Diseño luminotécnico para el alumbrado exterior de la FCYT UMSS

2016

UNI VERSI VERSI DAD MAYOR DE SAN SAN SI SI M ON FA CULT AD DE CIEN CIA S Y TECNOLOGÍA

DISEÑO LUMINOTECNICO PARA EL ALUMBRADO EXTERIOR DE LA FCyT AGUIRRE QUISPE JORGE DONALD AGUIRRE

ESTUDIANTE:

PRÁCTICA PROFESIONALIZANTE PRÁCTICA

MATERIA:

ING. PEDRO TRIVEÑO HERRERA ING.

DOCENTE:

SUPERVI SOR DE CAM PO:

ING. FELIX RUSTAN ROCA

: 12/07/2016

FECH A DE PRES PRESENTACI ENTACI ON

CBBA-BOLIVA

RESUMEN En la Facultad de Ciencias y Tecnología (FCyT), se han identificado 12 bloques o unidades académicas en las que se destacan 6 tipos diferentes de lámparas de vapor de sodio de alta presión que comprenden el sistema de iluminación de la facultad, con un total de 188 lámparas que se encuentran distribuidos alrededor de los bloques. Las lámparas de vapor de sodio de alta presión, que actualmente presenta la facultad, son muy antiguas, se encuentran muy sucias y opacas, representan un consumo energético de 213 kWh con un consumo mensual de 4.143,26 Bs, a un costo de 0,69 Bs/kWh. Del análisis realizado podemos afirmar que la FCyT cuenta con un sistema de iluminación deficiente, que a falta de mantenimiento y la vida útil limitada del equipo de iluminación utilizado, no prestan el servicio en cantidad de luminosidad necesaria para el normal desenvolvimiento de las actividades académicas desempeñadas en horarios de la noche. Es por esta razón que se ha realizado un diseño luminotécnico para el alumbrado exterior de la FCYT con el uso de la tecnología LED, como una solución eficiente y viable en el tiempo. Con la comparación desde el punto de vista económico y rentabilidad entre las luminarias de lámparas de sodio de alta presión y las de tecnología LED, se procedió a elaborar una propuesta ingenieril de cambio a tecnología LED bajo el método de lúmenes, y a elaborar curvas de carga con el sistema de iluminación actual y curvas de carga futura con la tecnología LED prevista, además se presenta cuadros comparativos de las ventajas de dicho cambio. El uso de tecnología LED, representa un ahorro en la inversión inicial de 285.782,01 Bs en las 50.000 horas de funcionamiento, frente a las las lámparas de vapor vapor de sodio, haciéndolos rentables en el tiempo. Además se presentan los cómputos métricos y la estimación del costo de dicho cambio de tecnología, generándose así los términos de referencia que ayudarán a la licitación del proyecto y su posterior ejecución en la FCyT. Con los resultados de este documento, se puede destacar que la tecnología LED, está destinado a sustituir las tradicionales lámparas, sus características las hacen adecuadas para la iluminación en general, destacan por su bajo consumo y por su alto rendimiento energético que unidos a su larga vida útil de trabajo los hacen ideales para cualquier entorno de iluminación. Este trabajo será utilizado como apoyo en un proyecto de sustitución de lámparas mediante la secretaría administrativa y el decanato de la FCyT con recursos propios.

1

RESUMEN En la Facultad de Ciencias y Tecnología (FCyT), se han identificado 12 bloques o unidades académicas en las que se destacan 6 tipos diferentes de lámparas de vapor de sodio de alta presión que comprenden el sistema de iluminación de la facultad, con un total de 188 lámparas que se encuentran distribuidos alrededor de los bloques. Las lámparas de vapor de sodio de alta presión, que actualmente presenta la facultad, son muy antiguas, se encuentran muy sucias y opacas, representan un consumo energético de 213 kWh con un consumo mensual de 4.143,26 Bs, a un costo de 0,69 Bs/kWh. Del análisis realizado podemos afirmar que la FCyT cuenta con un sistema de iluminación deficiente, que a falta de mantenimiento y la vida útil limitada del equipo de iluminación utilizado, no prestan el servicio en cantidad de luminosidad necesaria para el normal desenvolvimiento de las actividades académicas desempeñadas en horarios de la noche. Es por esta razón que se ha realizado un diseño luminotécnico para el alumbrado exterior de la FCYT con el uso de la tecnología LED, como una solución eficiente y viable en el tiempo. Con la comparación desde el punto de vista económico y rentabilidad entre las luminarias de lámparas de sodio de alta presión y las de tecnología LED, se procedió a elaborar una propuesta ingenieril de cambio a tecnología LED bajo el método de lúmenes, y a elaborar curvas de carga con el sistema de iluminación actual y curvas de carga futura con la tecnología LED prevista, además se presenta cuadros comparativos de las ventajas de dicho cambio. El uso de tecnología LED, representa un ahorro en la inversión inicial de 285.782,01 Bs en las 50.000 horas de funcionamiento, frente a las las lámparas de vapor vapor de sodio, haciéndolos rentables en el tiempo. Además se presentan los cómputos métricos y la estimación del costo de dicho cambio de tecnología, generándose así los términos de referencia que ayudarán a la licitación del proyecto y su posterior ejecución en la FCyT. Con los resultados de este documento, se puede destacar que la tecnología LED, está destinado a sustituir las tradicionales lámparas, sus características las hacen adecuadas para la iluminación en general, destacan por su bajo consumo y por su alto rendimiento energético que unidos a su larga vida útil de trabajo los hacen ideales para cualquier entorno de iluminación. Este trabajo será utilizado como apoyo en un proyecto de sustitución de lámparas mediante la secretaría administrativa y el decanato de la FCyT con recursos propios.

1

ÍNDICE RESUMEN CAPÍTULO I INTRODUCCION 1. Introducción 1.1 Zona del proyecto 1.2 Planteamiento del problema 1.3 Objetivos del proyecto 1.3.1 Objetivo general 1.3.2 Objetivos específicos 1.4 Justificación del proyecto 1.5 Beneficiarios del proyecto CAPITULO II MARCO TEORICO 2.1 Luminarias vapor de sodio de alta presión 2.2 Tecnología LED 2.2.1 Descripción de la tecnología 2.3 Cuadro comparativo de sistemas convencionales de alumbrado público 2.4 Recomendaciones para un diseño efectivo 2.4.1 Niveles de Iluminación 2.4.2 Clasificación Clasificación según las características mecánicas de la luminaria CAPÍTULO III DIAGNOSTICO DE ILUMINACIÓN ACTUAL 3.1 Ubicación y características de las luminarias 3.1.1.Bloque Multiacadémico 3.1.2.Bloque de Laboratorios Básicos 3.1.3.Bloque Central de la facultad 3.1.4.Bloque de la carrera de Física 3.1.5.Bloque de la carrera de Industrial 3.1.6.Parqueo mayor de la FCYT 3.1.7.Parqueo menor de la FCYT 3.1.8.Bloques de las aulas 622,623 y 624 3.1.9.Centro Agroindustrial 3.1.10. Bloque de la carrera de Química 3.1.11. Edificio Edificio Elektro 3.1.12 Biblioteca Biblioteca central 3.2. Resumen del tipo de luminarias en la FCYT 3.3. Análisis de la situación actual CAPITULO IV INGENIERIA DEL PROYECTO 4.1. Comparación de tecnologías 4.2. Propuesta de cambio a tecnología LED 4.2.1. Diseño luminotécnico exterior de la facultad de ciencias y tecnología 4.2.1.1. Clasificación de la zona 4.2.1.2. Niveles de iluminación iluminación 4.2.1.3. Condiciones de una buena iluminación iluminación 4.3. Instalación luminaria LED 90W 4.4. Instalación luminaria LED 70W 4.5. Instalación luminaria LED 300W 4.6. Elaboración de curvas de carga

1 7 7 7 8 8 8 8 8 8 10 10 12 12 14 15 15 17 19 19 19 21 23 25 26 29 29 30 31 31 32 34 36 38 43 43 45 45 45 47 47 50 54 59 63 2

4.7. Resultados de la implementación de la tecnología LED CAPITULO V PRESUPUESTO Y ESPECIFICACIONES TECNICAS DE LA PROPUESTA 5.1 Costo estimativo 5.2 Computo métrico 5.3 Cotización y presupuesto de equipos obra vendida 5.4 Elaboración de términos de referencia CAPITULO VI CONCLUSIONES Y BIBLIOGRAFIA 6.1 Conclusiones 6.2 Bibliografía Bibliografía ANEXOS

66 73 73 73 73 74 80 80 81

INDICE DE FIGURAS FIG.1 Identificación Identificación de la zona del proyecto FIG.2 Distribución Distribución de las actividades actividades académicas de la FCyT. FIG.3 Descripción lámpara vapor de sodio FIG.4 Luminarias lado norte del edificio multiacadémico multiacadémico FIG.5 Luminarias lado sur del edificio multiacadémico multiacadémico FIG.6 Luminarias, lado este del edificio multiacadémico multiacadémico FIG.7 Luminarias lado oeste del edificio multiacadémico FIG.8 Luminarias lado norte del edificio de laboratorios labora torios básicos FIG.9 Luminarias lado sur del edificio de laboratorios básicos FIG.10 Luminarias lado este del edificio de laboratorios labora torios básicos FIG.11 Luminarias Luminarias lado oeste del edifico de laboratorios básicos básicos FIG.12 Luminarias Luminarias lado norte del bloque central de la facultad FIG. 13 Luminarias Luminarias lado sur del bloque central de la facultad FIG. 14 Luminarias Luminarias lado este del bloque central de la facultad FIG.15 Luminarias Luminarias lado oeste del bloque central de la facultad FIG.16 Luminarias Luminarias ubicadas en el interior del bloque central de la facultad FIG.17 Luminarias Luminarias ubicadas en el lado norte del bloque de Física FIG.18 Luminarias Luminarias ubicadas en el lado sur del bloque de Física FIG.19 Luminarias Luminarias ubicadas en el lado norte del bloque de Industrial FIG.20 Luminarias Luminarias ubicadas en el lado sur del bloque de Industrial FIG.21 Luminarias Luminarias ubicadas en el lado este del bloque de industrial FIG.22 Luminarias Luminarias ubicadas en el lado oeste del bloque de industrial FIG.23 Luminarias Luminarias ubicadas en el parqueo mayor de la FCyT FIG.24 Parqueo menor de la facultad donde se observa carece de luminarias FIG.25 Luminarias Luminarias ubicadas en los bloque de las aulas 622,623,624 FIG.26 Luminarias, Luminarias, ubicadas en los bloques de las aulas 622,623,624 FIG.27 Luminarias, Luminarias, ubicadas en el centro agroindustrial agroindustrial FIG.28 Luminarias, Luminarias, ubicadas en el lado oeste del bloque de Química FIG.29 Luminarias, Luminarias, ubicadas en el lado sur del bloque de Química FIG.30 Luminarias, Luminarias, ubicadas en el lado este del edificio Elektro FIG.31 Luminarias, Luminarias, ubicadas en el lado oeste del edificio Elektro FIG.32 Luminarias, Luminarias, ubicadas en el lado norte del edificio Elektro FIG.33 Luminarias, Luminarias, ubicadas en el lado oeste de la biblioteca biblioteca central de la facultad

7 9 11 19 19 20 20 21 21 22 22 23 23 24 24 25 25 26 26 27 27 28 29 29 30 30 31 31 32 32 33 33 34 3

