Resumen.
La auditoría energética es un servicio de asesoramiento que tiene
por objeto el análisis de la situación energética de las instalaciones de
alumbrado público, con el fin de evaluar y determinar su eficiencia. Con la
auditoría realizada se pretende obtener una visión preliminar del estado
energético del alumbrado público en la parte occidental de la capital Managua,
Nicaragua; y de este modo realizar propuestas de mejora que impliquen un
importante ahorro energético y económico. Como resultado de la auditoría se han
obtenido una mala disposición de las luminarias, falta de supervisión y
mantenimiento, y no se cuenta con una ley específica en el país. Este trabajo
servirá para guiar a los gestores de estas instalaciones en la toma de
decisiones a la hora de acometer futuras reformas. Y que estas inversiones que
potencialmente se realicen en este tipo de instalaciones cuenten con la calidad
del servicio, la optimización energética, el ahorro económico, y correctas
políticas de control.
.
Palabras claves: Contaminación
luminosa, luminarias, flujos, auditoria y eficiencia
Abstract
The energy audit is an advisory service that aims to analyze the energy situation of public lighting installations, in order to evaluate and determine their efficiency. The audit carried out aims to obtain a preliminary view of the energy status of public lighting in the western part of the capital Managua, Nicaragua; and thus make proposals for improvement that imply significant energy and economic savings. As a result of the audit, poor luminaire disposition, lack of supervision and maintenance have been obtained, and there is no specific law in the country. This work will serve to guide the managers of these facilities in making decisions when undertaking future reforms. And that these investments that are potentially made in this type of facilities have the quality of service, energy optimization, economic savings, and correct control policies.
Key words: Luminous pollution, luminaires, flows, auditing and efficiency.
Introducción
Actualmente, nuestro país presenta diversos problemas en materia
energética como son: alta dependencia energética del exterior, predominio de
los consumos de combustibles fósiles, altos niveles de emisiones de gases de
efecto invernadero, elevado coste de los productos energéticos, déficit de
tarifas, etc.Para solventar estos problemas, la eficiencia se constituye como
uno de los mejores y más económicos medios para reducir nuestra dependencia
energética, al contribuir a una mejora del medioambiente y fortalecer y mejorar
la competitividad de las empresas y administraciones públicas al reducir sus
costes de funcionamiento y operación.
Otra de las ventajas fundamentales de la eficiencia energética es
que su implementación depende exclusivamente del usuario y no depende de la
publicación de nuevos marcos normativos o retributivos.
En este trabajo, nos propusimosrealizar una auditoría de las
luminarias existente en el área urbana de la ciudad de Managua sector
occidental.
Material y Método
Para la realización de este trabajo se seleccionó las principales
avenidas en la zona occidental de nuestra capital Managua y no introduciéndose
en los barrios aledaños. Esto, debido a tiempo, logística y seguridad. Se
realizaron recorridos tanto de día como de noche para evaluación física de las
luminarias.
Se contó con instrumentos como: 1) Luxómetro digital YF-170 para
de medir el flujo de las luminarias, 2) GPS marca Garmin,4) el fotómetro
medidor de cielo SQM (SkyQuality Meter) y 5) Estación meteorológica DAVIS
VantageVue Wireless WeatherStation. Además, se utilizaron software R y QGIS
para el procesamiento de los datos.
Primeramente, se realizó una auditoria al sistema de alumbrado
público en los meses de noviembre y diciembre de 2016, evaluando parámetros como
su eficiencia, características de las luminarias, disposiciones y ubicación.
Seguidamente, se realizó una fase exploratoria sobre leyes y reglamento
existentes que rigen al alumbrado público.
El trabajo de la auditoría energética de alumbrado
público por las principales avenidas de las calles de Managua (área occidental)
ha constado de las siguientes fases:
FASE
1: Recopilación de datos técnicos necesarios.
Este
trabajo comenzó con la identificación y conocimiento de todos los focos de
consumo energético que estaban relacionados con las instalaciones de alumbrado
público.
Además,
de la documentación de leyes y reglamentos que la rigen.
FASE
2:Labor de campo para la toma y recogida de datos.
Posteriormente,
con el fin de complementar y verificar todos los datos aportados en la Fase 1,
se llevaron a cabo inspecciones de campo, en las que se realizaron visitas,
tanto diurnas como nocturnas, de ciertos sectores del alumbrado público.
