60 Febrero 2017
Comité Español de Iluminación
En detalle
Estudios
El Libro Blanco de la Iluminación
Retos de futuro en la gestión TIC del alumbrado público en entornos urbanos conectados
La luz a escena Informe sobre la Reunión Anual de la División 1 de la CIE
Estudio comparativo de ledes pc-ámbar frente a la aplicación de filtros con ledes blancos
Proyectos Tendencias en sistemas digitales de iluminación y conectividad Inventario, consumo de energía y potencial de ahorro del alumbrado exterior municipal en España (2017)
Notas de prensa
Una nueva era: la iluminación conectada Smart Solutions para la gestión y control del alumbrado
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Carta del Presidente En detalle
Queridos socios y amigos:
Promotor: Comité Español de Iluminación López de Hoyos, 35 28002 Madrid - España Edición: Factor Essencial Olzinelles 63 08014 Barcelona - España Comité Editorial: F. Ibáñez - A. Corrons J. R. Sarroca - S. Márquez M. Gandolfo - G. Rodríguez F. Cavaller - L. M. Navarro A. Hurtado - J. M. Ollé J. Merchante - J. R. de la Iglesia M. A. Ramos - G. Redrado - J. Gil Comité Científico: A. Corrons - C. Sierra M. Melgosa - J. Campos Coordinación: J. R. Sarroca Equipo Colaborador: A. Sánchez de Vera - J. Masbernat J. Sarriera - T. Ferré M. Ribera - Ll. Gustems J. Carreras - D. Horcajada R. Guzmán Dpto. de Planificación Editorial: Alex Puig Mestres alex@factoressencial.com Publicidad: Factor Essencial Tel.: +34 93 292 20 00 Fax: +34 93 292 29 24 conexion@lucescei.com Impresión: Vanguard Gràfic Depósito Legal B-36.789-1994 ISSN: 1133-1712 LUCES CEI es una publicación independiente, dirigida a los miembros del CEI, profesionales del sector y en general a todas aquellas personas interesadas en la técnica de la iluminación. No está vinculada a ningún organismo oficial, ni estamento público, por lo que la libertad de expresión sólo está limitada por el respeto a las ideas de cada uno. Las opiniones expresadas en la revista no son necesariamente las del editor ni el promotor. La reproducción total o parcial de los artículos publicados en LUCES CEI debe contar con la autorización por escrito del COMITÉ ESPAÑOL DE ILUMINACIÓN. www.ceisp.com
Y
a estamos en el número 60 de nuestra revista Luces CEI, coincidiendo su salida con la celebración del acto anual más importante, el Simposium Nacional de Alumbrado, que esta ocasión se celebrará en la ciudad de Soria durante los días 24 a 27 del próximo mes de Mayo. Es obligado destacar el entusiasmo mostrado por las autoridades tanto del Ayuntamiento como de la Diputación que va a la par del trabajo realizado por nuestros compañeros locales, y junto a las potencias de la ciudad y lo espléndida y espectacular que es la provincia, garantiza sin lugar a dudas el éxito de la convocatoria, por lo que os animo a participar y encontrarnos en tal fundamental evento. Como nueva experiencia, se hará una presentación del Simposium dentro de una jornada técnica, que se celebrará en día 16 de febrero, para todas las autoridades de la provincia, las empresas de ingeniería, instaladoras, eses, técnicos, etc. En aras a mejorar todas las posibilidades del Simposium, este año se ha diseñado la realización de mesas redondas (una en miércoles y dos en jueves y viernes) donde se han agrupado las ponencias y trabajos del mismo tema, para permitir después de las intervenciones de los ponentes, la mayor participación de los asistentes y la presentación de situaciones propias y particulares. Otra vez se ha batido el récord en la presentación de los trabajos, por lo que el Comité Técnico que analiza y aprueba los mismos tiene garantizada una importante tarea. Se mantiene la Asamblea General Ordinaria del Comité, en la jornada del jueves, como el pasado año para intentar fomentar la máxima asistencia. Igualmente este año, tendremos las Elecciones reglamentarias, cuyo desarrollo y condiciones se comunicarán en su momento. Antes de éstas, se habrán celebrado las de las Delegaciones, que esta ocasión serán solo en Galicia, con dos candidatos. En las demás Delegaciones solo se ha presentado uno. Quiera, nuevamente, solicitaros la mayor participación para la revista, con la redacción de artículos y realizaciones. En unos y otras, sabemos de la calidad y técnica de todos ellos, por lo que debemos hacer partícipes a todos los lectores. Siempre, y aunque sé que también es reiterativo, y no por ello menos merecido, hacer llegar mi agradecimiento y el del Comité a todos los responsables de que la misma nos llegue puntualmente. Los Grupos de Trabajo operativos, necesitan igualmente el apoyo y cooperación de todos para que el resultado final sea de la mayor calidad y eficacia. Las comunicaciones del estado y evolución de los mismos se refleja en tiempo y forma en la página web. Además del alumbrado de emergencia, se están revisando, con objeto de crear un nuevo documento respecto a la iluminación de túneles, la iluminación de los pasos de peatones, el alumbrado ornamental y navideño y el análisis de la implantación de los leds y sus tipologías, en cuanto a se refiere a la forma que afecta a la salud humana y a nuestro entorno. En cuanto a la nueva convocatoria de las ayudas del IDAE para la ejecución de obras en alumbrado exterior, estamos a la espera de su publicación para este nuevo ejercicio. Recordaros que el año pasado se llegó a los 65 M€. siendo las solicitudes superiores a los 100 M€. por lo que supongo que los que no accedieron en este, se encuentren ansiosos ante esta nueva oportunidad. Según se desprende de las noticias y comunicaciones de todas las publicaciones habituales, parece que la actividad del mercado, según las licitaciones y concursos va en aumento, fundamentalmente en lo que se refiere al alumbrado público exterior. Los contratos y obras que afectan a la actividad privada, suelen tener menos repercusión mediática. Espero que sea cierto y proporcione una positiva evolución del mercado. Nada más, esperando que disfrutéis con este nuevo número de la Revista y mientras espero saludaros en Soria, recibid un fuerte abrazo. Un fuerte abrazo. Fernando Ibáñez Abaigar Presidente C.E.I.
Nº 60 Febrero 2017
Portada: Plaza del sol Diseño iluminación: Philips
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El Libro Blanco de la Iluminación:
El Color
Espacios uniformes de color La especificación del color es importante en sí misma por todas las implicaciones que conlleva, pero cuanto más relacionada esté con la percepción de color, más fácilmente será asumida por los usuarios esa especificación. Si se observa la figura 6, se ve que el área ocupada por los tonos no es uniforme. Los tonos verdes ocupan mucho más espacio en el diagrama cromático CIE 1931 que los tonos azules, por ejemplo. Ello implica que la misma diferencia entre las coordenadas que representan tonos verdes y azules no se corresponde con la misma diferencia visual entre esos tonos, lo que conlleva despiste para los posibles usuarios. Por este motivo, desde hace muchos años se intenta desarrollar espacios de color en los que se cumpla que la diferencia entre las coordenadas cromáticas correlacione con la diferencia cromática percibida para el mayor número posible de tonos. En todos estos intentos se han definido nuevas coordenadas de color a partir transformaciones no lineales de los valores triestímulo XYZ, pues para ellos está establecida la relación entre el estímulo físico (flujo radiante o cualquier otra magnitud radiométrica) y el observador humano promedio. A continuación se presentan los espacios de color uniforme recomendados actualmente por la CIE. Ha habido otros intentos además de éstos, pero no se han desarrollado tanto por diversos motivos.
