consideraciones sobre el uso racional de la energía y la

CONSIDERACIONES SOBRE EL USO RACIONAL DE
L A E N E RG Í A Y L A C O N T A M I N A C I Ó N L U M Í N I C A E N
LAS INSTALACIONES DE ALUMBRADO EXTERIOR
Gipuzkoako Foru Aldundia
Diputacion Foral de Gipuzkoa
Garapen Iraunkorrerako Departamendua
Departamento para el Desarrollo Sostenible
CONSIDERACIONES SOBRE EL USO RACIONAL DE LA
E N E RG Í A Y L A C O N T A M I N A C I Ó N L U M Í N I C A E N L A S
INSTALACIONES DE ALUMBRADO EXTERIOR
COPYRIGHT:
Diputación Foral de Gipuzkoa
Departamento para el Desarrollo Sostenible
Autores del documento:
Sociedad de Ciencias Aranzadi (Departamento de Astronómia)
CADEM-Grupo EVE (Unidad de Terciario)
Coordinación:
Dirección de Medio Ambiente de la Diputación Foral de Gipuzkoa
Traducción:
Diseño y Maquetación:
Arazi IKT, S.L.
Impresión:
Igara
Edición:
Octubre de 2006
Tirada:
600 ejemplares
La tirada se ha limitado intencionadamente para ahorrar recursos
ISBN:
Depósito legal:
Imagen de portada:
VISIBLE EARTH (http://visibleearth.nasa.gov)
Impresión en papel reciclado y blanqueado sin cloro
Consideraciones sobre el Uso Racional de la energía y la Contaminación Lumínica
Índice
1.
Uso racional de la energía..........................................................................................................................................................................5
2.
¿Qué es la contaminación lumínica?...................................................................................................................................................7
3.
Alteraciones producidas por el derroche energético y la contaminación lumínica................................9
3.1 Derroche económico...........................................................................................................................................................9
3.2 Empleo de elementos altamente tóxicos y contaminantes........................................................................10
3.3 Intrusión en la vida privada..............................................................................................................................................10
3.4 Deslumbramiento.................................................................................................................................................................11
3.5 Alteraciones en el ecosistema..........................................................................................................................................12
3.6 Pérdida de contacto con la naturaleza.....................................................................................................................12
4. Aspectos de la iluminación para el uso eficiente de la energía y la no-propagación de la
contaminación lumínica............................................................................................................................................................14
4.1 Eficiencia energética en instalaciones de alumbrado publico.................................................................14
4.2 La distribución del flujo luminoso..............................................................................................................................15
4.3 El tipo de lámpara....................................................................................................................................................................19
4.4 Utilización de equipos para conseguir ahorro de energía.......................................................................20
4.5 Corrección del factor de potencia......................................................................................................................................26
5.
Criterios para iluminar racionalmente...............................................................................................................................................28
5.1 Criterios de fhs.....................................................................................................................................................................................28
5.2 Criterios de iluminancia...................................................................................................................................................................29
5.3 Selección de la lámpara más adecuada.........................................................................................................................29
6.
Recomendaciones, propuestas y observaciones.............................................................................................................31
6.1 Recomendaciones................................................................................................................................................................................31
6.2 Propuestas...............................................................................................................................................................................................32
6.3 Costes.........................................................................................................................................................................................................32
6.4 Ayudas y subvenciones..............................................................................................................................................................32
6.5 Iniciativas en el estado español......................................................................................................................................................34
7.
Conclusiones.................................................................................................................................................................................................35
8.
Referencias......................................................................................................................................................................................................36
A. Anexos...............................................................................................................................................................................................................37
A.1 Glosario....................................................................................................................................................................................................38
A.2 Recomendaciones para el alumbrado de navidad...........................................................................................................40
A.3 Fotografías de luminarias y efectos de alumbrado ....................................................................................................42
A.4 Conclusiones de los estudios realizados en Legazpi y Tolosa .....................................................................50
5
6
Consideraciones sobre el Uso Racional de la energía y la Contaminación Lumínica
Presentación
7
Existe una gran cantidad de información respecto al uso racional de la energía y la contaminación
lumínica publicada por numerosos organismos y particulares; información de referencia continua en la
realización de un documento como el presente. No obstante, precisamente por su abundancia y variedad
es difícil reseñarlos debidamente en un escrito que pretende ser conciso. Sirva pues este párrafo a la vez
como disculpa y como agradecimiento a todas aquellas personas y organizaciones cuya información ha
sido incluida en este documento o ha servido de inspiración para la misma.
8
Consideraciones sobre el Uso Racional de la energía y la Contaminación Lumínica
Resumen
Garantizar la adecuada iluminación nocturna de los núcleos de población y de las vías de
comunicación entre éstos para el desarrollo de las actividades es un aspecto de primera necesidad
en cualquier sociedad moderna. No obstante, esto no exime de la responsabilidad de proporcionar
la iluminación adecuada sin caer en el exceso y haciendo uso de medios eficientes; lo contrario
produce un despilfarro energético y es la principal fuente de contaminación lumínica. Ésta se manifiesta
principalmente a modo de inmenso “globo de luz” sobre los núcleos de población, proporcionando
el característico color anaranjado al cielo nocturno.
Aunque es muy fácil sucumbir a la tentación de añadir un punto de luz más por aquello de que
"más vale que sobre que no que falte", y más teniendo en cuenta el insignificante valor individual de
una luminaria, hay que considerar que en una población de tamaño medio-grande hay miles de puntos
de luz que correctamente empleados son más que suficientes para una buena iluminación de la ciudad.
La adecuación y la modernización de los actuales sistemas de iluminación supondría un ahorro
contrastado de entre un 25 y un 40% en la factura eléctrica, manteniendo los niveles de iluminación
adecuados.
Además del ahorro directo de fondos que supone para las arcas públicas, la modernización y la
corrección en la instalación de las luminarias supone otros beneficios para la comunidad, tales como:
Disminución del consumo de energía eléctrica y de la contaminación causada en la generación
de dicha energía.
Aproximación al cumplimiento del protocolo de Kioto.
Menor producción de residuos tóxicos (metales pesados de las lámparas).
Incremento de la seguridad vial (menor deslumbramiento, ajuste de contraste luminoso).
Disminución de la intrusión lumínica.
Respeto al medio ambiente nocturno: protección de hábitats de especies animales y vegetales;
recuperación del cielo estrellado.
9
1
Uso Racional de la Energía
El uso racional de la energía es un concepto que responde a la necesidad de contener la demanda
energética que existe en la actualidad. Esto se debe, por un lado al esfuerzo de reducir los impactos
medioambientales derivados del sector energético, dado que manteniendo todos los demás factores
constantes, una reducción en el uso de la energía genera una reducción de la presión sobre el medio
ambiente. Por otro lado, el uso racional de la energía consiste en fomentar el ahorro energético de
forma que se reduzcan las unidades de energía consumida e impulsar la eficiencia energética, es decir,
cubrir los mismos servicios con unos consumos de energía inferiores.
La contaminación lumínica es un problema medioambiental que se extiende cada vez más en las
regiones urbanizadas: ciudades, pueblos, polígonos industriales, áreas comerciales y de ocio, carreteras...
Consiste en excesos de luz del alumbrado nocturno, que invaden el medio ambiente alterando las
condiciones naturales de la noche.
Su causa está en el uso de sistemas de iluminación inadecuados, que emiten más luz de la
realmente necesaria, o que proyectan parte del flujo luminoso fuera del área destinada a alumbrar,
de modo que se desaprovecha y acaba dispersándose por la atmósfera hasta gran distancia. Especialmente
las luminarias en exteriores que proyectan luz por encima de su horizontal, son las principales causantes
del problema.
Las consecuencias son múltiples. Entre ellas, las siguientes:
Exceso innecesario de consumo energético. Aumento injustificado del gasto en electricidad.
Gasto extra injustificado de fuentes de energía eléctrica: centrales térmicas de combustión
(petróleo, carbón o gas) o centrales nucleares. Agravamiento de la contaminación causada por dichas
fuentes de energía.
Alteración excesiva de la oscuridad natural de la noche, con efecto incluso en zonas de campo
lejos de las áreas urbanas: resplandor sobre el cielo nocturno, anulándose la visión de los astros;
intrusión de luz en viviendas; empeoramiento de la visibilidad por deslumbramiento directo a causa
de luces que alcanzan a gran distancia; perturbación de la vida nocturna de plantas, insectos, aves, y
otros animales.
10
Consideraciones sobre el Uso Racional de la energía y la Contaminación Lumínica
Desde el punto de vista energético, teniendo en cuenta que el alumbrado artificial se alimenta
de electricidad, este tipo de contaminación conlleva un exceso innecesario de consumo eléctrico con
el consiguiente aumento injustificado del gasto energético.
La electricidad suministrada a la red procede de una variedad de centrales generadoras de distinto
tipo, que en nuestro entorno geográfico corresponde en promedio a:
Centrales térmicas y ciclos combinados (carbón, fuel, gas)
55%
Centrales nucleares
25%
Centrales hidroeléctricas
15%
Fuentes de energías renovables (eólica principalmente)
5%
El grueso de la producción se da en centrales térmicas y en centrales nucleares, ambas causantes
de problemas serios de contaminación ambiental.