FIG.34 Luminarias, ubicadas en el lado sur de la biblioteca central de la facultad FIG.35 Iluminación nocturna, ubicadas en el lado sur del departamento de Física FIG.36 Iluminación nocturna, ubicadas en el lado norte del bloque multiacadémico FIG.37 Iluminación nocturna, lado norte del bloque de laboratorios. FIG.38 Pasaje, lado norte del departamento de Física FIG.39 Ingreso principal al bloque central lado norte FIG.40 Iluminación nocturna, edificio Elektro FIG.41 Vista nocturna del paqueo mayor FIG.42 Vista nocturna del parqueo menor FIG.43 Vista nocturna del bloque de la biblioteca central FIG.44 Iluminación en el punto P. FIG.45 Iluminación percibida por un observador FIG.46 Disposición unilateral FIG.47 Disposición tresbolillo FIG.48 Disposición pareada FIG.49 Suspendida transversal FIG.50 Vista en planta de la FCyT, sector ingreso puerta principal de la facultad FIG.51 Curvas para el cálculo del factor de utilización FIG.52 Esquema para el cálculo del factor de utilización FIG.53 Esquema para el cálculo del factor de utilización FIG.54 Vista en planta de la FCYT, sector edificio multiacadémico FIG.55 Curvas para el cálculo del factor de utilización FIG.56 Esquema para el cálculo del factor de utilización FIG.57 Esquema para el cálculo del factor de utilización FIG.58 Vista en planta de la FCYT, sector bloque central de la facultad FIG.59 Curvas para el cálculo del factor de utilización FIG.60 Esquema para el cálculo del factor de utilización FIG.61 Esquema para el cálculo del factor de utilización FIG.62 Comparativa de calidad de iluminación anterior con la tecnología LED prevista FIG.63 Parqueo con el uso de lámparas de sodio FIG.64 Ejemplo de uso de la tecnología LED

34 38 39 39 40 40 41 41 42 42 47 48 48 49 49 50 52 53 54 54 57 58 58 58 61 62 63 63 67 82 83

INDICE DE TABLAS TABLA N1 Datos de la comunidad universitaria de la facultad TABLA N2 Cuadro comparativo entre un sistema de iluminación SAP y LED TABLA N3 Valores de luminancia para zonas y actividades que se realicen principalmente TABLA N4 Valores de servicio de iluminación TABLA N5 Valores de servicio de iluminación recomendad para diversas clases de tarea visual TABLA N6 Primera cifra significativa sobre el grado de protección TABLA N7 Segunda cifra significativa sobre el grado de protección TABLA N8 Tercera cifra significativa sobre el grado de protección TABLA N9 Luminarias encontradas en esta zona del tipo vapor de sodio de alta presión (SAP). TABLA N10 Luminarias encontradas en esta zona del tipo vapor de sodio de alta presión (SAP). TABLA N11 Luminarias encontradas en esta zona son pantallas fluorescentes TABLA N12 Luminarias encontradas en esta zona son pantallas fluorescentes TABLA N13 Luminarias encontradas en esta zona del tipo vapor de sodio de alta presión (SAP). TABLA N14 Luminarias encontradas en esta zona del tipo vapor de sodio de alta presión (SAP).

8 14 15 16 16 17 18 18 19 20 20 21 21 22 4

TABLA N15 Luminarias encontradas en esta zona del tipo vapor de sodio de alta presión (SAP). TABLA N16 Luminarias encontradas en esta zona del tipo vapor de sodio de alta presión (SAP). TABLA N17 Luminarias encontradas en esta zona del tipo vapor de sodio de alta presión (SAP). TABLA N18 Luminarias encontradas en esta zona del tipo vapor de sodio de alta presión (SAP). TABLA N19 Luminarias encontradas en esta zona del tipo vapor de sodio de alta presión (SAP). TABLA N20 Luminarias encontradas en esta zona del tipo vapor de sodio de alta presión (SAP). TABLA N21 Luminarias encontradas en esta zona son pantallas fluorescentes TABLA N22 Luminarias encontradas en esta zona del tipo vapor de sodio de alta presión (SAP). TABLA N23 Luminarias encontradas en esta zona del tipo vapor de sodio de alta presión (SAP). TABLA N24 Luminarias encontradas en esta zona del tipo vapor de sodio de alta presión (SAP). TABLA N25 Luminarias encontradas en esta zona son pantallas fluorescentes TABLA N26 Luminarias encontradas en esta zona del tipo vapor de sodio de alta presión (SAP). TABLA N27 Luminarias encontradas en esta zona del tipo vapor de sodio de alta presión (SAP). TABLA N28 Luminarias encontradas en esta zona del tipo vapor de sodio de alta presión (SAP). TABLA N29 Luminarias encontradas en esta zona del tipo vapor de sodio de alta presión (SAP). TABLA N30 Luminarias encontradas en esta zona del tipo vapor de sodio de alta presión (SAP). TABLA N31 Luminarias encontradas en esta zona del tipo vapor de sodio de alta presión (SAP). TABLA N32 Luminarias encontradas en esta zona del tipo vapor de sodio de alta presión (SAP). TABLA N33 Luminarias encontradas en esta zona del tipo vapor de sodio de alta presión (SAP). TABLA N34 Luminarias encontradas en esta zona del tipo vapor de sodio de alta presión (SAP). TABLA N35 Luminarias encontradas en esta zona del tipo vapor de sodio de alta presión (SAP). TABLA N36 Luminarias encontradas en esta zona del tipo vapor de sodio de alta presión (SAP). TABLA N37 Resumen de los tipos de luminarias presentes actualmente en la facultad TABLA N38 Comparación técnica de tecnologías TABLA N39 Comparación de la vida útil de tecnologías TABLA N40 Comparación del costo inicial de tecnologías TABLA N41 Comparación en el tiempo de tecnologías TABLA N42 Comparación del costo a 5000000 horas de funcionamiento TABLA N43 Niveles de luminancia norma CIE TABLA N44 Parámetros eléctricos TL-B04190 TABLA N45 Iluminancia y luminancias recomendadas para distintos tipos de vías TABLA N46 Iluminancias recomendadas en función de la altura de montaje TABLA N47 Recomendaciones de la disposición de luminarias TABLA N48 Características de mantenimiento dependiendo de la vía TABLA N49 Parámetros eléctricos TL-B04170 TABLA N50 Iluminancias y luminancias recomendadas para distintos tipos de vías TABLA N51Iluminancias recomendadas en función de la altura de montaje TABLA N52 Recomendaciones de la disposición de luminarias TABLA N53 Características de mantenimiento dependiendo de la vía TABLA N54 Parámetros eléctricos TL-B036300 TABLA N55 Iluminancias y luminancias recomendadas para distintos tipo de vías TABLA N56 Iluminancias recomendadas en función de la altura de montaje TABLA N57 Recomendaciones de la disposición de luminarias TABLA N58 Características de mantenimiento dependiendo de la vía TABLA N59 Comparación de la eficacia lumínica TABLA N60 Comparación de sistemas de iluminación de lámparas de sodio de alta presión y lámparas LED. TABLA N61 Comparación del costo de consumo mensual de lámparas de sodio de alta presión y LED TABLA N62 Comparación del costo de mantenimiento mensual TABLA N63 Comparación desde el punto de vista de la vida útil de funcionamiento TABLA N64 Computo métrico que implicaría la nueva tecnología LED. TABLA N65 Cotización y presupuesto de equipos obra vendida bajo la tecnología LED.

22 23 23 24 24 25 25 26 26 27 27 28 28 29 30 31 32 32 33 33 34 35 36 43 44 44 45 45 46 51 51 51 52 53 55 55 55 56 57 60 60 60 61 62 67 68 69 69 70 74 74 5

TABLA N66 Parámetros eléctricos para una luminaria del tipo LED 90W. TABLA N67 Parámetros eléctricos para una luminaria del tipo LED 70W TABLA N68 Parámetros eléctricos para una luminaria del tipo LED 300W TABLA N69 Parámetros eléctrico para una luminaria del tipo LED Wall Washer TABLA N70 Parámetros eléctricos para una luminaria del tipo LED Spot exterior de adosar.

75 76 77 78 79

6

CAPÍTULO I INTRODUCCION 1. Introducción La Facultad de Ciencias y Tecnología (FCyT) de la UMSS, que alberga 17 carreras a nivel licenciatura, se encuentra en el campus universitario y cuenta con más de 17.226 personas entre estudiantes, docentes y administrativos que cumplen sus funciones tanto en el día como de noche. Actualmente la FCyT desarrolla sus actividades en horarios de la noche y cuenta con un sistema de iluminación en su mayoría por lámparas de vapor de sodio de alta presión (SAP), que iluminan los pasajes y predios de la facultad, identificando que el correcto funcionamiento es de vital importancia para la seguridad y comodidad de la comunidad facultativa, para un mejor desempeño.

1.1 Zona del proyecto El proyecto de diseño del nuevo nuevo sistema de iluminación se encuentra ubicado en predios del campus universitario UMSS:

Figura 1. Identificación de la zona del proyecto

1.2 Planteamiento del problema La actual iluminación de la FCyT presenta actualmente una limitada visibilidad por la noche en zonas como el propio ingreso desde la calle Sucre hacia el bloque central y el parqueo 7

mayor y menor, poniendo en riesgo inclusive la seguridad de las personas que transitan por estas áreas sin ofrecer por tal razón la calidad de luminosidad necesaria, para el normal desenvolvimiento de las actividades académicas.

1.3 Objetivos del proyecto 1.3.1 Objetivo General Diseño luminotécnico para el alumbrado exterior de la FCYT. 1.3.2 Objetivos Específicos Inventario de luminarias y equipos en exteriores de la FCYT. Estimación del consumo eléctrico de las luminarias Análisis de la situación energética actual para identificar la demanda eléctrica y las oportunidades de ahorro de energía Propuesta de mejora 

  



1.4 Justificación del proyecto Con el problema ya identificado, el proyecto pretende incrementar la luminosidad a estándares de calidad óptimas, mediante la implementación de nuevas luminarias en zonas prácticamente oscuras, para mejorar la comodidad y seguridad de las personas.

1.5 Beneficiarios del proyecto Actualmente uno de los varios problemas que presenta la FCyT es la de no proporcionar la cantidad y calidad de iluminación requerida para una segura, rápida y cómoda visibilidad por la noche, en beneficio de la comunidad universitaria en especial a la facultad. Hoy en día la facultad cuenta con 16.818 estudiantes, 295 docentes y 113 administrativos, haciendo un total de 17.226 que conforman la comunidad de la facultad, según datos proporcionados por la Dirección de planificación académica de la gestión 2014. De acuerdo a un sondeo previo se estableció que alrededor del 18% de la comunidad universitaria de la FCyT llevan sus actividades académicas en horarios de la noche. Según el Registro de la Comunidad Universitaria de la FCyT se tienen los siguientes datos: Número de Número de Total estudiantes docentes Día 13.791 242 14.033 Noche 3.027 53 3.080 Tabla Nº1 Datos de la comunidad universitaria universitaria de la facultad

Según esta tabla la cantidad de personas transitando por la FCyT en la noche es considerable.

8

Los datos de la anterior tabla se presentan ahora en el siguiente gráfico:

Figura 2. Elaboración propia, distribución de las actividades académicas de la FCyT.

9

CAPÍTULO II MARCO TEÓRICO Según bibliografía 1 descrita al final del documento, se describe la siguiente información.