Diagrama uniforme de la escala de cromaticidad CIE 1976 (Diagrama UCS) El uso de este diagrama de cromaticidad se recomienda siempre que se desee una transformación proyectiva de un diagrama (x,y) que proporcione un espaciamiento de color perceptualmente más uniforme que el diagrama (x,y). Este diagrama de cromaticidad (fig. 10) se obtiene al dibujar las coordenadas cromáticas u’ y v’ obtenidas mediante las ecuaciones:
Donde X, Y, Z son los valores triestímulo para un campo de 2 º ó 10 º, según la circunstancia de observación. La tercera coordenada de cromaticidad, w’ = 1 – u’ – v’.
Como se observa en la figura, este diagrama es perceptualmente más uniforme que el (x,y) para la observación de muestras cuya luminancia es muy parecida (ΔY<0,5). 2
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Espacio L*, a*, b* Este espacio, conocido también como CIELAB, fue definido en el año 1976 por la Comisión Internacional de Iluminación. Es el más utilizado en la actualidad por su uniformidad. En este espacio el color del estímulo se especifica como percibido en relación con un estímulo blanco de referencia. Por tanto, es una nueva aproximación a la forma de percibir del observador humano, para el que el color percibido de un estímulo físico cambia en función del entorno y del ambiente de la observación.
En este espacio los estímulos de color se especifican mediante las coordenadas (L*, a*, b*) y de ahí su nombre. La coordenada L* se sitúa sobre el eje vertical y las a* y b* en un plano horizontal. La figura 11 representa el diagrama cromático (a*, b*). El punto central del diagrama es el de los colores acromáticos, eje de L*. La definición de estas coordenadas viene dada por las ecuaciones:
donde X,Y,Z son los valores triestímulo del objeto de color y Xn,YnZn son los valores triestímulo de un estímulo blanco de referencia, generalmente el difusor perfecto iluminado por el mismo iluminante que el objeto. Llamando A a cualquiera de los valores triestímulo,
Como se puede observar, en el fondo de estas coordenadas están los valores triestímulo. Por tanto, dependiendo del ángulo de observación se usarán los valores triestímulo para el campo de 2º o los del campo de 10º para calcular las coordenadas (L*,a*,b*). Luces CEI nº 60 - 2017
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En detalle
Las coordenadas de este espacio correlacionan con los atributos perceptivos del color: claridad, croma y tono. La claridad con L*, el croma con y el tono . El ángulo del tono estará entre 0º y 90º si tanto a* como b* son positivos, estará entre 90º y 180º si b* es positivo y a* es negativo, estará entre 180º y 270º si las dos coordenadas son negativas y entre 270º y 360º en el caso de que b* sea negativo y a* sea positivo. En la figura 11 se observa gráficamente estas cantidades. Además, en este espacio los tonos amarillo y azul se presentan en zonas opuestas del eje b* y lo mismo ocurre con los tonos rojo y verde y el eje a*, lo que también es parecido a los mecanismos de oposición de estos tonos en el observador humano. Este espacio y el que sigue están recomendados siempre que se desee un sistema tridimensional más uniforme que el CIE XYZ.
Espacio L*, u*, v* Este espacio de color aproximadamente uniforme, que se conoce también como CIELUV, fue definido en 1976, igual que el anterior. Se obtiene al representar en un sistema de tres ejes ortogonales las coordenadas L*,u*,v* que se calculan según las ecuaciones:
Donde f( Y/Yn) está definido como en las ecuaciones anteriores para f(A/An), u’ y ν’ son las coordenadas cromáticas del estímulo de color en el diagrama UCS 1976, u’n y ν’n son las coordenadas cromáticas en el mismo diagrama de un estímulo blanco de referencia, generalmente el difusor perfecto iluminado por el mismo iluminante que el objeto. Nuevamente, este espacio refiere un estímulo en relación con un estímulo blanco, intentado una aproximación de la especificación a la percepción, como el espacio CIELAB. Del mismo modo se pueden calcular cantidades que correlacionan con los atributos perceptivos del color: claridad, tono, croma y saturación. En este espacio la claridad es la propia coordenada L* y las demás vienen dadas por las expresiones: • Tono: . El signo de las coordenadas u* y ν* determinan el cuadrante del ángulo de tono con el mismo criterio expuesto en el espacio anterior. • Croma: • Saturación:
Diferencias de color Si la especificación del color es un problema importante, no lo es menos el problema de valorar la diferencia entre dos colores. De hecho, en algunas aplicaciones es más importante incluso que la propia especificación del color. La solución ideal sería que la diferencia entre las coordenadas de especificación del color en un sistema se correspondiera con la diferencia perceptual, pero esto no ocurre así con los espacios actuales, por lo que se han desarrollado fórmulas de diferencia de color que sean consistentes con la diferencia de color percibida.
Discriminación del color Al hablar de diferencias de color e intentar correlacionar su valor con la percepción de un observador, es importante tener en cuenta la capacidad de discriminación de los observadores; es decir, la capacidad de distinguir colores. El ojo es un gran instrumento de discriminación cuando los colores están uno junto a otro y peor cuando la comparación se hace por memoria. En general, se puede decir que la capacidad de discriminación no es uniforme para todos los atributos perceptivos del color, lo cual complica el problema. 4
En detalle
Metamerismo El metamerismo es el fenómeno por el que dos estímulos de color con distribuciones espectrales de emisión diferentes producen la misma percepción de color. En el caso de objetos que no emiten radiación de forma primaria, se puede dar que dos objetos sean metámeros cuando están iluminados por un iluminante y dejen de serlo al cambiar el ambiente que los ilumina. Este hecho también dificulta la búsqueda de fórmulas de diferencia de color, puesto que estas dependerán de la distribución espectral, pero no de forma unívoca.
Fórmula CIELAB de diferencia de color El espacio CIELAB constituye una primera aproximación de la forma de especificar el color a lo que ocurre en la percepción que un observador tiene de los estímulos de color. Por este motivo la diferencia de color en este espacio presenta una cierta correlación con la diferencia de percepción visual y esta fórmula se usa ampliamente. Empíricamente se ha demostrado que la distancia euclídea en el espacio CIELAB, o diferencia de color CIELAB, se puede usar para representar aproximadamente la diferencia de color percibida entre estímulos de objetos de color del mismo tamaño y forma, observados en idénticos ambientes por un observador adaptado fotópicamente a un campo cuya cromaticidad no difiera mucho de la de luz-día. La diferencia de color CIELAB entre dos estímulos se calcula usando la expresión:
donde ∆ indica la diferencia entre las coordenadas de cada uno de los estímulos y, por tanto, ∆Eab es la distancia euclídea entre dos puntos del espacio (L*, a*, b*), como se ha indicado anteriormente.
Fórmula de diferencia de color total CIEDE2000 La práctica industrial con pequeñas diferencias de color ha mostrado efectos de no-uniformidad en los valores calculados respecto a la diferencia de percepción en diferentes rangos y distintas direcciones del espacio CIELAB (tonos). Además, un cambio en las condiciones externas de observación puede provocar un cambio en la diferencia de color percibida entre un par de muestras. Por este motivo, tras estudios experimentales diversos que todavía continúan, la CIE ha establecido unas condiciones de observación de referencia a las que se debe adaptar cualquier fórmula de color. Bajo esas condiciones de referencia, la fórmula de diferencia de color total CIEDE2000 corrige las no uniformidades del espacio CIELAB para pequeñas diferencias de color. La mejora se consigue introduciendo coeficientes de corrección de la dependencia con la claridad, el croma y el tono y la interacción croma-tono, quedando la expresión siguiente para esta nueva diferencia de color ∆E00:
Como se puede observar la fórmula es bastante compleja y no es el objetivo del capítulo entrar en el detalle. Los valores de L’ coinciden con los de L*, pero los de C’ y H’ se calculan a partir de las coordenadas a’ (que es un cambio de escala de a*) y b’ (que sí coincide con b*). Las funciones de peso S dependen de la posición de los estímulos en el espacio CIELAB, aplicando una ponderación diferente en las distintas regiones. Los factores paramétricos k tienen en cuenta la corrección por la variación de las condiciones de observación. Estos factores son iguales a 1 en las condiciones de observación de referencia mencionadas anteriormente. Los valores concretos de cada uno de ellos se pueden consultar en la publicación nº 15:2004 “Colorimetry” de la CIE. Anteriormente a esta fórmula la CIE recomendó el uso de otra fórmula de color llamada CIE 94. En esa fórmula la diferencia de color se calcula con una expresión parecida a la de CIEDE2000 pero sin incluir el término de corrección croma-tono y usando las diferencias ∆L* ∆a* y ∆b* directamente.