La solución al problema no es complicada y, además conlleva ahorro de electricidad. Consiste
en utilizar sistemas de alumbrado correctos: lámparas que proporcionen sobre el suelo o los espacios
utilizados la iluminación necesaria, no menos pero tampoco más. Y luminarias que eviten toda emisión
de luz por encima de la horizontal.
Otras medidas de eficiencia energética son:
Ajustar los sistemas de encendido y apagado para evitar la prolongación innecesaria de l o s
períodos de funcionamiento de las instalaciones.
Instalar sistemas de regulación que permitan disminuir el nivel luminoso durante las horas en
las que disminuye el tráfico de vehículos y peatones, sin que afecte a la visibilidad ni a la seguridad.
Seleccionar la tarifa de contratación más adecuada a cada instalación.
11
2
¿Qué es la Contaminación Lumínica?
Cuando se habla de contaminación generalmente se imagina algo sucio, de mal aspecto o mal
olor en el agua, en el suelo o en el aire. Pero con el desarrollo industrial y el consiguiente aumento
de población, nos enfrentamos a un tipo diferente y nuevo de contaminación; es la contaminación
que no deja vestigios tan notorios como en los casos nombrados anteriormente, un tipo de
contaminación cuya evidencia física no es tan palpable a primera vista. Estamos hablando de, por
ejemplo, la contaminación acústica y la contaminación lumínica. Éstas duran mientras la fuente
contaminante permanezca activa.
Luz contaminante
Luz deslumbradora
Luz útil
Figura : Clasificación de la emisión visible de una luminaria típica
Comúnmente se entiende por “contaminación lumínica” la emisión directa o indirecta hacia la
atmósfera de luz procedente de fuentes artificiales por encima de la horizontal del foco de emisión.
Esta luz enviada hacia el cielo que no es aprovechable únicamente constituye un despilfarro de energía.
12
Consideraciones sobre el Uso Racional de la energía y la Contaminación Lumínica
La emisión de luz a la atmósfera origina la dispersión de aquella en todas las direcciones por
interacción con las moléculas del aire y su humedad. La dispersión se acentúa todavía más si existen
partículas contaminantes en la atmósfera (humo, polvo). Esta dispersión hacia el cielo es claramente
visible en forma de halo luminoso recubriendo las ciudades y amplias áreas en su entorno.
Contaminación lumínica sobre poblaciones de Gipuzkoa, a medianoche.
13
3
Alteraciones producidas por el Derroche
Energético y la Contaminación Lumínica
A continuación se exponen los principales efectos no deseados, causados por las instalaciones
de alumbrado exterior.
3.1
Derroche económico
El problema de la contaminación lumínica está relacionado directamente con el de la eficiencia
energética y el del exceso en el consumo de energía dado que todo el alumbrado artificial se alimenta
de electricidad. Y siendo la contaminación lumínica luz emitida por encima de lo necesario o de lo
aprovechable, implica en la misma proporción un consumo de energía superior a lo necesario, o un
consumo de energía no aprovechado.
Toda actividad humana en la que se obtiene un beneficio (económico, social, bienestar…) produce
casi inevitablemente un perjuicio (residuos industriales, desequilibrios medioambientales, ruido,
estrés…). Lo curioso de la contaminación lumínica es que es una de esas pocas ocasiones en las que
es posible disminuir dicho residuo aumentando aún más el beneficio. Así pues, no es posible justificar
la contaminación lumínica como un resultado no deseable pero irremediable del progreso.
Tal como se ha explicado anteriormente, la luz (de impacto directo) que no ilumina aquello para
lo que fue objeto es ni más ni menos que energía desperdiciada. En este sentido cabe destacar dos
tipos de “fugas”:
La luz visible que no incide en los objetos a los que fue destinada, enviada por encima de la
horizontal de la lámpara y que se disipa en la atmósfera. Esta pérdida de energía supone, por ejemplo
en las luminarias de tipo globo sin apantallar, más de un 50% de su consumo.
La luz invisible que genera la bombilla (ultravioleta e infrarroja), cuya emisión es totalmente
inservible para la iluminación. En la siguiente figura (Figura 2) puede verse la emisión espectral de cada
tipo de luminaria: coloreada en azul claro la zona visible del espectro (“zona útil para la iluminación”)
y en color amarillo el resto (“zona no útil para la iluminación”).
14
Consideraciones sobre el Uso Racional de la energía y la Contaminación Lumínica
Incandescente
Vapor mercurio
Vapor sodio
baja presión
Vapor sodio
alta presión
Halogenuros
metálicos
Figura : Espectro de emisión de lámparas de iluminación
De la figura anterior resulta evidente, pues, que las lámparas de vapor de sodio de baja presión
son las más selectivas (100% de su emisión en el visible), seguidas de las de vapor de sodio de alta
presión. En el otro extremo se encuentran las lámparas incandescentes en las cuales la gran mayoría
de su emisión está desplazada al infrarrojo.
3.2
Empleo de elementos altamente tóxicos y contaminantes
Hoy por hoy, el modelo actual de consumo energético se basa mayoritariamente en la conversión
en energía de recursos naturales no renovables (carbón, petróleo o uranio), con lo cual el mal uso
de la energía supone un despilfarro de dichos recursos.
Además, en los procesos de generación de energía y su posterior consumo, se generan residuos
que contaminan gravemente el medio ambiente (residuos radiactivos, vertidos contaminantes en
forma de gases, humos o aguas residuales, etc.) que poco a poco están alterando el equilibrio climático
(efecto invernadero por CO2, agujero de ozono).
También hay que tener en cuenta los residuos que directamente producen algunos tipos de
luminaria al final de su vida útil; estos residuos son en ocasiones altamente tóxicos y costosos de
tratar. Se estima que en el estado español se arrojan de forma incontrolada cerca de 800 Kg. de
mercurio al año procedentes de las lámparas.
3.3
Intrusión en la vida privada
En muchas ocasiones, las luminarias urbanas están situadas por encima del primer nivel de viviendas
e incluso del segundo. O bien su incorrecta orientación produce emisión directa por encima de la
horizontal. Esto provoca la intrusión de la luz artificial procedente de la calle en las viviendas. Su eliminación
total es imposible porque siempre entrará un porcentaje de luz reflejada en el suelo o en las paredes,
pero no son tolerables casos de iluminación directa como las producidas por luminarias de tipo globo
sin apantallar frente a las ventanas, o por la iluminación de fachadas con potentes focos ornamentales.
15
Alteraciones producidas por el Derroche Energético y la Contaminación Lumínica
3.4
Deslumbramiento
Cuando el ojo se expone bruscamente a una intensidad luminosa superior a la que está adaptado
en un momento dado se produce el deslumbramiento, el cual constituye un motivo importante de
inseguridad vial.
El alumbrado de carreteras constituye un punto crítico en este sentido, pues en ocasiones el
conductor es sorprendido por tramos súbitamente sobreiluminados. También es motivo de
deslumbramientos la inadecuada iluminación de otras instalaciones cercanas a las carreteras (estadios
deportivos, carteles publicitarios, etc.).
Conviene resaltar que la adopción de medidas contra la contaminación lumínica no supone una
disminución de la seguridad ciudadana, dado que únicamente se eliminaría la luz de las emisiones no
útiles para el alumbrado.
Intrusión lumínica en viviendas, por luminarias mal apantalladas.
16
Consideraciones sobre el Uso Racional de la energía y la Contaminación Lumínica
3.5
Alteraciones en el ecosistema
Aunque resulte un tanto extraño decirlo, hay que considerar esta novedosa forma de contaminación,
cuyos efectos son todavía muy poco estudiados, como perfectamente equiparable a la emisión de
humos hacia la atmósfera o al vertido de contaminantes en los ríos, porque, en el fondo, consiste en
la emisión de energía producida artificialmente hacia un medio naturalmente oscuro. Tiene efectos
comprobados sobre la biodiversidad de la flora y la fauna nocturna que, dicho sea de paso, es mucho
más numerosa que la diurna y precisa de la oscuridad para sobrevivir y mantenerse en equilibrio.
Mala calidad de visión por deslumbramiento directo.
17
Alteraciones producidas por el Derroche Energético y la Contaminación Lumínica
3.6
Pérdida de contacto con la naturaleza
El desarraigo que afecta al hombre en la gran urbe no es sólo consecuencia de su falta de contacto
con la naturaleza, que acaba por devenir un artículo de consumo más para los fines de semana, sino
también de la pérdida inevitable del sentido de su existencia en relación con el cosmos. Para las
generaciones de jóvenes actuales, el universo es ya tan sólo algo con lo que únicamente entran en
contacto a través del cine y de lo que están y se sienten desvinculados. La UNESCO reconoce este
derecho que estamos obligados a respetar.
Deterioro del firmamento por contaminación lumínica.