En
esta fase, se identificaron todos los elementos que componen un sector de
alumbrado público, distinguiendo entre otros:
§
Tipos de iluminación
existente: vial, decorativa, ornamental, etc.
§
Tipos de lámparas,
luminarias, balastos, etc.
§
Tipo de control para la
conexión y desconexión de los equipos de iluminación.
§
Posible presencia se
sistemas de ahorro de energía por reducción de iluminación.
§
Inventario parcial del
parque de luminarias.
Con todo ello, se pretenden conseguir los siguientes
datos:
-
Inventario de cuadros de
alumbrado.
-
Monitorización y registro
de los parámetros eléctricos, específicamente intensidades.
-
Estado de conservación de
líneas y equipos.
-
Niveles lumínicos y
características de la iluminación.
-
Comprobación del correcto
funcionamiento del alumbrado.
FASE
3: Análisis y evaluación de la situación actual y elaboración de propuestas de
mejora de las instalaciones.
Con
los datos recogidos se elaboraron propuestas de actuación y mejora de las
instalaciones. Se han buscado, entre otros, los siguientes objetivos:
·
Reducir el costo económico
de explotación del alumbrado público.
·
Reducir el consumo
energético y la contaminación lumínica, mediante acciones sobre lámparas,
equipos auxiliares y luminarias, instalación de mejores sistemas de encendido y
apagado, instalación de sistemas de regulación de flujo luminoso, etc.
·
Mejorar las actividades de
control y mantenimiento.
Gráfico 3. Recorrido realizado de las mediciones por las
principales vías de Managua.
Resultados y Análisis
Resultados de la auditoria al sistema de iluminación de alumbrado
público y decorativo.
Después de un análisis en lo referente a las leyes que tienen que
ver con las luminarias públicas y decorativas, solamente se encontró la Ley de
la Industria Eléctrica, N° 272. Esta ley solo cuenta con un artículo
relacionado al sistema de alumbrado público, i dice Art.40- “La
responsabilidad por el servicio de alumbrado público corresponde a las
municipalidades”.
En cuanto a las luminarias del sistema de alumbrado público, se
realizó una recopilación de la información física y estado actual de las
instalaciones existentes, tanto en horario diurno como nocturno.
En la recopilación física de las luminarias usadas en el alumbrado
público, se encontró 5 tipos de luminarias y de tres tipos de marcas (como
General Electrcic, Philips, OSRAM),233 de vapor de sodio y alta presión; y580
de LED. Mientras que, los tipos de luminarias usadas en sistemas alumbrado
decorativo y anuncios publicitarios se contabilizaron 230 en su mayoría tipo
LED.
En cuanto a la ubicación, fue común encontrar que muchas de las
luminarias están mal ubicadas por encima de árboles o ya sea a la orillas de
rótulos (ver foto 1 y 2).
Foto izquierda, luminaria ubicada
sobre la pista UNAN y la rotonda Jean-Paul Genie. Foto derecha, ubicada sobre la pista UNAN - Rotonda
Universitaria.
5.2. Niveles de iluminación con los datos obtenidos en
las mediciones de campo.
En la tabla 1, sepresentan los datos recogidos a
partir de las mediciones realizadas en las vías del municipio de Managua, los
parámetros determinan el nivel de iluminación, a fin deconcretar si las
lámparas instaladas proveen en cada vía el nivel mínimo exigido por
lanormativa. Estos parámetros son: localización (columna 2), cantidad de puntos
o lámparas (columna 3), potencia promedio (columna 4), la iluminancia media
(Em) (columna 5), eficiencia promedio (columna 6), tipo de lámpara (columna 7)
y clase de alumbrado (columna 8).