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En detalle
Fórmula de diferencia de color CMC La fórmula conocida como CMC es de amplio uso en algunas aplicaciones industriales y se ha incorporado a varias normas ISO para calcular la diferencia de color. Se puede considerar como una predecesora de la fórmula CIE94. La diferencia de color se calcula a partir de la distancia entre las coordenadas de los estímulos en el espacio CIELAB, aplicando factores de corrección a la diferencia de claridad, la de croma y la de tono. En la actualidad, la CIE recomienda utilizar la fórmula CIEDE2000 para diferencias de color pequeñas y se sigue trabajando para obtener un espacio transformado en el que la distancia entre los puntos correlacione mejor con la diferencia de color percibida y, por tanto, la diferencia de color venga dada por la fórmula de esa distancia.
Apariencia de color (CIECAM) Es experiencia común que los objetos cambian de color cuando cambia el iluminante con el que se observan, pero ese cambio no se corresponde exactamente con el predicho por los espacios de color vistos anteriormente, pues, entre otras razones sólo consideraban la posibilidad de cambio de iluminante y campo de observación. Los modelos de apariencia de color o apariencia cromática (modelos llamados CAM por sus iniciales en inglés) intentan dar respuesta a esta situación, de manera que a partir de los valores triestímulo de un objeto se pueda predecir la apariencia del estímulo de color del objeto bajo diferentes condiciones de observación. Los modelos de apariencia utilizan modelos de transformación de adaptación del color para obtener valores triestímulo en otras condiciones de observación. Las variables de entrada son, por tanto, los valores triestímulo del objeto en las condiciones de referencia (X,Y,Z), los valores triestímulo del entorno del objeto y del ambiente visual, el estímulo de adaptación, el nivel de luminancia y otros factores. A partir de esas variables de entrada los modelos de apariencia de color proporcionan unas variables que se llaman de salida del modelo y que están correlacionadas matemáticamente con la luminosidad, la claridad, el colorido, el croma, la saturación y el tono. El modelo de apariencia cromática propuesto y recomendado por la CIE actualmente es el CIECAM02. Este modelo proviene del modelo de transformación por adaptación cromática CAT02 y de una versión previa de apariencia de color, CIECAM97. Las variables de salida de este modelo son: J que correlaciona con la luminosidad, Q que correlaciona con la claridad, S que correlaciona con la saturación, C que correlaciona con el croma y M que correlaciona con el colorido. Las fórmulas de cálculo de estas variables que correlacionan con los atributos cromáticos no son sencillas, por lo que no se indican en este capítulo. Se pueden consultar en la publicación correspondiente de la CIE y en otras referencias bibliográficas. Este modelo de apariencia cromática ha sido capaz de hacer una predicción exacta de todos los datos experimentales de cambio de apariencia de color disponibles. Por este motivo, se están haciendo intentos de crear espacios uniformes de color a partir de tres de las variables de salida de este modelo de apariencia cromática.
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La luz a escena
Delegados de la División 1 de la CIE en el hall del Hotel Don Giovanni (Praga), sede de la Reunión.
Informe sobre la Reunión Anual de la División 1 de la CIE (Praga, 2016)
Manuel Melgosa Latorre Catedrático de Universidad (Universidad de Granada) Representante del CEI en la División 1 de la CIE
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l pasado día 9 de Septiembre se celebró en Praga (República Checa) la Reunión Anual de la División 1 (Visión y Color) de la Comisión Internacional de Iluminación (CIE), precedida por reuniones de diversos Comités Técnicos de esa División a lo largo del día anterior. Durante los días previos de esa misma semana, se celebraron también el “4º Simposio de expertos CIE en color y apariencia visual” y un tutorial sobre “Fundamentos y medida de la apariencia visual”, que fueron organizados conjuntamente por las Divisiones 1 y 2 de la CIE,
La luz a escena
y contaron con presencia destacada, grama de cromaticidad fundamental monía y de emociones suscitadas por entre otros, de varios investigadores con ejes fisiológicos – Parte 2: Funcio- el color” (Ou, Taiwan), TC 1-90 “Índice españoles, como el Dr. Alejandro Fe- nes de eficiencia luminosa espectral de fidelidad de color” (Yaguchi, Japón), rrero (CSIC, Madrid) y el Dr. Francisco y diagramas de cromaticidad”, CIE TC 1-91 “Nuevos métodos para evaluar Miguel Martínez Verdú (Universidad 217:2016 “Método recomendado para la calidad del color en fuentes de luz de Alicante). Puede encontrarse más la evaluación del comportamiento de blanca” (Lin, China), TC 1-92 “Base de información sobre estos dos eventos fórmulas de diferencia de color”, y CIE datos sobre color de la piel humana” TN 006:2016 “Aspectos visuales de los (Xiao, UK), TC 1-95 “Estudio de la valien h!p://div2.cie.co.at/?i_ca_id=985. Esta ha sido la primera Reunión sistemas de iluminación con modu- dez de las fórmulas CIE de blancura Anual de la División 1 de la CIE con el lación temporal”, cuyos responsables y tinte” (Hirschler, Hundría), TC 1-96 nuevo equipo directivo de la misma, principales han sido los Dres. Wold “Un modelo global de visión del coformado por la Directora de la Divi- (Noruega), Melgosa (España) y Sekulo- lor” (Luo, UK), JTC-1 “Implementación de la publicación CIE 191: Fotometría sión, Dra. Youngshin Kwak (Corea del vski (Holanda), respectivamente. mesópica en iluminación de exterioEn la actualidad están activos denSur), la Directora Asociada del área de Visión, Dra. Nana Itoh (Japón), la Di- tro de la División 1 un total de 18 res” (Mucklejohn, UK), JTC-7 “Falta rectora Asociada del área de Color, Comités Técnicos (TCs), 7 en el área de confort por deslumbramiento en Dra. Ellen Carter (USA), y el Secretario de Visión y 11 en el área de Color. Ade- luminarias que producen una ilumide la División, Dr. Li-Chen Ou (Tai- más, hay también 1 Comité Técnico nancia no uniforme” (Akashi, Japón), wan). Cabe notar que se han renovado Conjunto (JTC) con otra División, 10 JTC-9 “Cuantificación de la radiación todos los cargos del equipo directivo informadores (Reporters) sobre temas ocular que produce una estimulación de la División 1, salvo el ostentado por en estudio preliminar, y 10 personas no visual en los fotorreceptores” (Itoh, la Dra. Ellen Carter, y también que el de contacto (Liasons) con otros orga- Japón), JTC-8 “Terminología sobre luz anterior Director de la División 1, Prof. nismos científicos o entidades que e iluminación” (McFadden, Canadá), Ronnier Luo (UK), ha pasado a ocupar trabajan en temas de interés para la R1.66 “Efectos sobre la salud humana el cargo de Vicepresidente de Publi- División 1. Para dar una idea de la plu- de imágenes estereoscópicas y en caciones de la CIE. La Reunión Anual ralidad e interés de los temas en que se movimiento” (Ujike, Japón), R 1.42 “Amde la División 1 en Praga contó con la está investigando actualmente dentro pliaciones de CIECAM02” (Li, China), presencia de un total de 42 personas, de la División 1, indicamos seguida- R 1.53 “Percepción y medida del brillo” entre las que se encontraban los re- mente los títulos y presidentes de los (Leloup, Bélgica), R 1.58 “Conexión con presentantes oficiales de 19 países, así Comités y Reporters que presenta- ISO TC130: Tecnología gráfica” (Green, como los presidentes de distintos Co- ron informes en la Reunión Anual de UK), R. 1.60 “Futuro en la evaluación de Praga: TC 1-84 “Definición de campo diferencias de color” (Cui, China), R. 1.61 mités Técnicos. Al comienzo de la Reunión Anual, visual para analizar la detección de “Medida de fuentes de luz blanca” (Dase aprobaron las Actas de la reunión estímulos” (Itoh, Japón), TC 1-88 “Es- vid, USA), R 1.62 “Espectros típicos de previa, celebrada en Manchester (UK) timación de la luminosidad de una fuentes de luz LED” (Jost, Francia), R en Junio-Julio de 2015, dentro de la escena” (Nakamura, Japón), TC 1-89 1.63 “Cálculo de valores triestímulo” (Li, Sesión 28 de la CIE (los congresos “Mejora de imágenes para uso de perso- China), R 1.64 “Gama de colores reales” generales de la CIE se denominan Se- nas que no tienen una visión normal (Li, China), R 1.65 “Identificación del cosiones y se celebran cada 4 años). En del color” (Hung, Japón), TC 1-93 “Cál- lor mediante palabras” (Ichida, Japón). su informe inicial como Directora, la culo de una escala de grises para Para obtener más información sobre Dra. Kwak mencionó entre los actua- dispositivos auto-luminosos” (R. Car- los trabajos de cualquiera de estos les puntos estratégicos de la División ter, USA), TC 1-97 “Valores triestímulo equipos, se recomienda contactar con 1 el estudio del color de las fuentes espectrales basados en las respuestas sus responsables a través de la página de luz en conexión con la percepción de los conos y dependientes de la edad web de la CIE h!p://www.cie.co.at/ Tuvieron especial interés las discuy con las preferencias de los consu- del observador y el tamaño del campo” midores, la aplicación de la nueva (Wold, Noruega), TC 1-63 “Validez del siones mantenidas en Praga respecto colorimetría CIE 2006, el estudio de rango de aplicación de la fórmula de di- a 2 de los conceptos técnicos más la apariencia visual (percepción y ferencia de color CIEDE2000” (Richter, importantes en el mundo de la ilumedidas físicas), el desarrollo de un Alemania), TC 1-76 “Datos sobre tonos minación: La temperatura de color nuevo modelo general de apariencia únicos” (Wuerger, UK), TC 1-81 “Validez correlacionada (CCT) y los índices de de color que mejore el actual mo- de fórmulas para la predicción de pe- rendimiento de color (CRI) de fuendelo CIECAM02, y los estudios sobre queñas diferencias de color” (Richter, tes de luz. Respecto a la temperatura discapacidad visual. También se indi- Alemania), TC 1-85 “Actualización de de color, a petición de la propia Dicaron las publicaciones más recientes la Publicación CIE 15: Colorimetría” (E. rectora de la División 1, se aprobó el de la División 1: CIE 170-2:2015 “Dia- Carter, USA), TC 1-86 “Modelos de ar- establecimiento de un nuevo informaLuces CEI nº 60 - 2017
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La luz a escena
dor (Reportership), con los siguientes sada. A fin de facilitar el que se pueda términos de referencia: “Revisar la lograr un futuro consenso respecto al literatura relacionada con la per- nuevo índice propuesto por el TC 1-90, cepción del color en fuentes de luz se aprobaron 2 modificaciones de sus blanca, con el fin de investigar sobre términos de referencia: Por una parte, el concepto de temperatura de color donde decía “recomendación de un correlacionada”. Respecto a los índices único índice” se ha eliminado la pade rendimiento de color, tras intensas labra “único”, para que otros índices discusiones, se decidió prorrogar por con los que las industrias y usuarios 4 años más los trabajos de los 2 Co- están ya familiarizados no se vean inmités Técnicos de la División 1 (TC mediatamente descartados por una 1-90 y TC 1-91) que han estado investi- nueva recomendación de la CIE; por gando sobre esta materia durante los otra parte, en las palabras de los térúltimos 4 años. En el caso del TC 1-90, minos de referencia “un índice de durante los últimos años se ha traba- fidelidad cromática para uso indusjado para proponer un nuevo índice trial” se aprobó eliminar las palabras de fidelidad en la reproducción de co- “para uso industrial”, lo que podría inlor, basado en la filosofía del actual terpretarse como un resquicio para índice Ra oficialmente recomendado no obligar a la industria de la ilumipor la CIE (CIE 13.3:1995): Es decir, un nación a emplear necesariamente el índice que, para un cierto conjunto de nuevo índice que se proponga. Por su muestras, mide la similitud (fidelidad) parte, el TC 1-91 ha trabajado durante entre el color producido por la fuente los últimos 4 años en la línea de prode luz considerada y el producido por poner nuevos índices de rendimiento una fuente de luz de referencia. El TC de color basados en otras filosofías 1-90 ha realizado una propuesta de un diferentes a la exactitud en la repronuevo índice que no ha contado con ducción del color producido por una el apoyo de una minoría de miembros fuente de luz de referencia (objetivo del Comité, por lo que debe ser revi- del TC 1-90). La propuesta actual del
TC 1-91 incluye varios índices (CQS, FCI, MCRI, PS, IES Rg, Ga, etc.), algunos de los cuáles están ya siendo utilizados, por lo que se aprobó eliminar la palabra “nuevos” en el título de este TC. El informe técnico actual del TC 1-91 cuenta con una aprobación prácticamente unánime de sus miembros, y, aunque se ha aprobado la prórroga de los trabajos de este TC por 4 años más, es previsible la finalización de los mismos y la publicación del correspondiente informe técnico en un periodo de tiempo más corto. La próxima Reunión de la División 1 de la CIE (que será un “CIE mid-term meeting”, o reunión intermedia entre las Sesiones 28 y 29) tendrá lugar del 20 al 27 de Octubre de 2018 en la Isla de Jeju (Corea del Sur), en conexión con la celebración del 13th Congreso Cuatrienal de la Asociación Internacional del Color (AIC), que tendrá lugar en ese mismo lugar, del 16 al 20 de Octubre. La Sesión 29 de la CIE tendrá lugar en 2019 en Washington DC (USA). n
Este 2017, la luz estará en Soria. 24-26 de Mayo Comité Español de Iluminación
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Estudio
Retos de futuro en la gestión TIC del alumbrado público en entornos urbanos conectados 1. Introducción
Sergio Somavilla López Ingeniero Industrial por la UPC, MBA por la URV y posgraduado en Tecnologías para las Sm art Cities por La Salle Barcelona. Director Técnico y de Desarrollo de SECE, Sociedad Española de Construcciones Eléctricas.
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l presente artículo tiene el objetivo de explorar la evolución de las plataformas TIC para la gestión del alumbrado público de nuestras ciudades y cómo éstas deben evolucionar en el futuro inmediato para poder adaptarse a las nuevas exigencias tecnológicas. SECE lleva más de 100 años gestionando el mantenimiento y conservación del Alumbrado Público de las ciudades y durante estos años de existencia, ha sido capaz de evolucionar adaptándose a las necesidades de los clientes y a las nuevas tecnologías. En todas las decisiones está presente una idea a largo plazo: “Vamos diseñando el presente con la idea permanente de futuro”. A lo largo de los últimos años, SECE ha desarrollado la renovación y evolución de su plataforma de gestión de alumbrado público, SUIPHOS, que lleva siendo una referencia en el sector desde hace 30 años. Durante el proceso de diseño e implementación de SUIPHOS se ha podido constatar que el modelo de gestión y explotación de la información en todos los ámbitos ha sufrido una profunda transformación de la que ya no hay vuelta atrás. Este artículo presenta muchas de las conclusiones a las que se ha llegado y algunas de las tendencias que deben marcar el futuro cercano en la gestión TIC.