“Las personas de las generaciones futuras tienen derecho a una Tierra indemne y no contaminada,
incluyendo el derecho a un cielo puro”
Declaración de los Derechos de las Generaciones Futuras (UNESCO)
18
Consideraciones sobre el Uso Racional de la energía y la Contaminación Lumínica
4
4.1
Aspectos de la iluminación para el uso eficiente de
la Energía y la no-propagación de la Contaminación
Lumínica.
Eficiencia Energética en instalaciones de Alumbrado Público
Los tres pilares fundamentales para la óptima calidad del servicio de alumbrado público son:
Planteamiento del proyecto inicial, ajustado a la realidad de la utilización (niveles lumínicos, tipo
de funcionamiento), introduciendo los elementos de calidad (fuentes de luz, luminarias, etc.) y las
tecnologías más adecuadas (elementos de control y equipos asociados) para la optimización global.
Gestión continuada de las instalaciones, realizando un seguimiento constante de los parámetros
eléctricos, lumínicos y de seguridad de la instalación e incorporando el mantenimiento preventivo
como elemento definitorio posterior del índice de la calidad del servicio.
La difusión y participación de los responsables públicos y los ciudadanos; participación de
manera activa en la definición, decisión y cuidado de esa parte del “bienestar diario del municipio”.
4.2
La distribución del flujo luminoso
La forma en que la luz artificial es enviada hacia el cielo puede dividirse en tres partes:
Directa, desde la propia fuente de luz.
Por reflexión en las superficies iluminadas.
Por refracción en las partículas del aire.
La refracción suele tener un impacto muy despreciable con respecto a las otras dos y su influencia
depende del tamaño y de la cantidad de partículas del aire entre la fuente de luz y la zona iluminada.
Disminuye con la distancia entre la fuente y la zona iluminada.
19
Aspectos de la iluminación para el uso eficiente de la Energía y la no-propagación de la Contaminación Lumínica
La reflexión suele tener un impacto diez veces inferior a la emisión directa. La diferencia principal
con ésta es que tiene un bajo brillo, y que depende de los índices de reflexión de las superficies
iluminadas. Por ejemplo, la luz dirigida hacia el pavimento es reflejada hacia arriba con niveles de
reflectancia que van desde un 6% para el asfalto a un 25% para el hormigón. Su impacto no se puede
eliminar totalmente, pero puede reducirse evitando excesos en los niveles de iluminación ó reduciendo
estos a altas horas de la noche cuando no se necesiten niveles tan elevados.
El impacto directo es el más perjudicial. Principalmente es producido por focos o proyectores
simétricos (alumbrado de grandes áreas, zonas deportivas, puertos, aeropuertos, fachadas de edificios,
etc.) con elevada inclinación (superior a 15º) donde parte del flujo de la lámpara (o bombilla) es
enviado directamente sobre el horizonte, desperdiciando energía luminosa (Figura 3).
Estos casos son especialmente graves pues, en general, además se utilizan lámparas de gran
potencia (entre 250 W y 2000 W) con un elevado flujo luminoso, de forma que un sólo proyector
puede impactar más que una población iluminada de 1.000 habitantes.
Otras instalaciones muy impactantes por su tamaño y proliferación son los alumbrados decorativos
u ornamentales en los que el flujo de luz de la luminaria sale en todas las direcciones, especialmente
sobre el horizonte, como son los globos y los faroles con la lámpara situada en el centro (Figura 3).
20
Fig. 3.1
Fig. 3.2
Fig. 3.3
Fig. 3.4
Consideraciones sobre el Uso Racional de la energía y la Contaminación Lumínica
Fig. 3.5
Fig. 3.6
Fig. 3.7
Fig. 3.8
Luz contaminante
Luz útil
Figura3 : Muestrario de tipos de luminaria.
3.1- Globo sin reflectante
3.5- Luminaria vial con cierre abombado
3.2- Globo con hemisferio superior reflectante
3.6- Luminaria vial con cierre plano
3.3- Farol con lámpara vertical a la altura del acristalado
3.7- Proyector con inclinación superior a 15º
3.4- Farol con lámpara alojada en reflectante superior
3.8- Proyector asimétrico con cierre horizontal.
El impacto directo puede eliminarse totalmente dirigiendo la luz sólo allí donde se necesite
evitando enviar flujo hacia el cielo.
En los casos de alumbrados de fachadas o monumentos, donde parte de la luz escapa fuera del
escenario a iluminar, se puede canalizar el flujo luminoso utilizando rejillas o lamas delante del proyector;
además se podrían apagar en las horas que no hay ciudadanos en la calle para observarlos. Los letreros
luminosos deberían apagarse de igual forma o realizarse de forma que su luz se proyecte totalmente
por debajo del horizonte, donde realmente el ciudadano lo va a percibir.
21
Aspectos de la iluminación para el uso eficiente de la Energía y la no-propagación de la Contaminación Lumínica
La eliminación del impacto directo suele suponer como mínimo un aumento del 25% en los niveles
de iluminación usando la misma lámpara, por lo que se puede reducir el número de luminarias o el
consumo de las lámparas para obtener los mismos niveles de iluminación anteriores con menos gasto
de energía.
Los valores del Flujo Hemiesférico Superior (FHS) de los tipos de luminarias con formatos
contaminantes más habituales son los siguientes:
En la tabla anterior no se ha indicado ningún valor para los proyectores, pues éste es muy
dependiente de su uso; no obstante su valor suele ser muy elevado, pues habitualmente se emplean
con inclinaciones excesivamente altas en aparcamientos, estadios deportivos, explanadas, aeropuertos,
iluminación de fachadas, etc.
Ninguna de las Recomendaciones para Alumbrado permite, ni en el peor de los casos, una
emisión por encima de la horizontal (FHS) superior al 25%, por lo cual su instalación debería
ser evitada.
Tanto los faroles con lámpara vertical sin reflectante como los “globos” sin reflectante están
claramente por encima del 15% de FHS, que es el máximo admitido para zonas residenciales según
la Guía CIE 126 de la Comisión Internacional del Alumbrado.
22
Consideraciones sobre el Uso Racional de la energía y la Contaminación Lumínica
4.3
El tipo de lámpara
No todos los tipos de lámpara contaminan de igual manera nuestros cielos. Podemos clasificar
de la siguiente forma los tipos de lámparas que actualmente existen en el mercado:
Poco contaminantes
Lámparas de vapor de sodio a baja presión (VSBP): emiten sólo en una estrecha zona del
espectro, dejando limpio el resto. Su luz es amarillenta y monocromática. Es recomendable para
alumbrados de seguridad y carreteras fuera de núcleos urbanos. Son las más eficientes del mercado
y las únicas que carecen de residuos tóxicos y peligrosos.
Lámparas de vapor de sodio a alta presión (VSAP): emiten mayoritariamente dentro del
espectro visible. Su luz es amarillenta con rendimientos de color entre el 20% y el 80%, dependiendo
del modelo. Es recomendable para todo tipo de alumbrado exterior. Son las más eficientes del
mercado después de las de baja presión.
Medianamente contaminantes
Lámparas incandescentes: Además de en el visible, emiten en el infrarrojo cercano. Su luz
es amarillenta con un rendimiento de color del 100%. No es recomendable para alumbrado
exterior, excepto para iluminar detalles ornamentales. Son las menos eficaces del mercado.
Lámparas incandescentes halógenas: Son iguales que las incandescentes, pero emiten algo
más en el ultravioleta si no van provistas de un cristal difusor (son peligrosas sin este cristal por
emitir en el ultravioleta duro). Son algo más eficaces que las incandescentes.
Lámparas fluorescentes en tubos y compactas (vapor de mercurio a baja presión, VMBP):
Además de en el visible, emiten también en el ultravioleta. Su luz es blanca con rendimientos
cromáticos entre el 40% y el 90%. Es recomendable para alumbrados peatonales y de jardines.
Tienen una alta eficiencia.
Estas lámparas fluorescentes son medianamente contaminantes si no se usan en grandes
instalaciones y están convenientemente apantalladas evitando la emisión de luz sobre el plano
horizontal. Debido a su bajo flujo luminoso, si se usan compactas con potencias de hasta 25 W
(o incandescentes hasta 60 W), de forma discreta y separadas a más de 15 m. unas de otras, no
representan un impacto grave siempre y cuando no se superen los niveles de iluminación
recomendados.
23
Aspectos de la iluminación para el uso eficiente de la Energía y la no-propagación de la Contaminación Lumínica
Muy contaminantes
Lámparas de vapor de mercurio a alta presión (VMAP): Tienen una elevada emisión en el
ultravioleta, completamente inútil para el alumbrado. Su luz es blanca con rendimientos de color
inferiores al 60%. Son las menos eficientes del mercado en lámparas de descarga.
Lámparas de halogenuros metálicos: Tienen una fortísima emisión en el ultravioleta, lo que
supone un gasto energético inútil. Su luz es blanca azulada con rendimientos de color entre el 60%
y el 90%. Es recomendable para eventos deportivos importantes y grandes zonas donde se requiera
un elevado rendimiento cromático. Son muy eficaces, parecidas a las de sodio de alta presión, pero
de corta vida.
4.4
Utilización de equipos para conseguir Ahorro de Energía
En los alumbrados públicos con lámparas de descarga puede reducirse el consumo energético
en las horas de madrugada o en circunstancias de menor exigencia visual mediante la reducción del
flujo luminoso.
