actividades necesarias para el retiro o aprovechamiento de la infraestructura de alumbrado existente.

•

Costos de operación y mantenimiento

Se debe considerar un período de evaluación de 15 años teniendo en cuenta la vida útil de los diferentes componentes del Proyecto y un valor de salvamento de cero pesos, así: Transformadores, 15 años; obras civiles asociadas y postes de concreto 25 años; postes metálicos 25 años; cables 25 años; bombillas de mercurio 3 años; bombillas de sodio, 3 años; luminarias 10 años. En la definición de los kWh. Consumidos por luminaria, se deben incluir las pérdidas del conjunto eléctrico y en la estimación de los costos de cambio de bombillas por año y el de la mano de obra asociada, se debe establecer la proporción anual, teniendo en cuenta la depreciación luminosa de la bombilla suministrada por el fabricante. Igualmente en la estimación de los costos anuales de limpieza de las luminarias, se debe tener en cuenta las curvas de factor de mantenimiento de acuerdo con lo definido en el capítulo 7. • Costo anual uniforme equivalente Para obtener el costo anual equivalente de cada alternativa, se aplica el siguiente procedimiento:

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Se obtiene el valor presente neto (VPN) de los costos del proyecto, con una tasa de descuento de acuerdo con las resoluciones de la CREG, incluyendo los costos de inversión y los de operación y mantenimiento esperados.

VPN =

Siendo:

∑ι=1 n

COM (1+TD)

n

COM = Costos de Operación y mantenimiento del año n n = Año de Análisis TD = Tasa de Descuento

Se distribuye uniformemente en la vida útil del proyecto (15 años) el VPN obtenido.

[

CAUE = (VPN * TD ) 1 − (1 + TD ) − n

]

Siendo CAUE= Costo anual uniforme equivalente del proyecto. Se selecciona la alternativa de mínimo costo. 6.3.1.5 Convenciones y Planos a Utilizar Las convenciones a utilizar serán las normalizadas y contenidas en el anexo 1 de este manual; y los planos a utilizar deberán cumplir con las escalas adecuadas conforme al numeral 6.3.1.3, y contener información sobre redes existentes y proyectadas del área en donde se desarrollará el proyecto de alumbrado público. 6.3.2

•

Responsabilidades de los Participantes del Proyecto Del Propietario o Responsable: Debe cumplir con los requisitos exigidos en el presente Manual, desde el punto de vista técnico y financiero, y con los permisos ambientales si se requiere.

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MANUAL TÉCNICO DE ALUMBRADO PÚBLICO CAPÍTULO 6 CRITERIOS DE DISEÑO DE ALUMBRADO PUBLICO •

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•

•

•

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6.3.3

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De la Firma Diseñadora o Ingeniero Electricista: Debe aplicar los criterios y parámetros de diseño fotométrico, eléctrico, especificaciones de equipos y materiales a utilizar, realizar la evaluación financiera de acuerdo con la cartilla de precios “BAREMOS”, de acuerdo con lo establecido en este Manual. De la Firma Interventora de los diseños: Debe verificar el cumplimiento de todas las actividades realizadas por la Firma Diseñadora y descritas anteriormente. En el caso de detectar anomalías, debe exigir la revisión y asegurarse que se realicen según lo establecido en el Manual de Alumbrado Público de CODENSA S.A. ESP. Del Constructor y Proveedor de los Equipos: Debe ejecutar las obras de acuerdo con los diseños realizados y verificar la calidad de los materiales o productos utilizados en la construcción, dando cumplimiento a lo establecido en el presente Manual. Del proveedor de los equipos, entregarlos de acuerdo a lo especificado y certificado. De la Firma Interventora de la construcción: Debe verificar que la ejecución de las obras por parte del constructor se realicen acorde con los diseños, así como la calidad de los productos o materiales utilizados y las condiciones financieras y de tiempo de ejecución del proyecto, de acuerdo con el presente Manual. Del operador del servicio de AP: Debe verificar y aprobar el proyecto eléctrico, construir o bien verificar la ejecución de las obras (de acuerdo con lo definido en este procedimiento) y debe realizar las actividades de administración, operación y mantenimiento que garanticen las prestación del servicio dentro de los parámetros de calidad definidos en el Manual . Para alumbrado residencial, donde la infraestructura de alumbrado es compartida con el servicio de energía, el operador debe revisar los criterios de diseño de redes, con el fin de garantizar los niveles fotométricos establecidos en el Manual. Procedimiento, Formularios e Instructivo

El procedimiento para el trámite y aprobación, debe ser cumplido por los participantes del proyecto, de acuerdo con las delegaciones dadas por la UESP o autoridad municipal. El flujograma describe el procedimiento para el trámite y aprobación del proyecto de A.P. En el anexo Evaluación Financiera de los proyectos de A.P se presenta la metodología para la evaluación financiera del proyecto, el cual debe ser utilizado como guía.

6.4 Consecuencias Jurídicas del No Cumplimiento del Procedimiento de Trámite y Aprobación de Proyectos de Alumbrado Público La ley 9 de 1989 establece la obligatoriedad de las licencias de construcción de inmuebles y de urbanización, que deben expedir las autoridades municipales o distritales, para las obras de construcción, ampliación, modificación, adecuación y reparación, demolición de edificaciones o de urbanizaciones y parcelación, para construcción de inmuebles, de terrenos en las áreas urbanas, suburbanas y rurales de los municipios.

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Su reglamentación, luego de las modificaciones que a la Ley de Reforma Urbana hiciera la Ley 388 de 1997, se encuentra actualmente contenida en el decreto 1052 de 1998. En dicho decreto se definen las licencias como “el acto por el cual se autoriza a solicitud del interesado la adecuación de terrenos o la realización de obras”. Las licencias pueden ser de urbanismo o de construcción. Aquellas son “la autorización para ejecutar en un predio la creación de espacios abiertos públicos o privados y las obras de infraestructura que permitan la construcción de un conjunto de edificaciones acordes con el plan de ordenamiento territorial del municipio o distrito”. Para obtener las correspondientes licencias se exigen una serie de requisitos, entre ellos el cumplimiento de las normas urbanísticas en cuanto al espacio público, servicios públicos domiciliarios, vías y demás zonas de servicios públicos. Allí quedan incluidos, indudablemente, los servicios públicos, entre los cuales se encuentra el de Alumbrado Público. También son necesarias las licencias para la ocupación del espacio público con cualquier clase de amoblamiento. El artículo 21 del decreto 1052 de 1998 establece que, de acuerdo con el numeral segundo del artículo 99 de la Ley 388 de 1997, las licencias se otorgarán con sujeción al Plan de Ordenamiento Territorial, planes parciales y a las normas urbanísticas que los desarrollan y complementan y de acuerdo con lo dispuesto en la Ley 99 de 1993 y en sus reglamentos. Y corresponde a los curadores urbanos verificar el cumplimiento de las normas urbanísticas para conceder las licencias de construcción y urbanización, como lo señala el artículo 101 de la ley 388 de 1997. De tal modo, las exigencias de las reglamentaciones sobre el alumbrado público expedidas por las autoridades competentes y el Departamento de Planeación Municipal, deben ser acatadas por urbanizadores y constructores, quienes en sus obras deben ceñirse estrictamente a las exigencias. En caso de no hacerlo, estarían infringiendo las normas urbanísticas y se harían responsables de las sanciones establecidas. Las infracciones y sanciones urbanísticas están establecidas en la Ley 388 de 1997, que modificó la Ley 9 de 1989, y fue reglamentada por el decreto 1052 de 1998. Cuando las obras se realicen sin las correspondientes licencias o no se ajusten a la licencia concedida hay lugar a disponer la suspensión inmediata de las obras. Además, se han establecido diversas sanciones según el tipo de infracción (artículo 86 del decreto 1052 de 1998, concordante con el artículo 104 de la Ley 388 de 1997): Para quienes urbanicen o construyan en terrenos aptos, sin licencia, se les aplicarán multas sucesivas que oscilarán entre setenta (70) y cuatrocientos (400) salarios mínimos legales mensuales Vigentes, además de la orden policiva de suspensión y sellamiento de la obra y

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la suspensión de servicios públicos domiciliarios, de conformidad con lo señalado por la Ley 142 de 1994. Para quienes urbanicen o construyan en contravención a lo preceptuado en la licencia, o cuando ésta haya caducado, se aplicarán multas sucesivas que oscilarán entre cincuenta (50) y trescientos (300) salarios mínimos legales mensuales Vigentes, además de la orden policiva de suspensión y sellamiento de la obra y la suspensión de servicios públicos domiciliarios, de conformidad con lo señalado por la Ley 142 de 1994. Quienes realicen intervenciones en áreas que formen parte del espacio público, sin la debida licencia o contraviniéndola, se les aplicarán multas sucesivas que oscilarán entre treinta (30) y doscientos (200) salarios mínimos legales mensuales Vigentes, además de la suspensión de servicios públicos, de conformidad con lo señalado por la Ley 142 de 1994. En todos los casos se podrá aplicar la demolición total o parcial de las obras desarrolladas sin licencia o de la parte de las mismas no autorizada o ejecutada en contravención a la licencia. De tal manera, si se construye sin licencia o sin ceñirse a la misma, o se ocupa el espacio con dichas obras sin contar con ella, se está sujeto a estas sanciones, cuya imposición corresponde a las autoridades policivas locales. Tales sanciones son aplicables incluso a las entidades públicas, que requieren el permiso ó la aprobación de la construcción de la red de alumbrado, como parte del amoblamiento urbano, por parte del Departamento de Planeación Municipal. Así mismo, las entidades estatales deben someterse tanto al Manual de Alumbrado Público de CODENSA como a las exigencias que les haga el Departamento Administrativo de Planeación Municipal respecto de las especificaciones de las obras. El incumplimiento de las condiciones y especificaciones impediría la aceptación de la obra y, en consecuencia serían aplicables las normas generales en materia de infracciones y sanciones urbanísticas. Adicionalmente, debe tenerse en cuenta que los servidores públicos son responsables disciplinaria, fiscal y aún penalmente por el incumplimiento de sus obligaciones, lo cual sirve como medio de coerción para que acaten las normas.

6.5 Procedimiento pra l Evaluación Financiera de un Proyecto Público

de Alumbrado

Para el diseño fotométrico debe tener en cuenta el capítulo quinto “Criterios de diseño de alumbrado público”, del Manual de Alumbrado Público de CODENSA. Para presentar el estudio económico del kilómetro típico ( no aplica para pasos elevados y

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peatonales) se necesitan como mínimo dos alternativas que cumplan los requisitos fotométricos exigidos para el proyecto de iluminación, de fabricantes con luminarias que tengan certificado de conformidad de producto. Este análisis beneficio - costo, se compone de dos partes: costos iniciales de construcción y costos de operación. Para hacer comparables las ofertas se hace el análisis en dólares USA, utilizando la tasa de cambio representativa del mercado, expedida por la Superintendencia Bancaria, vigente a la fecha de cierre de la licitación. El valor de las luminarias incluye el precio cotizado por ítem, impuestos por arancel e IVA de importación (bienes extranjeros), IVA local (bienes nacionales), CIF sitio de entrega de los bienes solicitados. Para la evaluación del punto luminoso debe tenerse en cuenta el valor de los siguientes elementos: luminaria, bombilla, fotocontrol, soporte o brazo, suministro del poste con plomada y ahoyada, alambrado del poste, construcción de caja de inspección con marco y con tapa, juego de empalmes de resina, Para efectos de comparar los diseños fotométricos, los precios que se deben utilizar para la evaluación económica del kilómetro típico, son los siguientes: Descripción Bombilla de sodio 70W Bombilla de sodio 150 W Bombilla de sodio 250W Bombilla de sodio 400W Fotocontrol 1000W 1800VA Juego de empalmes de resina para BT Soporte sencillo para luminaria Soporte doble para luminaria Soporte horizontal para luminaria de 70W

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US$ 7,0 10,0 11,0 12,0 8,0 15,0 9,0 13,0 3,0



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Suministro e instalación poste de concreto tipo AP de 10m Suministro e instalación poste ce concreto tipo AP de 12m Suministro e instalación poste de concreto tipo AP de 14m Suministro e instalación poste de concreto tipo AP de 16m Suministro e instalación poste metálico de 9m con brazo (M-130) Suministro e instalación poste metálico de 10m Suministro e instalación poste metálico de 12m Suministro e instalación poste metálico de 14m Alambrado de poste en alambre de cobre, con suministro Caja de inspección para alumbrado publico con tapa Instalación de luminaria de 70 y 150W Instalación de luminaria de 250W y 400W Kilometro de circuito eléctrico de alumbrado público (por cada hilera de postes debe considerarse un circuito independiente)

112,0 159,0 225,0 235,0 240,0 252,0 278,0 330,0 15,0 80,0 13,0 18,0 4000,0

6.5.1 Evaluación de Costos. Costos iniciales de construcción. - Longitud de un ciclo de luminarias: es la interdistancia entre luminarias, ubicadas en el mismo costado de la vía, expresada en metros. - Número de postes o estructuras por ciclo: es el número de postes en cada ciclo de luminarias, incluidos los postes en ambos lados de la vía y su separador. - Longitud de la vía: 1000 metros. - Número de luminarias por punto: es la cantidad de luminarias por cada poste. Costo anual equivalente Convertir el costo de la inversión en anualidades dependiendo de la tasa de interés y de los años de vida del proyecto de donde de tablas de Evaluación Económica de Proyectos se obtiene el factor que multiplicado por el costo total de inversión da el costo anual equivalente. Costos anuales de operación. - Kilovatios por luminaria: es la cantidad de potencia consumida por la luminaria, expresada en kilovatios-hora (incluidas las pérdidas).