Estudio
Cabe destacar, que está por llegar la irrupción de los elementos físicos permanentemente conectados o lo que se ha denominado el Internet de las Cosas (IoT). En este entorno, las ciudades jugaran un papel de gran relevancia, modificando radicalmente la forma de tomar decisiones basadas en el conocimiento inmediato. La telegestión del alumbrado público es un claro ejemplo de esta categoría por lo que también se espera un cambio de paradigma tecnológico y de estándares que solucione los retos todavía no resueltos actualmente en este ámbito. Bajo esta premisa, la gestión del alumbrado público debe evolucionar y transformarse para afrontar una serie de retos que transformaran por completo su papel en las ciudades inteligentes y conectadas. En el centro de este cambio de paradigma tecnológico, se encuentra el ingeniero municipal responsable del alumbrado público, pieza clave y fundamental para garantizar la calidad de los servicios en vía pública. Como veremos, se requerirá por su parte, la adquisición de nuevas competencias para afrontar estos retos. Los sistemas de gestión de vía pública se convierten en herramientas imprescindibles para darle soporte.
2. Plataformas de gestión de alumbrado público como sistemas cerrados y aislados. Evolución hacia el “cloud” Las herramientas de gestión informatizada de alumbrado público llevan con nosotros décadas y se han ido adaptando a las realidades tecnológicas de cada momento. Dichas plataformas han permitido gestionar los activos de alumbrado público (puntos de luz, armarios, líneas, etc…) y las operaciones de mantenimiento realizadas sobre estos. En un inicio, esta gestión se realizaba de forma alfanumérico y con la introducción de sistemas cartográficos (GIS) se ha podido realizar un tratamiento georeferenciado. Tradicionalmente estos sistemas informatizados tenían un carácter local, Luces CEI nº 60 - 2017
Fig. 1: Esquema de prestaciones básicas de una plataforma de gestión de alumbrado público
Fig. 2: Elementos del inventario georeferenciados sobre base cartográfica GIS. instalándose en equipos físicos aislados, y estaban destinados únicamente al acceso por parte de los servicios técnicos municipales y las empresas de mantenimiento, y aunque parezca sorprendente, todavía hoy en día resultan muy comunes. Actualmente, cualquier sistema informatizado de gestión debe ser accesible des de cualquier lugar y debe disponer de una respuesta adaptativa a diferentes plataformas de movilidad, en definitiva soluciones basadas en “cloud”. Estos elementos suponen las prestaciones básicas que una herramienta de gestión debe contemplar, a continuación se describen las principales características de cada apartado.
2.1 Gestión de activos El módulo de gestión de activos georeferenciados, es posiblemente el módulo que tradicionalmente más se asocia a este tipo de plataformas. En este módulo, se encuentran georeferenciados todos los elementos del alumbrado público incluyendo toda la información relevante de cada uno. La utilización de una extensa base de datos de modelos y fabricantes de todas las categorías (Luminarias, Fuentes de Luz, Equipos, Soportes, etc…), y su permanente revisión y actualización resulta imprescindible para garantizar la integridad de la información.
13
Estudio
Fig. 3: Seguimiento de los trabajos en curso. 2.2 Operaciones El módulo de operaciones es otro de los elementos tradicionales en cualquier plataforma de gestión y debe contemplar la planificación de los trabajos correctivos y preventivos, la gestión tanto de peticiones como de órdenes de trabajo, la asignación a equipos de campo y la descripción analítica de todas las actuaciones realizadas. Toda la información introducida debe tener una trazabilidad total y debe estar enlazada a los activos georeferenciados. Dentro de la evolución hacia la movilidad total, resulta imprescindible que las herramientas TIC permitan la gestión del trabajo sobre terreno mediante dispositivos móviles o tabletas que ayuden a los técnicos a disponer de toda la documentación y a los gestores del contrato y clientes a conocer el estado y localización de todos los trabajos en curso en tiempo real. 2.3 Gestión Energética Para dar cumplimiento a los estándares de gestión energética más estrictos como las certificaciones ISO 50.001 o los protocolos de medida y verificación basados en IPMVP (International Performance Measurement & Verification Protocol), resulta imprescindible que cualquier plataforma de gestión de alumbrado público incluya un módulo de gestión energética adaptado a los requisitos. Gracias a este módulo resulta muy simple el seguimiento de ciertos as14
pectos en la gestión energética, que de no contar con el soporte de herramientas TIC resultaría una ardua tarea, como són: • El seguimiento de líneas base y consumos objetivos. • La cuantificación de los ahorros obtenidos por aplicación de inversiones. • La revisión de la facturación energética. • La detección de desviaciones respecto al consumo teórico simulado. • La aplicación de simulaciones de consumo en actuaciones previstas. 2.4 Integración de plataformas de Telegestión A una herramienta de gestión del alumbrado público se le debe requerir la interconexión con múltiples plataformas de telegestión consiguiendo que desde un solo punto de acceso se pueda gestionar la información generada por las diferentes plataformas de telecontrol con las que cuenta
cada municipio. Desgraciadamente, y como se describirá posteriormente, la atomización de las diferentes tecnologías, protocolos y fabricantes dificulta enormemente esta tarea, y provoca que para cada solución de telegestión se debe adquirir una plataforma propietaria del fabricante, generando un cierto grado de dependencia a futuro. Finalmente, y no menos importante, se deben tener en cuenta las medidas de seguridad en la plataforma de gestión tanto a nivel de dispositivos de campo (equipos de telegestión) como de acceso a las bases de datos de la información. Se recomienda encarecidamente que de forma progresiva se vayan incorporando a los pliegos de requerimientos técnicos aspectos relativos a la seguridad informática. Por ejemplo, la utilización del protocolo h"ps, la comunicación con los dispositivos mediante redes virtuales vpn o redes totalmente privadas, el alojamiento en data centers dentro de la unión europea con férreos protocolos de seguridad son aspectos muy a tener en cuenta.
3. Nuevos retos en la gestión de la información Hasta este momento se han descrito las prestaciones o funcionalidades básicas que debe cumplir una plataforma de gestión integral de alumbrado público, pero las capacidades actuales en gestión de la información permiten ir mucho más allá. A continuación describimos algunas características que creemos que se incorporaran como estándares de facto en el futuro inmediato.
Fig. 4: Detalle de consumos de una instalación de alumbrado público donde se comparan las simulaciones basadas en los datos de inventario, las lecturas de sistemas de medición paralelos y los consumos facturados por la comercializadora.
Estudio
3.1 Explotación de la información mediante “Big Data” Las plataformas actuales constituyen, en muchos casos, un gran repositorio de información relevante pero la explotación de dicha información no siempre se realiza adecuadamente y se limita a la exportación de listados en pdf, o excel o la impresión de planos estáticos que no aportan una información “viva”. Gracias a la proliferación de nuevos desarrollos en la computación y representación de grandes volúmenes de datos, conocido como Big Data, ya es posible explotar la información de forma activa mucho más fácilmente que hace unos años. Esto permite que aplicaciones de gestión de vía pública puedan mostrar directamente sobre la base cartográfica la información que nos interese de la base de datos en bruto, tal como se puede ver en la siguiente imagen. Una representación de la base cartográfica dónde muestra información cruzada ya sea de las características de los activos (tipos de fuentes de luz, luminarias, etc...) como de información de operaciones (tipos de actuaciones, fechas, etc..), y gracias a la utilización de motores de mapas web, permiten construir a demanda por el usuario planos web de prácticamente cualquier parámetro del alumbrado. 3.2 Gestión lumínica Uno de los grandes apartados tradicionalmente olvidados en las herramientas de gestión integral del alumbrado público es la gestión lumínica. La repercusión de una correcta gestión y seguimiento de los niveles lumínicos medidos en nuestras ciudades debería ser imprescindible para la correcta toma de decisiones. Como en el apartado anterior, la utilización de motores de mapas web abren posibilidades hasta ahora impensables de gestionar la información generada por la toma de mediciones lumínicas de nuestras ciudades como muestra la siguiente imagen. Algunas de las ventajas que aporta esta tecnología respecto a la elaboraLuces CEI nº 60 - 2017
Fig. 5: Plano temático que muestra los tipos de fuentes de luz presentes en el municipio en ese momento.