En las antiguas instalaciones se solían montar dos lámparas sobre cada luminaria destinada a
alumbrado viario, con objeto entre otros de disponer de dos niveles de iluminación según las
conveniencias. Actualmente se utiliza una luminaria con una sola lámpara de descarga incorporada y
con equipo de doble nivel.
Balasto Electromagnético de Doble Nivel
Este balasto, permite la reducción de la potencia consumida mediante la introducción en el circuito
de la lámpara de una inductancia adicional incorporada en el mismo núcleo de hierro de la inductancia
principal. A continuación se esquematizan tres formas conocidas del sistema de doble nivel referido
a una lámpara de vapor de mercurio.
En cualquier caso, se reduce el consumo de la lámpara al actuar el relé, conectado con una línea
de mando existente en la instalación. También puede disponerse de un temporizador en el equipo
de cada luminaria, que programado según se precise haga el paso del nivel normal al reducido.
El sistema de doble nivel que estamos describiendo puede aplicarse en lámparas de mercurio a
alta presión y en lámparas de sodio de alta presión. Este sistema no es adecuado con las lámparas
de halogenuros metálicos porque el color de la luz resulta muy afectado por la potencia emitida.
24
Consideraciones sobre el Uso Racional de la energía y la Contaminación Lumínica
En los sistemas de ahorro energético con varios niveles de iluminación, hay que vigilar el factor
de potencia de la instalación, siendo a veces necesario en el nivel mínimo reducir la capacidad instalada
necesaria para el nivel máximo. Una ventaja añadida en los equipos de doble nivel, es la mayor duración
de equipos y lámparas, ya que generalmente, las sobretensiones perjudiciales se producen en las líneas
en las horas en que se ha conectado el alumbrado al nivel reducido.
Balasto principal
Balasto auxiliar
Lampara
F
N
Conexión de Balasto Electromagnético de doble nivel
Lampara
F
N
Conexión de Balasto Electromagnético de doble nivel
Balasto auxiliar
Lampara
F
Balasto principal
N
Conexión de Balasto Electromagnético de doble nivel
25
Aspectos de la iluminación para el uso eficiente de la Energía y la no-propagación de la Contaminación Lumínica
Reguladores de flujo en cabecera de línea
Es ésta una técnica que consiste; básicamente; en reducir la tensión de alimentación al conjunto
lámpara - balasto, con lo que se obtienen reducciones de potencia en torno al 30 % para reducciones
de flujo luminoso del 40 %.
Actualmente, la gran mayoría, son equipos electrónicos estáticos que actúan de forma independiente
sobre cada una de las fases de la red, con el fin de estabilizar la tensión de cada una de éstas respecto
al neutro común en el circuito de salida o utilización y reducir el nivel de dicha tensión a partir de la
orden apropiada para producir una reducción de flujo luminoso y el consiguiente ahorro energético
o viceversa.
Para tensiones de alimentación nominales al conjunto lámpara-balasto de 220 V, la reducción de
tensión es a 175 V para el sodio alta presión y a 195 V para el vapor de mercurio.
Se instalan en cabecera de línea, alojándose en el propio armario de maniobra y medida, o bien
en un armario independiente junto a éste.
A la función fundamental de estabilización y reducción de tensión los diferentes fabricantes añaden
diferentes funciones complementarias, como pueden ser protecciones o dispositivos de seguridad,
elementos de maniobra, medida, telecontrol, etc.
La principal ventaja que aporta el conductor en cabecera de línea respecto a los balastos electromagnéticos de doble nivel desde el punto de vista de utilización práctica, es la tensión de alimentación,
tanto en el nivel máximo de plena potencia como en el nivel reducido o segundo nivel. Cabe destacar
también el hecho de que puede aplicarse de forma relativamente fácil y sencilla en alumbrados
realizados con anterioridad, sin que sea necesario una intervención, siempre costosa, en cada uno
de los puntos de luz del alumbrado.
Por otra parte, hay que señalar la incompatibilidad, o cuando menos el bajo aprovechamiento
de estos sistemas en aquellos casos en los que en la misma instalación de alumbrado se mezclan
lámparas de vapor de sodio y vapor de mercurio o en instalaciones antiguas en que las secciones de
los conductores se han visto disminuidas por el efecto de ampliaciones posteriores o el progresivo
incremento de la disminución de aislamiento entre conductores y tierra.
Sistemas de Regulación para Alumbrado Público
El sistema de regulación más usado en las instalaciones de alumbrado público es la célula
fotoeléctrica, en teoría es el método ideal, ya que el encendido o apagado de la instalación se produce
automáticamente cuando la iluminación natural alcanza un valor prefijado. Sin embargo, plantean
varios inconvenientes:
26
Consideraciones sobre el Uso Racional de la energía y la Contaminación Lumínica
Precisan un mantenimiento periódico de limpieza.
Pueden provocar encendidos diurnos intempestivos (reducción del nivel de iluminación en caso
de tormenta).
Tienen mayor probabilidad de averías, malos tratos, etc., por su instalación exterior.
Es por ello, recomendable sustituir el sistema de regulación por programadores astronómicos,
ya que su programación es valida para todo el año, sin precisar ningún tipo de ajuste.
Sistemas de Gestión Centralizada
Las instalaciones de alumbrado por norma suelen abarcar áreas extensas (término municipal) y
las acciones de vigilancia tienen un carácter repetitivo, por lo que deberá implantarse un sistema que
evite las rondas de vigilancia del personal, nos proporcione información fiable y completa y permita
un control sobre la instalación de alumbrado en todo momento, aportando una serie de ventajas:
Ahorro energético: mejor ajuste de los parámetros de la instalación. Control del encendido y
apagado de la instalación y la entrada del nivel de reducción del flujo luminoso.
Reducción de los gastos de mantenimiento: se reduce el gasto del material de reposición y del
personal de mantenimiento de la instalación.
Mejora de la calidad del servicio: conocimiento en tiempo real de cualquier alarma que se
pueda presentar en la instalación.
Todo ello se consigue mediante los sistemas de gestión centralizada:
Sistema de gestión punto a punto: este modelo de gestión como su propio nombre indica,
establece un control sobre cada uno de los puntos que forman la instalación de alumbrado. Se necesita
un módulo de control por cada una de las luminarias sobre las que se pretende actuar, lo que encarece
su instalación.
La transmisión entre el cuadro de mando y los módulos de control colocados en cada punto a
controlar se realiza por línea de alumbrado, mientras que la transmisión entre el cuadro de mando
y la central remota (PC), se puede realizar vía radio, telefónica o GSM (móvil).
Actualmente este tipo de sistema de gestión centralizada punto a punto no está totalmente
desarrollado, por problemas con la transmisión por línea de alumbrado.
27
Aspectos de la iluminación para el uso eficiente de la Energía y la no-propagación de la Contaminación Lumínica
Sistema de gestión a cuadro de mando: Es el sistema de gestión centralizada más desarrollado.
El modelo presenta un control sobre el cuadro de mando de la instalación. A diferencia con el modelo
de gestión punto a punto, éste sólo necesita de un módulo de control en el cuadro de mando. La
comunicación entre el módulo de control y la unidad remota (PC) se realiza vía radio, telefónica o
GSM, siendo esta última vía la más aceptada por su óptima fiabilidad. El módulo de control colocado
en el cuadro de mando, paralelamente a su función de control de la instalación, permite mantener
un historial sobre la instalación en cuanto a consumos, potencia demandada, valores de tensión, etc..
4.5
Corrección del factor de potencia
El factor de potencia (f.d.p.) o cosf de la instalación nos da idea del nivel de consumo de energía
reactiva.
Ésta no es más que la energía que, en el caso del alumbrado público, emplean las lámparas de descarga
al generar campos magnéticos. No produce trabajo útil por lo que debemos tratar de corregir el f.d.p.
mediante la colocación de baterías de condensadores.
Dicha corrección lleva implícito un menor gasto económico en la factura de electricidad, pues
es un complemento que en forma de recargo o descuento nos va a aplicar la compañía distribuidora
o comercializadora de energía eléctrica.
La compensación o corrección del f.d.p. nos aporta, además, otra serie de ventajas como la
reducción de las caídas de tensión, la disminución de la sección necesaria para los conductores, la
reducción de perdidas en los transformadores, y nos permite disponer de una mayor potencia en
la instalación. Estas ventajas son de especial interés cuando nuestro suministro se trate de un alumbrado
público, ya que es bastante normal la instalación de puntos de luz adicionales en el circuito a causa
de un aumento de las necesidades de iluminación o de la modificación del trazado urbano. Así, no
nos veremos en la obligación de modificar la sección de los conductores para introducir esos nuevos
puntos de luz.
Los dos sistemas que se utilizan para la corrección del factor de potencia son la implantación de
condensadores en cada lámpara y la instalación de una batería de corrección del factor de potencia
en cabecera de línea.