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- Número de horas de operación anuales: es el número de horas al año en las cuales el sistema estará encendido, 4380 horas. - Costo del kW-hora: Incremento anual del precio de la Energía (%): el costo del kWh de A.P se incrementará con el I.P.P. (para efectos de la evaluación el incremento es anual). - Costo de mantenimiento, limpieza del conjunto óptico y cambio de la bombilla: Con todos estos parámetros se procede a elaborar una hoja de cálculo en Excell como se muestra a continuación: ALTERNATIVAS Longitud de la vía a iluminar Número Bombillas Requeridas por luminaria Número de Postes por ciclo Número de luminarias por ciclo Longitud de Ciclo de repetición Número de ciclos de repetición/km KW por luminaria (incluidas pérdidas en el balasto) Vida útil del proyecto, años COSTOS INICIALES Costos de la luminaria Costos de Instalación por luminaria (mano de Obra, transporte) Costos de los elementos de instalación por poste (empalmes, soporte, alambre) Costo de la bombilla Costo del fotocontrol Costo del poste Costo total luminaria instalada Costo obra civil cajas de inspección Costo circuitos eléctricos TOTAL COSTOS INICIALES

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A

B 1000m 1

1000 m 1

25 US

25 US



6.5.2

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Costos Anuales de Operación y Mantenimiento Costo inicial del kWh: Incremento anual costo Energía (%): Número de horas de operación al año: COSTOS CONSUMO DE ENERGIA ANUAL

A I.P.P 4380

A I.P.P 4380

A

B

Vida promedio de la bombilla (horas) Costo mano de obra: cambio de una bombilla y limpieza (cada 4 años) Número de Bombillas para cambio promedio anual (1/4 parte del total) Costo anual de mano de obra para cambio de bombillas y limpieza Costo anual de cambio bombilla COSTO ANUAL DE OPERACIÓN ANÁLISIS COSTO/BENEFICIO ALTERNATIVAS Total costos iniciales Valor de salvamento: Factor de anualidad (*) Costo anual inicial amortizado: Costo anual de operación: COSTO TOTAL ANUAL

0,0

0,0

(*) Este valor se obtiene de tablas de evaluación económica de proyectos para una vida útil del proyecto de 25 años a un interés anual de acuerdo con lo estipulado por las resoluciones CREG. El anterior análisis beneficio / costo, se debe hacer para mostrar la alternativa, que resulta ser más económica dentro de una evaluación global del proyecto, donde se incluyen los costos iniciales y los costos de operación.

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Diagrama de flujo del procedimiento para trámite y aprobación de proyectos de A.P CODENSA S.A. ESP

CLIENTE

SUBG. INGENIERIA Y OBRAS C

GRANDES PROYECTOS

PEQUEÑOS PROYECTOS

SUBG. NUEVOS NEGOCIOS O SUBG. MTO REDES Y SUBESTACIONES

SUBGERENCIA MANTENIMIENTO DE REDES Y SUBESTACIONES

INICIO Entregar Diseño Fotométrico con Carta Autorización de Entidades Municipales

NO

Radicar Diseño Fotométrico

SI Expedir Factura por Revisión y Aprobación del Estudio Fotométrico

Recibir del contratista marco el Diseño Fotométrico con las Observaciones o el Resumen de Memorias y Cálculos Lumínicos

¿Requiere verificación fotométrica?

Enviar a Contratista Marco para la revisión técnica del Diseño Fotométrico

Aprobar diseño fotométrico Entregar a cliente o interesado el Diseño Fotométrico con las Observaciones del Diseño

Elaborar y radicar el Diseño Eléctrico según Formato de Radicación y Aprobación de Proyectos

Tramitar factura por concepto de Revisión

Revisar documentos del Diseño Eléctrico según Formato de Radicación y Aprobación de Proyectos

No

¿Aprobado?

Si Entregar al diseñador Diseño Fotométrico , Carta Aprobación Fotométrica , Lista Documentos para Radicación y Resumen de Memorias y Cálculos

Revisar el Diseño Eléctrico y Valorización Económica entregadas por el cliente para seleccionar la mejor opción.

SI

¿Proyecto Aprobado? NO

Realizar Observaciones del Diseño Entregar a cliente ó interesado

Entregar planos sellados

FIN

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6.6 Descripción del Procedimiento de Aprobación Los pasos a seguir para la aprobación por parte de CODENSA S.A. ESP de los proyectos de alumbrado público son los siguientes: 1.

Recepción y radicación del diseño fotométrico: el estudio fotométrico del proyecto de iluminación desarrollado por las entidades distritales ( EAAB, IDRD, IDU, DAMA, etc) ó el municipio, lo recibe CODENSA S.A. ESP. Dicho estudio debe contar con la Carta de Autorización de la entidad responsable de la expansión del servicio de alumbrado público. En el Distrito Capital la entidad es la UESP, y en los municipios la responsabilidad es directamente de la administración municipal o a quien ésta delegue. A continuación el cliente debe radicar el Diseño Fotométrico, el cual debe considerar los aspectos incluidos en el correspondiente proyecto de alumbrado público, y sus niveles de iluminación deben satisfacer lo establecido por el Manual de Alumbrado Público de CODENSA S.A. ESP. De esta manera, para grandes proyectos la Subgerencia de Nuevos Negocios y la Subgerencia de Mantenimiento de Redes y Subestaciones se encargan de la recepción y canalización del diseño fotométrico. En el caso de pequeños proyectos la Subgerencia de Mantenimiento de Redes y Subestaciones hace la recepción y canalización del diseño fotométrico.

2.

Revisión y aprobación diseño fotométrico: A continuación, se envía el Diseño Fotométrico al contratista encargado de realizar la revisión técnica, y quien envía a la subgerencia correspondiente las Observaciones del Diseño si presenta anomalías ó el Resumen de Memorias y Cálculos Lumínicos si el Diseño Fotométrico está conforme con los cálculos. Cuando el Diseño Fotométrico es mayor a 600 metros de longitud de red (proyectos grandes), es recibido por la Subgerencia de Ingeniería y Obras y si el diseño fotométrico corresponde a parques de barrio, puentes peatonales ó es menor a 600 metros de longitud de red (pequeños proyectos), es recibido por la Subgerencia de Mantenimiento de Redes y Subestaciones. Estas subgerencias revisan el diseño con los documentos entregados por el contratista. Si el Diseño Fotométrico no es aprobado, se entrega al diseñador con las Observaciones del Diseño, para que éste haga las correcciones del caso y lo radique nuevamente. Pero si el Diseño Fotométrico cumple con los niveles de iluminación exigidos por la entidad municipal competente y CODENSA S.A., y la subgerencia lo aprueba, se le entrega al diseñador con la Carta de Aprobación Fotométrica, la Lista de Documentos para Radicación del Diseño Eléctrico de alumbrado público y el Resumen de Memorias y Cálculos Lumínicos entregados por el contratista.Posteriormente y si el Diseño Fotométrico fue aprobado, el cliente procede a elaborar el diseño del Proyecto Eléctrico.

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3.

Radicación proyecto de alumbrado público: El diseñador radica en CODENSA S.A. ESP el Diseño Eléctrico del proyecto de alumbrado público que incluye la valoración económica del mismo, con los documentos correspondientes según el Formato de Radicación y Aprobación de Proyectos. Estos documentos, dependiendo la magnitud del Diseño, se remiten a la Subgerencia de Ingeniería y Obras (grandes proyectos) ó la Subgerencia de Mantenimiento de Redes y Subestaciones (pequeños proyectos) para su revisión y aprobación.

4.

Revisión y aprobación del diseño eléctrico de alumbrado público: Una vez recibido el proyecto, incluida su valoración económica, la subgerencia correspondiente verifica que se encuentren todos los documentos necesarios según el Formato de Radicación y Aprobación de Proyectos. A continuación, y teniendo especial cuidado en la aplicación de las normas técnicas de CODENSA S.A. ESP y de las disposiciones municipales y distritales de urbanismo para aprobación de proyectos, se analiza el diseño eléctrico y la valoración económica entregados por el cliente, para escoger así la mejor opción, buscando un óptimo servicio al menor costo. Una vez verificado el cumplimiento técnico del proyecto, el estudio de la valoración económica del proyecto consiste en hacer un análisis comparativo de las diferentes opciones presentadas por el interesado, con el fin de escoger la que en conjunto represente menores costos de ejecución. Se debe enviar la valoración económica a la entidad responsable de la expansión, cuando ésta lo solicite. Si el proyecto se imprueba, se devuelve al interesado ó al cliente, con las observaciones ó razones de rechazo, para que éste haga las correcciones y lo radique nuevamente. Si el proyecto cumple con la revisión, se tramita una factura por concepto de revisión del proyecto eléctrico de alumbrado público. El cliente, una vez paga la factura, la remite a CODENSA S.A. ESP mínimo con tres copias del proyecto firmadas para obtener los sellos de aprobación. Adicionalmente se solicita copia de los planos en medio magnético.

5.

Remisión a interesado ó cliente: CODENSA S.A. ESP remite al interesado ó cliente los planos sellados. Una de las copias se remite internamente al Área de Distribución Urbana ó al Área de Alumbrado Público, dependiendo de cuál sea la encargada de la supervisión ó ejecución de las obras.

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MANUAL TÉCNICO DE ALUMBRADO PÚBLICO CAPÍTULO 7 CRITERIOS DE EXPLOTACIÓN RECOMENDACIONES PARA LA INSTALACIONES DE A.P.

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7. CRITERIOS DE EXPLOTACIÓN RECOMENDACIONES PARA LA INSTALACIONES DE A.P. 7.1 Vida Útil de los Equipos. Para valorar la vida útil de los equipos que hacen parte del Alumbrado Público, se utilizan valores estimados por la gestión, el mantenimiento y el conocimiento del sistema, y en algunos casos por los estudios reales realizados por CODENSA S.A. Los valores teóricos estimados están dados en función de la información de los fabricantes y/o normas asociadas a la fabricación de los diferentes elementos y los reales estudiados con base en la información del índice de contaminación de la ciudad. Se aclara que la contaminación es uno de los factores que actualmente disminuye notablemente los niveles de iluminación en la ciudad, debido a la polución y a los procesos químicos y de corrosión que afectan no solamente al conjunto óptico y a la carcasa como tal, sino que adicionalmente afecta a los componentes eléctricos en sus uniones y empalmes, ocasionando recalentamiento en los puntos vulnerables los cuales disminuyen la vida útil. a) Balastos Para la vida útil teórica de los balastos se utiliza la Norma NTC 900 Reglas Generales y Especificaciones para el Alumbrado Público, el cual especifica en el numeral 11.17 que el promedio de vida útil es de 10 años de operación continua siempre y cuando el elemento se utilice bajo condiciones nominales de funcionamiento. Sin embargo, una elevación de 10° C sobre la temperatura máxima prevista, reduce la vida útil al 50%. b) Arrancadores Para la vida útil de los arrancadores se utiliza como tiempo teórico el dado en la Norma NTC 3200-2 , la cual especifica que un arrancador debe cumplir como mínimo un tiempo de funcionamiento de 720 h de operación continua. Partiendo de este hecho, y dado que el arrancador es un elemento que diariamente funciona como máximo 12 minutos, su vida útil equivalente corresponde a 10 años. c) Condensadores Para los condensadores, se utiliza la información contenida en la Norma IEC 1048 -y 1049 "Especificaciones técnicas de condensadores secos" donde se especifica que la vida útil de un condensador es de 10 años. Se aclara que en las ofertas técnicas presentadas a CODENSA S.A. ESP en el año 2000 por los fabricantes, el tiempo teórico corresponde a 30,000 horas de funcionamiento continuo que corresponde a 3,4 años de vida útil, sin embargo la IEC involucra un ensayo de vida útil en donde éste elemento, posterior a las pruebas típicas debe superar las 30 000 horas de funcionamiento.