Tabla
1. Parámetros que determina el nivel de iluminación de la vía.
|
Puntos
|
Localización
|
Total de puntos de luz
|
Potencia promedio (W)
|
Flujo promedio (lux)
|
Eficiencia promedio
|
Tipo de lámpara
|
Clase de alumbrado
|
|
1
|
Pista UNAN-Rotonda Jean Paul Genie
|
196
|
200
|
56,0
|
30
|
A2
|
S3/S4
|
|
2
|
Carretera a Masaya: Rotonda Jean Paul
Genie ― Rotonda Centroamérica
|
46
|
200
|
54,7
|
29
|
A2
|
S3/S4
|
|
3
|
Carretera a Masaya: Rotonda Jean Paul
Genie ― Rotonda Centroamérica
|
22
|
200
|
52,8
|
31
|
A4
|
S3/S4
|
|
4
|
Carretera a Masaya: Rotonda Centroamérica
― Rotonda Metrocentro
|
42
|
200
|
51,3
|
26
|
A2
|
S3/S4
|
|
5
|
Pista UNAN-Rotonda universitaria
|
78
|
200
|
58,2
|
29
|
A2
|
S3/S4
|
|
4
|
200
|
55,3
|
28
|
A4
|
S3/S4
|
|
6
|
Rotonda Universitaria - Semáforos de ENEL
Central
|
37
|
200
|
66
|
29
|
A2
|
S3/S4
|
|
9
|
200
|
61,4
|
31
|
A4
|
S3/S4
|
|
7
|
Semáforos ENEL Central - Rotonda El
Periodista
|
30
|
200
|
22,9
|
12
|
A4
|
S3/S4
|
|
8
|
Rotonda El Periodista - 7 Sur
|
190
|
200
|
26,7
|
15
|
A4
|
S3/S4
|
Foto izquierda, luminaria con
ángulo de 26° y foto de la derecha con un ángulo de 50°
De las 580 luminarias LED contabilizadas, se obtuvo un flujo
promedio de (60,9 ± 1,9) lux y una eficiencia promedio de 26 lm/W; con valores
el más bajo de 32,2 lux y el más alto de 78,2 lux. Además, se encontraron 14
luminarias apagadas por la noche y 9 encendida durante el día. Presentan baja
eficiencia y con flujo muy por debajo de los valores que el fabricante reporta
(gráfico 1).
Gráfico 1. Flujo de las luminarias
entre la pista UNAN y ENEL Central.
En cuanto a las luminarias de mercurio y vapor de sodio se
contabilizaron 233. Con un valor de flujo promedio de (56,4 ± 4,8) lux,
eficiencia promedio de 11 lm/W; con valores entre 8,1 lux el más bajo y 59,7
lux el más alto. Se hallaron solamente 5 luminarias encendidas durante el día,
pero apagadas se encontraron 26 luminarias. El rango de flujo recomendado para
alumbrado público es de 5 a 20 lux. Mientras que los valores típicos de la
eficiencia de un sistema de iluminación de este tipo es de 60 – 140 lm/W
(gráfico 2).
Gráfico 2. Flujo de las luminarias
en carretera a Masaya
Con los datos obtenidos, se elaboró el siguiente mapa (Gráfico 3)
del brillo de la parte occidental de Managua:
En materia de reglamento, solamente se encontró el Reglamento de
Rótulos del municipio de Managua de la Alcaldía de Managua, expresa que es
competencia de las municipalidades la vigilancia y el controlar posibles focos
de contaminación ambiental. En este reglamento expresa “Queda prohibida la
emisión de energía lumínica que sobrepase los doscientos cincuenta (250) lux de
luz continua o cien (100) lux de luz intermitente”.
Un 60% de las luminarias del alumbrado público presentan una
disposición incorrecta. Según las normas y el fabricante están deben de tener
un ángulo de inclinación máximo de 20°. Esto provoca deslumbramiento tanto a
peatones como a conductores. Además, muchas de ellas están en mal estado, muy pocas
tenían problemas de encendido y todas las luminarias de vapor de sodio y alta
presión carecen de aditamento protector.
Todo esto hace indicar que hay problemas y los flujos
no son constante, esto puede deberse a variaciones de voltaje, flujos o mala
instalación. Debido a esta situación está claro que no hay ninguna unidad o
cuadrillas de mantenimiento y supervisión del alumbrado público.A la falta del
mal funcionamiento, muchas de las luminarias presentan desgastes, sus vidrios
protectores muy sucios, y otras rotas; evidenciado la carencia de
mantenimiento.
Conclusiones
Después realizar una revisión del marco legal de Nicaragua,
afirmamos que nuestro país no cuenta con ninguna ley referida a este tipo de
contaminación, sólo con un Reglamento de Rótulos del municipio de Managua de la
Alcaldía de Managua.