Fig. 6: Detalle de un plano lumínico que permite la interacción con el usuario para representar la información bajo demanda. ción tradicional de planos estáticos, es que permite mostrar sólo los valores seleccionados, por ejemplo, sólo aquellas zona sobreiluminadas o con iluminación deficiente. Otro ejemplo interesante es el de comparar tramos con los valores teóricos objetivo que el municipio haya establecido, o también ver la evolución temporal de las medidas lumínicas obtenidas si se realizan mediciones de forma periódica. 3.3 Interconexión con plataformas globales para las ciudades inteligentes A lo largo de los últimos años se ha ido implantando la necesidad de gestionar la información generada por la ciudad de forma transversal, buscando la interconexión entre los diferentes servicios y áreas de la ciu-
dad, así como la participación cada vez más activa de los ciudadanos en la gestión. En definitiva: • Cruzar la máxima información posible para mejorar la toma de decisiones. • Buscar la máxima transparencia en la gestión municipal. • Fomentar la participación ciudadana. Las primeras iniciativas buscaban plataformas Smart City que gestionasen todas las verticales de la ciudad en una única herramienta TIC, pero supone el desarrollo de aplicaciones extremadamente complejas de parametrizar y de un coste inalcanzable para la mayoría de los municipios. Existen actualmente iniciativas interesante que lo que busan es la interoperabilidad entre los diferentes 15
Estudio
Fig. 7: Ejemplo de esquema básico de interoperabilidades en gestión de servicios en vía pública, entre ellos, el alumbrado. operadores (agua, alumbrado, residuos, etc…) y de sus plataformas de gestión mediante protocolos estándar. Este enfoque permite aprovechar la amplia experiencia de cada operador en su campo, y lo que es más importante, el ayuntamiento puede buscar la mejor plataforma para cada servicio de forma independiente y no una plataforma que lo intente resolver todo de forma mediocre. Para que esto sea posible, deben existir una serie de reglas de interoperabilidad entre plataformas, como pretende ilustrar la siguiente imagen: Actualmente éste constituye uno de los apartados de mayor relevancia para los gestores de alto nivel y ya es una necesidad imprescindible incorporada como requerimiento en algunas licitaciones de alumbrado público como el caso de los municipios de Terrassa o Reus. Para dar respuesta a estas necesidades se deben implementar una serie de servicios web y WMS/WFS (webmap sevices con peticiones SOAP, REST y estructuración de datos XML, JSON) que permiten el intercambio de cualquier información a nivel municipal, facilitando entornos como el OPEN DATA. Algunos ejemplos de los servicios web pueden ser: • Interconexión con plataformas municipales de gestión de avisos y comunicación con la ciudadanía. Puede existir el enlace a aplicaciones para móvil dónde el ciudadano registra una notificación. • Intercambio de información cartográfica mediante servicios de 16
mapas web, para enlazar la base cartográfica de la plataforma con los Servicios de Información Geográfica Municipales. • Intercambio de información de gestión energética de alumbrado público para que sea agregada a nivel global municipal con otros servicios. 3.4 Interoperabilidad de soluciones de telegestión. La interoperabilidad con soluciones de telegestión no deja de ser un caso particular del apartado anterior, pero debido a su relevancia en este entorno se realiza un tratamiento especial. A la hora de afrontar la estrategia de implantación de telegestión de alumbrado público, los municipios se enfrentan a importantes decisiones: • Las soluciones de telegestión tanto a cuadro como punto a punto son soluciones propietarias. • La implantación de una única solución de telegestión en todo el municipio facilita la gestión pero crea una peligrosa dependencia tecnológica de un único fabricante. • Una estrategia basada integrar diferentes soluciones de telegestión evita esta dependencia, pero como contraposición, aporta dificultades prácticas ya que los servicios técnicos deben trabajar con varias plataformas en paralelo. Es muy común que en ciudades de una cierta dimensión, para administrar la telegestión municipal, el técnico municipal debe recurrir a varios softwares diferentes. Esto
dificulta la configuración general del sistema y el tratamiento para la exportación y agregación de la información relevante, que se encuentre en múltiples formatos no homogéneos ni correctamente estructurados, por no mencionar la complejidad para dominar las diferentes herramientas. Actualmente existe un ámplio abanico de recursos para desarrolladores e integradores que permiten el intercambio de información y consignas de forma simple gracias a metodologías abiertas y estándares. Se pueden destacar metodologías como la REST (Representational State Transfer) que consiste en una arquitectura de so#ware para el desarrollo de servicios y pensada para sistemas distribuidos que aprovecha las tecnologías y protocolos web existentes como el XML, JSON, HTML y HTTP. Un ejemplo del éxito de una metodología similar aplicada a dispositivos en vía pública es la plataforma de sensores SENTILO, desarrollada por el Ayuntamiento de Barcelona para agregar toda la información generada por los sensores de la ciudad. Los grandes objetivos que se deben perseguir en este ámbito de forma general son: • Poder programar parámetros de control básicos desde una única plataforma para las diferentes soluciones de telegestión instaladas en el municipio y que dicha plataforma pueda ser sustituida sin necesidad de cambiar los dispositivos de campo. • Generación de información armonizada independiente de la plataforma y del fabricante de los dispositivos, así como comunicación bidireccional con las diferentes herramientas de control que disponga el Ayuntamiento (Gestión operacional, lecturas de consumos, cuadros de mandos, …) • Capacidad de acceso a las prestaciones adicionales de cada solución de forma independiente. O sea, que sea posible acceder a las plataformas de cada fabricante de telegestión de forma independiente, accediendo a
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prestaciones adicionales que pueda ofrecer. • Un estándar abierto de comunicaciones entre plataformas que no dependa de licencias de terceros y que sea fácil de implementar independientemente de la arquitectura hardware y so#ware de cada uno de los actores implicados. Un solución de estas características permitiría a los técnicos municipales, dimensionar la solución de telegestión que se adapte mejor a cada zona del municipio, buscando siempre el fabricante que mejor resuelva sus necesidades sin generar una dependencia tecnológica.