2.1. LUMINARIAS VAPOR DE SODIO DE ALTA PRESIÓN Descripción Luminarias de Sodio Las luminarias de vapor de sodio es un tipo de de lámpara de descarga de gas que usa vapor de sodio de sodio para para producir luz. luz. Son una de las fuentes de iluminación más eficientes, ya que proporcionan gran cantidad de lúmenes por lúmenes por vatio. vatio. El color de la luz que producen es amarillo brillante. Se divide en dos tipos: 



Vapor de sodio a baja presión (SBP): la lámpara de vapor de sodio a baja presión es la más eficiente, ya que genera más de 140 lum/W. Por tanto la reproducción cromática es muy pobre. Vapor de sodio a alta presión (SAP): la lámpara de vapor de sodio a alta presión es una de las más utilizadas en el alumbrado el alumbrado público ya que proporciona una reproducción de los colores considerablemente mejor que la anterior, aunque no tanto como para iluminar algo que requiera excelente reproducción cromática. Por el contrario, su rendimiento, es algo menor que la de SBP, por encima de los 80 lum/W.

Físicamente, las luminarias luminarias de sodio alta presión es bastante diferente diferente de la lámpara lámpara de sodio baja presión, debido a que la presión de vapor es más alta a lta en e n la primera. Este factor de presión también es causa de muchas otras diferencias entre las dos luminarias, incluyendo las propiedades de la luz emitida. El tubo de descarga en una lámpara de sodio de alta presión contiene un exceso de sodio para dar condiciones de vapor saturado cuando la luminaria está en funcionamiento. Además posee un exceso de mercurio para proporcionar un gas amortiguador, y se incluye xenón, para facilitar el encendido y limitar la conducción de calor del arco de descarga a la pared del tubo. El tubo de descarga se aloja en una envoltura de vidrio protector vacía. Las luminarias de sodio de alta presión irradian energía a través de una buena parte del espectro visible. Por lo tanto, en comparación con las luminarias de sodio baja presión, ofrecen una reproducción de color bastante aceptable. Partes principales Las partes principales de una luminaria de vapor de sodio a alta presión son las siguientes:

10

Figura Nº3 Descripcion lámpara de sodio.

Tubo de descarga: El tubo de descarga está hecho de cerámica de óxido de aluminio (aluminio sinterizado) muy resistente al calor y a las reacciones químicas con el vapor de sodio. Electrodos: Los electrodos, cubiertos por una capa de material emisor, consisten en una varilla de wolframio con una serpentina de wolframio enroscada alrededor de la misma. Relleno: En el interior del tubo de descarga se encuentran sodio, mercurio y un gas nobles (xenón o argón) de los cuales es el sodio el principal productor de luz. Ampolla externa: Esta ampolla está generalmente vacía. La forma puede ser tanto ovoide como tubular. La primera posee un revestimiento interno. Sin embargo, ya que el tubo de descarga de las luminarias de sodio alta presión no produce, prácticamente, ninguna radiación ultra violeta, el revestimiento es simplemente una capa difusa de polvo blanco, para disminuir el elevado brillo del tubo de descarga. La ampolla tubular es siempre de vidrio claro. Arrancadores y arrancadores auxiliares: Muchas de las luminarias de sodio de alta presión poseen un arrancador auxiliar incorporado, el cual ayuda a reducir la medida del voltaje pico de encendido que se necesita para encender la luminaria. A veces ambos, el arrancador incorporado y el arrancador auxiliar, se encuentran en las mismas luminarias. Estas luminarias precisan de un equipo auxiliar formado por un balasto con tensión de impulso según tipo. También necesitan un condensador de compensación. Los valores nominales se alcanzan al cabo de cinco minutos de encendido. Cuando se apaga una lámpara, debido a la gran presión del quemador, necesita enfriarse entre cuatro y quince minutos para encenderse nuevamente. Características: La luminaria de vapor de sodio está compuesta de un tubo de descarga de cerámica translúcida, esto con el fin de soportar la alta corrosión del sodio y las altas temperaturas que se generan; en los extremos tiene dos electrodos que suministran la tensión eléctrica necesaria para que el vapor de sodio encienda. Para operar estas luminarias se requiere de un balasto y uno o dos condensadores para el arranque. Para su encendido requiere alrededor de 9-10 minutos y para el reencendido de 4-5 minutos. 11

El tiempo de vida de estas lámparas es muy largo ya que ronda las 24.000 horas y su rendimiento está entre 80 y 115 lum/W las de SAP y entre 135 y 175 lum/W las SBP. Usos: 



Si bien son de elevado rendimiento luminoso, el hecho de tener una luz monocromática hace que sus aplicaciones se vean reducidas. Se usa preferentemente en alumbrado vial: rutas, autopistas, muelles, depósitos, etc., también se utiliza con fines decorativos.

2.2. TECNOLOGIA LED Una luminaria LED es una lámpara de estado sólido que usa ledes (diodos emisores de luz) como fuente lumínica. Debido a que la luz capaz de emitir un led no es muy intensa, para alcanzar la intensidad luminosa similar a las otras lámparas existentes como las incandescentes o las fluorescentes compactas las lámparas LED están compuestas por agrupaciones de ledes, en mayor o menor número, según la intensidad luminosa deseada. Actualmente las lámparas de led se pueden usar para cualquier aplicación comercial, desde el alumbrado decorativo hasta el de viales y jardines, presentado ciertas ventajas, entre las que destacan su considerable ahorro energético, arranque instantáneo, aguante a los encendidos y apagados continuos y su mayor vida útil, pero también con ciertos inconvenientes como su elevado costo inicial. Los diodos funcionan con energía eléctrica de corriente continua (CC), de modo que las lámparas de led deben incluir circuitos internos para operar desde el voltaje CA estándar. Los ledes se dañan a altas temperaturas, por lo que las lámparas de led tienen elementos de gestión del calor, tales como disipadores y aletas de refrigeración. Las lámparas de led tienen una vida útil larga y una gran eficiencia energética, pero los costos iniciales son más altos que los de las lámparas fluorescentes. 2.2.1 DESCRICPCION DE LA TECNOLOGÍA La iluminación de propósito general necesita luz blanca. Los ledes emiten luz en una banda de longitudes de onda muy estrecha, fuertemente coloreada. El color es característico de la banda prohibida de energía de un material semiconductor usado para fabricar el led. Para emitir luz blanca es preciso combinar ledes de luz roja, verde y azul, o usar fósforo para convertir parte de la luz a otros colores. El primer método (LED RGB), usa múltiples chips de ledes, cada uno emitiendo una longitud de onda diferente en las proximidades, para formar el amplio espectro de luz blanca. La ventaja de este método es que la intensidad de cada led puede ser ajustada para "afinar" el carácter de la luz emitida. La mayor desventaja es su alto costo de producción.

12

El segundo método, led de fósforo convertido (LED), usa un led de corta longitud de onda (usualmente azul o ultravioleta) en combinación con el fósforo que absorbe una porción de la luz azul y emite un espectro más amplio de luz blanca (el mecanismo es similar a la forma de una lámpara fluorescente que emite luz blanca de un sistema de iluminación UV de fósforo). La mayor ventaja aquí es el costo de producción bajo, alto IRC (índice de reproducción cromática), mientras la desventaja es la incapacidad para cambiar dinámicamente el carácter de la luz y el hecho de que la conversión de fósforo reduce la eficiencia del dispositivo. El bajo costo y el desempeño adecuado lo hacen la tecnología más utilizada para la iluminación general hoy en día. Un solo led es un dispositivo de estado sólido de baja tensión (voltaje) y no puede funcionar directamente en una corriente alterna estándar sin algún tipo de circuito para controlar el voltaje aplicado y el flujo de corriente a través de la lámpara. Una serie de diodos y resistores (resistencias) podrían ser usados para controlar la polaridad del voltaje y limitar la corriente, pero esto es ineficiente, ya que la mayor parte de la tensión aplicada se desperdicia en forma de calor en la resistencia. Una cadena única de ledes en serie podrían minimizar la pérdida de la caída de tensión, pero la falla de un sólo led podría extinguir toda la cadena. El uso de cadenas en paralelo redundantes incrementa la fiabilidad, usándose comúnmente tres o más cadenas. Pueden ser útiles para la iluminación del hogar o en espacios de trabajo, un número de ledes deben ser colocados juntos en una lámpara para combinar sus efectos de iluminación. Esto es porque cada led emite solamente una fracción de la luz de las fuentes de luz tradicionales. Cuando se utiliza el método de la mezcla de colores, puede ser difícil lograr una distribución de color uniforme, mientras que la adaptación de ledes blancos no es crítica para el equilibrio de color. Además, la degradación de ledes diferentes en varios momentos en una lámpara de colores combinados puede producir una salida de color uniforme. Las lámparas de LED usualmente consisten en grupos de ledes en una cubierta con dispositivos electrónicos, un disipador y óptica. No se han descrito las temperaturas óptimas ambientales de funcionamiento, sin embargo, se ha demostrado que pueden trabajar entre -40º y +50º. Las lámparas LED sacan ventaja del hecho de que se deban colocar muchos ledes para lograr una iluminación uniforme al conectarlos en serie, el número de ledes que se pueden conectar depende del voltaje de la red eléctrica. Por ejemplo si tenemos 120 voltios de entrada y consideramos que cada led funciona con aproximadamente 3 voltios, entonces podemos conectar hasta 40 ledes y dado que la conexión es en serie la lámpara entera consumirá la misma corriente que si conectamos un solo led a una fuente de 3 voltios. Si el voltaje es mayor, por ejemplo 240 voltios, entonces se podrían conectar hasta 80 ledes en serie y seguiría circulando la misma corriente, sin embargo el consumo total de la lámpara seria del doble, pues misma corriente multiplicada por el doble de voltaje igual al doble de vatios.

13

2.3 CUADRO COMPARATIVO DE SISTEMAS CONVENCIONALES ALUMBRADO PÚBLICO CON LA NUEVA TECNOLOGÍA LED VAPOR DE SODIO

DE

LED

PARÁMETROS

Vida útil de funcionamiento Tiempo de uso con rendimiento > 90% Mantenimiento anual Consumo Eficacia energética lumínica Gastos de reciclaje

Utilización energías renovables

Carga inductiva en la red Resistencia a impactos y vibraciones Efectos de desgaste Rendimiento a bajas temperaturas

Tiempo de encendido Tiempo de reencendido Costo inicial Costo de operación

Entre 5.000 y 15.000 horas, el equivalente 1 a 5 años 3.000- 5.000 horas de uso (transcurrido un tiempo de uso la luminosidad se va reduciendo poco a poco). Necesario Elevado 25% a 35% Contiene gas y metales pesados como el plomo y mercurio que son altamente tóxicos y muy perjudiciales para el medioambiente. Su elevado consumo no aconseja este tipo de energías.

50.000 horas, el equivalente a 10 a 13 años 45.000 horas

Sin mantenimiento Bajo 85% a 90% No tiene

Su eficiente consumo energético permite disponer de acumuladores que mantienen encendido las luminarias durante varias horas, y varios días consecutivos. Si No No, reduce el ciclo de vida de Si, ya que no dispone de partes la luminaria. móviles, es de construcción modular. Parpadeo constante antes de su No produce ningún tipo de consumo tarda en dar su parpadeo. máxima potencia. Aumenta el tiempo de La luminosidad no se ve encendido y baja la afectada incluso a bajas luminosidad entorno un 5 a temperaturas puede incluso 10%. aumentar un poco la luminosidad. 3 a 5 min Encendido instantáneo 1 min Instantáneo Bajo Alto Medio Bajo

Tabla Nº 2 Cuadro compartivo entre un sistema de iluminacion (SAP) y la tecnología LED.