Tanto las luminarias LED, como las de vapor de sodios y las de mercurio,
se obtuvo un flujo irregular ninguna era constate. Además, 14 luminarias LED
estaban apagadas por la noche y 9 encendida durante el día. Presentan baja
eficiencia y con flujo muy por debajo de los valores que el fabricante reporta.
Se hallaron solamente 5 luminarias de vapor de sodio y mercurio encendidas
durante el día, pero apagadas se encontraron 26 luminarias. Es importante notar
que los “Arboles de la Vida” registraron mediciones muy bajas de 11 lux.
En general, podemos decir que la contaminación luminosa de Managua
es ocasionada por tres factores: Primero, por las luminarias de vapor de sodio
y mercurio debido a su deficiencia, mala ubicación y no presentan aditamento
protector. Segundo, las luminarias LED las cuales tienen una mala disposición
superando en muchos casos los 25° que sugiere el fabricante y no presentan un
flujo constante. Tercero, las luminarias decorativas y las luminarias
utilizadas en anuncios publicitarios es la principal fuente de contaminación
lumínica, debido a su mala disposición y excesivos flujos.
Prohibir el uso de luminarias a gas de mercurio por su amenaza a
la contaminación ambiental por su deficiencia y los residuos que ellas dejan
una vez que son remplazadas. Además, las luminarias de mercurio requieren de un
cambio inmediato, debido a que ya cumplieron con su vida útil. La deficiencia
de las luminarias del alumbrado público, genera gastos innecesarios a la
factura energética. Dicha energía no es aprovechada y se traduce en desperdicio
de barriles de petróleo anuales, generando gases de efecto invernadero.
Referencias Bibliográfica
Abruña Fernandez (2007). Diseño y planificación para la mitigación
de la contaminación luminocturna. Revista Ambiental Corriente Verde.
Apunte Para Una Gestión Eficiente Del Alumbrado
Público Exterior. Indae (Enero
2012). Fundación Centro de Recursos Ambientales de Navarra, España.
Barba Manuel Nicolás. Contaminación lumínica. Congreso Nacional
del Medio Ambiente. CONOMA
9.
Blackburn, S., &Patteson, D. (1991). Effects of cycled
light on activity state and cardiorespiratory function in preterm infants. The
Journal of Perinatal & Neonatal Nursing, 4(4), 47-54. Recuperado de https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/1993985.
Boivin, D. B., Duffy, J. F., Kronauer, R. E. y Czeisler, C. A.
(1996). Dose-response
relationships for resetting of human circadian clock by light. Nature,
379(6565), 540-542. DOI: http://doi.org/10.1038/379540a0.
Chepesiuk, R. (2009). Missing the dark: health effects of
light pollution. EnvironmentalHealthPerspectives,
117(1), A20-27. Recuperado de https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2627884/
CrumeyAdrew (19 May 2014). Human Contrast Threshold and
Astronomical Visibility. arXiv:astro-ph.IM/0003412v1.
DolsaAlfons G. and Albarrán Ma Teresa (29 de julio 1998). La problemática de la Contaminación
lumínica en la conservación de la Biodiversidad.
Gomariz Alejandro (Julio 2014). Polución luminosa. Notas. Cielo
sur.
HerranzDorremochea Carlos, OlléMartorell Josep Mª y Sora Fernando
Jáuregui (2013). La iluminación con led y el problema de la contaminación
lumínica. Revista
ASTRONOMÍA N° 144.
Longcore, T., and C. Rich (2004). Ecological light pollution.
Frontiers in Ecology and the Environment 2:191–198.
López Gustavo G (Febrero 2015). Informe de auditoría ALUMBRADO
PÚBLICO MUNICIPIO DE VILLAMARIA – CLADAS VIGENCIA 2011. X.
Revista Física y sociedad Fis n° 21. Especial monográfico:
Contaminación lumínica y eficiencia energética. Junio 2011.
Rodríguez Schaerffer Patricia E. Contaminación Lumínica:
Responsabilidad Social. Universidad Autónoma de Chiapas, Chiapas, México /
Escuela Técnica Superior de Ingenieros Industriales de Barcelona, Universidad
Politécnica de Cataluña, Barcelona, España.
Soler Enric Marco, Morales Ángulo Morales. La contaminación
lumínica generada por leds blancos. Informe promovido por el Grupo de Trabajo
sobre contaminación lumínica.
