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Tendencias en Iluminación:

Edificios y Alumbrado Público

La Importancia de la Normalización

Ing. Alex Ramírez Rivero

“FORO DE ILUMINACION

Y TECNOLOGIA 2016”

Alex Ramírez Rivero, Consultor

¿Cómo seleccionar la Mejor Opción Tecnológica en Iluminación?

1. ¿La que ahorre más energía?

2. ¿La de menor inversión?

3. ¿La de mayor rentabilidad?

4. ¿La de mejor imagen corporativa?

5. ¿La que tenga el costo demantenimiento más bajo?

6. ¿La que sea más segura desde elpunto de vista eléctrico?

7. ¿La de mejor cantidad y calidad deluz?

8. ¿La de mayor probabilidad deconfort visual? (VCP)

9. ¿La que se fabrique localmente o conmayor integración nacional?

Copyright@Enerlum v2.3

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Biblioteca Nacional de Ciencia y Tecnología IPN


La Importancia de la Normalización


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• NOM: Articulo. 3, Fracción XI. NormaOficial Mexicana: la regulación técnicade observancia obligatoria expedidapor las dependencias competentes,conforme a las finalidadesestablecidas en el artículo 40, queestablece reglas, especificaciones,atributos, directrices, características oprescripciones aplicables a unproducto, proceso, instalación,sistema, actividad, servicio o métodode producción u operación, así comoaquellas relativas a terminología,simbología, embalaje, marcado oetiquetado y las que se refieran a su

cumplimiento o aplicación.

Normas y Certificaciones para la Seguridad Eléctrica y la CE de los Equipos

Las certificaciones de seguridad eléctrica y compatibilidadelectromagnética dan la certidumbre de que los equipos queadquirimos fueron diseñados bajo normas y estándares de calidad.

Alex Ramírez Rivero, ConsultorCopyright@Enerlum v2.3

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Normas de Seguridad Eléctrica


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Certificaciones de Eficiencia Energética

Las Certificaciones de Eficiencia Energética permiten identificar losequipos ahorradores de energía. En algunos casos como LEDs o AP serecomienda que la certificación sea para el luminario en conjunto.


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Normas y Certificaciones Ambientales

Gran parte de los equipos eléctricos y electrónicos pueden contener unacantidad considerable de desechos tóxicos, para regularlos existen normascomo la 2002/95/CE y la TCLP de Estados Unidos.

Se basa en la Directiva 2002/95/CErestringe el uso de 6 sustanciaspeligrosas en aparatos eléctricos yelectrónicos: Plomo, Mercurio, Cadmio,Cromo VI, PBB y PBDE.

TCLP de USA y la del Estado de California sobre contenido de compuestos tóxicos.


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http://en.wikipedia.org/wiki/File:Environmental_Protection_Agency_logo.svg

http://en.wikipedia.org/wiki/File:Environmental_Protection_Agency_logo.svg


Impacto Ambiental con Sistemas de Iluminación Artificial


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EC0414 Instalación de Sistemas de Iluminación Eficientes


Terminología: Norma de Vocablos Técnicos


Alertas en la Interpretación de la Información Comercial


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Algunas Normas de Producto

1. NOM-017-ENER/SCFI-2012Eficiencia energética y requisitos de seguridad de lámparas fluorescentes compactas autobalastradas. Límites y métodos de prueba.

2. NOM-028-ENER-2010Eficiencia energética de lámparas para uso general. Límites y métodos de prueba.

3. NOM-030-ENER-2012Eficacia luminosa de lámparas de diodos emisores de luz.

4. NOM-031-ENER-2012Eficiencia energética para luminarios con diodos emisores de luz destinados a vialidades y áreas exteriores públicas. Especificaciones y métodos de prueba.