14

2.4 RECOMENDACIONES PARA UN DISEÑO EFECTIVO A SER TOMADAS BAJO NORMATIVA BOLIVIANA NB777 En el estudio de la iluminación de una instalación eléctrica, se debe hacer consideraciones sobre las exigencias técnicas, decorativas, económicas, constructivas y algunas otras de menos importancias relativa. Las características de cada tipo de instalación, varía de acuerdo a las necesidades y criterios de los proyectistas, sin embargo deberán utilizarse como mínimo los niveles de iluminación, a fin de que las personas puedan desarrollar sus actividades en el medio que se ilumina.

2.4.1 Niveles de Iluminación El nivel de iluminación es solo una de las características de las instalaciones luminosas, sin embargo, es obvio que sin la exigencia básica de una iluminación adecuada, es decir, sin un nivel de iluminación suficiente, no se puede llevar a cabo ninguna tarea visual de un modo correcto, rápido, segura y fácil. Los requisitos cuantitativos de una buena iluminación varían mucho con la naturaleza de la actividad, y son principalmente función de la dificultad de la tarea visual según el tamaño de detalle, brillo o contraste de color y velocidad exigidos. Otros factores tales como el tiempo en que el trabajo va a realizarse, las condiciones de los alrededores y el estado fisiológico de los ojos que han de hacer el trabajo tienen también importancia.

Nivel de iluminación mínimo para zonas de circulación Para poder como mínimo distinguir el aspecto de un rostro humano se necesita una luminancia horizontal aproximada de 1 candela por metro cuadrado (cd/m2), lo que requiere una iluminancia horizontal de unos 20 Lux. Por esta razón se considera 20 Lux como el valor mínimo de iluminancia en todas las zonas donde circulan personas, o sea, zonas en las que no se realiza ningún trabajo.

Iluminancias Recomendadas Valores de luminancias recomendadas y su correspondencia en niveles de iluminancias horizontal.

Tabla Nº 3 Valores de luminancia para zonas y actividades que se realicen principalmente 15

Tablas Nº 4 Valores de servicio de iluminación recomendada para actividades

Tablas Nº 5 Valores de servicio de iluminación recomendada para diversas clases de tarea visual

16

2.4.2 Clasificación según las características mecánicas de la luminaria Según la norma, el grado de protección eléctrica de las luminarias deber ir visible en la placa de características eléctricas de aparato o bien especificarse claramente en la documentación, esquemas o catálogos del fabricante. Dicho grado de protección se denota por las siglas IP seguidas de tres cifras características o, en su defecto, por un dibujo simbólico.

a) La primera cifra característica indica el grado de protección de las personas contra contactos con las partes bajo tensión y el grado de protección del material contra penetración de cuerpos sólidos extraños y de polvo. Lógicamente, si la envolvente del material eléctrico está protegida contra la penetración de cuerpos sólidos extraños, implícitamente se recoge también el grado de protección de las personas. En la tabla aparece el significado de estas cifras.

Tablas Nº 6 Primera cifra significativa sobre el grado de proteccion

17

b) La segunda cifra característica indica el grado de protección contra la penetración de líquidos según se muestra en la tabla siguiente.

Tablas Nº 7 Segunda cifra significativa sobre el grado de proteccion

c) La tercera cifra expresa la resistencia de la envolvente frente a posibles daños mecánicos y toma valores de 0, 1, 3, 5, 7 y 9. Para determinar estos valores se golpea la pieza lanzando un martillo normalizado desde alturas crecientes, de tal manera que no deben aparecer deformaciones que perjudiquen el buen funcionamiento ni permitir la entrada de aire o polvo.

Tablas Nº 8 Tercera cifra significativa sobre el grado de proteccion

18

CAPÍTULO III DIAGNÓSTICO DE ILUMINACIÓN ACTUAL EN EXTERIORES DE LA FCYT 3.1 Ubicación y Características de las Luminarias 3.1.1 Bloque Multiacadémico 3.1.1.1. Bloque Multiacadémico Lado Norte

Figura Nº4 Esta es una de las luminarias, ubicadas en el lado n orte del edificio multiacadémico.

Descripción Luminaria

Tipo de Luminaria Lámpara de vapor de sodio de alta presión (SAP).

Número de Luminarias 7

Tabla Nº9 Las luminarias encontradas en esta zona son del tipo de vapor de sodio de alta presión (SAP)

3.1.1.2 Bloque Multiacadémico Lado Sur

Figura Nº5 Esta es una de las luminarias, ubicadas en el lado sur del edificio multiacadémico

19


Tipo de Luminaria Lámpara de vapor de sodio de alta presión (SAP).


Tabla Nº 10 Las luminarias encontradas en esta zona son del tipo de vapor de sodio de alta presión (SAP).

3.1.1.2.

Bloque Multiacadémico Lado Este

Figura Nº6 Esta es una de las luminarias, ubicadas en el lado este del edificio multiacadémico.


Tipo de Luminaria Pantallas Fluorescentes


Tabla Nº 11 Las luminarias encontradas en esta zona son pantallas fluorescentes

3.1.1.3.

Bloque Multiacadémico Lado Oeste.

Figura Nº7 Esta es una de las luminarias, ubicadas en el lado oeste del edificio multiacadémico 20


Tipo de Luminaria Pantallas fluorescentes


Tabla Nº 12 Las luminarias encontradas en esta zona son pantallas fluorescentes.

3.1.2. Bloque de Laboratorios Básicos 3.1.2.1. Bloque Laboratorios Básicos Lado Norte

Figura Nº8 Esta es una de las luminarias, ubicadas en el lado n orte del edificio de laboratorios básicos.


Tipo de Luminaria Lámpara de vapor de sodio de alta presión.


Tabla Nº 13 Las luminarias encontradas en esta zona son del tipo de vapor de sodio (SAP).

3.1.2.2.

Bloque Laboratorios Básicos Lado Sur

Figura Nº9 Esta es una de las luminarias, ubicadas en el lado sur del edificio de laboratoriso básicos 21





3.1.2.3.

Bloque Laboratorios Básicos Lado Este

Figura Nº10 Esta es una de las luminarias, ubicadas en el lado este del edificio de laboratorios básicos




Tabla Nº 15 Las luminarias encontradas en esta zona son del tipo de vapor de sodio (SAP)

3.1.2.4.

Bloque Laboratorios Básicos Lado Oeste

Figura Nº11 Esta es una de las luminarias, ubicadas en el lado Oeste del edificio de laboratorios básicos. 22





3.1.3. Bloque Central de la facultad 3.1.3.1. Bloque Central de la facultad lado Norte

Figura Nº12 Esta es una de las luminarias, ubicadas en el lado norte del bloque central de la facultad





3.1.3.2.

Bloque Central de la Facultad Lado Sur

Figura Nº13 Esta es una de las luminarias, ubicadas en el lado sur del bloque central de la facultad 23





3.1.3.3.

Bloque Central de la Facultad Lado Este

Figura Nº14 Esta es una de las luminarias, ubicadas en el lado este del bloque central de la facultad



Pantalla fluorescente


2

Tabla Nº 19 Las luminarias encontradas en esta zona son del tipo de vapor de sodio (SAP), pantallas fluorescentes

3.1.3.4.

Bloque Central de la Facultad Lado Oeste

Figura Nº15 Esta es una de las 7 luminarias, ubicadas en el lado oeste del bloque central de la facultad 24





3.1.3.5.

Bloque Central de la Facultad Interior

Figura Nº16 Esta es una de las luminarias, ubicadas en el interior del bloque central de la facultad.




Tabla Nº 21 Las luminarias encontradas en esta zona son pantallas fluorescentes.

3.1.4. Bloque de la Carrera de Física 3.1.4.1. Bloque de Física Lado Norte

Figura Nº17 Esta es una de las luminarias, ubicadas en el lado norte del bloque de Fsica

25





3.1.4.2.

Bloque de Física Lado Sur

Figura Nº18 Esta es una de las luminarias, ubicadas en el lado sur del bloque de Fisica





3.1.5. Bloque de la carrera de Industrial 3.1.5.1. Bloque Industrial Lado Norte

Figura Nº19 Esta es una de la luminarias, ubicadas en el lado norte del bloque de Industrial 26





1


3.1.5.2.

Bloque Industrial Lado Sur

Figura Nº20 Esta es una de las luminarias, ubicadas en el lado sur del bloque de Industrial




Tabla Nº 25 Las luminarias encontradas en esta zona son pantallas fluorescentets

3.1.5.3.

Bloque Industrial Lado Este

Figura Nº21 Esta es una de las luminarias, ubicadas en el lado este del bloque de industrial 27





1

Tabla Nº 26 Las luminarias encontradas en esta zona son del tipo de vapor de sodio (SAP), pantallas fluorescentes

3.1.5.4.

Bloque Industrial Lado Oeste

Figura Nº22 Esta es una de las luminarias, ubicadas en el lado oeste del bloque de industrial





2

Tabla Nº 27 Las luminarias encontradas en esta zona son del tipo de vapor de sodio (SAP), y pantallas fluorescentes.

28

3.1.6. Parqueo mayor de la FCYT

Figura Nº23 Esta es una de las luminarias, ubicadas en el parqueo mayor de la FCyT.





3.1.7. Parqueo menor de la FCyT

Figura Nº24 Parqueo menor de la facultad donde se observa carece de luminarias.

Nota: Carece de circuitos de iluminación 29

3.1.8. Bloques de las aulas 622, 623 y 624

Figura Nº25 Esta es una de las luminarias, ubicadas en los bloques de las aulas 622,623,624.

Figura Nº26 Esta es una de las luminarias, ubicadas en los bloques de las aulas 622,623,624.


Tipo de Luminaria Lámpara de vapor de sodio de alta presión. Pantalla fluorescente

Número de Luminarias 10 4

Tabla Nº 29 Las luminarias encontradas en esta zona son del tipo de vapor de sodio, pantallas fluorescente 30

3.1.9. Centro Agroindustrial

Figura Nº27 Esta es una de las luminarias, ubicadas en el centro agroindustrial.





3.1.10. Bloque de la carrera de Química 3.1.10.1. Bloque de Química Lado Oeste

Figura Nº28 Esta es una de las luminarias, ubicadas en el lado oeste del bloque de Química.

31





3.1.10.2.

Bloque de Química Lado Sur

Figura Nº29 Esta es una de las luminarias, ubicadas en el lado sur del bloque de Química




Tabla Nº 32 Las luminarias encontradas en esta zona son del tipo de vapor de sodio

3.1.11. Edificio Electro 3.1.11.1. Edificio Electro Lado Este

Figura Nº30 Esta es una de las luminarias, ubicadas en el lado este del edificio Elektro 32





3.1.11.2.

Edificio Electro Lado Oeste

Figura Nº31 Esta es una de las luminarias, ubicadas en el lado oeste del Edificio Elektro





3.1.11.3.

Edifico Electro Lado Norte

Figura Nº32 Esta es una de las luminarias, ubicadas en el lado norte del edificio elektro 33


Tipo de Luminaria Pantalla fluorescente



3.1.12. Biblioteca central 3.1.12.1. Biblioteca Lado Oeste

Figura Nº33 Esta es una de las luminarias, ubicadas en el lado oeste de la biblioteca central de la facultad

3.1.12.2.