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d) Portabombillas Este elemento está conformado por una estructura cerámica y un casquillo, siendo éste último el usado para la estimación de la vida útil de este elemento (10 años). Los portabombillas que se utilizan en las luminarias deben cumplir con la norma NTC 1470 y NTC 2232. e) Bombilla La vida útil de las bombillas esta dado por fabricantes en 24 000 horas para sodio y mercurio HID y de 6000 a 15000 horas para Metal Halide, tiempo límite para su agotamiento, pero según la Resolución CREG 070 del 98, "las bombillas utilizadas en Alumbrado Público deberán reponerse cuando la emisión del flujo luminoso haya descendido al setenta por ciento (70%) de su valor inicial", dando con este valor una vida de 3 años, según curvas de fabricantes. En este caso también se debe tener en cuenta la vida promedio definida como el período expresado en horas de un lote de fuentes luminosas cuando ha dejado de funcionar la mitad del lote. f) Otros Los demás equipos se encuentran valorados según Resolución CREG 099 de 1997 y 082 del 2002; de la siguiente forma: • Líneas de transmisión 25 años • Circuitos primarios 25 años • Redes de distribución 25 años • Transformadores de Potencia 25 años • Subestaciones (eq. Asociado) 25 años • Postes 25 años • Transformadores de Distribución 15 años

7.2 Depreciación de Fuentes Luminosas Depreciación Es la disminución gradual de la emisión lumínica de las bombillas en el transcurso de sus horas de vida. Vida económica. La vida económica de una fuente luminosa, es el período expresado en horas después del cual la relación entre el costo de reposición y el costo de los lúmenes - hora que sigue produciendo, no

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es económicamente favorable. La vida económica depende por consiguiente, del costo de las fuentes luminosas de reemplazo, del costo de la mano de obra para el cambio, y del costo de la energía. Cálculo de vida económica Por cada 500 horas de uso de la bombilla se calcula: a) Costo de la bombilla, costo de cambio y costo de la energía. b) Costo total; igual a la suma de los costos anteriores. c) De la curva de depreciación luminosa de la bombilla, se calcula la cantidad de lúmenes-hora para cada período acumulado de tiempo. d) Luego se calcula la eficiencia económica de la instalación que es la relación: Lúmenes hora/costo total. e) Al final la vida económica es igual al tiempo total en horas, en el cual la eficiencia económica de una bombilla en funcionamiento llega a ser igual a la eficiencia económica del reemplazo por una nueva fuente; ya que a partir de ese momento es más costoso dejar en funcionamiento la bombilla existente que la reposición por una nueva. Vida Promedio De un lote de bombillas, es el periodo expresado en horas, después del cual ha dejado de funcionar la mitad de las mismas. Factor de Conservación de Flujo Luminoso. Es la depreciación lumínica que sufre la bombilla a causa del envejecimiento. Este factor se debe tener en cuenta cuando se realizan cálculos de alumbrado en general y depende del tipo de fuente luminosa utilizada (incandescente, mercurio, sodio, etc.). Para el diseño de alumbrado es importante tener en cuenta que los cálculos no se deben hacer tomando el valor de flujo luminoso inicial de las bombillas, ya que de esta manera la instalación sólo cumpliría con su cometido en el momento de iniciar la operación. El valor del flujo luminoso que se debe considerar para el diseño es función del análisis de la curva de depreciación lumínica de la bombilla y la curva de vida útil o de mortalidad, de las cuales haciendo una evaluación de costos, se obtiene el valor de la vida económica de la bombilla. Una vez conocida la vida económica o tiempo para la reposición de las bombillas, con base en el estudio económico de los costos asociados como son bombillas, consumo de energía y mano de obra para el cambio y mantenimiento, se obtiene de las curvas de depreciación lumínica el valor de los lúmenes como un porcentaje de los lúmenes iniciales. Este valor es lo que se denomina “Factor de conservación del flujo luminoso de la bombilla”.

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CODENSA S.A. exige para las bombillas de vapor de sodio alta intensidad de descarga, los siguientes índices de conservación del flujo luminoso y de bombillas sobrevivientes: BOMBILLAS DE VAPOR DE SODIO A ALTA INTENSIDAD DE DESCARGA. Tiempo de uso % de Flujo % de bombillas [horas] luminoso sobrevivientes. 100 100 100 4000 99 99 8000 96 94 12000 92 92 16000 87 86 20000 82 77 24000 75 67

7.2.1 Depreciación de las Bombillas de Vapor de Mercurio y Metal-Halide. La emisión lumínica de las bombillas de vapor de mercurio, disminuye gradualmente en el transcurso de sus horas de vida, principalmente como resultado del depósito de materiales de emisión de los electrodos, en las paredes del tubo de arco. En las primeras horas de funcionamiento esta reducción es superior a la que aparece luego hasta el final de la vida de la bombilla y por ello, el flujo luminoso nominal debe corresponder al obtenido a las 100 horas de funcionamiento. Se observa que el mantenimiento de lúmenes es mejor para el funcionamiento de la bombilla en posición vertical. Al funcionar la bombilla en posición horizontal, la potencia, la emisión lumínica y la eficiencia disminuyen ligeramente. La razón estriba en que la descarga del arco, estando en posición horizontal tiende a colocarse en la parte superior, quedando más cerca de la pared del tubo, reduciendo así ligeramente la presión del vapor en el arco. La producción luminosa de la bombilla de vapor de mercurio, no se afecta notablemente por los cambios en la temperatura ambiente, debido a que el bulbo exterior actúa como aislamiento térmico para el tubo de arco. La operación con sobrevoltaje aumenta la emisión luminosa, los electrodos del tubo de arco se someten a temperaturas excesivas, dando como resultado una disminución en el mantenimiento de lúmenes y acortando la vida de la bombilla. Los electrodos se deterioran a lo largo de su vida útil y más rápidamente en el período de arranque de la bombilla.

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La terminación de la vida de las bombillas de vapor de mercurio, es determinada por el envejecimiento de los extremos del tubo de arco y por deterioro del extremo de los electrodos, esto produce disminución del flujo luminoso de la bombilla y una luz tenue de color verdoso. El término de la vida de una bombilla de Metal Halide, es determinado por el ennegrecimiento de los extremos del tubo de arco o la pérdida del sodio en el mismo, produciendo una disminución del flujo luminoso de la bombilla con una luz tenue de característico color rosado.

7.2.2 Depreciación de las Luminarias de Sodio Alta Presión. El tiempo de encendido por arranque, afecta la duración de la bombilla de alta presión. Algunas no requieren de la posición vertical para mantener su eficiencia y duración; o sea que con un solo tipo de bombilla, se pueden lograr todas las aplicaciones, sin importar la posición de funcionamiento. Una potencia inferior durante el arranque, causa disrupción en los electrodos dentro de la bombilla lo cual disminuye también su vida. Las bombillas de sodio tienen una larga vida promedio en condiciones nominales de funcionamiento, como característica común con las otras fuentes de alta intensidad de descarga. A continuación se mostrará un ejemplo de cómo hallar el valor de depreciación de una bombilla utilizando la curva suministrada por el fabricante. Un excesivo incremento de la tensión causaría una reducción en la vida de la bombilla.

% de Lúmenes Iniciales

120 100 80 60 40 20 0 0

5

10

15

20

25

30

Miles de Horas

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bombilla de 150 W de vapor de sodio de alta presión Tiempo de uso 2 años Uso por año 4.380, (12 h x 365 días) Horas de operación 8.760 (4.380 x 2 años) 16.000 lúmenes Estándar Flujo inicial 17.500 lúmenes Mejorada 0.945 x 16.000 = 15.120 Lm Conocido el valor porcentual de depreciación se puede calcular el flujo de la bombilla a los dos años de uso 0.945 x 17.500 = 16.537 Lm

7.3 Mantenimiento de los Equipos. Una instalación de alumbrado operará eficientemente a lo largo de su vida útil, siempre y cuando sea mantenida. Aunque es inevitable el deterioro en la calidad, ya sea por el uso normal como por operación inadecuada, aun en instalaciones bien mantenidas, el deterioro será mayor si el mantenimiento no se lleva a cabo. Entre mayor sean los intervalos de tiempo en que se efectúe el mantenimiento (factor de conservación bajo), el nivel de iluminación inicial alto, caerá por debajo de lo especificado y por tanto las pérdidas de energía durante la vida de la instalación serán mayores. Con un esquema de mantenimiento adecuado (factor de conservación alto), se asegura una instalación de alumbrado efectiva, tanto desde el punto de vista energético como económico. Recomendaciones que se deben tener en cuenta cuando se realice el mantenimiento:

7.3.1 Mantenimiento de Bombillas de Alumbrado Público. 7.3.1.1 Causas Que Hacen Que La Bombilla No Encienda a) FIN DE LA VIDA ÚTIL DE LA BOMBILLA. El fin de la vida útil de las bombillas ocurre cuando los electrodos se han agotado, haciendo difícil o imposible la ionización y establecimiento del arco, impidiendo de esta manera el calentamiento para lograr la completa emisión lumínica. La elevación de la tensión en el tubo de arco debido a la gasificación de contaminantes o la rotura o desconexión interna del tubo de descarga también puede causar el fin de la vida útil de las bombillas. El procedimiento de revisión es utilizar una bombilla de prueba en la misma luminaria, con el fin de verificar las condiciones de funcionamiento.

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b) BOMBILLA MAL AJUSTADA EN EL PORTA BOMBILLA Inspeccionar el casquillo de la bombilla y la parte roscada del portabombilla para ver si existe alguna indicación de arco eléctrico. Apretar la bombilla para que su ajuste sea el adecuado. Si el casquillo esta deformado y no se puede colocar apropiadamente, reemplazar la bombilla. c) CONTROL FOTOELÉCTRICO INOPERANTE. Verificar que el fotocontrol se encuentra bien ajustado en su base, cubrirlo durante algunos segundos y reemplazarlo si la bombilla no enciende. Si se cuenta con un contactor para control múltiple de alumbrado, comprobar que la tensión y la intensidad son las adecuadas para su correcta operación; también se deberá verificar el estado de las bobinas, los terminales y los fusibles. d) CONEXIONES INTERNAS DEFECTUOSAS O INAPROPIADAS. Verificar que las conexiones entre los elementos del conjunto eléctrico, estén de acuerdo con las recomendaciones del fabricante. Examinar el alambrado de la línea de alimentación al balasto y del balasto al portabombilla para establecer continuidad. Asegurarse del buen estado de las conexiones. e) TENSIÓN BAJA EN LA LUMINARIA. Verificar que la tensión de alimentación al balasto, esté por encima de la tensión de encendido de la bombilla; esta es 198V para bombillas de 70,150, 250 y 400 W y 456 V en el terminal secundario del balasto CWA para bombillas de 1000W, es igual que verificar tensión en circuito abierto de balasto, ver 7.3.1.3. La revisión deberá efectuarse con carga completa. Si el balasto cuenta con derivaciones, se deberá seleccionar la derivación de acuerdo con la tensión de alimentación medida en el balasto. Si se detecta baja tensión incrementar ésta en los TAP del transformador de distribución. Si existe una mala conexión corregir la forma de derivación. f) BALASTO INADECUADO. Asegurarse de que las especificaciones del balasto estén de acuerdo con la tensión de línea y de bombilla. Un balasto inadecuado causará que la bombilla falle prematuramente. g) BALASTO EN CORTOCIRCUITO. Un balasto en cortocircuito causa generalmente la rotura en los sellos del tubo de arco con un ennegrecimiento indicativo en el área de sellado. La condición de cortocircuito puede

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presentarse debido a que los condensadores, los conductores de alimentación de la luminaria o las bobinas del balasto se encuentran en cortocircuito. Por ello es importante que antes de colocar una bombilla en una luminaria se revise el conjunto eléctrico, ya que en el caso de bombillas que no necesitan pulso de arranque, como las bombillas de mercurio, estas pueden explotar al ser colocadas y estar el balasto en cortocircuito, provocando lesiones graves al operario. En este caso se recomienda colocar en el portabombilla, primero una bombilla incandescente de 150 V o 220 V y dependiendo del brillo de la luz de la bombilla, determinar sí el balasto esta en corto o no. h) FIN DE LA VIDA ÚTIL DEL BALASTO. La apariencia del balasto puede dar un indicio de sí esta en condiciones de trabajo. Si el balasto esta carbonizado, indica que ha estado sujeto a un calentamiento excesivo. Si los condensadores están deformados, también indican que existen problemas. Frecuentemente, el proceso de falla de un balasto empieza con la falla en el condensador, con el consecuente bajo factor de potencia y alta corriente, produciéndose un sobrecalentamiento en los devanados del balasto que eventualmente producirá la falla en el mismo. i)

INSUFICIENTE TIEMPO DE ENFRIAMIENTO CUANDO LA BOMBILLA HA ESTADO OPERANDO (REENCENDIDO)

Toda bombilla de descarga de alta intensidad, requiere de un período para restablecer las condiciones de arranque óptimas, cuando existe una interrupción momentánea en la línea de alimentación después que la bombilla ha estado operando. En una luminaria, el tiempo de reencendido varía de acuerdo con la temperatura ambiente y la corriente de aire existentes. La bombilla de vapor de mercurio, requiere entre 4 y 8 minutos para enfriarse y las bombillas de sodio alta presión, requieren aproximadamente de 1 minuto. j)

ARRANCADOR INADECUADO (SODIO ALTA PRESIÓN Y MERCURIO HALÓGENO).