El primer sistema es más que una alternativa una obligación, ya que ninguna lámpara de descarga
debe instalarse sin su condensador. Ahora bien, los condensadores tienen una vida útil determinada,
por lo que deberemos tenerlo en cuenta a la hora de programar nuestras tareas de mantenimiento,
debido a que su control se hace difícil por estar situado en el interior de la luminaria.
28
Consideraciones sobre el Uso Racional de la energía y la Contaminación Lumínica
Por consiguiente, se hace necesaria la instalación de una batería para la corrección del factor de
potencia instalada en cabecera de línea, que esté debidamente dimensionada y que tenga un
microprocesador, para ajustar lo más posible su factor de potencia al solicitado en cada momento
por la instalación y no producir efectos capacitivos en la red.
Debemos dimensionar las baterías para la potencia nominal o instalada y no para la demandada
en ese momento, pues los condensadores que existen en la instalación y que cumplen su función,
en el momento que acaben su vida útil, dejaran de funcionar y tendremos que ampliar la batería para
corregir este nuevo f.d.p., más aún teniendo en cuenta que el periodo habitual de retorno económico
de la inversión es muy favorable para estos elementos, oscilando entre seis meses y dos años. Tampoco
conviene olvidar las bonificaciones que obtendremos de la compañía eléctrica por la corrección del
f.d.p.
El cálculo de la energía reactiva, se puede realizar:
Por medio de tablas, conociendo el f.d.p. real y el que queremos tener en la instalación.
A partir de mediciones efectuadas con instrumentos apropiados, como pueden ser registradores
analizadores de redes y con pinzas multimétricas.
A partir del recibo de la compañía suministradora:
Siendo
Wa = cantidad registrada por el contador de energía activa en kWh.
Wr = cantidad registrada por el contador de energía reactiva en kVArh.
29
5
Criterios para iluminar racionalmente
De acuerdo con los aspectos sobre la iluminación identificados en el apartado anterior se definen
los siguientes criterios de iluminación en aras de un ahorro energético y de una mayor eficiencia en
la iluminación.
5.1 Criterios de FHS
Según la Oficina Técnica para la Protección de la calidad del Cielo (OTPC-IAC), estos son los
límites recomendados de flujo en el hemisferio superior para reducir a unos márgenes aceptables el
problema de la contaminación lumínica:
Luminarias de uso vial:
0,2 %
Luminarias de uso mixto vial-peatonal:
1,5 %
Luminarias de uso peatonal:
2,0 %
Luminarias de uso ornamental:
5,0 %
Se pueden conseguir dichos límites haciendo que:
La lámpara no sobresalga de la carcasa de la luminaria.
El cristal de cierre de la luminaria sea plano y transparente.
La luminaria se oriente de forma que el cristal de cierre quede horizontal.
Cuando el centro de la zona a iluminar se encuentre desplazado de la vertical de la luminaria,
se debe utilizar una lámpara con reflector asimétrico, que produce un haz inclinado manteniendo
horizontal el cierre de la lámpara. Estos proyectores aprovechan un 25% más de iluminación que los
correspondientes simétricos.
30
Consideraciones
Consideracionessobre
sobreel elUsoUsoRacional
Racionaldedela laenergía
energíay ylalaContaminación
Contaminación Lumínica.
Lumínica
En los últimos años el tipo de luminaria más habitual en las zonas urbanas está siendo el de “tipo”
globo. Destacar que el acondicionamiento de este tipo de luminarias proporciona un ahorro energético
próximo al 40% manteniendo el mismo nivel de iluminación.
Asimismo, la sustitución de faroles antiguos por otros con un grupo óptico en el que la lámpara
está horizontalmente alojada en el interior de un reflector que reenvíe hacia el suelo la luz que emite
para arriba proporciona un FHS entre 1-5%, dependiendo de si la pantalla es lisa o rugosa, respectivamente.
Lograr cumplir con los criterios expuestos no significa necesariamente reemplazar todas las
luminarias; en ocasiones pueden ser adaptadas las existentes. Así por ejemplo, los proyectores
(habitualmente los más caros) se pueden apantallar debidamente mediante rejillas o viseras paralúmenes;
reduciendo de esta manera tanto el nivel de contaminación lumínica como el deslumbramiento, típico
de estos elementos.
5.2
Criterios de iluminancia
Las lámparas de uso vial típicamente tienen una lente de redondeo (un cristal refractor) que
distribuye la luz más fácilmente desde la lámpara, permitiendo un diseño de la iluminación menos
preciso; pero de esta forma se produce un resplandor indeseado. Una lámpara con cristal de cierre
plano, además, agrega ciertos elementos reflectantes dentro de la lámpara para proporcionar un
mayor control en la salida de la luz. Esto da un mejor control del resplandor; sin embargo el diseño
de la iluminación debe ser mucho más preciso para mantener la uniformidad en la iluminación. En la
siguiente tabla se indican los niveles de iluminancia requerida en cada tipo de vía, según recomendaciones
(CIE 115, CIE 136) de la Comisión Internacional del Alumbrado.
31
Criterios para iluminar racionalmente
5.3
Selección de la lámpara más adecuada
Las principales características a tener en cuenta al elegir una lámpara, aparte de la potencia necesaria,
son:
El rendimiento: La cantidad de luz que produce por unidad de potencia consumida (lúmenes/vatio
o candelas/vatio).
La vida media: El tiempo medio que dura la lámpara en condiciones de servicio.
Tabla 1: Comparativa de lámparas más usuales en iluminación de exteriores, con una potencia similar (valores estándar)
Hay que tener en cuenta que una lámpara de alto rendimiento, al tener un menor consumo y
una mayor duración, resulta a la larga más barata, aunque su costo inicial sea mayor.
En la tabla anterior se puede observar que claramente las lámparas de vapor de sodio tienen un
rendimiento y una vida media superiores a las de vapor de mercurio y a las halógenas. Así, para un
igual flujo luminoso, el uso de lámparas de VSAP supone un ahorro del 39% y el uso de lámparas de
VSBP de hasta un 63% (OTPC-IAC).
Debe recalcarse que el ahorro no se produce a costa de una disminución de luminosidad; sino
que para producir la misma cantidad de luz es necesaria una menor potencia, debido al mayor
rendimiento de las lámparas de vapor de sodio.
32
Consideraciones
Consideracionessobre
sobreel elUsoUsoRacional
Racionaldedela laenergía
energíay ylalaContaminación
Contaminación Lumínica.
Lumínica
6
Recomendaciones, propuestas y observaciones
6.1 Recomendaciones
Estas son algunas de las recomendaciones recopiladas de diferentes organismos (ver capítulo 8),
que contribuirían a optimizar el gasto en el alumbrado exterior:
Sustituir las luminarias que no cumplan con los criterios de FHS. Es decir, tratar de dirigir todo
el flujo luminoso hacia abajo. En especial, sustituir todas las luminarias esféricas, tipo globo. Este tipo
de luminarias son las de menor rendimiento energético ya que más del 50 % de la iluminación se
pierde hacia el cielo, iluminando mejor las fachadas y ventanas de las viviendas que el propio suelo.
Además, poco después de instaladas, el plástico de la cubierta está totalmente sucio y amarillento.
Adecuar los niveles de iluminación a las recomendaciones internacionales actuales. Existen
zonas excesivamente iluminadas, como si se tratara de instalaciones deportivas.
Sustitución de las luminarias con refractor difuso de vidrio estriado, en forma abombada (lanzan
un importante porcentaje de su flujo hacia el cielo), por otras con cierre transparente y plano que
no sobresalga de la base de la luminaria.
Evitar los obstáculos a las luminarias. Se podría reducir una parte importante de la potencia
de las calles arboladas si el flujo luminoso, en lugar de encontrarse con las ramas y el follaje, pudiera
llegar al suelo.
Modificar el diseño de la iluminación ornamental (iluminación de monumentos, anuncios,
escaparates, etc.) para que la luz incida desde arriba hacia abajo. Este tipo de iluminación debería
apagarse cuando resulte injustificable (por ejemplo, a partir de las 23:00 h. en invierno y de las 24:00
h. en verano). Dichos espacios suelen alumbrarse con potentes proyectores orientados incorrectamente
que dispersan mucha luz hacia el cielo y también en direcciones laterales.
Mejorar el diseño de los faroles para que no envíen su luz hacia el cielo.
Aplicar criterios de racionalidad y eficiencia en las iluminaciones ocasionales, como son las de
celebración de eventos públicos y festejos. Ver especialmente en los anexos las recomendaciones
para el alumbrado navideño.
33
Recomendaciones, propuestas y observaciones
6.2
Propuestas
1. Someter a una auditoría energética aquellas instalaciones que no estén gestionadas en la actualidad
o que presenten problemas de funcionamiento o de eficiencia. Se analizará la situación de la instalación,
se realizará un diagnóstico de la problemática energética y se efectuará una propuesta de actuación.
Así mismo, sería conveniente la creación de un comité temporal de seguimiento mientras dure el plan
de adecuación y modernización que se encargue de la difusión pública de los beneficios de tales
actuaciones, así como de evaluar y cuantificar los beneficios producidos.
2. Realización y puesta en marcha de una Ordenanza Municipal que establezca las condiciones a
cumplir por las instalaciones de alumbrado exterior del municipio con el fin de mejorar la protección
del medio ambiente mediante un uso eficiente y racional de la energía consumida y la reducción del
resplandor luminoso nocturno.