La Sensibilidad Relativa del Ojo Humano


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El tamaño de la pupila, la agudeza visual y la sensibilidad del ojo humano dependen de las características de la luz incidente (DPE, TCC, CRI, L, Æ, etc.) y de la Melanopsina


Derechos Reservados

Curvas de Sensibilidad del Ojo Humano

Efic

acia

lum

ino

sa r

elat

iva

0

1,0

0,6

0,8

0,2

0,4

400 500 600 700

V(𝝀)

555 nm

nm

Función

Fotópica

Efic

acia

lum

ino

sa r

elat

iva

0

1,0

0,6

0,8

0,2

0,4

400 500 600 700

V′(𝝀)

508 nm

nm

Función

Escotópica

f (Hz)

l (m)

l (nm)400 500 600 700

(Niveles

altos)(Niveles

bajos)

Tonos azules

Tonos rojos

Microonda

sIR Ondas de radioUVRayos XRayos g


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Percepción de las Fuentes de Luz con la Visión Fotópica


Derechos Reservados

Impacto de la Sensibilidad Instantánea del Ojo Humano en la Eficacia Verdadera


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Evaluación del Espectro en LEDs

Precisión del punto blanco a menos de 3 SDCM (Standard Deviation of Color Matching).

Espectro completo para reproducción de colores.

Excelente estabilidad de color (No shift color).

Blanco balanceado con desempeño basado en más de 70% de excitación de blanqueadores ópticos (OBA).

Emisión espectral entre 400 nm y 440 nm.


Efecto Fotóxico de las Energías Radiantes (Visible, UV, IR)


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* Dra. Celia Sánchez-Ramos, Universidad Europea de Madrid

¿430 nm?

Efecto Fototóxico de la Radiación Visible

430 nm

Seúl, Corea

Rojos enriquecidos

Corte de Azules Fototóxicos

Efecto Fototóxico de la Radiación Visible


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Evaluación del Flicker Optico en LEDs


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Algunas Normas de Desempeño (1)

a. NOM-025-STPS-2008Condiciones de iluminación en los centros de trabajo.

Programa de Ahorro de

Energía mediante Iluminación

Espectralmente Mejorada:

Justificación Económica

Ahorro de Energía en

Oficinas mediante

Lámparas Fluorescentes

Escotópicamente

Mejoradas


Derechos Reservados

Visión Escotópicamente Mejorada

Programa de Ahorro de

Energía mediante

Iluminación Espectralmente

Mejorada: Evaluación en

Campo


Nuevos Criterios para la Evaluación del Desempeño de Fuentes de Luz (3)


Derechos Reservados

TM-24: An Optional Method for Adjustingthe Recommended Illuminance forVisually Demanding Tasks within IES Illuminance Categories P through Y basedon Light Source Spectrum [IES 2013]

El Método EVE (Equivalent Visual Efficiency) se basa en la premisa de que 2 características deben ser consideradas: la iluminancia y la relación S/P.


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b. NOM-007-ENER-2014Eficiencia energética para sistemas de alumbrado en edificios no residenciales.


Indices Energéticos e Iluminancia Horizontal Promedio


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Efecto de Caverna indeseable con Iluminancia Horizontal aceptable


Derechos Reservados

Parámetros a medir en campo:

1. Iluminancia Horizontal promedio

2. Iluminancia Vertical Promedio

3. Relación Horizontal a Vertical

4. Y ¿Flicker, uniformidad, velo, PCV?


Consideraciones Adicionales en Iluminación Interior


Derechos Reservados


Costos a 1 y 16 Años


Derechos Reservados


¿Qué viene?


