Guía detallada de soluciones para alumbrado público

¿Sabías que el alumbrado público puede representar...10-38%¿Qué porcentaje de la factura energética total de una ciudad representa? Esa es una cifra significativa que puede reducirse entre un 50 % y un 80 % utilizando las soluciones adecuadas.solución de alumbrado públicoPor ejemplo, la ciudad de Los Ángeles redujo su consumo de energía en el alumbrado público mediante63%Al optar por una solución de alumbrado público basada en LED, se logra un cambio significativo. Esta es solo una de las muchas ventajas que ofrecen las modernas farolas LED.

Esta guía detallada explora las soluciones de alumbrado público más modernas y eficientes, diseñadas para optimizar la eficiencia operativa, mejorar la seguridad, facilitar el mantenimiento y aumentar la visibilidad. Analiza en profundidad sus detalles, como aspectos de diseño y tipos. Además, ofrece una guía rápida por fases para modernizar su infraestructura de iluminación existente.

¿Qué aspectos abarcan las soluciones de alumbrado público?

El primer paso es asegurarse de que el proveedor que está a punto de seleccionar para el proyecto de la ciudad pueda ofrecer características modernas. El fabricante de alumbrado público debe contar con una tecnología madura que abarque los siguientes aspectos:

♦ Luminarias

La luminaria es el componente más crucial en una solución de alumbrado público. Requiere la mayor atención y una evaluación minuciosa. Una luminaria es la unidad de iluminación completa. Comencemos a desmontarla:

●Fuente de luz

Es el componente que convierte la electricidad en luz. El sistema de iluminación tradicional utiliza lámparas de sodio de alta presión, halogenuros metálicos o fluorescentes para generar luz. Estas son ineficientes (60-90 lm/W) y desperdician energía en forma de calor. La fuente de luz moderna y más reciente es un chip LED. Los chips LED son altamente eficientes (≥140 lm/W) y tienen una vida útil excepcionalmente larga, de 50 000 a 100 000 horas, según el fabricante. Philips (Lumileds), Cree y Samsung fabrican los mejores chips LED. Antes de comprar, verifique los lúmenes y la eficacia del producto.

●Alojamiento

Todos los componentes electrónicos, incluyendo el chip LED, el controlador, el sistema de control y el cableado, se encuentran dentro de la carcasa. Las condiciones climáticas adversas a las que pueden estar expuestas las farolas pueden afectar los componentes internos si la carcasa no ofrece la protección adecuada. Por lo tanto, es fundamental que cuente con las siguientes características: protección contra la entrada de polvo y agua y contra impactos.

Por lo general, una carcasa con clasificación IP66 ofrece protección total contra el polvo y resistencia a lluvias intensas y chorros de agua. Una clasificación de impacto IK10 es adecuada para carcasas, ya que soporta 20 julios de impacto (equivalente a la caída de un objeto de 5 kg desde 40 cm). Protege las luces contra el vandalismo, golpes accidentales y las inclemencias del tiempo.

●Conductor

Para la estabilidad del sistema de iluminación, los controladores desempeñan un papel fundamental. Los controladores de baja calidad pueden provocar parpadeos, reducir la vida útil de los LED y generar fluctuaciones en la red eléctrica. El controlador debe ser fiable, tener un alto factor de potencia (FP ≥ 0,95), protección contra sobretensiones y ser compatible con los sistemas de control inteligentes modernos. Mean Well (controladores MW), Philips Xitanium e Inventronics son algunas marcas reconocidas y fiables en el sector de los controladores.

♦Polosy montaje

La elección del poste y del tipo de montaje depende del lugar donde se vaya a instalar la farola.

Tipos de postes

• Postes redondos cónicos:Ideal para autopistas y carreteras, ya que ofrece una gran resistencia al viento.
• Polos octogonales:Alta resistencia estructural y alturas de montaje (10-14 m)
• Postes tubulares de acero:Económico y fácil de instalar para carreteras rurales y secundarias.
• Postes decorativos:Remates ornamentales ideales para parques, jardines y senderos.
• Postes de mástil alto:Altura de 20 a 40 metros, adecuada para estadios, puertos y plazas.
• Postes solares:Para iluminación fuera de la red eléctrica, como las farolas solares CHZ (por ejemplo, IST9, DST2).