El diseño de los balastos y arrancadores, requieren que los dos componentes sean compatibles, para proveer el pulso de arranque de nivel apropiado. k) ARRANCADOR DEFECTUOSO (SODIO ALTA PRESIÓN Y MERCURIO HALÓGENO) Si el pulso de alta tensión que provee el arrancador, no se genera o está abajo de las especificaciones, la bombilla fallara en el arranque. Si el arrancador proporciona valores por debajo de los especificados inicialmente, la bombilla puede arrancar pero fallara en arranques subsecuentes, ya que la tensión de arranque requerida por la bombilla, puede incrementarse durante cortos períodos mientras la bombilla se encuentra en su período de encendido

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7.3.1.2 Causas Que Acortan la Vida de la Bombilla. a) BULBO EXTERIOR AGRIETADO Si el aire entra en el bulbo exterior, el tubo de arco puede continuar trabajando aproximadamente 100 horas antes que se produzca la falla. Revisar si el bulbo está roto donde se une con la base, debido a la fuerte presión en el momento de colocar la bombilla en el portabombillas. Observar si el tubo de arco no está roto o existe alguna parte de metal desprendida. Un bulbo exterior roto causará la oxidación de las partes metálicas. En bombillas de vapor de sodio alta presión el deposito de material oscuro que se encuentra cerca del cuello del bulbo se volverá blanco o desaparecerá. En cualesquiera de los casos anteriores se debe reemplazar la bombilla. b) BALASTO INADECUADO O EN MAL ESTADO. La selección de un balasto inadecuado que no este de acuerdo con la tensión de la red y de la bombilla causa que la bombilla falle prematuramente. Un balasto en corto circuito causa la rotura en los sellos del tubo de arco de la bombilla. c) FLUCTUACIONES DE LA TENSIÓN EN LA RED. Cuando hay deficiencias en la regulación de la tensión en la red, es posible (sobre todo en horas de la madrugada) tener altas tensiones que ocasionan un aumento en la corriente de la bombilla, aumentándose el desgaste en los electrodos del tubo de descarga y causándose con ello una disminución de la vida de la bombilla. 7.3.1.3 Causas del Parpadeo de la Bombilla (Intermitente O Cíclico). a) BALASTO INADECUADO. Con bombillas de vapor de mercurio, un balasto inadecuado causara un parpadeo o una operación errática. Las bombillas de vapor de sodio alta presión, ciclearán si el balasto no proporciona la suficiente tensión de circuito abierto para el sostenimiento de la bombilla y esto sucede generalmente cuando la bombilla de sodio llega al final de su vida útil. Una discontinuidad en el alambrado del balasto, también puede causar el parpadeo. Comprobar la tensión del circuito abierto del balasto y la tensión de alimentación de la luminaria. b) TENSIÓN VARIABLE. Verificar si las condiciones de tensión del transformador son adecuadas. Asegurarse que no existan falsos contactos, malas conexiones o cargas ajenas al sistema de alumbrado.

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c) ALTA DESCARGA EN LA BOMBILLA. El funcionamiento químico de una bombilla defectuosa, algunas veces causa que esta demande mayor tensión del que el balasto puede suministrar, dando como resultado que la bombilla se apague y se encienda en forma cíclica. En este caso se debe reemplazar la bombilla. d) FIN DE LA VIDA ÚTIL DE LA BOMBILLA (SODIO ALTA PRESIÓN ÚNICAMENTE) La bombilla de vapor de sodio a alta presión en la medida que se va depreciando con el uso, su tensión de operación tiende a incrementarse. Esta tensión puede llegar a valores en donde el balasto no puede sostener la bombilla. Cuando esto sucede, la bombilla mostrará características de cícleo encendiéndose y apagándose. Se debe reemplazar la bombilla después de verificar la tensión de circuito abierto del balasto, con la tensión de operación de la bombilla a su tensión nominal. 7.3.1.4 Causas Que Hacen Que La Bombilla Produzca Reducida Emisión Lumínica. a) ACUMULACIÓN DE POLVO. Solución: Efectuar limpieza de la bombilla y la luminaria. b) DEPRECIACIÓN NORMAL DEL FLUJO LUMINOSO A TRAVÉS DE SUS HORAS DE VIDA. Solución: Reemplazar la bombilla. c) TENSIÓN INCORRECTA EN EL BALASTO. Comprobar que la tensión de alimentación del balasto y la tensión seleccionada en la derivación del mismo coincidan. Si el balasto no cuenta con derivaciones, comprobar el rango de tensión de alimentación al balasto, revisar sus conexiones y el contacto en el portabombillas. Comprobar los parámetros proporcionados a la salida del balasto, asegurándose que cumplan con los requerimientos de la bombilla. Si la tensión y la corriente no se estabilizan en 5 o 10 minutos, tiempo de calentamiento, los parámetros proporcionados por el balasto son incorrectos. Comprobar si el alambrado al condensador es el adecuado. Un balasto inadecuado causa que la bombilla falle prematuramente.

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7.3.1.5 Causas de Rotura de la Bombilla. a) COLOCACIÓN INADECUADA. Solución: Colocar la bombilla hasta un contacto firme, no forzar demasiado la bombilla. b) EXCESO DE TEMPERATURA EN LA BOMBILLA. Cuando la tensión en la red es muy alta, se incrementa la corriente en la bombilla y se produce un recalentamiento excesivo que en algunos casos llega a romper el bulbo de vidrio de la bombilla. c) CONTACTO DEL BULBO CON PARTES METÁLICAS. El recalentamiento producido por la bombilla al estar en contacto con una parte metálica de la luminaria puede fracturar el vidrio de la bombilla. 7.3.1.6 Diferencia de Color Entre Bombillas de un Mismo Grupo. a) ENVEJECIMIENTO DE LA BOMBILLA. Al envejecerse la bombilla, existe una disminución normal en la emisión lumínica y en la brillantez, pero puede ocurrir un ligero cambio de color. Un sistema de mantenimiento con reemplazo individual, puede mostrar diferencias notables en el color de las bombillas. Un sistema de reemplazo colectivo, minimizará este problema. b) RANGO DE TOLERANCIA DE FABRICACIÓN. Todo proceso de manufactura requiere de tolerancia para la fabricación. Las ligeras diferencias en los colores de las bombillas, pueden ser causadas por la variación en las cantidades de materiales en el tubo de arco. Si las variaciones son notables, consultar al proveedor de las bombillas. Adicionalmente, el color se afecta por las variaciones de tensión. Los vatios proporcionados a las bombillas de descarga de alta intensidad, pueden variar:

− −

En mas o menos 12% para luminarias que utilizan bombillas de sodio y mercurio con balasto tipo reactor. En mas o menos 5% para luminarias que utilizan bombillas de sodio con balasto tipo autorregulado CWA.

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c) VARIACIONES EN LUMINARIAS. Las variaciones en la superficie o acabados de los reflectores del conjunto óptico de la luminaria pueden causar diferencia de color. Intercambiar la bombilla para verificar la posible diferencia en luminarias. El polvo en las superficies del conjunto óptico de la luminaria, puede crear diferencia en el color, de aquí la importancia de una limpieza adecuada. 7.3.1.7 Causas del Ennegrecimiento del Tubo de Arco O Deformación del Mismo. a) OPERACIÓN A SOBREVATIAJE. Comprobar la posibilidad de que la bombilla esté operando con un balasto diseñado para una bombilla de mayor potencia. Una operación con sobrevatiaje puede causar un ennegrecimiento prematuro. Comparar los datos del balasto con los de la bombilla. b) EXCESIVA CORRIENTE O TENSIÓN. CONDENSADOR EN CORTOCIRCUITO. Comprobar la tensión en el balasto. Verificar la posibilidad o existencia de un exceso de corriente o tensión el cual puede dañar el tubo de arco en los sellos del mismo o bien destruir los listones de conexión en el interior de la bombilla. Revisar condensador(es) y si no existe cortocircuito se debe reemplazar el balasto. c) PROBLEMAS DE REFLECTOR DE LA LUMINARIA. El reflector del conjunto óptico de la luminaria puede concentrar energía en el tubo de arco causando sobrecalentamiento; en tal caso la luminaria deberá ser analizada en un laboratorio fotométrico. d) OPERACIÓN A BRILLO PARCIAL. Sobre ciertas condiciones de operación de la bombilla y/o balasto, la bombilla operará a una descarga parcial (resplandor azul tenue), condición que causara el envejecimiento del tubo de arco y corta vida. Verificar el balasto y la posición de operación de la bombilla, la bombilla puede no ser de posición universal y ser de base hacia abajo o base hacia arriba, diferente a la posición en la cual esta funcionando. 7.3.2

Mantenimiento de Luminarias y Proyectores de Alumbrado Público.

La conservación de toda instalación es básica para el desempeño de la misma y de su aumento de la vida útil.

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Una instalación de alumbrado público requiere fundamentalmente la limpieza de la suciedad que se acumula en las bombillas, reflectores y refractores de las luminarias, ya que esto es lo que más contribuye a la depreciación del sistema de alumbrado público; además la larga vida de las bombillas de descarga en gas (24.000 horas) obligan a que periódicamente se hagan programas de mantenimiento de las luminarias, independiente de la necesidad del cambio de bombillas. Dependiendo del grado de contaminación del sitio de instalación, un período razonable de limpieza en zonas de polución media o muy polucionadas es de por lo menos una vez al año y como máximo cada dos años. En sitios de polución excesiva la limpieza debe hacerse con mayor frecuencia. En el mantenimiento de luminarias, las cuadrillas deben disponer de paños o estopa, detergentes y esponjas necesarios para los trabajos de limpieza. Los detergentes no deberán ser ni muy ácidos ni muy alcalinos para limpiar los reflectores de aluminio y las superficies de los vidrios refractores deberán ser aseados con virutas finas de acero frotándolas después con un paño o estopa limpia y seca. No hay que generalizar en cuanto a la utilización de los mismos productos que se usan para el vidrio refractor, ya que los vidrios lisos no lo necesitan y los refractores de policarbonato pueden alterar su estabilidad física y perjudicar su transparencia. Los trabajos de limpieza son importantes realizarlos en las instalaciones de alumbrado público porque la mayor perdida de flujo luminoso se debe principalmente a la suciedad y el polvo que se acumula en las bombillas y luminaria; esto puede representar hasta un 40% de los valores iniciales de los niveles de iluminación de una instalación de alumbrado público. Al hacer el cambio de una bombilla se debe limpiar el reflector de la luminaria, verificar que la luminaria este bien asegurada al soporte y que este bien instalada, verificar la adecuada orientación de la ventana (fotosensor o sensor) del fotocontrol. Se debe garantizar la hermeticidad del cierre del conjunto óptico de la luminaria, en el caso de luminarias cerradas. Cuando se realicen reemplazos en las luminarias, se debe tener en cuenta que sean cambiados por luminarias de la misma referencia, para conservar los parámetros del diseño fotométricos de la vía.

7.4 Mantenimiento de los Circuitos de Alumbrado Público. Antes de abordar el mantenimiento correctivo de los circuitos de alumbrado público hay necesidad de revisar y descartar las posibilidades de que el daño sea debido a las bombillas, luminarias y controles de alumbrado público, éste afecta a varias luminarias del circuito, si no es que las afecta a todas.

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En el caso de control múltiple de alumbrado, aunque la red esté en buen estado, se puede presentar un daño que afecte todas las luminarias debido a desperfectos en el control.

7.4.1 Defectos del Circuito de Alumbrado Debido a Conexión Incorrecta de las Luminarias. Para redes de distribución secundarias residenciales existentes abiertas con cinco conductores, las luminarias se conectan entre la línea de control de alumbrado y la segunda fase (fase B) de la red y los circuitos de alumbrado, se controlan mediante un control múltiple utilizando contactores electromagnéticos comandados por un fotocontrol o un reloj Las luminarias de alumbrado de vías secundarias son bifásicas a 208 voltios; la línea de control de alumbrado es energizada por la primera fase a través del equipo de control automático y dependiendo de la carga del circuito de alumbrado puede instalarse a la intemperie o en recinto cerrado. Cuando existe desorganización en la conexión de las luminarias en un circuito de control múltiple de alumbrado (ver figura) se pueden presentar los siguientes casos:

RED DE DISTRIBUCIÓN DE B.T.

A.P N

A CONTROL MULTIPLE DE ALUMBRADO

B C

LUMINARIAS BIEN CONECTADAS

LUMINARIAS MAL CONECTADAS QUE PRODUCEN RETORNO DE CORRIENTE

ACOMETIDAS CONECTADAS A LA LINEA DE CONTROL

DE ALUMBRADO QUE PRODUCEN RETORNO DE CORRIENTE

RETORNO DE CORRIENTE POR CONEXIÓN ERRÓNEA DE ALGUNA LUMINARIA.