Derechos Reservados

1. Otras definiciones de Luz y Color.

2. El Valor agregado de una medición correcta de la luz.

3. La “Iluminancia Unificada”.

4. La Luz y el Ritmo Circadiano.

5. Calificación de Color “Clase “A” y el Gamut Area Index (GAI).

6. Iluminación Eficiente espectralmente mejorada.

7. Costo/Beneficio de la luz usada eficiente y racionalmente.


Derechos Reservados

Mercado Potencial de Alumbrado Público en México


Derechos Reservados


4. NOM-013-ENER-2012Eficiencia energética para sistemas de alumbrado en vialidades.

El sistema de

fotometría

Mesópica de la CIE

Áreas exteriores

públicas

Solicitud de

actualización

Avances en la

industria de la

iluminación

Reducción

significativa de su

consumo de energía

Vialidades

Nuevos valores de

DPEA (W/m2)

NOM-013-ENER-2013

Eficiencia energética

para sistemas de

alumbrado


Derechos Reservados

Densidad de Potencia Eléctrica por Alumbrado [DPEA]

Densidad de potencia

eléctrica por alumbrado

(DPEA)

Índice energético Carga conectada (W) Área a iluminar (m2)

𝑫𝑷𝑬𝑨 =𝑪𝒂𝒓𝒈𝒂 𝒕𝒐𝒕𝒂𝒍 𝒄𝒐𝒏𝒆𝒄𝒕𝒂𝒅𝒂 𝒑𝒂𝒓𝒂 𝒂𝒍𝒖𝒎𝒃𝒓𝒂𝒅𝒐 [ 𝑾 ]

Á𝒓𝒆𝒂 𝒕𝒐𝒕𝒂𝒍 𝒊𝒍𝒖𝒎𝒊𝒏𝒂𝒅𝒂 [𝒎𝟐]

Potencia del conjunto

(W)

Nivel de iluminación

(lx)

Consumo de

energía

(kWh)


Derechos Reservados

Criterios para la Evaluación de los Sistemas de Alumbrado Público

Efic

acia

lum

ino

sa (

lm/W

)

0

1500

900

1200

300

600

400 500 600 700 l(nm)

1800

V(𝝀)

V’(𝝀)

Vmes(𝝀)

Función escotópica

V’(𝝀)Función fotópica

V(𝝀)Funciones mesópicas

Vmes(𝝀)

Límite inferior → Función escotópica

Límite superior → Función fotópica

Depende del nivel de iluminación

y del aspecto cromático de la luz

Sistema de fotometría

mesópica


Derechos Reservados

Nuevos Criterios para la Evaluación de la Iluminancia y la Luminancia

Luminancia

[cd/m2]0,001 0,1 1 10

Niveles promedio

para alumbrado

de vialidades

2,00,5

1,20,3

Umbral mínimo

de los conos

Comienza la

saturación de los

bastones

Niveles promedio

para alumbrado

de vialidades

Visión

escotópicaVisión fotópicaVisión mesópica

Bastones Conos


Derechos Reservados

Sistemas de Fotometría Mesópica (1)

USP

MOVE

MES-1

MES-2

Tiempo de

reacción

Detección

Tiempo de

reacción

Reconocimiento

Sistema intermedio entre

el USP y el MOVE

Sistema intermedio entre

el USP y el MOVE

Sistema de la

fotometría

unificada

Modelo de

fotometría

mesópica

basado en el

desempeño

visual

Sistema

intermedio 1

Sistema

intermedio 2

Mark Rea,

Bullough,

Bierman y

Freyssinier-

Nova

Liisa Halonen,

Marjukka

Eloholma y

otros

Reporte técnico

CIE 191:2010

Reporte técnico

CIE 191:2010

0,001

a

0,6 cd/m2

0,01

a

10 cd/m2

0,01

a

3 cd/m2

0,05

a

5 cd/m2

Condiciones

acromáticas

Principalment

e condiciones

cromáticas


Derechos Reservados

Sistemas de Fotometría Mesópica (2)