Estilos de montaje

• Montaje superior/lateral (estándar):Inclinación ajustable (0°–15°) para optimizar la distribución de la luz.
• Montaje en la parte superior del poste:Se utiliza para iluminación decorativa y de jardín.
• Soporte de un solo brazo:Adecuado para carreteras o caminos de un solo carril.
• Soporte de doble brazo:Carreteras o autopistas más anchas, que abarquen ambos lados.
• Soportes de pared:Fijado a un edificio
• Estructuras de montaje para mástiles altos:Postes altos utilizados en aeropuertos, estadios y zonas industriales.

♦Controlesy sistemas de gestión

Para la administración municipal, la capacidad de controlar el sistema de iluminación y generar informes puede ser un aspecto crucial para obtener información valiosa. Los modernos sistemas de iluminación LED con controles inteligentes ofrecen las siguientes características:

• Célula fotoeléctrica:Las luces se encienden automáticamente al anochecer y se apagan al amanecer.
• Atenuación inteligente:Atenuación basada en temporización y en sensores para reducir el consumo de energía.
• Sensores de movimiento:Sensores basados ​​en microondas o PIR para controlar el aumento o la disminución de la intensidad de la luz.
• Gestión de la energía solar (controladores MPPT):Sistema de seguimiento del punto de máxima potencia para una carga más eficiente (hasta un 30 % superior a la de PWM). Mayor duración de la batería en días nublados o lluviosos.
• Monitorización remota e integración de IoT:Integración con una plataforma de ciudad inteligente. También incluye encendido/apagado remoto, regulación de intensidad luminosa, monitorización en tiempo real del consumo energético, detección de fallos y alertas.

Cómo elegir una solución de alumbrado público para diferentes tipos de carreteras 

Como mencionamos anteriormente, existen diversas aplicaciones para los diferentes tipos de iluminación. Analicemos los detalles y combinemos toda la información para ofrecer una configuración de iluminación recomendada para una aplicación específica.

1.Iluminación vial

Según el volumen de tráfico nocturno y el tipo de carretera, se puede determinar fácilmente el tipo de farola LED. A continuación, se muestran diferentes tipos de carreteras y sus requisitos de iluminación:

• Calles residenciales:
  Según la Sociedad de Ingeniería de Iluminación (IES), las distribuciones de luz de tipo II y tipo III pueden ser adecuadas para ciertos diseños de calles residenciales, dependiendo del ancho de la calzada, la posición de montaje de la luminaria y la distancia entre postes. La distribución apropiada debe verificarse con respecto a los requisitos del proyecto y los datos fotométricos de la luminaria para garantizar una cobertura adecuada de la calzada y una iluminación uniforme.Como referencia preliminar, se pueden considerar farolas LED de 20 a 60 W montadas en postes de 5 a 8 m para calles residenciales estrechas y aceras. Sin embargo, la potencia final y la altura de montaje deben determinarse en función del ancho de la calle, la distancia entre postes, los niveles de iluminación requeridos y el rendimiento fotométrico de la luminaria.
• Vías principales: 

  Para carreteras más anchas con tráfico intenso, se pueden considerar alturas de montaje de 8 a 12 m y luminarias de mayor potencia. La potencia y la distribución de la luz requeridas dependen del número de carriles, el ancho de la carretera, la distancia entre postes y el rendimiento de la iluminación objetivo. Se pueden evaluar distribuciones de tipo II, III o IV según la disposición de la instalación y la cobertura de luz lateral o frontal requerida.

• Autopistas: 

  Para algunos proyectos de carreteras, se pueden considerar como referencias preliminares luminarias de 100 W o más con alturas de montaje de 12 a 20 m. Sin embargo, la potencia por sí sola no determina la cobertura de la calzada. Los diseñadores deben evaluar la potencia de la luminaria, la distribución óptica, la separación entre postes, la geometría de la carretera y las normas de iluminación aplicables para lograr la visibilidad y uniformidad requeridas. Se pueden considerar distribuciones de tipo IV o tipo V para diseños adecuados, previa verificación mediante cálculos fotométricos.