Biblioteca Lado Sur

Figura Nº34 Esta es una de las luminarias, ubicadas en el lado sur de la biblioteca central de la facultad.

34





35

3.2.RESUMEN DEL TIPO DE LUMINARIAS EN LA FCYT Descripción

Tipo

Número Total de luminarias

Tipo I Lámpara de vapor de sodio (SAP)

10

Tipo II Lámpara de vapor de sodio (SAP)

28

Tipo III Lámpara de vapor de sodio (SAP)

45

Tipo IV Lámpara de vapor de sodio (SAP)

10

Tipo V Lámpara de vapor de sodio (SAP)

15

36

Tipo VI Lámpara de vapor de sodio (SAP)

35

Tipo VII Pantallas Fluorescentes

2

Tipo VIII Pantallas Fluorescentes

12

Tipo IX Pantallas Fluorescentes

16

Tabla Nº 37 Resumen de los tipos de luminarias presentes actualmente en la facultad.

37

3.3.ANÁLISIS DE LA SITUACION ACTUAL Del diagnóstico realizado anteriormente se pudo observar que la mayor parte del equipo o los dispositivos de iluminación son lámparas de vapor de sodio en su mayoría y también algunas pantallas fluorescentes.

Análisis A continuación se efectúa un análisis de la aplicación que tienen las lámparas de vapor de sodio en alta presión en el alumbrado público de nuestra facultad de Ciencias y Tecnología.

Figura Nº35 Iluminación nocturna, ubicadas en el lado sur del departamento de Física

Lámpara de sodio. Producen un resplandor fuerte, la temperatura del color es demasiado baja (muy amarillo o naranja), el color irradiado de los objetos no es real, la gente se siente aburrida, cansada, irritada. Las lámparas de sodio, son omnidireccionales, difunden la luz en todas las direcciones y es necesario dotar la farola de parábola para recuperar la mitad de la luz: la eficiencia luminosa final es de un 50% de la luz emitida. En conclusión, la lámpara de sodio, por calidad de la luz, eficacia de la proyección y polución luminosa, resulta ser inadecuado para las condiciones que debe prestar el servicio para un normal desenvolvimiento de las actividades nocturnas en la facultad. 38

Bloque Multiacademico

Figura Nº36 Iluminacion nocturna, ubicadas en el lado norte del Bloque Multiacadémico.

Actualmente el Bloque Multiacadémico cuenta con 7 lámparas de vapor de sodio que produce un color amarillo y no ofrece la cantidad de luminosidad necesaria.

Bloque Laboratorios Básicos

Figura Nº37 Iluminacion nocturna, lado Norte del Bloque de laboratorios.

Actualmente el Bloque de Laboratorios cuenta con lámparas de vapor de sodio y no ofrece la cantidad de luminosidad necesaria, para garantizar la seguridad y comodidad del personal académico. 39

Bloque Departamento de Física

Figura Nº38 Pasaje, lado Norte del departamento de Física.

Carece de un adecuado sistema de iluminación perjudicante el normal desenvolvimiento de las actividades académicas por la noche, en perjuicio de docentes y estudiantes. Cabe resaltar la falta de mantenimiento de las luminarias de este bloque ya que algunas funcionan deficientemente y otras prácticamente no funcionan.

Bloque Central de la Facultad

Figura Nº39 Ingreso principal al Bloque Central lado Norte

Cuenta con un circuito de iluminación de pantallas fluorescente el cual ofrece una adecuada iluminación en cantidad y calidad de lúmenes necesario para el normal desenvolvimiento de las actividades. 40

Edificio Elektro

Figura Nº40 Iluminacion nocturna, edificio Elektro

Presenta luminarias del tipo vapor de sodio, el cual no ofrece la cantidad de lúmenes necesarios para el normal desenvolvimiento de las actividades académicas.

Parqueo Mayor

Figura Nº41 Vista nocturna del parqueo mayor

Cuenta con un sistema de iluminación de lámparas de vapor de sodio que a falta de mantenimiento y cambio de repuestos no brinda la seguridad y calidad que se espera, poniendo en riesgo a robos y la integridad de los transeúntes que circulan por la zona. 41

Parqueo Menor

Figura Nº42 Vista nocturna del parqueo menor

Carece de un sistema de iluminación, prácticamente se pone en riesgo la seguridad e integridad del personal académico y estudiantes.

Bloque de la biblioteca central

Figura Nº43 Vista nocturna del bloque de la biblioteca central

Actualmente el bloque cuenta con lámparas de vapor de sodio el cual ofrece la cantidad de lúmenes necesarios para desempeñar las actividades académicas

42

CAPÍTULO IV INGENIERIA DEL PROYECTO 4.1 Comparación de tecnologías En términos de calidad la luminancia de la tecnología LED, representa el doble que las lámparas convencionales de vapor de sodio de alta presión (SAP), para el caso 55 lm/W frente a los 110 lm/W de la tecnología LED. En ese sentido se realiza la siguiente comparación, para potencias iguales y para un consumo idéntico de energía de 213 kWh, para 12 horas de funcionamiento. PARÁMETROS

TECNOLOGIA LED

LAMPARA DE SODIO DE ALTA PRESION

110 lm/W 90W 2.420 Bs. 50.000 horas Instantáneo 0,98

50 lm/W 90W 1.200 Bs 10.000 horas 3 a 5 min 0,96

1

2

1 (2)

5

1 (2)

10

2.420 Bs. 4.840 Bs.

12.000 Bs

Flujo lumínico

Potencia Costo Vida útil Tiempo de encendido Factor de potencia Número de luminarias necesarias para satisfacer 110 lm/W. Número de luminarias necesarias para satisfacer 50000 horas Número de luminarias total para satisfacer 110 lm/W y 50000 horas. Costo unitario para satisfacer 110 lm/W y 50000 horas. Ahorro para satisfacer 110 lm/W y 50000 horas.

De 9.580 a 7.160 Bs.

Tablas Nº 38 Comparación técnica de tecnologías

43

Vida útil

Tablas Nº 39 Comparacion de la vida útil de tecnologías

Nota: La tecnología LED, nos ofrece mayor horas de funcionamiento que las lámparas de vapor de sodio de alta presión convencionales (SAP), esto debido a su diseño y optimización de recursos.

Costo inicial de una lámpara

Tablas Nº 40 Comparcación del costo inicial de tecnologías

Nota: Del cuadro anterior, mostrado podemos decir que la tecnología LED, es más caro en un inicio del 207,5% que el de las lámparas de sodio.

Pero analizando a 50.000 horas de funcionamiento observamos que solo necesitamos una lámpara LED, mientras que para cubrir las horas de funcionamiento requeridas necesitaríamos 5 lámparas de vapor de sodio, en términos económicos será: 44

Tablas Nº 41 Comparación en el tiempo de tecnologias

Tablas Nº 42 Comparcación del costo a 500000 horas de funcionamiento

Nota:

El uso de tecnología LED, representa un ahorro de 3.510 Bs en las 50.000 horas de funcionamiento, frente a las lámparas de vapor de sodio, haciéndolos rentables en el tiempo. Por lo tanto se procede a realizar el diseño luminotécnico que implicaría el cambio a tecnología LED para el sistema de iluminación de la facultad de ciencias y tecnología.

4.2. Propuesta de cambio a tecnología LED 4.2.1. Diseño Luminotécnico Exterior de la Facultad de Ciencias y Tecnología Para conseguir un alumbrado eficaz de este tipo, es esencial que la instalación este bien proyectada, considerando sucesivamente los siguientes puntos: a) La clasificación de la zona. b) El nivel de iluminación apropiado según la clasificación. c) Selección de las luminarias de acuerdo a la distribución de luz requerida

45

d) El apropiado emplazamiento de la luminaria (altura de montaje, longitud del brazo y separación entre luminarias) para proporcionar la iluminación requerida en cantidad y calidad. e) Cálculo luminotécnico. Hasta este punto, se proceden a identificar varias soluciones que cumplen los requisitos técnicos, debido a esta situación corresponde hacer una evaluación de las soluciones y elegir lo que resulte más conveniente desde el punto de vista económico.

4.2.1.2. Niveles de iluminación Los niveles de iluminación recomendados dependen de las normativas en vigor en cada territorio, aunque mucha de ellas toma como referencia los valores aconsejados por normas (CIE, NEMA, IES).

Tablas Nº 43 Niveles de luminancia norma CIE

4.2.1.3. Condiciones de una buena iluminación Los criterios de calidad más importantes para una instalación de alumbrado público desde el punto de vista de la seguridad del tráfico y percepción visual, son: Nivel de iluminancia Nivel de luminancia Coeficiente de uniformidad Deslumbramiento Coeficiente de iluminación en los alrededores Apariencia en color y rendimiento en color Eficiencia de la geometría de la instalación para la orientación visual

46

4.2.1.4. Nivel de iluminancia

Figura Nº 44 Iluminancia en el punto P

La iluminación indica la cantidad de luz que llega a una superficie y se define como el flujo luminoso recibido por unidad de superficie. Si la expresamos en función de la intensidad luminosa nos queda como:

Donde I es la intensidad recibida por el punto P en la dirección definida por el par de ángulos (C,ϒ) y h la altura del foco luminoso.

4.2.1.5. Nivel de luminancia La luminancia, por el contrario, es una medida de la luz que llega a los ojos procedentes de los objetos y es la responsable de excitar la retina provocando la visión. Esta luz proviene de la reflexión que sufre la iluminancia cuando incide sobre los cuerpos. Se puede definir, pues, como la porción de intensidad luminosa por unidad de superficie que es reflejada por la calzada en dirección al ojo. El nivel de luminancia en la superficie de una calzada influye sobre la sensibilidad a los contrastes del ojo del conductor y por consiguiente, sobre su seguridad de percepción

Figura Nº 45 Iluminancia percibida por un observador 47

4.2.1.6. Disposición de las luminarias Para conseguir una buena iluminación, no basta con realizar los cálculos, debe proporcionar información extra que oriente y advierta al conductor con suficiente antelación de las características y trazado de la vía. Así en curvas es recomendable situar las farolas en el exterior de la misma, en autopistas de varias calzadas ponerlas en la mediana o cambiar el color de las lámparas en las salidas. En los tramos rectos de vías con un única calzada existen tres disposiciones básicas: unilateral, bilateral tresbolillo y bilateral pareada. También es posible suspender la luminaria de un cable transversal pero sólo se usa en calles muy estrechas. a) Vías con tráfico en ambos sentidos Hay cuatro formas de disposición de luminarias que han sido reconocidas como aptas para vías de esta clase. Unilateral Esta disposición consiste en la colocación de todas luminarias a un mismo lado de la calzada, se utiliza solamente en el caso de que el ancho de la vía sea igual o inferior a la altura de montaje de las luminarias. La luminancia de la vía en el lado opuesto a la fila de luminarias será inevitablemente menor, comparada con la del lado donde han sido colocadas aquellas.

Figura Nº 46 Disposicion Unilateral

Tresbolillo Esta disposición consiste en la colocación de las luminarias en ambos lados de la vía a tresbolillo o en zigzag y se emplea principalmente si el ancho de la vía es de 1.0 a 1.5 veces la altura de montaje. Hay que prestar cuidadosa atención a la uniformidad de las luminancias en la vía; manchas brillantes y oscuras pueden producir un efecto molesto de zigzag.