USP

MOVE

MES-1

MES-2


Herramientas para Evaluar el Desempeño Real de Fuentes de Luz


Derechos Reservados


Derechos Reservados

Aplicación del criterio L70 aplicable a todas la Fuentes de Luz

Con Electrodos Sin Electrodos

L70


Derechos Reservados

Vida Nominal Típica de diferentes Sistemas


Derechos Reservados

Depreciación de Flujo Luminoso

Depreciación del flujo luminoso por tecnología a las 12 000 horas

Tipo de lámparaVida nominal

[Horas]

Intervalo DFL a

12 000 horas de

vida

DFL media a

12 000 horas

de vida

Aditivos metálicos con tubo de

descarga de cuarzo (convencional)10 000 a 20 000 0,45 a 0,64 0,545


descarga de cuarzo (PS)10 000 a 20 000 0,45 a 0,85 0,650


descarga cerámico15 000 a 30 000 0,58 a 0,89 0,735

Inducción inductor interno e

inductor externo60 000 a 100 000 s.d. 0,900

LEDs 35 000 a 50 000 s.d. 0,920

Sodio alta presión 18 000 a 32 000 0,81 a 0,94 0,875

Sodio alta presión optimizado 28 000 a 36 000 0,84 a 0,96 0,895

DFL a las

12 000 horas

Equipos de

mayor vida y

menor

depreciación

Conservan su

eficacia por

mayor tiempo a

lo largo de su

vida útil


Derechos Reservados

Iluminancias Fotópica y Mesópica

16,94

14

15,96 15,96

0

3

6

9

12

15

18

Fuente de luz amarilla(S/P = 0,65)

Fuente de luz blanca(S/P = 1,85)

Ilu

min

anci

a (l

x)

Iluminancia fotópica Iluminancia mesópica

Niveles mesópicos equivalentes

(Nuevo criterio)

Con ambas fuentes

se tiene el mismo desempeño visual

12.0011.00

12.00

9.00

0

2

4

6

8

10

12

14

Nivelrequerido(Fotópico)

Nivelrequerido

(Mesópico)

Nivelfotópico

requeridopara VSAP(S/P=0,65)

Nivelfotópico

requeridopara luzblanca

(S/P=1,80)

Ilu

min

anci

a (l

x)

Actual Propuesto

Nivel requerido para Vías primarias

y colectoras con R2 o R3


Derechos Reservados

Sistemas Fotovoltaicos tipo Isla en Alumbrado Público

Es un conjunto de equipos integradospara realizar 4 funcionesfundamentales:

1. Transformar directa yeficientemente la energía solar enenergía eléctrica.

2. Almacenar la energía eléctricagenerada (Tipo Aislado).

3. Proveer adecuadamente la energíaproducida y almacenada.

4. Utilizar eficientemente a través deun sistema de LEDs HBl a energíaproducida y almacenada.


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Concepto Smart City, ciudades inteligentes

Los sistemas de LED para alumbrado público combinados con sensores, controles, transmisores inalámbricos y microprocesadores están transformando diferentes ciudades alrededor del mundo.

A partir de los luminarios es posible monitorear información de tránsito, lugares de estacionamiento e inclusive indicadores de violencia. Las ciudades inteligentes ya están en marcha.


Reflexiones

1. La ingeniería en iluminación es apasionante porque lasalternativas de solución siempre son innumerables.

2. La tecnología está en constante desarrollo lo que exigeque las normas se mantengan en actualización constante.

3. La diversidad de normas obligatorias exige la supervisiónde la autoridad para evitar la falta de concordancia entreellas.

4. México tiene una fuerte estructura institucional ynormativa.

¡LAS NORMAS SON LA MEJOR HERRAMIENTA

PARA LOS PROFESIONALES!


Derechos Reservados


¿Para qué sirve que tengamos luz si no es

para iluminar el camino de los demás?

Mahatma Gandhi

GENERTEK, S.A. DE C.V.CONSULTORES EN INGENIERÍA ENERGÉTICA

Tuxpango 109 Col. Industrial C.P. 07800 México, D.F.

(01) 52-5759-3511

(01) 52-5759-1858

[email protected]

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