Producto recomendado: Farolas solares CHZ-ST44, CHZ-IST9, CHZ-ST29 o CHZ-DST2

2.Senderos peatonales y ciclovías

Para senderos peatonales y ciclovías, la iluminación debe proporcionar suficiente visibilidad y un entorno visual confortable, minimizando el deslumbramiento y la dispersión innecesaria de luz. Las luminarias decorativas para postes o las instalaciones de un solo brazo con alturas de montaje de aproximadamente 3 a 5 metros pueden ser adecuadas para algunos senderos, dependiendo de su anchura, el entorno circundante y la distancia entre postes.

Las luminarias de entre 20 y 40 W pueden servir como referencia inicial, pero la potencia lumínica requerida debe determinarse según el nivel de iluminación deseado y el rendimiento óptico de la luminaria. Para trayectorias estrechas o diseños lineales, se pueden considerar distribuciones de tipo I o II, dependiendo de la posición de montaje y la zona a iluminar. También se puede considerar una temperatura de color más cálida, como de 3000 K a 4000 K, cuando la comodidad visual y el entorno residencial sean prioritarios.

Se debe revisar el diseño final para detectar zonas oscuras, uniformidad, reflejos y fugas de luz más allá del camino. Esto ayuda a garantizar que la iluminación proporcione una visibilidad útil sin simplemente aumentar el brillo.

Céntrese en una iluminación de baja intensidad que garantice la seguridad sin causar deslumbramiento.

Producto recomendado: Farolas solares CHZ-IST9 o luces de jardín CHZ-GD30B

3.Estacionamientos y áreas grandes

La iluminación abarca una amplia área. Es vital para la seguridad en estacionamientos y grandes superficies. Se utilizan postes redondos cónicos o de mástil alto, generalmente de 8 a 15 m para estacionamientos y de hasta 20 a 30 m para terrenos extensos. Las luminarias se pueden montar en soportes de uno, dos o varios brazos, o en marcos de anillo para mástil que proporcionan una cobertura de 360°. Una potencia de entre 100 W y más de 250 W es adecuada para un estacionamiento. También se recomiendan las distribuciones de luz tipo IV y tipo V para una iluminación uniforme y la reducción de zonas oscuras.

Producto recomendado: Proyector CHZ-FL27 y luminaria para estadios CHZ-FL43

4.Iluminación arquitectónica/decorativa

No se necesitan farolas LED de alta potencia para aplicaciones decorativas o arquitectónicas. Una luminaria de 15 a 50 W con distribución de luz tipo I o tipo II es suficiente. Generalmente, las luminarias montadas en postes o en la pared son adecuadas para este tipo de aplicaciones. Los focos de haz estrecho con temperatura de color cálida también cumplen su función.

Producto recomendado: Luces de jardín CHZ-GD30B/GD35A

Cómo determinar la distancia entre farolas, la altura de montaje y la distribución de la luz.

Es necesario planificar conjuntamente la distancia entre farolas, su altura de montaje y la distribución de la luz. Un poste más alto puede permitir una mayor separación, pero el resultado también depende del diseño óptico de la luminaria, su potencia lumínica, su posición de instalación y el ancho de la calle. El objetivo es proporcionar una iluminación uniforme en toda la zona requerida, evitando zonas oscuras, deslumbramiento excesivo o dispersión de luz no deseada.

◁ Elija la altura de montaje en función del ancho y el diseño de la carretera.

La altura de montaje influye en cómo la luz llega a la superficie de la carretera y en su distribución. En calles residenciales estrechas y senderos peatonales se pueden usar postes más bajos, mientras que en carreteras más anchas y vías principales se suelen necesitar postes más altos para cubrir más carriles.

El ancho de la carretera es solo una parte de la decisión. Las aceras, las medianas, los edificios cercanos, la ubicación de los postes y la distribución de la luz de la luminaria también influyen en la altura requerida. Un poste más alto no garantiza automáticamente una mejor iluminación; la luminaria debe proporcionar una iluminación adecuada a la zona objetivo.

Como referencia preliminar, el artículo en cuestión indica alturas de montaje de 5 a 8 m para calles residenciales, de 8 a 12 m para vías arteriales urbanas y de 12 a 20 m para autopistas. Estos rangos pueden servir como referencias iniciales para la planificación, pero la altura final deberá basarse en el trazado de la vía, los criterios de iluminación aplicables y los cálculos fotométricos.