48

Figura Nº 47 Disposicion Tresbolillo

Pareada Esta disposición, con luminarias colocada una opuesta a la otra, se utiliza ante todo cuando el ancho de la vía es mayor de 1.5 veces la altura del montaje.

Figura Nº 48 Disposicion Pareada

Suspendidas en la mitad de la vía Esta disposición, con luminarias suspendidas a lo largo del eje de la vía se utiliza para vías estrechas con edificios en ambos lados que permiten la suspensión de las luminarias en cables anclados en ellos.

Figura Nº 49 Suspendida transversal

49

4.3. INSTALACION LUMINARIA LED 90W 4.3.1. Parámetros eléctricos Luminária a instalar LED 90W Parámetros eléctricos TL-B04190 Potencia Watts

Rango entrada Voltaje

Factor de potencia

Protección hermética

Número de Chips LEDs

Flujo lúmenes Chip

Marca LED Chips

Marca Driver

Distribución fotométrica

Tiempo de vida

65º120º

50.000 hrs.

LED CHIPS Y FUENTES DE ENERGÍA O DIRVER , 2 AÑOS DE GARANTÍA 90W

90-295 V

0,98

IP 65

2 pcs.

100-110 lm/W

BRIDGELUX

Meanwell

Tablas Nº 44 Parámetros eléctricos TL-B04190

4.3.1.1. Métodos de los lúmenes o del factor de utilización La finalidad de este método es calcular la distancia de separación adecuada entre las luminarias que garantice un nivel de iluminancia medio determinado. Mediante un proceso iterativo, sencillo y práctico, se consiguen unos valores que aunque no son muy precisos, si sirven de referencia para empezar a aplicar otros métodos. Determinar el nivel de iluminancia media (Em). Este valor depende de las características y clase de pavimento, clase de vía, intensidad de tráfico, etc. Como valores orientados podemos usar:

Tablas Nº 45 Iluminancias y luminancias recomendadas para distintos tipos de vías

De donde:  

Iluminancia = 25 lux Luminancia media = 1.4 cd/m2

4.3.1.2. Escoger el tipo de lámpara y la altura de montaje necesarias sin exceder el flujo máximo recomendado en cada intervalo.

Tablas Nº 46 Iluminancias recomendadas en funcion de la altura de montaje 50

De acuerdo a las características técnicas de la luminaria LED ΦL = 110 lm/w y como la potencia de nuestra luminaria es de 90W entonces tenemos: ΦL = 9900 lm

De acuerdo al flujo de lámpara, la altura de montaje recomendada será entonces: H = 10 m Elegir la disposición de luminarias más adecuada según la relación entre la anchura de la calzada y la altura de las luminarias Altura de montaje H = 10 m Anchura de la vía = 4 m Relación entre la anchura de la vía y la altura de montaje:

Tablas Nº 47 Recomendaciones de la disposicion de luminarias

De acuerdo a recomendaciones en las disposiciones podemos decir que la unilateral es la más adecuada, que se presenta a continuación:

d

d

Figura Nº 50 Vista en planta de la FCYT, sector ingreso puerta principal de la facultad

51

4.3.1.3. Determinar el factor de mantenimiento (fm) Dependiendo de las características de la zona (contaminación, tráfico, mantenimiento) Normalmente esto es difícil de evaluar y se recomienda tomar un valor no superior a 0.8 (habitualmente 0.7).

Tablas Nº 48 Caracteristicas de mantenimiento dependiendo de la vía

f m = 0.75 4.3.1.4. Calcular el factor de utilización (η)

El factor de utilización es una medida del rendimiento del conjunto lámpara-luminaria y se define como el cociente entre el flujo útil, el que llega a la calzada, y el emitido por la lámpara.

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 ϒ1, ϒ2 en el lado calzada y acera respectivamente. Curvas de Factor de Utilización

Figura Nº 51 Curvas para el cálculo del factor de utilizacion

De los gráficos se puede observar que hay dos valores posibles, uno para el lado acera y otro para el lado de la calzada, que se obtienen de las curvas.

52

Figura Nº 52 Esquema para el cálculo del factor de utilización.

Por tanto, para obtener el factor de utilización total de la sección transversal de la calle habrá que sumar los coeficientes del lado acera y del lado calzada, aunque en otros casos la cosa puede ser diferente.


De las gráficas podemos decir que el factor de utilización será: η = 0.20

4.3.1.5. Cálculo de la separación entre luminarias Una vez fijados los datos de entrada, podemos proceder al cálculo de la separación (d) entre las luminarias utilizando la expresión de la iluminancia media.

Dónde: Em = 25 lx Es la iluminancia media sobre la calzada que queremos conseguir. η = 0.25 Es el factor de utilización de la instalación. n= 1 Es el número de lámparas por luminaria ΦL = 9900 lm Es el flujo luminoso de la lámpara. w= 4m Es la anchura a iluminar de la calzada que en disposición bilateral pareada es la mitad (A/2) y toda (A) en disposiciones unilateral y tresbolillo. d =? Es la separación entre las luminarias y la incógnita a resolver. De donde la separación entre luminarias será: d = 19.80m Entonces la distancia máxima entre luminarias será de: d = 20 m 53

4.4. INSTALACION LUMINARIA LED 70W 4.4.1 Parámetros eléctricos Luminaria a instalar LED 70W Parámetros eléctricos TL-B04170 Potencia Watts


Factor de potencia



Flujo lúmenes Chip

Marca LED Chips

Marca Driver


Tiempo de vida

65º120º

50000 hrs.


90-295 V

0.98

IP 65

2 pcs.

100-110 lm/W

BRIDGELUX

Meanwell




De donde:  





De acuerdo al flujo de lámpara, la altura de montaje recomendada será entonces: H=8m La altura recomendada entonces será de 8m, pero por motivo de uniformidad se tomara una altura de 10 m.

4.4.1.3. Elegir la disposición de luminarias más adecuada Según la relación entre la anchura de la calzada y la altura de las luminarias Altura de montaje H = 10 m Anchura de la vía = 4 m Relación entre la anchura de la vía y la altura de montaje:


55


d

d

Figura Nº 54 Vista en planta de la FCYT, sector edificio multiacadémico

4.4.1.4 Determinar el factor de mantenimiento (fm) Dependiendo de las características de la zona (contaminación, tráfico, mantenimiento) Normalmente esto es difícil de evaluar y se recomienda tomar un valor no superior a 0.8 (habitualmente 0.7).


f m = 0.75

4.4.1.5. Calcular el factor de utilización (η) El factor de utilización es una medida del rendimiento del conjunto lámpara-luminaria y se define como el cociente entre el flujo útil, el que llega a la calzada, y el emitido por la lámpara.

56







57



Dónde: Em = 25 lx Es la iluminancia media sobre la calzada que queremos conseguir. η = 0.25 Es el factor de utilización de la instalación. n= 1 Es el número de lámparas por luminaria 7700 lm Es el flujo luminoso de la lámpara. ΦL = w= 4m Es la anchura a iluminar de la calzada que en disposición bilateral pareada es la mitad (A/2) y toda (A) en disposiciones unilateral y tresbolillo. d =? Es la separación entre las luminarias y la incógnita a resolver. De donde la separación entre luminarias será: d = 15.40 m Entonces la distancia máxima entre luminarias será de: d = 16 m

58

4.5 INSTALACION LUMINARIA LED 300W 4.5.1. Parámetros eléctricos Luminaria a instalar LED 300W Parámetros eléctricos TL-B036300 Potencia Watts


Factor de potencia



Flujo lúmenes Chip

Marca LED Chips

Marca Driver


Tiemp o de vida

75º150º

50000 hrs.


90-305 V

0.98

IP 65

6 módulos total 144 chips

100-110 lm/W

BRIDGELUX

Meanwell




De donde:  





De acuerdo al flujo de lámpara, la altura de montaje recomendada será entonces: H = 10 m

4.5.1.3. Elegir la disposición de luminarias La más adecuada según la relación entre la anchura de la calzada y la altura de las luminarias Altura de montaje H = 10 m Anchura de la vía = 4 m Relación entre la anchura de la vía y la altura de montaje:



d

d bloque central de la facultad Figura Nº 58 Vista en planta de la FCYT, sector

60

4.5.1.4. Determinar el factor de mantenimiento (fm) Dependiendo de las características de la zona (contaminación, tráfico, mantenimiento) Normalmente esto es difícil de evaluar y se recomienda tomar un valor no superior a 0.8 (habitualmente 0.7).


f m = 0.75 4.5.1.5. Calcular el factor de utilización (η)

El factor de utilización es una medida del rendimiento del conjunto lámpara-luminaria y se define como el cociente entre el flujo útil, el que llega a la calzada, y el emitido por la lámpara.




61






Dónde: Em = 25 lx Es la iluminancia media sobre la calzada que queremos conseguir. Es el factor de utilización de la instalación. η = 0.25 n= 1 Es el número de lámparas por luminaria ΦL = 33000 lm Es el flujo luminoso de la lámpara. w= 4m Es la anchura a iluminar de la calzada que en disposición bilateral pareada es la mitad (A/2) y toda (A) en disposiciones unilateral y tresbolillo. d =? Es la separación entre las luminarias y la incógnita a resolver. De donde la separación entre luminarias será: d = 66 m Entonces la distancia máxima entre luminarias será de: d = 66 m. 62

4.6. ELABORACIÓN DE CURVAS DE CARGA CONSUMO ENERGÉTICO ACTUAL

Del diagnóstico presentado en el capítulo I a continuación se presenta una tabla, que expresa el consumo energético actual de la facultad DESCRIPCIÓN LUMINARIA (SAP) TIPO I LUMINARIA (SAP) TIPO II LUMINARIA (SAP) TIPO III LUMINARIA (SAP) TIPO IV LUMINARIA (SAP) TIPO V LUMINARIA (SAP) TIPO VI PANTALLA FLUORESCENTE TIPO VII PANTALLA FLUORESCENTE TIPO VIII PANTALLA FLUORESCENTE TIPO IX

POTENCIA (W) CANTIDAD (UNID.) DEMANDA (W) 70 10 700 90 28 2.520 90 45 4.050 90 10 900 90 30 2.700 90 35 3.150 80 2 160 80 12 960 80 16 1.280 DEMANDA TOTAL (KW) 16,42

1.- ELABORACION DE LA CURVA DE CARGA ACTUAL

2.- DETERMINACION DEL CONSUMO ENERGETICO DIARIO Una vez determinada la demanda y el tiempo de utilización

Entonces:

Demanda =

16,42

KW 63

Tiempo =

13

hrs

E= 213,46 KWh 3.- ESTIMACIÓN DEL COSTO PROBABLE Para ello se obtuvo el costo del kWh, este dato proporcionado por la AE ( Autoridad de electricidad) Costo (kWh) = 0,647 Bs. DE LO CUAL EL COSTO ESTIMATIVO DIARIO SERA DE: COSTO DIARIO = 138,11 Bs. COSTO MENSUAL = 4.143,26 Bs. CONSUMO ENERGÉTICO FUTURA CON TECNOLOGÍA LED

DETERMINACION DE LA DEMANDA POR ILUMINACION CON TECNOLOGIA LED

DESCRIPCIÓN LUMINARIAS LED DE 90W LUMINARIAS LED DE 70W LUMINARIAS LED DE 30W LUMINARIAS WALL WASHER LUMINARIAS SPOT EXTERIOR

POTENCIA (W) 90 70 300 36 6

CANTIDAD (UNID.) DEMANDA (W) 105 9.450 41 2.870 16 4.800 12 432 17 102 DEMANDA TOTAL (KW) 17,65

1.- ELABORACION DE LA CURVA DE CARGA FUTURA ESPERADA CON TECNOLOGÍA LED

64

2.- DETERMINACION DEL CONSUMO ENERGETICO DIARIO Una vez determinada la demanda y el tiempo de utilización

Entonces:

Demanda = Tiempo =

17,65 13

KW hrs

E= 229,45 KWh 3.- ESTIMACIÓN DEL COSTO PROBABLE Para ello se obtuvo el costo del kWh, este dato proporcionado por la AE ( Autoridad de electricidad) Costo (Kwh) = 0,647 Bs.