4. El Futuro Cuestiones como la utilización de la red de alumbrado público como potencial infraestructura para otros elementos de gestión urbana, o su uso para la distribución de microgeneración municipal, el modelo de binomio energía/comunicación, etc…, están abiertos a debate y opinión. A continuación se ponen sobre la mesa reflexiones sobre posibles escenarios futuros derivados de la gestión del alumbrado público. Independientemente de hacia donde vaya el futuro, lo que si resulta claro y evidente es que sin herramientas TIC de gestión, resulta imposible afrontar estos escenarios con garantías. 4.1 Comunicaciones en Vía Pública. Internet of Things (IoT). La penetración de las comunicaciones en nuestra vida es imparable, y el siguiente paso importante es la estandarización de elementos físicos conectados de forma automática a la red, lo que se conoce como Internet de las cosas (IoT). Si nos centramos en el alumbrado público, los sistemas de telegestión son un caso particular de este tipo de tecnología, y lo que estamos viendo es que cada vez se requerirá más elementos situados en la vía pública con necesidad de conexión, con el objetivo de proveer de información a los diferentes servicios, así como a los ciudadanos. Luces CEI nº 60 - 2017
Fig. 8: Ejemplo de esquema de posible arquitectura de comunicaciones en via pública. La siguiente imagen muestra una potencial arquitectura de red de comunicaciones en vía pública. Como se muestra, actualmente existen diferentes alternativas para afrontar estas necesidades, por una parte se puede diseñar una red de comunicaciones privada con puntos de acceso municipales de fibra óptica, o otras soluciones como WIMAX, etc,… También se puede optar por operadores convencionales con tecnología 4G o el futuro 5G cuando esté operativo o finalmente se puede optar por operadores no convecionales orientados hacia segmentos de poco volumen de transmisión de datos pero a un coste extremadamente reducido como puede ser SigFox o LoRa. Lo que sí resulta imprescindible es que los Ayuntamientos deben afrontar el diseño de Planes Directores de Comunicaciones en Vía Pública, en los que independientemente de la tecnología utilizada en cada punto para otorgar conexión, ésta esté integrada en una red homogénea y gestionada de forma única y coherente. Desde la perspectiva que ocupa al presente artículo, lo importante es destacar que esta estructura de comunicaciones requiere la implementación de una infraestructura física (Nivel físico del esquema). Dicha infraestructura física requiere siempre un suministro eléctrico que garantice su funcionamiento, así como unos planes de mantenimiento correctivo y preventivo con el objetivo de mantener las condiciones de funcionamiento a lo largo del tiempo. La realidad que nos encontramos diariamente es que en muchas oca-
siones se aprovechan los suministros de alumbrado público para “colgar” estas infraestructuras, pero no se realiza un correcto seguimiento en el tiempo desde la perspectiva operacional (registro y gestión del activo, operaciones de mantenimiento, averías, etc…). Es muy común además, que esta infraestructura física esté en la frontera entre las responsabilidades de varios departamentos de mantenimiento, perjudicando finalmente la operatividad de dicha estructura. Esto nos lleva directos al siguiente al siguiente apartado. 4.2 Binomio Energía/Comunicación y nuevos activos a gestionar La introducción sistemática de elementos de comunicación en vía pública crea un concepto nuevo, denominado Binomio Energía/Comunicación. Básicamente consiste en la necesidad de disponer de una estrategia municipal que busque aportar energía y comunicación para alimentar cualquier dispositivo en cualquier ubicación de la vía pública de forma estructurada. Para poder garantizar el suministro eléctrico en vía pública de elementos de muy bajo consumo como agregadores, puntos de acceso, sensórica, etc… no existen muchas alternativas. Algunas opciones son las siguientes: Baterías que a nivel operativo resultan muy complejas. Altos costes de mantenimiento y tiempos de vida efectivos que no compensan los costes operacionales de sustitución. Puntos de suministro independientes, que debido a los costes que suponen las acometidas normalizadas de compañía quedan completamente 17
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Fig. 9: Ejemplo de evolución futura de los puntos de luz hacia elementos de microgeneración distribuida que alberguen diferentes servicios. excluidos, para muy bajas potencias. 4.3 Microgeneración Resulta una opción muy interesante para el futuro pero requiere todavía una evolución a nivel tecnológico y cambios normativos importantes. Utilización de la red municipal de alumbrado público. Este último punto resulta interesante ya que la red de alumbrado público dispone de una alta capilaridad y dispone de concentradores (puntos de suministro) distribuidos por todo el municipio. Resulta importante también, que a diferencia de la red de distribución de baja tensión, se trata de una red de propiedad municipal por lo que permite mayor capacidad de gestión por parte del ayuntamiento. Independientemente de consideraciones reglamentarias o de debates sobre la idoneidad o no del aprovechamiento de esta red para otros servicios, la realidad es que desde diferentes ámbitos municipales se ubica esta red como potencial candidato para asumir estos nuevos retos de ciudad. Y para cumplir estos nuevos retos, el explotador de esta infraestructura física, o sea, el departamento de mantenimientos, debe tener el control total de la infraestructura eléctrica, ya que de no ser así, se pone en riesgo el correcto servicio de alumbrado así como el cumplimiento de los toda la reglamentación vigente. Todos los nuevos activos, tanto los 18
asociados a la estructura de comunicaciones en vía pública municipal, como los mismos dispositivos físicos (sensores y actuadores), deben estar presentes en la plataforma de gestión TIC de la red de alumbrado que permita identificar su ubicación exacta, la planificación de todas las operaciones preventivas requeridas, etc… 4.4 Generación distribuida y búsqueda del balance neto 0 La microgeneración distribuida es un camino que tarde o temprano se deberá afrontar, aunque las limitaciones reglamentarias actuales no lo permitan. Uno de los grandes problemas asociados a los puntos de luz solares es la utilización de baterías que son muy costosas, pesadas y de reducida vida útil, y principalmente tienen sentido en aquellas localizaciones donde resulta realmente inviable la conexión a una red de distribución. Un proyecto muy interesante en el cual SECE está colaborando es el desarrollo de un punto de luz solar con la particularidad que está diseñado para permitir la inyección de energía en la red, FASCOM. Este tipo de propuestas buscan aprovechar la generación durante las horas del día para alimentar otros elementos de la red que requieran suministro (como ejemplo, todos los dispositivos asociados a una Smart City) y alimentarse de forma convencional durante las horas nocturnas para iluminar. Si se piensa en clave global, la mi-
crogeneración distribuida puede ayudar en un futuro a reducir la dependencia de la generación exterior y conseguir un mayor impacto y penetración de las energías renovables. Siendo conscientes de la dificultad y la barrera normativa actual que este planteamiento supone, no por ello se debe dejar de trabajar para hacer posible un futuro de balance energético neto del alumbrado público, aunque la generación no case en tiempo con el consumo. Como en los casos anteriores, sin herramientas TIC que permitan gestionar las infraestructuras y las comunicaciones resulta imposible afrontar los retos futuros.
5. Conclusiones Las principales conclusiones sobre las ideas y conceptos mostradas en el presente artículo son: Existe una revolución tecnológica ya presente entre nosotros que tiene impacto en todos los ámbitos de la gestión municipal. Ésta revolución no sólo afecta a la introducción de tecnología de iluminación más eficiente, sino que también impacta en la gestión eficiente de la información. La gestión del alumbrado público deja de ser un servicio más o menos aislado y debe estar incorporado en un ámbito más amplio que además contemplará infraestructuras de comunicaciones asociadas para dar cobertura a otros servicios municipales. Los Planes Directores de Infraestructuras en Vía Pública tanto de energía como de comunicaciones municipales son herramientas imprescindibles para los gestores municipales, ya que permitirán diseñar de forma estructurada los nuevos retos tecnológicos del futuro inmediato. Los técnicos municipales deben afrontar la necesidad acuciante de adquirir nuevas competencias tecnológicas para dar respuesta a estas necesidades. Sin herramientas de gestión resulta absolutamente imposible afrontar los nuevos retos de futuro. n
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Estudio
Estudio comparativo de ledes pc-ámbar frente a la aplicación de filtros con ledes blancos
Panorámica del Observatorio del Roque de los Muchachos. Crédito: Daniel López I.A.C.
Federico de la Paz Gomez y Javier Diaz Castro Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC)
20
E
l objetivo de este estudio comparativo ha sido analizar la tecnología LED desde el punto de vista espectral y a efectos de aplicar los criterios establecidos por La Ley del Cielo de Canarias (Ley 31/88) de modo que los ledes se ajusten lo más posible a los mencionados criterios y que sean técnica y económicamente viables. Asimismo se explican los distintos requerimientos para los ledes ámbar puro, PC Ámbar (Phosphor-Converted Amber) y blanco en las zonas protegidas por la Ley y en especial en las áreas cercanas a los Observatorios Astronómicos nocturnos.
Estudio
Aplicación actual del reglamento:
Los led tipo ámbar puro, siendo los ideales, tienen una viabilidad limitada por su baja eficiencia por lo que el uso de los tipo PC ÁMBAR (blancos con capa extra de fósforo para eliminar el azul), de mayor eficiencia, van ganado terreno en las zonas protegidas, compensado su mayor ancho espectral con mayores requerimientos de utilancia y de control horario del flujo. También existe la posibilidad de utilizar filtros de color ámbar que sumados a la luz blanca de los Ledes pueden conseguir un efecto similar al conseguido con los ledes PC ÁMBAR.