3. Difusión pública. La resolución del problema de la contaminación lumínica tiene una componente
importante de información y de concienciación ciudadana. Un alumbrado que evite la contaminación
lumínica y el derroche de energía no significa en absoluto un deficiente nivel de iluminación. Entendido
este punto, la desaparición de la contaminación lumínica es sólo cuestión de tiempo, puesto que es
evidente que ni los gobernantes ni los ciudadanos desean derrochar su dinero.
6.3
Costes
Debido al ahorro energético que conlleva una instalación de alumbrado eficiente, la inversión
necesaria para realizar los cambios orientados a corregir la iluminación se amortiza en un plazo
generalmente inferior a los siete años, totalmente aceptable para una instalación que tendrá una vida
útil de 25 años en promedio. Sorprendentemente, se trata del único problema medioambiental cuya
solución es rentable: no implica inversiones a fondo perdido, sino que genera beneficios.
6.4
Ayudas y subvenciones
Gobierno Vasco
La Orden de 14 de diciembre de 2005, de la Consejera de Industria, Comercio y Turismo del
Gobierno Vasco (BOPV nº 247 de 29 de diciembre de 2005), desarrolla el Programa de ayudas para
el fomento de acciones y proyectos de ahorro, eficiencia energética y utilización de energías renovables.
34
Consideraciones sobre el Uso Racional de la energía y la Contaminación Lumínica
En el área de ahorro energético, las actuaciones que pueden ser objeto de subvención son las
siguientes:
Nuevas instalaciones, equipos de producción, consumo y control, así como materiales que
aporten algún tipo de innovación tecnológica o permitan aplicaciones innovadoras, contribuyendo a
los objetivos del programa.
Instalaciones de aprovechamiento de calores residuales, sustitución e implantación de nuevos
equipos y sistemas de control y gestión de las variables energéticas, así como recuperación de materias
primas, siempre que supongan una reducción implícita del consumo de energía y faciliten la mejora
ambiental.
Estudios integrales de utilización, gestión y mejora de la eficiencia energética para Pymes,
conforme a lo dispuesto en el artículo 5 del Reglamento (CE) n.º 70/2001 de la Comisión de 12 de
enero de 2001 relativo a la aplicación de los artículos 87 y 88 del Tratado CE a las ayudas estatales
a las pequeñas y medianas empresas.
Mediante la Resolución de 26 de mayo de 2006 (BOPV nº 118 de 22 de junio de 2006) se
aprobó la convocatoria para el ejercicio 2006 de estas ayudas.
Convenio EVE-IDAE
Por otra parte, dentro del Plan de Acción 2005-2007 de la Estrategia de Ahorro y Eficiencia
Energética en España 2004-2012 (E 4), el Programa IDAE-EVE 2006 de ayudas públicas a inversiones
en mejora de la eficiencia energética recoge para el Sector Servicios Públicos los siguientes incentivos:
Inversiones en Eficiencia Energética en las Instalaciones existentes de Alumbrado Público
Auditorias Energéticas en Instalaciones de Alumbrado Público
Inversiones en Eficiencia Energética en las Instalaciones nuevas de Alumbrado Público
Diputación Foral de Gipuzkoa
Por último, se menciona aquí el Decreto Foral 21/2006, de 28 de marzo (BOG nº 67 de 6 de
abril de 2006), por el que se regula el régimen de concesión de subvenciones a los ayuntamientos
del Territorio Histórico de Gipuzkoa para impulsar la ejecución de los planes de acción de sus Agendas
Locales 21, conscientes de que muchos municipios han incluido dentro de estas actuaciones inversiones
encaminadas al ahorro y la eficiencia energética en las instalaciones de alumbrado público.
35
Recomendaciones, propuestas y observaciones
6.5
Iniciativas en el estado español
Hasta hace poco la única norma existente a nivel estatal, relativa exclusivamente a limitar la
contaminación lumínica, era la Ley 31/1988, de 31 de octubre, de Protección de la Calidad Astronómica
de los Observatorios del Instituto de Astrofísica de Canarias, la cual tiene como cometido específico
proteger la atmósfera de la contaminación luminosa para garantizar exclusivamente la investigación
científica.
Más recientemente, otras comunidades autónomas han aprobado normas con rango de Ley,
relativas a la contaminación lumínica:
Cataluña: Ley 6/2001, de 31 de mayo, de Ordenación Ambiental del Alumbrado para la
Protección del Medio Nocturno, desarrollada posteriormente por el Reglamento aprobado por el
Decreto 82/2005, de 3 de mayo.
Islas Baleares: Ley 3/2005, de 20 de abril, de Protección del Medio Nocturno de las Islas Baleares
Navarra: Ley Foral 10/2005, de 9 de noviembre, de ordenación del alumbrado para la protección
del medio nocturno.
Han sido los entes locales los pioneros en afrontar el problema de la contaminación lumínica.
Así, en 1997, el Ayuntamiento de Figueres (Cataluña) aprobó un Plan de ahorro energético contra
la contaminación lumínica que constituyó el germen de la ley catalana citada anteriormente. Desde
entonces, un considerable número de ayuntamientos ha ido aprobando normas relativas a poner
freno al uso indiscriminado de emisiones de luz nocturnas. La Propuesta de Modelo de Ordenanza
Municipal de Alumbrado Exterior para la Protección del Medio Ambiente mediante la mejora de la
Eficiencia Energética, editada por el IDAE en el año 2002, ha contribuido sin duda a este objetivo.
De todas formas, este tipo de normas, aunque constituyen un instrumento esencial para luchar
contra la contaminación lumínica, no son sin embargo suficientes para poner fin al problema; no sólo
por su limitado ámbito geográfico de aplicación, sino también por la inexistencia de una obligación
general de que los ayuntamientos las aprueben.
Para intentar paliar este problema, el Plan de Acción para el periodo 2005-2007, de la Estrategia
de Ahorro y Eficiencia Energética en España 2004-2012, en el Sector Servicios Públicos recoge como
actuación la redacción de una nueva norma sobre equipamiento eficiente energéticamente en
instalaciones de alumbrado exterior.
36
Consideraciones sobre el Uso Racional de la energía y la Contaminación Lumínica
7
Conclusiones
Fundamentalmente el problema del despilfarro energético, económico y la contaminación lumínica
es causado por una inadecuada iluminación. Las pérdidas económicas directas ocasionadas por el
empleo de cierta energía eléctrica inservible para la iluminación se pueden desglosar en:
Eficiencia energética. El uso inadecuado de sistemas de regulación, la falta de equipos reductores
de flujo en algunas instalaciones y la colocación de lámparas que proporcionan un flujo luminoso
(lúmenes) inferior a otras con la misma potencia (vatios) sólo puede considerarse como una pérdida.
En términos generales una lámpara de vapor de mercurio consume un 40% más de energía que una
de vapor de sodio para proporcionar la misma iluminación.
Emisión directa o indirecta de luz por encima del plano horizontal. Es un despilfarro de energía
sin ninguna utilidad; útil solo para iluminar el cielo y las nubes. Se puede corregir empleando una
carcasa adecuada para las luminarias. Así por ejemplo, el acondicionamiento de globos y farolas supone
un ahorro de energía próximo al 40%, y del 70% en el caso de sustituir además una lámpara de vapor
de mercurio por otra de vapor de sodio.
Bastaría con no lanzar luz por encima de la horizontal, dirigiéndola allí donde realmente es
necesaria, para disminuir la contaminación lumínica en más de un 80%.
Despilfarro económico. No ajustar la facturación a la demanda de energía eléctrica con una
mala elección de la tarifa eléctrica, la potencia contratada o la discriminación horaria, supone un gasto
económico mayor al necesario.
Emisión en el espectro invisible. Es un despilfarro de energía sin ninguna utilidad. Se puede
corregir cambiando el tipo de lámpara; preferiblemente las de vapor de sodio a baja presión, o en
su defecto las de vapor de sodio de alta presión.
37
8
Referencias
“Guía municipal de sostenibilidad energética”. EVE-EUDEL, 2003.
“Manual de Buenas Prácticas Ambientales para Municipios vascos. La Agenda Local 21 en acción“.
Departamento de Ordenación del Territorio y Medio Ambiente del Gobierno Vasco - IHOBE, 2002.
“Guía Técnica de Eficiencia Energética en Iluminación. Alumbrado Público”. Instituto para la
Diversificación y Ahorro de la Energía (IDAE), 2001. www.idae.es.
“Guía para la reducción del resplandor luminoso nocturno”. Comité Español de Iluminación
(CEI), (1999). www.ceisp.com.
Documentos de la Oficina Técnica para la Protección de la Calidad del Cielo (OTPC). Instituto
Astrofísico de Canarias (IAC). www.iac.es/proyect/otpc
“Polución lumínica: un problema de todos”. Roger Leiton. Departamento de Física, Universidad
de La Serena. Chile, 1998.
Artículos en “Astronomía”. Francisco Pujol. Grupo de Protección del Cielo, 2002.