DE LO CUAL EL COSTO ESTIMATIVO DIARIO SERA DE: COSTO DIARIO = 148,49 COSTO MENSUAL = 4.454,63

Bs. Bs.

ANALISIS DE COSTO A NIVEL MENSUAL COSTO MENSUAL SISTEMA DE ILUMINACIÓN ACTUAL = COSTO MENSUAL SISTEMA DE ILUMINACIÓN PREVISTA LED =

4.143,26 4.454,63

Bs. Bs.

65

4.7. RESULTADOS DE LA IMPLEMENTACION DE LA TECNOLOGIA LED La implementación de un nuevo sistema de iluminación por LED implicaría mejoras en la calidad luminosa, costo de operación y mantenimiento haciéndolo rentable en el tiempo. Las luminarias LED emiten una luz más blanca respecto a las luminarias de vapor de sodio de alta presión, actualmente instaladas en la Facultad de Ciencias y Tecnología, la tecnología LED permite visualiza mejor las formas y colores frente a la iluminación anaranjada de las farolas tradicionales de vapor de sodio, cosa que mejora la sensación de seguridad y confort visual ACTUAL

PREVISTO

Figura Nº 62 Comparativa de la calidad de iluminación anterior con la tecnología LED prevista.

4.7.1. Desde el punto de la eficacia lumínica

Tabla Nº 59 Comparación de la eficacia lumínica FLUJO LUMINOSOILUMINACION SAP = FLUJO LUMINOSO ILUMINACION CON LED =

50 110

lm/W lm/W

66

Nota: Desde el punto de vista de la luminosidad la tecnología LED, nos ofrece mayor cantidad y calidad de la luminosidad:

La eficacia de la tecnologia LED aumentara el rendimiento del uso energético alrededor de un 45% mas, siendo favorable en terminos de facturación. Observando el cuadro anterior, podemos destacar el incremento de la eficacia lumínica de los sistemas con tecnología LED hasta un 50%, mejorándose a si el rendimiento eficaz del uso de la energía y mejorando la calidad de luminosidad.

4.7.2 Desde el punto de vista de la demanda

DEMANDA ILUMINACION ACTUAL = DEMANDA DE ILUMINACIÓN PREVISTA LED =

16,42 17,65

KW KW

Tabla Nº 60 Comparación de sistemas de iluminación de lámparas de sodio de alta presión y lámparas LED.

Nota: Observando el cuadro anterior, podemos destacar el incremento de la demanda esto debido a que se incorporaron nuevas luminarias en zonas donde no existía como ser el parque menor.

67

4.7.3. Desde el punto del costo de consumo mensual

Tabla N º 61 Comparación del costo de consumo mensual de lámparas de sodio de alta presión y LED. COSTO MENSUAL SISTEMA DE ILUMINACIÓN ACTUAL COSTO MENSUAL SISTEMA DE ILUMINACIÓN PREVISTA LED

4.143,26 4.454,63

Bs. Bs.

Nota: Observando el cuadro anterior, podemos destacar el incremento del consumo mensual debido a que se incorporaron nuevas luminarias en zonas donde no existía como ser el parqueo menor.

4.7.4 Desde el punto de vista del mantenimiento

Tabla N º 62 Comparación del costo de mantenimiento mensual 68

COSTO MENSUAL SISTEMA DE ILUMINACIÓN ACTUAL = COSTO MENSUAL SISTEMA DE ILUMINACIÓN PREVISTA LED =

828,65 0,00

Bs. Bs.

Nota: Observando el cuadro anterior, podemos destacar la reducción del 100% del costo de mantenimiento ya que los sistemas de iluminación LED no requiere mantenimiento.

4.7.5. Desde el punto de vista vida útil

Tabla N º 63 Comparación desde el punto de vista de la vida útil de funcionamiento. SISTEMA DE ILUMINACIÓN ACTUAL = SISTEMA DE ILUMINACIÓN PREVISTA LED =

15.000 50.000

Horas Horas

Nota: Observando el cuadro anterior, podemos destacar la mayor vida útil de los sistemas de iluminación utilizando tecnología LED, haciéndolos rentables en el tiempo a pesar de su alto costo inicial.

69

Análisis económico Comparación económica y de ahorro, solo instaladas reflejando la situacion actual para un igual consumo., realizando una simple sustitucion de lámparas de vapor de sodio (SAP), por tecnología LED. Inversion simple sustitución: Luminarias vapor de sodio de alta presion (SAP). DESCRIPCIÓN LUMINARIA (SAP) TIPO I LUMINARIA (SAP) TIPOII LUMINARIA (SAP) TIPO III LUMINARIA (SAP) TIPO IV LUMINARIA (SAP) TIPO V LUMINARIA (SAP) TIPO VI

Potencia (W) 70 90 90 90 90 90

Cantidad Precio Unitario (Unid.) (Bs) 10 1.200 28 1.200 45 1.200 10 1.200 30 1.200 35 1.200 INVERSION INICIAL (Bolivianos)

Precio Total 12.000 33.600 54.000 12.000 36.000 42.000 189.600,00

Luminarias con tecnologia LED DESCRIPCIÓN LUMINARIA LED LUMINARIA LED

Potencia (W) 70 90

Cantidad Precio Unitario (Unid.) (Bs) 7 2.320 148 2.490 INVERSION INICIAL (Bolivianos)

Precio Total 16.240 368.520 384.760,00

70



Comparación económica de inversion inicial y de ahorro, entre la condicion actual y la prevista que incluye la instalacion de nuevas luminarias y la sustitución a tecnologia LED.

DESCRIPCIÓN LUMINARIA (SAP) TIPO I LUMINARIA (SAP) TIPO II LUMINARIA (SAP) TIPO III LUMINARIA (SAP) TIPO IV LUMINARIA (SAP) TIPO V LUMINARIA (SAP) TIPO VI

DESCRIPCIÓN LUMINARIAS LED DE 90W LUMINARIAS LED DE 70W LUMINARIAS LED DE 300W LUMINARIAS WALL WASHER LUMINARIAS SPOT EXTERIOR

Potencia (W) 70 90 90 90 90 90

Potencia (W) 90 70 300 36 6

Cantidad Precio Unitario (Unid.) (Bs) 10 1.200 28 1.200 45 1.200 10 1.200 30 1.200 35 1.200 INVERSION INICIAL (Bolivianos)

Cantidad Precio Unitario (Unid.) (Bs) 105 2.420 41 2.320 16 6.740 12 962.25 17 398.53 INVERSION INICIAL (Bolivianos)

Precio Total 12.000 33.600 54.000 12.000 36.000 42.000 189.600,00

Precio Total 254.100 95.120 107.840 11.547 6.775,01 475.382,01

71

El uso de tecnología LED, representa un ahorro en la inversión inicial de 285.782,01 Bs en las 50.000 horas de funcionamiento, frente a las lámparas de vapor de sodio, haciéndolos rentables en el tiempo.

72

CAPÍTULO V PRESUPUESTO Y ESPECIFICACIONES TÉCNICAS DE LA PROPUESTA 5.1. COSTO ESTIMATIVO A continuación se presenta un cuadro con un presupuesto estimativo que llevaría el cambio de luminarias de vapor de sodio a tecnología LED, para ello se realizó varios presupuestos con varias empresas proveedoras a si mismo se elaboró términos de referencia necesarias para la licitación del proyecto. 5.2. COMPUTO MÉTRICO ITEM 1

3

DESCRIPCION Provisión y colocado luminaria de 90W alumbrado público. Provisión y colocado luminaria de 70W alumbrado público. Provisión y colocado reflector de 300W

4

Provisión y colocado luminaria Wall washer

Pza.

12

12

5

Provisión y colocado luminaria Spot Exterior de adosar led 6w Luz cálida Mod. 05B Provisión y colocado postes de alumbrado público metálico de 6m. Provisión y colocado postes de alumbrado público metálico de 10m. Provisión y colocado de brazos metálicos 1.5m Alambre de cobre Nº10 AWG

Pza.

17

17

Pza.

5

5

Pza.

6

6

Pza.

30

30

Rollo

8

8

2

6 7 8 9

UNID. Pza.

CANTIDAD 105

TOTAL 105

Pza.

41

41

Pza.

16

16

Tabla Nº 64 Computo métrico que implicaria la nueva tecnología LED

5.3 COTIZACION Y PRESUPUESTO DE EQUIPOS OBRA VENDIDA ITEM 1

3

DESCRIPCION Provisión y colocado luminaria de 90W alumbrado público. Provisión y colocado luminaria de 70W alumbrado público. Provisión y colocado reflector de 300W

4

Provisión y colocado luminaria Wall washer

Pza.

12

962,25

11.547,00

5

Provisión y colocado luminaria Spot Exterior de adosar led 6w Luz cálida Mod. 05B Provisión y colocado postes de alumbrado público metálico de 6m. Provisión y colocado postes de alumbrado público metálico de 10m. Provisión y colocado de brazos metálicos 1.5m Alambre de cobre Nº10 AWG

Pza.

17

398,53

6.775,00

Pza.

5

2.320,00

11.600,00

Pza.

6

4.320,00

25.920,00

Pza.

30

270,00

8.100,00

Rollo

8

500,00

4.000,00

2

6 7 8 9

UNID. Pza.

CANTIDAD 105

P/UNITARIO Bs. 2.420,00

PRECIO TOTAL 254.100,00

Pza.

41

2.320,00

95.120,00

Pza.

16

6.740,00

107.840,00

TOTAL Bs.

525.002,01

Tabla Nº 65 Cotizacion y presupuesto de equipos obra vendida bajo la tecnología LED. 73

Según el proyecto que se encuentra en ejecución para la sustitución de luminarias de la FCyT, se presentan los siguientes acápites:

5.4. ELABORACIÓN DE TERMINOS DE REFERENCIA ÍTEM 1.- Provisión y Colocado Luminaria de 90W Alumbrado Público El ítem comprende en la provisión y colocado de las luminarias de 90W, incluye el respectivo cableado. Características generales   

       

Carcaza en inyección de aluminio, pintura al horno con protección UV anticorrosiva Dimensiones de la luminaria 710 x 280 x 100 milímetros Ángulo de distribución fotométrica aplicado a postes de 6 metros alto hasta 18 metros interdistancia 65º x 120º. Multi rango de admisión de tensión 90 a 295V AC. Multi rango de frecuencia de tensión 33 a 63 Hz. Protección hermética compartimiento eléctrico IP65 Protección hermética compartimiento óptico IP66 Flujo lumínico chips, 100 a 110 lúmenes/Watt Flujo total de luminaria = 9000 lúmenes Marca del Chip LED, BRIDGELUX - Garantía local para los chips = 2 años Marca del Driver, MEANWELL - Garantía local para Driver = 2 años

Parámetros eléctricos TL-B04190 Potencia Watts


Factor de potencia



Flujo lúmenes Chip

Marca LED Chips

Marca Driver


Tiempo de vida

65º120º

50.000 hrs.