◁ Estime la distancia entre postes y luego verifique la uniformidad.

Una regla general común es estimar la separación entre postes en aproximadamente 2,5 a 3 veces la altura de montaje. Por ejemplo, si un proyecto utiliza postes de 10 m de altura, este método proporciona una estimación inicial de separación de 25 a 30 m. Lightmart describe esto como una pauta general, no como un requisito fijo para todas las carreteras.

La distancia ideal entre postes depende del ancho de la calle, la potencia lumínica, la distribución óptica, la disposición de los postes y el rendimiento de iluminación requerido. Una distancia excesiva puede generar zonas oscuras entre los postes, mientras que una distancia menor puede aumentar los costos de instalación y producir una iluminación irregular si el diseño es deficiente.

La disposición de los postes también es importante. Colocarlos a un solo lado puede ser adecuado para algunas calles estrechas; la colocación escalonada puede ayudar a distribuir la luz en calles más anchas; y la colocación a lados opuestos puede considerarse para vías más anchas. Estos son puntos de partida, no reglas vinculadas a anchos de calle universales. La disposición final debe verificarse en función de la geometría real del sitio y los requisitos de iluminación.

◁ Adaptar la distribución de la luz a la geometría de la carretera.

La distribución de la luz determina hacia dónde dirige la iluminación una luminaria. La clasificación IES Tipo I–V describe diferentes patrones de distribución de luz para carreteras y áreas. En general, el Tipo I se asocia con trayectorias estrechas, los Tipos II y III con diferentes trazados de carreteras, el Tipo IV con una distribución dirigida hacia adelante cerca de un borde, y el Tipo V con una cobertura amplia y multidireccional. La elección adecuada depende de la ubicación de la luminaria y del área que se necesita iluminar.

Por ejemplo, una luminaria instalada a un lado de una carretera puede necesitar proyectar luz a través de la calzada. Una luminaria cerca del límite de una propiedad puede necesitar limitar la retroiluminación y evitar que la luz se disperse hacia el terreno vecino. Para una isleta central o un área abierta, una distribución más amplia podría ser más adecuada.

Estas descripciones son referencias generales, no reglas fijas para cada aplicación. Al comparar productos, confirme qué clasificación de distribución se está utilizando. Los tipos de distribución vial IES no deben confundirse con las clasificaciones de dispersión de haces NEMA, que describen un sistema diferente.

◁ Verificar el diseño con datos fotométricos

Antes de finalizar el diseño del alumbrado público, utilice el archivo fotométrico IES o LDT de la luminaria seleccionada en un software de diseño de iluminación. El modelo debe reflejar las dimensiones reales de la calle, la altura de montaje, la distancia entre postes, la orientación de las luminarias y los criterios relevantes del proyecto. La potencia nominal o el flujo luminoso por sí solos no permiten determinar si el diseño proporcionará una cobertura adecuada.

Revise la iluminancia promedio y mínima calculada, la uniformidad de la iluminación, el deslumbramiento y la dispersión de la luz, según corresponda. Preste especial atención a los puntos entre postes adyacentes y a lo largo de los bordes de las carreteras, donde puede haber una cobertura insuficiente. Aumentar la potencia puede iluminar las áreas directamente debajo de las luminarias sin corregir la baja iluminación entre ellas.

Para las carreteras que requieren una evaluación basada en la luminancia, utilice los criterios de iluminación vial aplicables en lugar de basarse únicamente en la iluminancia. Si los resultados no cumplen con los requisitos del proyecto, ajuste la separación entre postes, la altura de montaje, la distribución de las luminarias o el ángulo de orientación y vuelva a realizar el cálculo.

La mejor distribución no es necesariamente la que tiene menos postes o las luminarias de mayor potencia. Es la que cumple con los requisitos de iluminación del proyecto con la uniformidad adecuada y una dispersión de luz controlada.

¿Qué es una farola inteligente?