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La conexión errónea puede ser porque una o varias luminarias están conectadas entre la línea de control y la primera fase o entre la línea de control y la tercera fase. Las bombillas de las luminarias conectadas entre la línea de control de alumbrado y la primera fase, permanecen apagadas en la noche y durante el día algunas bombillas del circuito traten de arrancar en forma intermitente. Cuando existen luminarias conectadas entre la línea de control de alumbrado y la tercera fase, aunque el alumbrado de noche se ve normal, durante el día también algunas bombillas tratan de arrancar en forma intermitente. a) RETORNO DE CORRIENTE POR CONEXIÓN DE UNA CARGA MONOFÁSICA A LA LÍNEA DE CONTROL DE ALUMBRADO. En las redes de distribución con control múltiple de alumbrado puede darse el caso de que una carga o acometida sea conectada a la línea de control de alumbrado; en este caso, durante el día se presenta una corriente de retorno que trata de arrancar en forma intermitente algunas bombillas del circuito de alumbrado. El retorno de corriente presentado por problemas de conexión de las luminarias, además de las deficiencias propias de la instalación, también afecta la vida útil de las bombillas debido a los intentos de arranque, aumenta el consumo diario de energía y representa un peligro potencial para los operarios al estar energizada de día la línea de control de alumbrado público.

7.4.2 Daños en Redes Subterráneas de Circuitos Exclusivos de Alumbrado Público. El alumbrado público de las principales avenidas es alimentado mediante circuitos subterráneos exclusivos, trifásicos tetrafilares 480/277 ó 380/220 voltios. Las luminarias se conectan entre fase y neutro y se controlan generalmente en forma individual, mediante fotocontroles instalados sobre la carcaza de cada luminaria. Los daños más frecuentes que se presentan en las redes subterráneas de alumbrado público son: a) CORTOCIRCUITOS ENTRE CONDUCTORES. Debido al deterioro del aislamiento por envejecimiento natural, recalentamiento por sobrecargas en corto circuitos de luminarias, mal manejo de los cables al introducirlos en la ductería, o el ataque del medio ambiente, ocasiona que hagan contacto eléctrico dos o más conductores. Este defecto provoca la actuación de la protección y por lo tanto la apertura del circuito.

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El daño se identifica mediante prueba de aislamiento con un medidor de aislamiento (MEGGER), en el extremo de los conductores del circuito que presenta la falla. Una vez identificado el daño, se localiza destapando las cajas de inspección. b) FALLA A TIERRA. Por causas similares a las del defecto antes mencionado, un conductor de fase puede ponerse a tierra. Si el contacto es pleno, la anomalía puede hacer actuar la protección. Si el contacto tiene una alta impedancia, la falla constituye una carga adicional que ocasiona caída de tensión en el circuito. Esta falla se identifica y localiza como el desperfecto anterior. c) DISCONTINUIDAD EN LAS FASES DEL CIRCUITO DE ALUMBRADO. Golpes accidentales, movimientos frecuentes, oxidación o un calentamiento excesivo del conductor causado por sobrecarga o cortocircuito puede provocar su rotura, dejando sin alimentación al circuito a partir del punto de falla. El daño se identifica por ausencia de tensión detectada mediante un voltímetro conectado en el extremo del circuito. Para su localización se requiere, realizar mediciones de tensión sucesivas, por tramos, comenzando por el extremo del tramo que se encuentre fuera de servicio avanzando hacia la acometida. d) DISCONTINUIDAD EN EL NEUTRO. Como los circuitos exclusivos de alumbrado público, 480/277 V ó 380/220 V, son trifásicos tetrafilares; cuando el conductor neutro del circuito no esta conectado al neutro del transformador o esta abierto en algún punto, produce fluctuaciones de tensión en el circuito o al final de un tramo del circuito a partir de la discontinuidad del neutro, que se manifiesta en encendidos y apagados periódicos de las luminarias. La discontinuidad del conductor neutro no permite obtener una iluminación permanente, reduce la vida útil de las bombillas y representa una condición potencialmente peligrosa para los transeúntes y operarios. Como una medida de seguridad, en los circuitos exclusivos de alumbrado público se aterriza el neutro cada tercer poste y al final del circuito.

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7.4.3 Mantenimiento Preventivo Con Base en la Vida Económica de la Bombilla. El mantenimiento preventivo, como su nombre lo indica, esta orientado a evitar y prevenir fallas potenciales del sistema de alumbrado público, mediante la utilización de técnicas de diagnóstico que permitan su identificación. Dentro de las necesidades de optimizar el mantenimiento de las instalaciones de alumbrado público se deben considerar la vida económica de las bombillas para poder establecer el cronograma para adelantar su cambio masivo en cada sector de la ciudad. Tal como lo dice el Manual de Alumbrado Público, cada instalación en particular tendrá una vida económica, dependiendo del tipo de luminaria, grado de contaminación del sitio de instalación y los resultados del análisis económico donde se contemple la depreciación de la bombilla, el factor de mantenimiento de la luminaria, el valor de la bombilla, el consumo de energía y valor de la mano de obra para la limpieza del conjunto óptico de la luminaria y el cambio de la bombilla. Para realizar un buen mantenimiento preventivo, en primera medida se sugiere poseer una buena base de datos, o un sistema de registro que permita realizar seguimiento a los componentes de la infraestructura de Alumbrado Público. Para esto, en primera instancia se debe tener conocimiento de la cantidad de luminarias que se poseen instaladas en el municipio, preferiblemente identificadas con un número de serie y con su respectiva ubicación bien sea por dirección o por coordenadas geográficas. A cada luminaria se le llevará la fecha de instalación para de esta manera poder proyectar la fecha en que se deberá realizar los cambios a partir de la vida económica de la bombilla, así como de los componentes eléctricos. Cuando la infraestructura es existente y no se poseen registros de instalación de los equipos, el mantenimiento preventivo va encaminado a garantizar una disminución en los puntos luminosos apagados. Para esto, se debe hacer seguimiento a cada uno de los componentes del sistema de alumbrado público, tanto en terreno como en laboratorio acreditado, retirando algunas muestras que sean representativas de la población, para verificar parámetros y establecer su desempeño, nivel de desgaste o depreciación y vida media. Se debe propender a realizar instalaciones o cambios masivos de elementos, para de esta forma disminuir los costos de mantenimiento. Con los programas masivos de mantenimiento, se puede disminuir costos a la vez que se garantiza eficiencia en los tiempos de trabajo. Este mantenimiento se puede reforzar con revisiones nocturnas, donde se pueda determinar que puntos luminosos se encuentran en falla, de manera tal que el problema pueda ser corregido rápidamente. Por cualquier circunstancia siempre algunas bombillas terminan su vida antes de lo esperado; por ello hay necesidad de complementar el cambio en grupo con el mantenimiento correctivo, donde

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con cuadrillas especializadas, teniendo en cuenta que en este caso el mantenimiento correctivo obedece a circunstancias especiales que requieren de un seguimiento y análisis minucioso de sus causas. Para este mantenimiento correctivo se utilizan aquellas bombillas retiradas del cambio en grupo, que al medirles el flujo luminoso se determina que todavía tienen vida útil (un flujo luminoso superior al 70% del flujo nominal). Así mismo, se deberá realizar periódicamente la programación de la limpieza del conjunto óptico de la luminaria, dando prioridad en esta programación a las principales avenidas hasta llegar al sector residencial. La periodicidad con la cual se adelante esta labor permitirá obtener una mejor trazabilidad de cada uno de los elementos y su incidencia en el plan de manejo preventivo. El fin de estos muestreos, será poder estandarizar la población tendiendo a efectuar cambios de bombilla y de equipos en función de la vida económica de los elementos. Con base en valores de flujo luminoso proporcionado por los fabricantes y los datos del Manual de Alumbrado Publico de CODENSA sobre los factores de mantenimiento de las luminarias dependiendo del grado de protección (IP) del conjunto óptico de las mismas y el nivel de polución del sitio de instalación, se presenta a continuación un ejemplo, simplificado pero ilustrativo, para determinar los periodos de mantenimiento, para cambio en grupo de las bombillas en los diferentes sectores de la ciudad. EJEMPLO: En alumbrado público residencial se utiliza la bombilla de 70 Vatios sodio alta presión, tubular clara con arrancador externo, flujo luminoso 6500 lúmenes. Pérdidas en el balasto tipo reactor : 11 vatios Curva de depreciación de la bombilla de 70 W vapor de sodio alta presión, dada por un fabricante

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% de Lúmenes Iniciales

120 100 80 60 40 20 0 0

5

10

15

20

25

30

Miles de Horas

bombilla de 70 W de vapor de sodio de alta presión Tiempo de uso Uso por año Horas de operación Flujo inicial 0.945 x 6.500 = 6.142 Lm

2 años 4.380, (12 h x 365 días) 8.760 (4.380 x 2 años) 6.500 lúmenes Mejorada Conocido el valor porcentual de depreciación se puede calcular el flujo de la bombilla a los dos años de uso

De la curva anterior se obtienen los siguientes valores: Tiempo de funcionamiento (horas) 100 4.380 8.760 13.140 17.520 21.840 26.220

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(un año) (dos años) (tres años) (cuatro años) (cinco años)

% flujo luminoso inicial 100 96 95 92 86 79 70

Flujo luminoso (lúmenes) 6.000 5.760 5.700 5.520 5.160 4.740 4.200



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A medida que envejece la bombilla, su consumo de energía permanece casi constante, pero el flujo luminoso emitido es cada vez menor, lo que indica que disminuye su eficacia y por consiguiente aumentan sus pérdidas de energía. Del Departamento Administrativo del Medio Ambiente del Distrito Capital (DAMA) se obtiene la clasificación de las diferentes categorías de contaminación: microg/m3 de partículas < 80 80 – 150 150 - 400 > 400

CATEGORIA I Poca polución II Polución media III Muy polucionado IV Excesivamente polucionado

Del Manual de Alumbrado Público de Codensa, se obtienen los siguientes valores del factor de mantenimiento para una luminaria dependiendo del Índice de Protección (IP) del conjunto óptico de la luminaria y la categoría de polución del sitio de instalación: FACTORES DE MANTENIMIENTO CATEGORIA ≥IP 023 DE POLUCION I 0.85

≥IP 54

≥IP 65

OBSERVACIONES

0.9

0.95

Ambientes poco polucionados

II

0.65

0.8

0.9

III

0.5

0.62

0.85

IV

---

0.42

0.7

Ambientes medianamente polucionados Ambientes muy polucionados zonas industriales Ambientes excesivamente polucionados

Como ejemplo se van a tomar luminarias de 70 vatios de vapor de sodio alta presión con conjunto óptico cerrado (IP 54), instaladas en un sector de la ciudad con un ambiente medianamente polucionado (Categoría II) A continuación se presenta el comportamiento, en el tiempo, del factor de mantenimiento de una luminaria IP 54 instalada en cada una de las categorías de contaminación.

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Con base en lo anterior y considerando que la bombilla de 70 vatios sodio, con una luminaria IP 54, se instalada en un ambiente medianamente contaminado, se obtiene para el conjunto luminaria bombilla los siguientes valores de perdidas Tiempo de Factor de funcionamiento (horas) mantenimiento Luminaria 100 4.000 8.000 12.000 16.000 años) 20.000 años) 23.800

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(un año) (dos años) (tres años) (cuatro

1,0 0,95 0,90 0,86 0,83

Pérdidas equivalentes por depreciación o factor de mantenimiento (W) ---7,13 11,75 16,92 23,19

(cinco

0,8

29,81

0,77

37,34



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Con los datos de este ejemplo, se obtiene que a partir del quinto año resulta más económico hacer un cambio en grupo de bombillas que dejarlas funcionando, así éstas no hayan llegado al final de la vida útil: considerando la vida económica de las bombillas. Esta diferencia entre la vida económica y vida útil de la bombilla se acentúa en bombillas de mayor potencia: 250, 400 y 1000 vatios, utilizadas en las avenidas, donde a medida que aumenta la depreciación de la bombilla y el factor de mantenimiento de la luminaria se incrementa significativamente el valor de las pérdidas de energía, comparado con el costo de la mano de obra y el valor de la bombilla nueva. Además de lo anterior, una de las ventajas importantes del cambio en grupo de bombillas es que permite determinar con relativa facilidad la mortandad prematura de las bombillas: por deficiencias en su fabricación, por mala calidad de la luminaria considerando tanto el conjunto óptico como el conjunto eléctrico y dentro de este último su balasto y su arrancador, así como las deficiencias de las redes eléctricas de alimentación. Con los datos obtenidos en terreno se pueden tomar medidas correctivas que minimicen los gastos de mantenimiento. Puede darse el caso de balastos que por deficiencias en su diseño presentan un alto factor de cresta en la corriente suministrada a la bombilla, disminuyen su vida útil, convirtiéndose en balastos “mata bombillas”. También puede darse el caso de luminarias con conjunto óptico mal diseñado, donde por la forma del reflector o su escaso volumen interior recalientan la bombilla y aumentan su mortandad. Es así como el cambio de bombillas en grupo permite hacer un mejor control de los materiales y hacer un mantenimiento más técnico, donde se incluya orientación de la luminaria, despeje en lo que tiene que ver con poda de árboles y retiro de pancartas y cualquier tipo de elementos que no correspondan a los postes de alumbrado público. Para ofrecer un buen servicio de alumbrado público no se debe esperar que la bombilla se apague para cambiarla y si se desea minimizar los costos de mantenimiento las bombillas deben ser cambiadas, en algunos casos, antes de cumplir su vida útil, teniendo en cuenta su vida económica

7.5 Contaminación Lumínica La contaminación lumínica se define como la propagación de luz artificial hacia el cielo nocturno. Se produce principalmente en las grandes áreas urbanas, debido a aspectos como la falta de control de iluminación en los sistemas de alumbrado público. Esta propagación de luz, generalmente producida en parte por las fuentes de luz instaladas en las zonas exteriores, hacen que se incremente el brillo del fondo natural del cielo, disminuyendo progresivamente el valor de magnitud de observación de los objetos astronómicos y perjudicando la observación.