International Dark-Sky Association.
Colectivo Cel Fosc.
"Propuesta de Modelo de Ordenanza Municipal de Alumbrado Exterior para la Protección del
Medio Ambiente mediante la mejora de la Eficiencia Energética". IDAE, 2002.
Ley 6/2001, de 31 de mayo, de ordenación ambiental del alumbrado para la protección del
medio nocturno. Diario Oficial de la Generalidad de Cataluña. Núm. 3407 - 12 de junio de 2001.
Decreto 82/2005, de 3 de mayo, por el que se aprueba el reglamento de desarrollo de la Ley
6/2001. Diario Oficial de la Generalidad de Cataluña. Núm. 4378 - 5 de mayo de 2005.
Ley 3/2005, de 20 de abril, de protección del medio nocturno de las Illes Balears. BOIB. Núm.
65 - 28 de abril de 2005.
Ley Foral 10/2005, de 9 de noviembre, de ordenación del alumbrado para la protección del
medio nocturno. B.O. de Navarra - Número 136 - 14 de noviembre de 2005.
38
Consideraciones sobre el Uso Racional de la energía y la Contaminación Lumínica
A
Anexos
A.1A.2A.3A.4-
Glosario.
Recomendaciones para el alumbrado de Navidad.
Fotografías de luminarias y efectos de alumbrado.
Conclusiones de los estudios realizados en Legazpi y Tolosa.
39
Anexos
A.1
Glosario
1. Definiciones
Candela: La intensidad luminosa de una fuente de luz se mide en candelas. Ésta es la unidad
básica de cantidad fotométrica. Las bases históricas de la candela están asociadas con la cantidad de
luz emitida por la llama de una vela. La definición de ésta en el Sistema Internacional (SI) de unidades
de medida es: “la intensidad luminosa, en una dirección dada, de una fuente que emite radiación
monocromática de frecuencia 540x1012 Hz y que tiene una intensidad radiante de 1/683 vatios por
estereoradián”.
Iluminancia: La iluminancia o nivel de iluminación está definido como la cantidad de luz que
se transmite sobre cierta área. La unidad en el SI para la iluminancia es el “lux”. Puede definirse como
iluminancia horizontal, que es la comúnmente utilizada para medir iluminaciones sobre el suelo; y
como iluminancia vertical, referida a la iluminación recibida por una superficie vertical, como fachadas
o ventanas.
Lámpara de descarga: Lámparas que emiten luz a partir de la excitación de un gas sometido
a descargas eléctricas.
Lúmen: El lúmen es la unidad de flujo luminoso producido por la fuente y está directamente
relacionada con la candela. Una fuente puntual con la intensidad de una candela producirá un flujo
luminoso de un lúmen a través de un ángulo sólido de un estereoradián. El lumen puede ser interpretado
como la cantidad de luz emitida desde una fuente con una cierta intensidad.
Luminancia: la luminancia es el brillo de una superficie que emite luz propia, o bien que ha sido
iluminada por otra fuente. La luminancia de un objeto depende de la reflectancia y de las características
del material. Por ejemplo bajo las mismas condiciones de iluminancia un objeto mate aparecerá más
opaco que un objeto brillante. Ya que la luminancia se refiere a la cantidad de luz reflejada por un
objeto, este objeto actúa asimismo como una nueva fuente, pero no puntual, sino extendida. La unidad
de luminancia es la candela por metro cuadrado.
Reflectancia: Razón entre la radiación recibida y la reflejada por un objeto.
Rendimiento de color: El rendimiento de color de las lámparas es la capacidad de reproducir
los colores en relación con la luz natural.
Uniformidad de la iluminancia: Indicador de la homogeneidad de iluminación sobre una
superficie. Se expresa como la relación entre el valor de la iluminancia en los puntos menos iluminados
de la superficie, y el valor de la iluminancia media.
40
Consideraciones sobre el Uso Racional de la energía y la Contaminación Lumínica
2. Siglas y abreviaturas
FHS: Flujo Hemiesférico Superior.
VSBP: Lámparas de vapor de sodio a baja presión.
VSAP: Lámparas de vapor de sodio a alta presión.
VMBP: Lámparas de vapor de mercurio a baja presión.
VMAP: Lámparas de vapor de mercurio a alta presión.
CIE: Comisión Internacional del Alumbrado (Commission Internationale de l´Eclairage).
OTPC-IAC: Oficina Técnica para la Protección de la Calidad del Cielo del Instituto de Astrofísica
de Canarias.
CEI: Comité Español de Iluminación.
IDAE: Instituto para la Diversificación y Ahorro de la Energía.
GSM: Groupe Speciale Mobile, estándar mundial para teléfonos móviles.
SI: Sistema Internacional
CADEM: Centro para el Ahorro y el Desarrollo Energético y Minero.
EVE: Ente Vasco de la Energía.
41
Anexos
A.2
Recomendaciones para el alumbrado de Navidad
Recomendaciones para realizar el alumbrado de futuras campañas navideñas con criterios de eficiencia
El consumo de energía eléctrica se ha incrementando durante los últimos años debidoa la
ampliación de servicios y necesidades de la población. No obstante, los responsables municipales son
cada vez más conscientes de la necesidad de fomentar la "calidad de ciudad" a través del desarrollo
sostenible, conjugando la prestación y mejora de los servicios con el respeto al medio ambiente y el
uso racional de los
recursos.
La ornamentación urbana en el periodo navideño basada tradicionalmente en el alumbrado de
las vías y monumentos públicos, no puede ser la excepción a nuevos planteamientos urbanísticos. Los
parámetros energéticos del alumbrado navideño aumentan la potencia de las instalaciones
(aproximadamente un 20% de la potencia total del alumbrado público) y las horas de funcionamiento
(en torno al 4% del alumbrado público), haciendo necesario adoptar una serie de recomendaciones
y el establecimiento de criterios a la hora de diseñar y gestionar la ornamentación luminosa de
nuestras calles, recordando además que "decorar no es sólo iluminar" y que se puede "decorar
ahorrando".
Algunos municipios españoles cuentan ya con normativas y ordenanzas sobre alumbrado navideño;
ejemplos pioneros como el del Ayuntamiento de Barcelona aportan criterios de sostenibilidad que
pueden ser trasladados y adaptados a las necesidades de muchos otros municipios españoles.
Criterios medioambientales de racionalización y ahorro energético:
Empleo de materiales respetuosos con el medio ambiente y preferiblemente reciclables. Requerir
autorización por parte del ayuntamiento de los materiales que se instalarán y que sólo puedan llevar
a cabo empresas instaladoras homologadas.
Utilización de fuentes luminosas de baja potencia unitaria. Prohibir el uso de lámparas
incandescentes de potencia superior a 15 W. Utilizando lámparas y bombillas de baja potencia (5 W),
se reduce el consumo.
Establecer valores límite a la potencia instalada por superficie de calle (W/m2). Estos valores
variarían en función de la anchura de la calle. Así, en la normativa del Ayuntamiento de Barcelona
se establecen los siguientes límites:
42
Consideraciones sobre el Uso Racional de la energía y la Contaminación Lumínica
Iluminación más eficiente con el uso de lámparas de baja potencia o hilo
luminoso con microbombillas en lugar de filas de bombillas de incandescencia,
uso de minilámparas de alta eficiencia. Estas lámparas aportan la misma
luminosidad, pero consumen mucha menos energía, al ser más eficientes. (Ej.
Guirnaldas de 36 microbombillas con una potencia de 16,4 W por metro lineal
y vida útil media de 10.000 horas).
Utilización de nuevas tecnologías en iluminación, más eficientes y
vanguardistas, como la fibra óptica y los hologramas. La iluminación con fibra
óptica no emite, rayos infrarrojos, ni ultravioleta, no calienta ni daña las
superficies que ilumina, no crea problemas de seguridad y no requiere
mantenimiento. Los sistemas holográficos (hologramas) permiten crear
imágenes tridimensionales de alta calidad que se proyectan en el vacío o se
reflejan en una superficie.
Secuencias de alumbrado con bajo factor de simultaneidad. Con efectos de
intermitencia y juegos de luces disminuye el número de bombillas que están
encendidas al mismo tiempo y, por tanto, se reduce el consumo.
Calendario y horario de funcionamiento. Calendario
limitado al periodo comprendido entre el 1 de diciembre y 6 de enero, y dentro
de este ajustar el horario a las necesidades en función de la actividad
comercial o lúdica de cada jornada del periodo navideño.
Control de las instalaciones en servicio (encendido y control unificado para
toda la ciudad). Esto permite ajustar de manera centralizada los horarios de
funcionamiento según día de la semana y actividad de cada distrito.
Limitar la cantidad de luz emitida a la atmósfera para evitar la contaminación
lumínica y proteger el medio nocturno. (En este sentido es pionera la Ley
6/2001, de la Generalitat de Cataluña).
43
Anexos
Criterios estéticos y ornamentales:
Adaptación de las unidades al tipo de calle y aspecto estético de la instalación.
Utilización de elementos ornamentales no luminosos (potenciando colores,
formas, texturas,..) como complemento a las fuentes luminosas.
