Tecnología LED en luminarias viales

Abstract

La tecnología led está asociada a eficiencia energética y larga vida útil. Estas dos características, la hacen especialmente atractiva para su uso en iluminación vial y de espacios públicos, donde los encargados de estas tareas deben afrontar grandes consumos de energía eléctrica y dar mantenimiento a miles de luminarias. En este trabajo se analizan los factores que influyen en estas dos características, con el objetivo de comprender mejor una tecnología en pleno apogeo y evolución. Se concluye que la ventaja de los leds con respecto a otras fuentes lumínicas no solo radica en su eficiencia al momento de convertir energía eléctrica en luz, sino en la libertad que otorgan para, dado un escenario, diseñar una luminaria que entregue la cantidad de luz necesaria con la distribución necesaria, logrando de esta forma un ahorro energético genuino. Esta libertad es posible gracias a variables con las que se cuenta al momento de diseñar una luminaria: cantidad y tipo de leds, lentes, corriente, temperaturas de trabajo. Se logra en forma exitosa, llegar a un método que permite estimar el consumo y características fotométricas de una determinada combinación de estas variables. También se desarrolla una herramienta software que implementa el método, permitiendo generar un archivo en formato estándar, con la información fotométrica y de consumo eléctrico del módulo led. Este archivo puede ser utilizado en herramientas comerciales de simulación, como el DIALux, para estimar su desempeño fotométrico, calculando iluminancia y uniformidades en un determinado escenario. Se analiza el efecto de la distribución espectral de la radiación emitida por los leds, tanto en las mediciones fotométricas como en el proceso de visión. Se realizan experimentos que permitieron determinar que medidas de iluminancia a fuentes de luz led pueden tener errores de más de un 20,% dependiendo de la calidad del equipo y la distribución espectral de la fuente. Para el estudio del efecto en el proceso de visión, se recurre a la bibliografía actual y la postura de los organismos internacionales sobre el tema. Se concluye que en los próximos años, los efectos de la visión mesópica estarán cada vez mas presentes en las guías y recomendaciones generadas por estos organismos. Por último, dado que las normas internacionales sirven para establecer estándares de calidad y formas de medición, que luego son utilizadas para evaluar el desempeño y eficiencia de las luminarias, se realiza un estudio del estado actual de las mismas para iluminación vial con tecnología led. Se selecciona un conjunto mínimo de ensayos que deben solicitarse al momento de evaluar una luminaria y se propone que el Instituto de Ingeniería Eléctrica pueda ofrecer un servicio de evaluación de luminarias basado en esa selección. A lo largo de esta tesis, se tuvo la oportunidad no solo de estudiar la aplicación de leds en la iluminación, sino que se construyeron luminarias y equipos, lo cual permite experimentar de primera mano con la flexibilidad de diseño que se cuenta y los cuidados que deben tenerse al construir luminarias led. Estos son : - Prototipo de luminaria led colgante para Ciudad Vieja de Montevideo. - Luminarias led para estudiar el efecto de la luz en el crecimiento de las plantas. Estas luminarias no solo pueden variar la intensidad de la luz generada sino también la distribución espectral de la misma. - Luminarias led para el salón de actos. Partiendo de la restricción de utilizar la ubicación actual de las luminarias, se diseñaron y fabricaron luminarias que logran disminuir el consumo aumentando en un orden de magnitud el nivel actual de luces en el plano de trabajo.