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MANUAL TÉCNICO DE ALUMBRADO PÚBLICO

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MANUAL TÉCNICO DE ALUMBRADO PÚBLICO

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Elaborado por: Departamento Técnica Revisión #: 00

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

Aprobado por: Gerencia Distribución

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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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MANUAL TÉCNICO DE ALUMBRADO PÚBLICO CAPÍTULO 1 INTRODUCCION

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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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MANUAL TÉCNICO DE ALUMBRADO PÚBLICO CAPÍTULO 1 INTRODUCCION

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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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MANUAL TÉCNICO DE ALUMBRADO PÚBLICO CAPÍTULO 1 INTRODUCCION

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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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MANUAL TÉCNICO DE ALUMBRADO PÚBLICO CAPÍTULO 1 INTRODUCCION

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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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MANUAL TÉCNICO DE ALUMBRADO PÚBLICO CAPÍTULO 2 CONCEPTOS FOTOMÉTRICOS

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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

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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 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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•

•

•

•

•

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

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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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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