Criterios técnicos y de seguridad:
Forma de fijación del material y del tendido de líneas.
Cumplimiento del Reglamento Electrotécnico de Baja Tensión (REBT), la norma para instalaciones
con fines especiales (ferias y stands) ITC-BT -34, y demás disposiciones y normativa municipal sobre
alumbrado y tendido de materiales.
Controlar los posibles efectos de deslumbramiento por exceso de luz.
Criterios de organización y supervisión de la campaña por parte de las autoridades municipales:
Utilización de elementos ornamentales no luminosos (potenciando colores, formas, texturas,..)
como complemento a las fuentes luminosas.
Documentación que deberá presentarse.
Homologación de instaladores autorizados. Plazo de montaje y retirada. Mantenimiento.
44
Consideraciones sobre el Uso Racional de la energía y la Contaminación Lumínica
A.3
Fotografías de luminarias y efectos de alumbrado
En las siguientes páginas se presentan fotografías de distintos tipos de luminaria para alumbrado
exterior, y del efecto de iluminación que se consigue. Claramente se apreciará la diferencia entre los
efectos de las luminarias no eficientes (o contaminantes) y las eficientes (o no contaminantes).
Globo sin hemisferio superior reflectante. Gran parte de la luz se emite por encima de la horizontal,
hacia los edificios y la atmósfera, resultando más iluminadas las fachadas que el pavimento.
45
Anexos
Globo con hemisferio superior reflectante. Concentra eficazmente la iluminación sobre el
pavimento, evitando la intrusión lumínica en viviendas:
46
Consideraciones sobre el Uso Racional de la energía y la Contaminación Lumínica
Farol con lámpara a la altura del acristalado. Emite gran parte del flujo por encima de la horizontal.
Acusado desaprovechamiento de luz hacia las fachadas.
47
Anexos
Farol con lámpara alojada en elemento reflectante superior. La luz se aprovecha eficazmente
sobre el pavimento.
Luminaria vial con cierre abombado. Pierde una parte de la luz dispersándola por encima de su
horizontal, como puede verse por el reflejo sobre la fachada.
48
Consideraciones sobre el Uso Racional de la energía y la Contaminación Lumínica
49
Anexos
Luminaria vial con cierre plano y horizontal. Distribuye muy eficazmente la luz para iluminar el
pavimento, limitando al máximo la pérdida de luz hacia fachadas y atmósfera. Con ello se evitan los
efectos de intrusión lumínica en viviendas y de resplandor en el cielo nocturno.
50
Consideraciones sobre el Uso Racional de la energía y la Contaminación Lumínica
Proyector inclinado más de 15º (en este caso, 60º). Fuerte pérdida de luz más allá del pavimento
que se pretende iluminar. Intensa iluminación residual hacia las fachadas de enfrente y hacia la atmósfera.
60º
51
Anexos
A.4
Conclusiones de los estudios realizados en Legazpi y Tolosa
La Dirección de Medio Ambiente del Departamento para el Desarrollo Sostenible de la Diputación
Foral de Gipuzkoa, el CADEM y la Sociedad de Ciencias Aranzadi han abordado la realización de un
estudio piloto con el fin de analizar las posibilidades de ahorro energético y de prevención de la
contaminación lumínica en las instalaciones de alumbrado público de los municipios del Territorio
Histórico de Gipuzkoa.
Con el fin de concretar la metodología más eficaz se ha llevado a cabo este estudio piloto en
dos municipios que se encuentren en un estado avanzado de aplicación de la Agenda Local 21 como
son Legazpi y Tolosa. El estudio de Legazpi se finalizó en enero de 2006 y el de Tolosa en junio del
mismo año.
A continuación se recogen los resultados de ambos estudios.
1. Análisis de las instalaciones de alumbrado público del municipio de legazpi
Características globales de la instalación actualluminarias:
En la categoría de eficientes (o no contaminantes) se cuentan 577 (el 36%). Predominan en este
grupo las luminarias viales de cierre plano (326).
En la categoría de no eficientes (esto es, contaminantes) se cuentan 1015 (el 64%). Predominan
aquí los globos sin reflectante (442) y los faroles con lámpara baja a la altura del acristalado, incluyéndose
los de tipo cono invertido (310).
Lámparas:
Predominan claramente las de vapor de sodio a alta presión, con 1234 (el 79%), con una
representación menor de lámparas de vapor de mercurio, 185 (el 12%) y otros tipos. Sin embargo
no se ha encontrado ningún ejemplar (0%) de lámpara de vapor de sodio a baja presión.
Consumo:
La potencia instalada actualmente es de 291.232 W. Supone un consumo energético anual de
1.252.298 kWh con un coste de 104.658 €, y que conlleva la emisión de 584,8 toneladas de CO2 a
la atmósfera.
52
Consideraciones sobre el Uso Racional de la energía y la Contaminación Lumínica
Propuesta de mejora
Con el fin de conseguir un alumbrado correcto, optimizando la eficiencia en el uso de la energía
y reduciendo la contaminación lumínica, se han propuesto modificaciones cuadro por cuadro, en el
sistema de alumbrado actual, basadas en:
Cambios a luminarias eficientes (no contaminantes) en el 100% de los casos
Empleo más generalizado de lámparas de vapor de sodio, incluidas las de vapor de sodio a baja
presión para zonas industriales
Adecuación de la iluminancia a los niveles recomendados en todos los casos
mantenimiento de la instalación actual en los casos en que cumple o se aproxima mucho a las
características idóneas mencionadas
Aprovechamiento de los actuales puntos de luz, evitando aumentar su número salvo en lugares
que lo exijan imprescindiblemente
La situación propuesta supondría una potencia total de 167.569 W, un consumo anual de
720.547 kWh, un gasto anual en electricidad de 64.384 €, y una emisión de 336,5 toneladas de CO2.
Lo cual significa un ahorro del 42,4% con respecto a la instalación de alumbrado público actual, tanto
en cuanto al consumo de energía como a la emisión de CO2, y un ahorro del 38% sobre el gasto
en electricidad.
53
Anexos
2. Análisis de las instalaciones de alumbrado público del municipio de tolosa
Características globales de la instalación actual
Luminarias:
En la categoría de eficientes (o no contaminantes) se cuentan 1.187 (el 44%). Predominan en
este grupo las luminarias viales de cierre plano (373) y los globos con reflectante (272).
En la categoría de no eficientes (o sea, contaminantes) se cuentan 1.483 (el 56%). Predominan
aquí las luminarias viales con cierre abombado (687) y en menor medida los muy contaminantes
globos sin reflectante (375) y faroles con lámpara baja a la altura del acristalado (288), incluidos los
modelos con lamas, que no logran evitar la emisión directa a la atmósfera.
Lámparas:
En este aspecto Tolosa se encuentra en una situación óptima por lo que se refiere al tipo de
lámparas (no tanto en los niveles de potencia, que en un gran número de casos son excesivos).
Predominan claramente las de vapor de sodio a alta presión, con 2.351 (el 88%), con una representación
mucho menor de halogenuros metálicos, 271 (el 10%) y una presencia irrelevante de las poco eficientes
lámparas de mercurio, 16 (el 0,6%). Sin embargo, no se ha encontrado ningún ejemplar (0%) de
lámpara de vapor de sodio a baja presión, que son las de máxima eficiencia lumínica y se deben
recomendar para el alumbrado de seguridad en áreas no de paseo: polígonos industriales, aparcamientos,
carreteras, túneles, ....
Consumo:
La potencia instalada actualmente es de 588.913 W, que con la reducción de flujo aplicada a
partir de determinada hora en una parte de los cuadros eléctricos, da lugar a una potencia total
efectiva de 498.341 W. Supone un consumo energético anual de 2.119.943 kWh, con un coste de
202.730 €, y que conlleva la emisión de 997,9 toneladas de CO2 a la atmósfera.
Propuesta de mejora:
Con el fin de conseguir un alumbrado correcto, optimizando la eficiencia en el uso de la energía
y reduciendo la contaminación lumínica, se han propuesto modificaciones cuadro por cuadro, en el
sistema de alumbrado actual, basadas en:
Cambios a luminarias eficientes (no contaminantes) en todo el municipio.
Uso de las lámparas más eficaces y apropiadas para cada zona.
54
Consideraciones sobre el Uso Racional de la energía y la Contaminación Lumínica
Adecuación de la iluminancia a los niveles recomendados en todos los casos.
Mantenimiento de la instalación actual en los casos en que cumple o se aproxima mucho a las
características idóneas mencionadas.
Aprovechamiento de los actuales puntos de luz, evitando aumentar su número salvo en lugares
que lo exijan imprescindiblemente.
Tal instalación supondrá una potencia total de 304.122 W, que con el sistema de reducción de
flujo actual dará una potencia efectiva de 256.023 W y un consumo anual de 1.089.122 kWh; produciría
un gasto anual en electricidad de 109.733 €; y una emisión de 522,2 toneladas de CO2. Lo cual
significa un ahorro del 47% con respecto a la instalación de alumbrado público actual, tanto en
consumo de energía como en emisión de CO2. Y un ahorro de 45% sobre el gasto en electricidad.
55