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El efecto de contaminación lumínica no obedece exclusivamente, a las instalaciones de iluminación, sino que también depende de otras condiciones tales como humedad, niebla, moléculas de gas, partículas de materia, aerosoles, contaminación atmosférica. Sus principales características son: - La luz de las luminarias no se dirige hacia las calzadas y zonas adyacentes.- En la oscuridad de la noche disminuye el contraste por efecto de la polución y como consecuencia puede desaparecer las estrellas y los demás astros, que en condiciones normales serían visibles. - Desperdicio de energía. No se debe confundir el intento de minimizar la contaminación lumínica con la idea de dejar ciudades con una iluminación deficiente. Al contrario, las acciones llevadas a cabo para reducir la contaminación lumínica suelen llevar asociadas una mejora de la calidad de la iluminación ambiental.

7.5.1 Cómo se Origina la Contaminación Lumínica. La contaminación lumínica puede originarse por: - La utilización de luminarias con globos sin reflector. - La inadecuada distribución del flujo luminoso de las luminarias en especial las ornamentales y proyectores. - La falta de control sobre la iluminación decorativa en edificios. - La utilización de bombillas de Hg - Anuncios publicitarios mal diseñados e instalados. - Inadecuados diseños de luminarias ornamentales. - La reflexión de las vías y de los elementos que hacen parte del mobiliario urbano.

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7.5.2 Efectos de la Contaminación Lumínica Efecto sobre el cielo:

Pérdida de percepción de estrellas y astros.

Efectos contaminantes:

Producido por los residuos tóxicos de las bombillas utilizadas, especialmente las de vapor de mercurio.

Efectos medioambientales:

Sobre la vida de los animales, en especial las aves, que huyen de las ciudades para encontrar oscuridad.

Efectos sobre el ritmo biológico de las personas:

Los ritmos carcadianos (de vigilia y de sueño) son los más afectados por la exposición a la luz, trastornos de la personalidad, insomnio, depresión y estrés se incrementan por un uso inadecuado de iluminación.

Intromisión en la vida privada de las Al iluminar las fachadas y ventanas de los edificios con la personas: luz no dirigida hacia el suelo. Incomodidad e Inseguridad vial:

Deslumbramiento es decir la pérdida de visibilidad de los conductores y peatones, aumentando la probabilidad de accidentes.

Sobre costo en las cuentas de energía eléctrica:

Se produce por la pérdida de flujo luminoso en áreas que no es necesario iluminar.

Inseguridad ciudadana:

La mala iluminación, en especial debido a luminarias mal ubicadas, prismáticas, globos, proyectores orientadas hacia las casas y plazas, producen sitios de luz y sombra.

7.5.3 Formas de Contaminación Lumínica. La contaminación lumínica puede manifestarse de diversas formas que pueden clasificarse dentro de cuatro categorías: INTRUSIÓN LUMÍNICA Se produce cuando la luz artificial procedente de las luminarias entra por las ventanas invadiendo el interior de las viviendas.

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Este fenómeno es muy común en zonas urbanas, donde es habitual la invasión lumínica dentro de las viviendas, modificando el entorno doméstico y provocando trastornos de las actividades humanas. Sus principales características son: - Se origina cuando se utilizan luminarias con globos sin reflector ó proyectores y luminarias que no controlan el flujo luminoso por encima de la horizontal. - No hay conciencia ciudadana del concepto “iluminación”, causando agresión medioambiental. DIFUSIÓN DE LUZ HACIA EL CIELO Se produce por la difusión de la luz por parte de las moléculas del aire y del polvo en suspensión. Esto produce que parte del haz sea desviado de su dirección original y acabe siendo dispersado en todas las direcciones, en particular hacia el cielo. Esta es una manifestación de la contaminación lumínica especialmente evidente durante las noches nubladas, cuando las nubes lucen con intensidad por encima de las zonas urbanas. DESLUMBRAMIENTO Se produce cuando las personas que transitan por la vía pública, pierden la percepción visual; y es ocasionada por exceso o carencia de luz. Este efecto es especialmente peligroso para el tráfico vehicular, dado que puede producir accidentes.

7.5.4

Conceptos

Como los estudios de contaminación lumínica han sido promovidos por las ciudades que poseen observatorios astronómicos, la Comisión Internacional de Iluminación CIE en la norma 126-1997 GUIDELINES FOR MINIMIZING SKY GLOW, define los siguientes conceptos: CONTRASTE La visibilidad de un objeto situado sobre un fondo, depende de la diferencia de las luminancias entre el objeto y el fondo. Un objeto claro sobre fondo oscuro, traerá un contraste positivo (valor entre 0 e infinito), en cambio un objeto más oscuro que su fondo, traerá un contraste negativo (variando entre 0 y –1).

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Por definición, el contraste se expresa de la siguiente forma: K=

Lo – Lf Lf

Siendo: Lo la luminancia del objeto. Lf la luminancia de fondo. El contraste C puede ser positivo o negativo: Si Lo > Lf Si Lo < Lf

K>0 contraste positivo (objeto más claro que el fondo) K<0 contraste negativo (objeto más oscuro que el fondo)

El contraste K puede adquirir los siguientes valores: Contraste positivo (objeto claro) Contraste negativo (objeto oscuro)

0
La contaminación lumínica produce un velo en el campo de observación que tiene su propia luminancia LV, que se añade a la luminancia del objeto y del fondo, de forma que el nuevo contraste K’ es el siguiente:

K’=

Lo – Lf (Lo + LV) – (Lf + LV ) = Lf + LV Lf + LV

Como el numerador permanece igual y el denominador siempre es mayor hace que: K’ < K Cuando la luminancia de velo LV aumenta, el objeto observado puede desaparecer del campo visual, particularmente en el caso de observaciones astronómicas cuando se trata de una estrella u objeto celeste con luminancia Lo muy débil. EFECTO DESLUMBRANTE (DIRECT GLARE) Pérdida de percepción visual ocasionada por exceso ó carencia de luz. LUZ DESAPROVECHADA O DESPERDICIADA (SPILL LIGHT)

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Flujo emitido por un equipo de iluminación, que cae por fuera de los límites de diseño de la instalación. ULOR Upward Light Output Ratio, porcentaje del flujo de la bombilla de una luminaria enviado sobre la horizontal. LUZ ASCENDENTE (UPWARD LIGHT) Flujo emitido por un equipo de iluminación (luminaria y bombilla), que se envía por encima de la horizontal. LUZ REFLEJADA ASCENDENTE (UPWARD REFLECTED LIGHT) Flujo reflejado por la vía (pavimento y obstáculos del mobiliario urbano) enviada por encima de la horizontal. LUZ ÚTIL (USEFUL LIGHT) Flujo emitido por un equipo de iluminación (luminaria y bombilla), que se envía al área a iluminar (calzada, fachada, monumento, etc). UWLR Upward Waster Light Ratio, porcentaje del flujo de una luminaria enviado sobre la horizontal. Flujo directo emitido por la fuente, hacia el cielo (ULOR y UWLR)

Reflexión de la vía hacia el cielo

Flujo desaprovechado Efecto deslumbrante INTRUSIÓN LUMÍNICA

Flujo útil ÁREA A ILUMINAR

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Para calcular el grado de contaminación lumínica enviado sobre la horizontal de una instalación de alumbrado, debe tenerse en cuenta: UWLR

+

Kr1

+

Kr2 Reflexión de alrededores

+

Reflexión de la vía

ULOR

Flujo de la bombilla

=

Flujo de la luminaria

φ Total

7.5.5 Sistema De Zonificación Las exigencias fotométricas para las vías teniendo en cuenta la actividad humana nocturna, la seguridad en la circulación de vehículos y peatones, la calidad de vida, la integridad del entorno, las propiedades, los bienes, etc. en relación con la contaminación lumínica, hace que se deban buscar soluciones que hagan posibles las observaciones astronómicas en la noche. Para limitar esas interferencias, se definió introducir (según la norma CIE 126 Guidelines for minimizing sky glow), un sistema de zonificación que tiene los siguientes propósitos: (a) Establecer los requisitos de iluminación en una zona donde exista un observatorio. (b) Fijar las exigencias de las zonas adyacentes a un observatorio. Lo que permitió definir las siguientes zonas: ZONA TIPO DESCRIPCIÓN E1 ÁREAS CON ENTORNOS OSCUROS Observatorios astronómicos de categoría internacional E2 ÁREAS DE BAJO BRILLO Áreas rurales E3 ÁREAS DE BRILLO MEDIO Áreas urbanas residenciales E4 ÁREAS DE BRILLO ALTO Centros urbanos con elevada actividad nocturna

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7.5.6 Flujo Hemisférico Superior (Fhs) El Flujo Hemisférico Superior (FHS) se define como el flujo emitido por el equipo de iluminación (luminaria y bombilla) por encima del plano horizontal. En la siguiente tabla (tomada dela norma CIE 126 Guidelines for minimizing sky glow), se establece una correspondencia entre el Flujo Hemisférico Superior (FHS) y el sistema de zonificación de los observatorios, así: ZONA TIPO E1

FHS (%) 0

ACTIVIDAD ASTRONÓMICA Observatorios de categoría internacional.

E2

0a5

Observatorios de estudios académicos.

E3

0 a 15

Observatorios para aficionados.

E4

0 a 25

Observaciones ocasionales o esporádicas.

Dadas las anteriores disposiciones, se hacen las siguientes precisiones: (a) En vías de la malla vial arterial principal, arterial y complementaria (autopistas, vías importantes, vías circunvalares, etc) se recomienda instalar luminarias con FHS ≤ 5% (b) En el caso de zonas históricas, monumentos, vías peatonales, etc., las luminarias pueden tener un Flujo Hemisférico Superior (FHS) mayor.

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7.5.7 Distancias Entre Zonas Y Los Observatorios La norma CIE 126 “Guidelines for minimizing sky glow”, establece las distancias en kilómetros recomendadas entre los límites de cada zona y los observatorios: DISTANCIA ENTRE LOS LÍMITES DE LAS ZONAS (km) E1–E2 E2–E3 E3–E4 ZONA DEL (OBSERVATORIO (AREA RURAL(CIUDAD-METROPOLI) OBSERVATORIO INTERNACIONAL – CIUDAD) AREA RURAL) E1 (OBSERVATORIO 1 10 100 INTERNACIONAL) E2 (OBSERVATORIO 1 10 ACADÉMICO) E3 (OBSERVATORIO 1 AFICIONADO) E4 (OBSERVATORIO SIN LÍMITES OCASIONAL)

7.5.8 Cómo minimizar el impacto de la Contaminación Lumínica CODENSA S.A. hace las siguientes recomendaciones para minimizar el impacto de la contaminación lumínica: a) Realizar buenos diseños e interventoría. b) Establecer medidas técnicas regulatorias dentro del marco de las normas distritales, municipales o de empresa. c) Utilizando luminarias con alta eficiencia que dirijan el flujo lumínico hacia el área a iluminar. d) Controlar la iluminación en el alumbrado de monumentos, parques deportivos y edificios administrativos, oficiales y gubernamentales. e) Desarrollar campañas de información ciudadana con un carácter didáctico y sensibilizador a través de los organismos ambientales. f)

Utilizar luminarias que controlen el flujo luminoso enviado por encima de la horizontal.

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g) Eliminar las luminarias en forma de globo que no tengan reflector. h) Utilizando los criterios de deslumbramiento indicados en la Norma CIE-115. i)

Utilizando en los proyectores empotrados en el piso, rejillas antideslumbrantes y reflectores capaces de controlar con precisión la emisión lumínica.Utilizando en los proyectores empotrados en el piso, rejillas antideslumbrantes y reflectores capaces de controlar con precisión la emisión lumínica.Utilizando luminarias que controlen el flujo luminoso enviado por encima de la horizontal.

(G

CORRECTO l)

INCORRECTO

CORRECTO

Dirigiendo la luz en sentido descendente y no ascendente, siempre que sea posible, especialmente en iluminación de fachadas y monumentos.

INCORRECTO Revisión #: 00

ACEPTABLE

CORRECTO



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(J) Eliminando las luminarias en forma de globo que no tengan reflector

INCORRECTO

CORRECTO

(K) Utilizando los criterios de deslumbramiento indicados en la la Norma CIE-115; es decir dirigiendo hacia abajo el haz de los rayos, manteniéndolos por debajo de 70°. Si se eleva la altura de montaje, debería disminuirse el ángulo de haz luminoso.