90-295 V

0.98

IP 65

2 pcs.

100-110 lm/W

BRIDGELUX

Meanwell

Tabla Nº 66 Parámetros electricos para una luminaria del tipo LED 90W

Aplicaciones: Ampliamente utilizado en iluminación ornamental de calles y avenidas, pasos peatonales, decoración de fachadas, iluminación ornamental exterior en hoteles, supermercados, parques, condominios, villas, edificaciones arquitectónicas.

La forma de pago del ítem será por pieza proveído y considerando su respectiva instalación y estén en funcionamiento.

74

ÍTEM 2.- Provisión y Colocado Luminaria de 70W Alumbrado Público El ítem comprende en la provisión y colocado de las luminarias de 90W, incluye el respectivo cableado. Características generales   

       

Carcaza en inyección de aluminio, pintura al horno con protección UV anticorrosiva Dimensiones de la luminaria 710 x 280 x 100 milímetros Ángulo de distribución fotométrica aplicado a postes de 6 metros alto hasta 18 metros interdistancia 65º x 120º. Multi rango de admisión de tensión 90 a 295V AC. Multi rango de frecuencia de tensión 33 a 63 Hz. Protección hermética compartimiento eléctrico IP65 Protección hermética compartimiento óptico IP66 Flujo lumínico chips, 100 a 110 lúmenes/Watt Flujo total de luminaria = 7000 lúmenes Marca del Chip LED, BRIDGELUX - Garantía local para los chips = 2 años Marca del Driver, MEANWELL - Garantía local para Driver = 2 años



Factor de potencia



Flujo lúmenes Chip

Marca LED Chips

Marca Driver


Tiempo de vida

65º120º

50.000 hrs.


90-295 V

0.98

IP 65

2 pcs.

100-110 lm/W

BRIDGELUX

Meanwell


Aplicaciones: Ampliamente utilizado en iluminación ornamental de calles y avenidas, pasos peatonales, decoración de fachadas, iluminación ornamental exterior en hoteles, supermercados, parques, condominios, villas, edificaciones arquitectónicas.

La forma de pago del ítem será por pieza proveído y considerando su respectiva instalación.

75

ÍTEM 3.- Provisión y colocado reflector de 300W El ítem comprende en la provisión y colocado de las luminarias, como también incluye el respectivo cableado. Características generales   

       

Carcaza en inyección de aluminio, pintura al horno con protección UV anticorrosiva Dimensiones de la luminaria 752 x 304 x 128 milímetros Ángulo de distribución fotométrica aplicado a postes de 12 metros alto hasta 45 metros interdistancia 75º x 150º. Multi rango de admisión de tensión 90 a 305V AC. Factor de potencia superior a 0.98 Protección hermética compartimiento eléctrico IP54 Protección hermética compartimiento óptico IP66 Flujo lumínico chips, 100 a 110 lúmenes/Watt Flujo total de luminaria = 30000 lúmenes Marca del Chip LED, BRIDGELUX - Garantía local para los chips = 3 años Marca del Driver, MEANWELL - Garantía local para Driver = 3 años



Factor de potencia



Flujo lúmenes Chip

Marca LED Chips

Marca Driver


Tiempo de vida

75º150º

50.000 hrs.


90-305 V

0.98

IP 65

6 módulos total 144 chips

100-110 lm/W

BRIDGELUX

Meanwell


Aplicaciones: Aplicación en iluminación de carreteras, avenidas, amplios parqueos, rutas de peregrinaje y danzas típicas, aptas para incrementar el flujo lumínico para filmación, aplicadas en aeropuertos con fotometría más concentradas.

La forma de pago del ítem será por pieza proveído y considerando su respectiva instalación.

76

ÍTEM 4.- Provisión y Colocado Luminaria Wall washer El ítem comprende en la provisión y colocado de la luminaria, como también incluye el respectivo cableado. DESCRIPCION Las luminarias se colocaran en los lugares según los planos indiquen Aplicaciones Ideal para iluminar fachadas, árboles, plantas y otros tipos de vegetación Wall washer cálida y a colores Barredor de pared proporciona una luz uniforme y llama la atención sobre un área grande y enfatiza texturas sobre superficies verticales. Este sistema LED puede ser regulada su posición para obtener el efecto buscado. Disponible en luz cálido y RGB. El cuerpo está fabricado en aluminio inyectado pintado con pintura al horno color gris. Lámpara La lámpara Led es de 36 en un metro. Modelo Cálido RGB

Lámpara Led Led

Potencia (W) 36 36

Vida Útil 50.000 50.000

Tabla Nº 69 Parámetros electricos para una luminaria del tipo LED Wall washer

La forma de pago del ítem será por pieza proveído y considerando su respectivo instalación. ÍTEM 5.- Provisión y Colocado Luminaria Spot Exterior de Adosar Led 6w Luz Cálida Mod. 05B El ítem comprende en la provisión y colocado de la luminaria, como también incluye el respectivo cableado.

ESPECIFICACIONES TÉCNICAS 

CUERPO

El cuerpo está fabricado en aluminio inyectado pintado con pintura poliéster termo esmaltada. En la parte superior, tiene un vidrio templado resistente a altas temperaturas y a la presión de pasos peatonales. El vidrio se encuentras sellado con un burlete de goma y un anillo de acero inoxidable. Para el ingreso del cable cuentan con una prensa cable de PVC para evitar el ingreso de la humedad a la 77

cavidad que aloja el equipo electrónico. La hermeticidad del artefacto se ajusta al requerimiento de la norma para un nivel IP-65.  

EQUIPO: El driver proporciona una fuente de corriente constante, con ingreso 100-220V. LAMPARA: La lámpara está constituida por leds SMD con chip Epistar, en luz cálida. Lámpara Led

Potencia (W) 6

Vida Útil (Hrs) 50.000

Tabla Nº 70 Parámetros electricos para una luminaria del tipo LED Spot exterior de adosar.



INSTALACION

Como toda instalación expuesta a la humedad, se deben tomar cuidados especiales. Se recomienda que el lugar a instalar deberá estar seco, en lo posible deberá contar con un sistema de drenaje de piedra. Que facilite la evacuación del agua en caso de riesgos y lluvias. El cable a utilizarse deberá ser enchaquetado u no deberá tener uniones intermedias. o Si es que fuera necesario realizar algún empalme, este deberá ser sellado con cinta vulcanizan te. El ingreso del mencionado cable al spot se realizará a través del prensa cable, el cuál o deberá ser sellado con cinta vulcanizan te. APLICACIONES: Es adecuada para iluminación exterior, barridos de paredes e iluminación decorativas de jardines. DESCRIPCION: La luminaria se colocara en los predios del bloque central según los planos de detalle. o







DIMENSIONES

ÍTEM 6.- Provisión y Colocado Postes de alumbrado Público metálico de 6m. Los postes metálicos de hierro galvanizados esquema 40 tipo telescopio de cañería galvanizada de 6 metros de altura con un diámetro y altura de 3” pulgadas (3metros), 2” pulgadas (2.90metros), tendrá un brazo de 0.50 metros de largo con un ángulo de 10º con la horizontal hacia arriba. Diámetro de brazo de 2” pulgadas el poste deberá estar pintado con pintura

anticorrosiva en una primera capa. Posteriormente deberá ser pintado con pintura al óleo.

78

Como también se deberá excavar para el colocado de los postes a una profundidad de las dimensiones aproximadamente 0.60x0.60x0.80 (Largo, Ancho, Alto) esta deberá ser rellenada con HºCº para su empotramiento de los postes de 6m.

La forma de pago del ítem será por pieza proveído y colocado. ÍTEM 7 Provisión y Colocado Postes de alumbrado público metálico 10m. Los postes metálicos del hierro galvanizados esquema 40 tipo telescopio de cañería galvanizada de 10 metros de altura con un diámetro y altura de 4” (3metros), 3” pulgadas (2.90 metros), 2” pulgadas (4.10 metros) tendrá un brazo de 1 metro de largo con un ángulo de 10º con la horizontal hacia arriba. Diámetro de brazo de 2” pulgadas.

El poste deberá estar pintado con pintura anticorrosiva en una primera capa. Posteriormente deberá ser pintado con pintura al óleo. Como también se deberá excavar para el colocado de los postes a una profundidad de las dimensiones aproximadamente 0.80x0.80x0.90 (Largo, Ancho, Alto) esta deberá ser rellenada con HºCº para su empotramiento de los postes de 10m.

La forma de pago del ítem será por pieza proveído y colocado. ÍTEM 8 Provisión y Colocado de brazos Metálicos 1.50m Se deberá instalar la luminaria a los brazos metálicos galvanizada y posteriormente colocar los brazos a los postes ajustando de la forma correspondiente, las características de brazo son: Los brazos de cañería galvanizada de 1 ¼” de diámetro, y una longitud de 1.5 metros de largo

con dos abrazaderas de sujeción construidos con fierro platino de 1/8x1pulgadas, en la parte superior capuchón de 15 cm. Incluye instalación, el brazo deberá ser pintada con pintura al óleo de color aluminio en doble capa.

La forma de pago del ítem será por pieza proveído y considerando su respectivo instalado ÍTEM 9 Provisión y Colocado Alambre de cobre Nº 10AWG El alambre de cobre Nº10 AWG se utilizara para el cableado de los postes y algunas luminarias que requieran como los brazos metálicos o los reflectores. El cableado se deberá contemplar en los postes que serán tipo aéreo, como también se considerar el ducteado y cableado para los reflectores que serán subterráneos esto se debe contemplar y no se pagara adicional.

La forma de pago del ítem será por rollo proveído y considerando su respectivo instalado.

79

CAPÍTULO VI CONCLUSIONES Y BIBLIOGRAFIA 6.1 CONCLUSIONES 



 

Se ha realizado el diseño luminotécnico para el alumbrado exterior de la FCYT, bajo el método de lúmenes o del factor de utilización con tecnología LED. Se ha realizado un inventario de luminarias y equipos en exteriores de la FCYT con el apoyo de cuadros y tablas resúmenes. Se ha estimado el consumo eléctrico de las luminarias. Se ha analizado la situación energética actual mediante la comparación entre la tecnología actualmente instalada y la tecnología LED a proponer. La luz emitida por las lámparas de sodio es amarilla, esta no corresponde al pico de sensibilidad del ojo humano: los colores no son reproducidos fielmente y es por lo tanto necesaria más luz para garantizar una visión segura. Los LED, en cambio, emiten luz blanca fría, que permite alcanzar una iluminación segura para los usuarios de la calle (baja los tiempos de reacción ante un imprevisto) con menor consumo de energía. La luz blanca atraviesa mucho mejor la niebla, haciendo a los objetos más visibles.

Figura Nº 63 Parqueo con el uso de lámparas de sodio

Las luminarias de vapor de sodio (SAP). Producen un resplandor fuerte, la temperatura del color es demasiado baja (muy amarillo o naranja), el color irradiado de los objetos no es real, la gente se siente aburrida, cansada, irritada.

80

Diseño luminotécnico para el alumbrado exterior de la FCYT UMSS

Recommend Documents