Componentes básicos de un sistema de alumbrado público inteligente

Los sistemas de alumbrado público inteligente son una combinación de componentes que vienen preinstalados con la luminaria. Como comprador, debe tener en cuenta lo siguiente:

• Sensores integrados (proximidad, sónicos y solares)
• Controladores
• Comunicación (Zigbee, LoRa, Celular)
• Sistema de Recopilación y Despacho de Datos

Beneficios del alumbrado público inteligente

• Ahorro de costes: Informes detallados del emplazamiento para optimizar el brillo de la iluminación o programar los horarios de encendido y apagado.
• Mayor seguridad: Sensores de disparos y sensores de proximidad para mejorar la seguridad.
• Integración con ciudades inteligentes: Integración con otros proyectos, como programas de vigilancia, para mejorar la visibilidad en zonas de conflicto.

Proceso para la modernización del alumbrado público existente

Si trabajas en la administración municipal y tu objetivo es modernizar el sistema de alumbrado público, puedes seguir estos pasos, organizados a grandes rasgos, como guía. Estas son las etapas en las que se puede ejecutar el proyecto, lo que garantizará eficiencia y resultados prometedores.

Etapa 1: Auditoría y evaluación

El primer paso es analizar la infraestructura existente para determinar el mejor enfoque. Responda las siguientes preguntas:

• ¿Qué tipo de infraestructura tenemos actualmente?
• ¿Necesitamos postes nuevos?
• ¿Es necesario renovar el cableado eléctrico?
• ¿Su objetivo es la sostenibilidad y los sistemas de iluminación inteligentes?

Escenario2: Planificación y diseño

En esta etapa, una vez definido el objetivo, comience a analizar las posibles soluciones. Solicite presupuestos según las especificaciones proporcionadas. Para calcular la cantidad de luminarias necesarias, determine la longitud total del área a iluminar y divídala por la distancia recomendada entre postes. Calcule la cantidad de luminarias que requiere su proyecto, considere los costos de integración inteligente y seleccione los productos adecuados según su ubicación. Algunas marcas, como CHz Lighting, ofrecen una solución integral, brindando asistencia en cada paso del proceso.

Escenario3: Implementación por fases

Primero, concéntrese en soluciones de alumbrado público para áreas con luces defectuosas, mucho tráfico o altos índices de criminalidad, a fin de maximizar los beneficios para la comunidad. El proyecto tendrá un mayor impacto. Tras establecer las zonas críticas, puede comenzar a extender la instalación a las áreas residenciales para garantizar una transición más fluida. Después de la instalación, inicie la puesta en marcha del sistema de iluminación. Realice pruebas de diseño que abarquen todos los aspectos del sistema. Asegúrese de que todo el proyecto funcione de manera integrada y conforme al diseño.

Escenario4: Gestión continua

Finalmente, configure el sistema completo de alumbrado público mediante software. Ajuste y actualice la configuración según los comentarios y datos recopilados por los sensores instalados. Utilice el software para supervisar, controlar y mantener el nuevo sistema de forma remota.

FAQ

1. ¿Cómo pueden las soluciones de alumbrado público reducir la contaminación lumínica?

El uso de soluciones de alumbrado público equipadas con sensores de proximidad y opciones de atenuación puede reducir significativamente la contaminación lumínica. Cuando no hay tráfico ni peatones, las luces se atenúan, minimizando así la contaminación lumínica. Además, una luminaria estándar IESNA concentra la luz en el suelo en lugar de dispersarla, lo que evita perturbar el sueño de los residentes.

2¿Cómo se calcula el brillo o los lúmenes necesarios para el alumbrado público?

Puedes calcular el brillo (lúmenes) necesario para el alumbrado público multiplicando el requerimiento de iluminancia (lux) por el área a iluminar (m²), por ejemplo: Si una calle residencial requiere 10 lux y el área de la calzada es de 200 m², entonces el total de lúmenes necesarios = 10 lux × 200 m² = 2000 lúmenes.

3¿Se puede atenuar o ajustar el alumbrado público en función del tráfico?

Sí, las soluciones de alumbrado público con sensores de proximidad, controladores compatibles con atenuación y un chip LED pueden ajustar el brillo según el nivel de tráfico. Las soluciones de iluminación, como CHz IST9/DST2, pueden atenuar su brillo hasta un 30 % de su valor máximo. Esto hace que el sistema sea energéticamente eficiente.