INCORRECTO

ACEPTABLE

CORRECTO

(M) Iluminando adecuadamente los espacios abiertos.

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Paralumen

CORRECTO

ACEPTABLE

INCORRECTO

7.6 Plan de Manejo Ambiental CODENSA S.A en cumplimiento de su Política Ambiental ha establecido, medidas para prevenir la generación de impactos negativos en obras; sin embargo, si no es posible la prevención, es necesario tomar medidas para mitigar o compensar los impactos ambientales que puedan ser ocasionados por la ejecución de las obras de Alumbrado Público. CODENSA S.A. ha elaborado las siguientes normas técnicas ambientales, que establecen procedimientos y buenas prácticas ambientales para los diferentes aspectos ambientales: -

NTA 406 “Prevención y Remediación de Derrames de Aceite” NTA 408 “Guía para el manejo de solventes y limpiadores” NTA 409 “Manipulación y disposición final de las bombillas de mercurio” NTA 410 “Guía ambiental de poda y tala”

Las anteriores normas deben tenerse en cuenta durante las actividades y actuaciones tanto de CODENSA S.A. como de sus contratistas en los nuevos proyectos y en la remodelación de la infraestructura de Alumbrado Público.

7.6.1

Aspectos Legales

Las principales disposiciones legislativas a ser tenidas en cuenta son: Decreto 1180 del 10 de mayo de 2003: por el cual se reglamenta el Título VIII de la Ley 99 de 1993 sobre Licencias Ambientales.

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Decreto 1791 del 4 de octubre de 1996: Por medio del cual se establece el régimen de aprovechamiento forestal. Decreto 068 del 18 de marzo de 2003 por el cual se reglamenta la arborización, aprovechamiento y tala del arbolado en el perímetro urbano de Bogotá D. C. Resolución 8321 de 1983 del Ministerio de Salud: Normas de protección y conservación de la salud y el bienestar de las personas, por causa de la producción y emisión de ruidos. Decreto 2104 de 1983 del Ministerio de Salud: Disposiciones sanitarias sobre basuras. Contiene normas sanitarias aplicables al almacenamiento, presentación, recolección, transporte y disposición sanitaria de las basuras, lo mismo que en el barrido y limpieza de vías. Resolución 541 de 1994. Reglamenta el cargue, descargue, transporte, almacenamiento y disposición final de escombros, materiales concreto y agregados sueltos de construcción.

7.6.2

Objetivos Y Alcances

El Plan de Manejo Ambiental tiene como objetivo general establecer la naturaleza y característica de los efectos causados por la construcción, operación, mantenimiento y retiro de elementos de la infraestructura de Alumbrado Público, implementando los programas y medidas necesarias para prevenir, controlar, mitigar y compensar los impactos negativos que puedan ser causados por la ejecución de estos proyectos sobre el medio ambiente y la comunidad. Los objetivos específicos a tener en cuenta en la elaboración del Plan de Manejo Ambiental son: Aplicar las políticas y las Normas Técnicas Ambientales de CODENSA S.A. Identificar, describir y evaluar los impactos que pueden ser causados por la construcción, operación y mantenimiento de los diferentes Proyectos de Alumbrado. Identificar y diseñar las posibles alternativas de manejo para cada uno de los impactos negativos en el medio ambiente, que se deriven para beneficio social y ambiental en su área de influencia. Identificar y definir los sitios donde se aplicarán las medidas y acciones recomendadas a seguir. Elaborar el Plan de contingencia evaluando los riesgos que se puedan presentar durante la ejecución de los Proyectos, formulando los lineamientos para su manejo.

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Crear los mecanismos de ejecución y control de los trabajos a ejecutar como medidas de mitigación. Obtener los permisos, si fuere necesario, (DAMA y/o CAR).

de las entidades ambientales correspondientes

7.6.3 Características de los Elementos de Alumbrado Público El ciclo de vida de todo producto debe culminar con su adecuada disposición final y ésta debe estimarse por parte de los diseñadores y fabricantes. Se hace bien sea por las precauciones a tomar frente al medio ambiente, como consecuencia de alguna traza de contaminación que puedan generarse o bien como posibles formas de reciclaje del elemento como una forma de disposición final. Elementos reutilizables En el manejo de los elementos factibles de reutilizar de alumbrado Público, algunas piezas pueden reincorporarse en los sistemas de alumbrado público tan sólo con un mantenimiento basado en su limpieza. Otras piezas y partes requieren tratamientos mas prolongados, pero siempre representan una economía real frente a utilizar materiales nuevos. Es el caso de los refractores, tapas plásticas, tornillería y ganchos de cierres, se pueda reciclar. Otros elementos presentes en la red y que son de fácil reutilización, son los cables de energía, tanto de aluminio como de cobre. Los aisladores de porcelana, una vez se confirme el estado del dieléctrico, se reutilizan en la misma red. Si no pasan las pruebas dieléctricas, deben ser destruidos definitivamente con el fin de limitar las posibilidades de cualquier comercio ilegal y evitar el uso no autorizado de esos elementos. Elementos reciclables Las luminarias, reflectores y cuerpos de aluminio se utilizan como materia prima en la fundición de nuevas piezas, dado que generalmente el contenido de aluminio es superior al 99%. No es conveniente reutilizar reflectores como reensamblaje debido a la necesidad de garantizar alta eficiencia, la cual se pierde con los golpes que reciba y la pérdida de brillo. En particular, las luminarias de vapor de mercurio deben destruirse una vez retiradas, para evitar a toda costa que vuelvan a la red.

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Las bombillas tienen dos componentes principales a reciclar: el latón de sus casquillos y el vidrio de su cubierta exterior. (El vidrio que se recupera es poco y difícil de recolectar para reciclaje) Los casquillos se funden directamente para formar aleaciones. Este material se utiliza principalmente como materia prima para fundir pequeñas piezas para el sector eléctrico tales como conectores y contactos, accesorios hidráulicos y sanitarios o piezas de fundición decorativas. A nivel nacional poco se ha tratado sobre el manejo responsable de los desechos de bombillas con contenido de mercurio, el cual ha sido clasificado como material peligroso para el medio ambiente (EPA, Enviromental Protection Agents). Estas bombillas con contenido de mercurio, deben manejarse con base en los requisitos contemplados en el plan de manejo ambiental, y en las buenas prácticas de manejo de desechos. Los balastos tienen posibilidad de reciclarles tanto el cobre del embobinado como el hierro de grano orientado que conforma el núcleo. El cobre se recicla para la elaboración de bronce en los talleres del ramo, al fundirlo con una parte de estaño. El hierro se recicla en la fundición de piezas de hierro colado tales como repuestos y accesorios. Disposición de elementos no reciclables Son muy pocos los elementos no reciclables existentes en la red de alumbrado público. Quizás los más evidentes son los postes que por su deterioro no se pueden reinstalar. Se incluyen postes de concreto, que deben ser demolidos para evitar su uso posterior. Aunque la canasta metálica interior puede usarse como el refuerzo de hierro en columnas de construcciones o como material para llevar a los hornos de fundición y utilizarlo como materia prima para fundir piezas de “hierro colado”, los trozos de demolición se llevan a escombreras o rellenos sanitarios, terminando así su ciclo vital. Los condensadores no son susceptibles de reciclar, excepto el aluminio de sus envases cuando aplica. El resto de partes, tales como el polipropileno metalizado se debe disponer como el resto de plásticos degradados en rellenos sanitarios. Accesorios como los arrancadores no deben reutilizarse a través de reparaciones para incorporarlos a la red, debido al elevado costo en la mano de obra de su recambio y la posibilidad de una vida útil residual muy baja respecto a la de un elemento nuevo. Administración de la disposición Final No debe confundirse el reciclaje de las piezas con el uso de elementos de segunda.

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Es necesario llevar un control sobre el tipo de elementos enviados a reciclaje, tales como materiales y equipo, a fin de reducir toda posibilidad de comercio ilegal en cualquier etapa del proceso.

7.6.4 Consideraciones Antivandalicas Debido a los problemas de vandalismo que sufren las instalaciones de alumbrado público, en las nuevas instalaciones se debe tener en cuenta las siguientes consideraciones: Utilización de luminarias del tipo antivandálico (con cierre de seguridad, bloqueo antigiro del fotocontrol). Ver capítulo 3. Fijación de la luminaria al soporte a través de un tornillo con tuerca tipo fusible. Ver capítulo 3. Las luminarias en los diversos tipos de alumbrado, deben estar situadas a: -

Una altura igual o superior a 6 metros con postes del tipo ornamental o tubular (aplicaciones del tipo peatonal). Una altura igual o superior a 9 metros con postes de concreto y metálicos troncocónicos (aplicaciones de alumbrado vial). A una altura igual o superior a 14 metros con postes metálicos tronco-cónicos con canasta (aplicaciones para pasos elevados e iluminación de grandes áreas de espacio público).

Nota: alturas diferentes a las indicadas anteriormente deben ser aprobadas por CODENSA En zonas conflictivas, deben considerarse soluciones que impliquen alturas de montaje de las luminarias mayores a 9 metros. Instalación de cinta de acero inoxidable en el contorno de la carcasa de la luminaria. En postes metálicos, soldado del soporte al poste a través de platinas metálicas ubicadas en la cima. Aseguramiento del poste a su base de anclaje por debajo del nivel del piso.

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A1 CONVENCIONES PARA PLANOS DE LEVENTAMIENTO Y DISEÑO DE REDES DE ALUMBRADO PUBLICO

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P a ra p la n o s d e d is e ñ o o c o n s tru c c ió n s e u tiliz a rá n la s in d ic a c io n e s g e n e ra le s , p re c is a n d o c u a n d o s e a n e c e s a rio s e g ú n e l c a s o lo e x is te n te o lo p ro y e c ta d o

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H

H

H

P a ra pla nos d e d ise ño o constru cción se utilizará n las ind ica cio nes g ene rale s, precisa ndo cuan do sea n ece sa rio se gún el caso lo existen te o lo proyectado.

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+

++

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I N D IC A C IÓ N G E N E R A L

IN D IC A R E N E L P L A N O

L U M I N A R IA S

E X IS T E N T E

PRO YECTADO

L u m in a r ia d e m e r c u r io d e 1 2 5 W E

L u m in a r ia d e m e rc u rio d e 2 5 0 W E

L u m in a r ia d e m e rc u rio d e 4 0 0 W E

L u m in a r ia d e s o d io d e 7 0 W E

P

E

P

E

P

E

P

E

P

L u m in a r ia d e s o d io d e 1 5 0 W

L u m in a r ia d e s o d io d e 2 5 0 W L u m in a r ia d e s o d io d e 4 0 0 W

L u m in a r ia d e s o d io d e 1 0 0 0 W L u m in a r ia d e m e r c u r io 1 2 5 W , 2 0 8 V , tip o o r n a m e n ta l e n p o s te E

L u m in a r ia d e m e r c u r io 2 5 0 W , 2 0 8 V , tip o o r n a m e n ta l e n p o s te E

L u m in a r ia d e s o d io 7 0 W , 2 0 8 V , tip o o r n a m e n ta l e n p o s te E

P

E

P

L u m in a r ia d e s o d io 1 5 0 W , 2 0 8 V , tip o o r n a m e n ta l e n p o s te L u m in a r ia d e m e rc u rio 1 2 5 W , 2 0 8 V , tip o a p liq u e E

L u m in a r ia d e m e rc u rio 2 5 0 W , 2 0 8 V , tip o a p liq u e E

L u m in a r ia d e s o d io 7 0 W , 2 0 8 V , tip o a p liq u e E

P

E

P

L u m in a r ia d e s o d io 1 5 0 W , 2 0 8 V , tip o a p liq u e

P ro y e c to r d e m e r c u r io 4 0 0 W

E

P ro y e c to r d e s o d io 4 0 0 W E

P

P ro y e c to r d e s o d io 1 0 0 0 W E LC

C o n tr o l m ú lt ip le p a r a a lu m b r a d o p ú b lic o ( lu x c o n tro l)

LC

P LC

E

F

F o to c o n tr o l

F

P

F E

P

P a r a p la n o s d e d is e ñ o o c o n s t ru c c ió n s e u t iliz a rá n la s in d ic a c io n e s g e n e r a le s , p r e c is a n d o c u a n d o s e a n e c e s a rio s e g ú n e l c a s o lo e x is te n te o lo p r o y e c ta d o .

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INDICACIÓN GENERAL

INDICAR EN EL PLANO

LUMINARIAS

EXISTENTE

PROYECTADO

Globo en policarbonato 150 W E

P

E

P

E

P

E

P

E

P

Farol Histórico

Proyector de piso enterrado Na 150 W Proyector de piso enterrado Na 250 W Proyector de piso enterrado Na 400 W

Para planos de diseño o construcción se utilizarán las indicaciones generales, precisando cuando sea necesario según el caso lo existente o lo proyectado

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NOMENCLATURA AU

Autopista

CE

Célula

ES

Este

AC

Avenida Calle

IN

Interior

GJ

Garaje

AK

Avenida Carrera

MZ

Manzana

LC

Local

CM

Camino

BQ

Bloque

No

Número

AV

Avenida

SM

Supermanzana

OE

Oeste

C

Calle

ESQ

Esquina

SS

Semisótano

K

Carrera

PQE

Parque

SUR

Sur

CT

Carretera

PTE

Puente

URB

Urbanización

D

Diagonal

BRR

Barrio

N

Norte

T

Transversal

BG

Bodega

OCC

Occidente

LT

Lote

CONJ

Conjunto

OF

Oficina

CA

Casa

AP

Apartamento

SC

Salón Comunal

AG

Agrupación

ED

Edificio

ST

Sótano

UR

Unidad Residencial

ET

Etapa

ZN

Zona

Km

Kilómetro

ESC AL AS EXIGID AS 1 : 500 1 : 500 1 : 20

1 : 1 000

1 : 2 000

1 : 50

Red aérea Red subterránea Detalles y cortes en locales para centros de transformación

UBICACIÓN DE REDES AÉREAS Y POSTES CALLES

Costado Norte

CARRERAS

Costado Occidental

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A2 RESUMEN DE TIPOS DE FUENTES LUMINOSAS

BOMBILLA INCANDESCENTE La bombilla incandescente se compone de un filamento de tungsteno que va colocado entre dos hilos de toma (alambres de cobre) y encerrado en un bulbo de vidrio relleno de gas o al vació. Al conectarse la bombilla, la corriente que pasa a través de un filamento aumenta la temperatura de éste, en razón del efecto Joule; por ello, el filamento se hace incandescente y emite una radiación luminosa, de la que una pequeña parte (del 6 al 12%) es visible. Las bombillas incandescentes emiten únicamente un porcentaje pequeño de la radiación luminosa total en la región visible. La mayor porción de la radiación es infrarroja, con una cantidad muy pequeña producida en la región ultravioleta. Sus principales características son: Rendimiento luminoso entre 10 y 20 lm/W . Índice de rendimiento del color 100% . Vida útil entre 1 000 y 2 000 horas. Para evitar la degradación del filamento en las bombillas de potencia superior a 25 W , el bulbo se rellena con un gas inerte, el cual suele ser una mezcla de Argón y Nitrógeno o Kriptón y Xenón.

TUBOS FLUORESCENTES El tubo fluorescente es una fuente de descarga eléctrica que hace uso de la radiación ultravioleta generada a una alta eficiencia por un vapor de mercurio en un gas inerte (argón, criptón o neón) a baja presión para activar un revestimiento de material fluorescente (fósforo) depositado en la superficie interna de un tubo de vidrio. Esencialmente, la bombilla es un bulbo tubular revestido que contiene una pequeña cantidad de mercurio y de gas inerte. Un electrodo especialmente tratado, denominado “cátodo”, va sellado en ambos extremos. Al encenderse un tubo fluorescente, el paso de la corriente a través de los electrodos hace que estos se calienten y liberen electrones de material emisivo con el cual están revestidos. Además de los electrones liberados térmicamente, existen también electrones liberados por la diferencia de potencial entre los electrodos. Esos electrones viajan a altas velocidades, de un electrodo hacia el otro, estableciendo una descarga eléctrica o arco a través del vapor de mercurio. El tubo se calienta rápidamente, aumentando la presión de vapor de mercurio al valor de máxima eficiencia.

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En los tubos fluorescentes convencionales, la descarga eléctrica se produce “en un vapor de mercurio de presión muy baja” aproximadamente a 0,01 mm de mercurio (1,33 Pa). La energía emitida durante la descarga eléctrica, conduce a la emisión de una radiación de 254 nm de longitud de onda, lo que corresponde al 90% de la energía radiante. La radiación ultravioleta de 254 nm , no estimula las células del ojo, sin embargo es transformada en luz visible, gracias a la presencia de un recubrimiento fluorescente en el interior del bulbo. La radiación ultravioleta es absorbida por los productos fluorescentes que transforman la energía en luz visible. Gracias al empleo de polvos fluorescentes, se pueden fabricar tubos con un índice de rendimiento de color de 50% a 95% y una eficiencia luminosa que llega hasta 90 lm/W . Como consecuencia de la evolución tecnológica permanente, en la actualidad existen bombillas en versión tubular, redonda, compacta o mini.

BOMBILLA DE INDUCCIÓN Es una bombilla de mercurio a baja presión que carece de electrodos, que posee una bobina de inducción, alimentada por un generador electrónico de alta frecuencia (2,65 Mhz); este generador induce sobre la bobina un campo eléctrico que excita los átomos de mercurio, produciéndose así la radiación ultravioleta. La radiación ultravioleta se transforma en luz visible gracias a la presencia de un recubrimiento fluorescente en el interior del bulbo. Sus principales características son: Prácticamente libre de mantenimiento, con vida útil de 60 000 horas. Índice de rendimiento del color mayor al 80% y luz blanca, lo cual asegura un aspecto de placer y gran confort visual. Rendimiento 65 lm/W . Poco sensibles a las fluctuaciones de tensión. Encendido instantáneo y libre de titileo evitando el efecto estroboscópico (coincidencia entre ondas diferentes). Alto costo. Su principal ventaja es su larga duración y baja depreciación luminosa, lo cual es apropiado en aquellas situaciones en las cuales resulta difícil el mantenimiento de las bombillas (túneles, señalización, ambientes limpios y aplicaciones a prueba de explosión, etc.).

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BOMBILLAS DE ALTA INTENSIDAD DE DESCARGA Estas bombillas están construidas por un tubo de descarga dentro del cual hay un gas fácilmente ionizable (Neón ó Argón) y una cierta cantidad de vapor metálico (mercurio, sodio, halogenuros, etc.). La descarga inicial a través del gas logra vaporizar el metal que determina las características de luz emitida. En el interior del bulbo de descarga, los electrones libres, al ser sometidos a una diferencia de potencial, se desplazan hacia el electrodo positivo; a medida que se van desplazando, chocan contra los átomos de gas, produciendo más electrones libres e iones positivos que se desplazan en sentidos opuestos. No todos los choques producen ionizaciones, sino que muchos átomos quedan excitados y al volver a su estado fundamental producen radiaciones luminosas. Sus principales características son: La emisión de éste tipo de bombillas no es continua en todo el espectro visible, sino que se realiza mediante radiaciones de longitudes de ondas concretas, que dependen del tipo de vapor metálico utilizado y de la presión de gas de llenado del tubo de descarga. Estas bombillas necesitan un sistema de arranque, para iniciar la descarga a través del gas. Requieren de un tiempo de encendido, hasta alcanzar las condiciones nominales de funcionamiento. Requieren de un balasto para estabilizar la descarga. Funcionan en determinadas posiciones, especificadas en los catálogos de los fabricantes. Como este tipo de fuente presenta las mayores ventajas para la iluminación en vías públicas, y como el manual se enfoca a éste tipo de iluminación, a continuación se presenta un cuadro resumen con las características, diferencias y desventajas de éste tipo de fuentes.

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MERCURIO CARACTERÍSTICAS

BOMBILLAS ALTA INTENSIDAD DE DESCARGA SODIO METAL HALIDE

La luz es producida por un arco eléctrico que se establece entre dos electrodos principales dentro del tubo de descarga. Deben ser operadas con un balasto, ya que éste es requerido para poder limitar la corriente y proporcionar tensiones adecuadas en condiciones de arranque y operación. Las bombillas se conforman por dos bulbos, uno exterior a manera de cubierta hecha de vidrio y otro interior que es “el tubo de arco” o tubo de descarga. El bulbo exterior sirve para proteger el tubo de arco contra el deterioro y la corrosión de la parte metálica interna de la bombilla. DIFERENCIAS Luz blanca Luz amarilla Luz blanca • La luz causada por ésta • Pueden garantizar una • Pueden garantizar una bombilla produce un reproducción de los reproducción de los espectro discreto. colores en promedio de un colores mayor al 65%. 20%. • Emisión visible de la banda amarilla, azul y verde, con ausencia de radiación roja.

•

•

•

Pueden garantizar una reproducción de los colores en promedio de un 45 %. Posee electrodo de arranque localizado junto a uno de los electrodos principales. Tiempo de encendido completo de la bombilla entre 4 a 5 minutos.

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•

No poseen un • electrodo de arranque como las bombillas de mercurio, sino que necesitan de un circuito electrónico especial para el arranque de la bombilla.

•

Tiempo de encendido completo de la bombilla entre 3 a 4 minutos.

Algunas poseen electrodo de arranque localizado junto a uno de los electrodos principales.



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BOMBILLAS ALTA INTENSIDAD DE DESCARGA MERCURIO SODIO METAL HALIDE DIFERENCIAS • Su fabricación • Se fabrican en versión • Requieren para su convencional es del tipo Europea y Americana con encendido balasto, Americano con bulbo bulbos exteriores de forma condensador y arrancador exterior de forma Ovoide. Tubular u Ovoide. (opcional según la fabricación bombilla). • Requieren para su • Requieren para su encendido balasto y encendido balasto, • Se fabrican en versión condensador. condensador y arrancador. Europea y Americana con bulbos exteriores de forma • Los balastos pueden Tubular u Ovoide. ser del tipo Reactor o Autorregulado CWA. Tipos de bombillas: Bombillas Europeas: pueden utilizar el mismo balasto que el de las bombillas de mercurio o sodio dependiendo de la potencia; éstas requieren de un arrancador, cuyo pulso de arranque está directamente establecido por el fabricante de la bombilla.

• •

•

Posee recubrimiento en el bulbo exterior “vidrio” con una capa fluorescente. Ésta capa emite las radiaciones rojas que se suman a las del espectro del mercurio corrigiendo el color de la luz emitida. El recubrimiento permite alta fidelidad cromática.

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Bombillas Americanas: éstas no requieren de arrancador externo, cuando se operan con balastos del tipo CWA, sin embargo, la última tecnología demanda de arrancador. Las bombillas estándar no Contiene una cantidad poseen capa fluorescente en el suficiente de radiaciones de bulbo exterior. color rojo y por ello no es necesario el empleo de una capa fluorescente en el bulbo exterior.



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BOMBILLAS ALTA INTENSIDAD DE DESCARGA MERCURIO SODIO METAL HALIDE DIFERENCIAS • Eficacia promedio de • Eficacia promedio de • Es la fuente de luz 60 lúmenes por vatio. 100 lúmenes por vatio. blanca de mayor eficacia disponible hoy en día y • Las nuevas excelente uniformidad tecnologías han durante su vida útil. incrementado la eficacia • Presentan una de éste tipo de eficacia entre 80 y 125 bombillas. lúmenes por vatio. • Vida promedio 24 000 • Vida promedio entre • Vida promedio entre 9 horas 24 000 y 32 000 horas. 000 y 15 000 horas. • Apropiadas para la • Ampliamente • Estas bombillas son iluminación de parques y utilizadas en la ideales para iluminación jardines por su iluminación de de interiores y exteriores, reproducción fiable de alumbrado público cuando se utilizan con los colores verdes. (autopistas y carreteras proyectores. de alto tráfico, zonas • Apropiadas para crear • También se utilizan céntricas, peatonales y ambientes fríos como en para iluminación de plazas). estaciones de estaciones de combustible y en plantas combustible, escenarios industriales donde no se deportivos de alta requiera reproducción de competencia que color, o en fachadas requieran de transmisión blancas. por televisión, fachadas y en general, donde la • En alumbrado público importancia se centre en puede ser utilizada en la correcta reproducción iluminación de vías de la del color. malla vial local (vías secundarias, barrios, etc.). • Adecuadas para operar • Adecuadas para • Poseen restricción para en posición de operar en posición de la posición de funcionamiento universal. funcionamiento funcionamiento según la universal. localización del electrodo • Pero se instalan en de arranque. No poseen ninguna posición horizontal, la • restricción en la posición potencia, la emisión de funcionamiento. luminosa y la eficacia disminuyen ligeramente.

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BOMBILLAS ALTA INTENSIDAD DE DESCARGA MERCURIO SODIO METAL HALIDE DESVENTAJAS • Baja eficacia con • Baja reproducción • Con la operación de la respecto al sodio. cromática de los colores. bombilla en una posición incorrecta, la tensión de • El contenido de • La luz emitida propicia bombilla y los lúmenes mercurio requiere de un un efecto cálido en el emitidos decrecen manejo especial para su ambiente. sensiblemente. disposición final, con el fin • Se recomienda su de garantizar los aspectos utilización de manera de protección del medio exclusiva en luminarias con ambiente. cubierta o refractor, para • Cuando se interrumpe garantizar que el bulbo de la operación de la bombilla, la bombilla esté libre de el reencendido no será huellas de dedos para su inmediato, ya que necesita correcto desempeño. de varios minutos. • Cuando se interrumpe la operación de la bombilla, el reencendido no será inmediato, ya que necesita entre 15 y 20 minutos para operar nuevamente. • Alto costo de inversión y mantenimiento. • Menor vida. • No son intercambiables.

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ALUMBRADO PUBLICO

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