Luces CEI nº 60 - 2017
Para conciliar el cumplimiento de los objetivos del Reglamento y las necesidades de alumbrados de la población, se han ido adaptando los criterios técnicos e interpretaciones de la norma a los nuevos avances tecnológicos y de estudios de impacto de las observaciones para que la protección sea efectiva y no exigir más limitaciones que las necesarias. 1. Si bien las palabras “alumbrado vial” puede interpretarse como viales peatonales y motorizados, desde un principio se interpretó, a efectos de uso de lámparas, como alumbrado de viales motorizados (los más extensos), permitiendo así el uso de lámparas de luz blanca y acordes al Art. 7 para los paseos (viales) peatonales y plazas (donde se requiere una mejor calidad de luz). Se incluye con el criterio usado para el vial motorizado el resto de alumbrado de seguridad (aparcamientos, almacenes, zona de maniobra de gasolineras, explanadas de puertos y aeropuertos, áreas de seguridad, etc.). 2. En la isla de La Palma, para el alumbrado vial (motorizado), se utiliza VSBP de forma general excepto en algunas zonas urbanas que se utiliza VSAP generalmente hasta media noche, disponiendo de otra lámpara de VSBP en la misma luminaria. En zonas peatonales urbanas se permite luz blanca hasta media noche pasando a VSBP después de esta hora (excepto las balizas en las que usamos el criterio denominado de Uso Especial). Actualmente se utiliza el tipo LED PC-ÁMBAR o filtro ámbar, compensado su mayor interferencia expecetral exiguiendo fum>60% y después de media noche la clase S6/S5 y máximo S4, según la situación de proyecto (o reducción la 10% con detectores). 3. La parte de la isla de Tenerife con visión directa a La Palma (la zona a proteger) por su distancia al ORM (80-130km) se limitó desde un principio al uso de VSAP para el alumbrado vial motorizado (dentro y fuera de zonas urbanas) y el uso de
lámpara de luz blanca (acorde Art. 7) para zonas peatonales toda la noche. 4. Existe también un criterio para el uso más flexible de luminarias tipo baliza para zonas peatonales o entornos de edificios denominado Uso Especial por el cual se permite el uso de estas balizas pero se limita la potencia máxima a 1500 lúmenes (900 lúmenes en Ledes) por punto o poste de luz, una interdistancia mínima entre luminarias, un altura máxima y el cumplimiento del Art. 7 (luz cálida 2700ºK, 3,000ºK en Ledes). 5. Para reducir el reflejo de la luz perdida (fuera del área a iluminar) se ha introducido otro parámetro denominado “factor de utilancia mantenido” “fum” que es la relación entre el flujo mantenido que llega a la superficie útil dividido por el flujo saliente de la luminaria. Se calcula multiplicando el valor de iluminación media mantenida (lux) multiplicado por la superficie útil de cálculo (m²) en la que se obtuvo dicho valor de iluminación y dividido por el flujo saliente de las luminarias que iluminan esa zona (lm). El flujo saliente de una luminaria se obtiene multiplicando los lúmenes de la lámpara (lm) por el rendimiento de la luminaria (η). Según RD.1890/2008 “fum = fu x fm / ”. Este valor basado en la práctica se ha establecido en 40% como normal. En el caso de los Ledes, que usan un sistema óptico de mayor control que las lámparas de descarga convencionales, este factor puede aumentarse a un 60%. La superficie útil a tener en cuenta en este cálculo es la establecida en la EN-13201 (calzadas, aceras, aparcamientos, paseos). En particular, en carreteras en campo abierto se añade el entorno a ambos lados de ½ del ancho de la calzada hasta 5m máximo o hasta límite físico del entorno (muros, edificios). El paseos peatonales, se añade hasta 2m a cada lado del paseo o hasta el límite físico del entorno (muros, edificios). Respecto a la tecnología Ledes (Diodo Emisor de Luz), su ventaja está 21
Estudio
en que pueden emplear ópticas muy eficientes en dirigir la luz donde se necesita (mayor “fum”), permiten regulación instantánea y tienen un espectro continuo. Nos encontramos con los siguientes productos de Ledes asimilados a las lámparas de descarga utilizadas hasta ahora: Ledes de luz blanca. Estos Ledes están fabricados a partir de un Ledes con emisión monocromática azul (entorno a los 450-460nm) al que se le recubre con capas de fósforo para convertir parte de esta luz azul en longitudes de onda más largas (verde-amarillo-rojo, 500-700nm) y obtener así la luz blanca. Los Ledes más eficientes, actualmente, son los que tienen una capa de fósforo más delgada con una componente azul muy fuerte por lo que son muy perjudiciales para la calidad astronómica (zona del espectro ocupada de gran valor astronómico y por la mayor dispersión de la luz en la atmósfera en estas longitudes de onda). Para hacer compatible esta tecnología respecto a los límites especificados en el Art.7 (<15% <440nm) para las lámparas de descarga de la época, el Comité 50 de la Unión Astronómica Internacional estableció que en el caso de los Ledes con esta tecnología, la referencia deberá establecerse en los 500nm (<15% <500nm). Con este criterio, se ha encontrado que lo cumplen en general los Ledes blancos cálidos con
temperatura inferior a 3.200ºK (utilizando como referencia 3.000ºK para asegurar el cumplimiento usando solo este parámetro de ºK), y se han asimilado a las fuentes de luz anteriores de descarga que cumplían el Art. 7 para 440nm. Ledes tipo luz VSAP. En estos ledes que emiten luz amarilla similar a la de la lámpara de vapor de sodio de alta presión (VSAP), se han especificado que cumplan con los parámetros de radiancia espectral de las lámparas de VSAP. En particular para el VSAP tenemos: menos del 2% <440nm, menos del 6% <500nm y menos del 10% <550nm (medido en el rango de 350800nm). Dentro de esta familia tipo VSAP actualmente nos encontramos dos formas de obtenerlo: b.1) El uso de Ledes blancos con una capa extra de fósforo que elimina prácticamente la emisión azul. En este caso se obtiene <0,3% <440nm, <0,6% <500nm y <6% <550nm y la emisión azul (≈440nm) es inferior a 50 veces el máximo de emisión y esta emisión máxima se encuentra en 590-600nm con un ancho medio de banda inferior a 80nm. Su eficiencia es entrono al 18% inferior a la del LED blanco cálido. Uno de los problemas hasta 2014 era que solo existía un fabricante comercializando este LED (ahora hay +4). b.2) El uso de Ledes blancos con un filtro que limita las emisiones por delm/w 4000K
lm/w 3000K
lm/w PC-ÁMBAR
LUMINARIA PLACA LED 1 LUMINARIA PLACA LED 2 LUMINARIA PLACA LED 3 LUMINARIA PLACA LED 4 LUMINARIA FILTRO AMBAR-1 fotometría LUMINARIA FILTRO AMBAR-1 luxómetro LUMINARIA FILTRO AMBAR-1 garantías LUMINARIA FILTRO AMBAR-2 fotometría LUMINARIA FILTRO AMBAR-2 luxómetro LUMINARIA FILTRO AMBAR-2 garantías LUMINARIA FILTRO AMBAR-3 (17% <550nm) LUMINARIA FILTRO AMBAR-3) (11% <550nm)
102,0 115,0
91,8 85,7 82,1 80,9 126,0
104,0 104,0
68,3 76,9 56,6 76,4 102,6 16,3 83,9 91,9 15,4 88,1 93,2 81,7
PROMEDIO=
106,4
91,0
76,5
Tabla 1 22
91,7 139,2 19,0 117,0 20,6
101,4
bajo de los 500nm. En este caso se obtiene <0,0% <440nm, <0,5% <500nm y <15 <550nm. La emisión azul (≈440nm) es cero. La emisión máxima se encuentra en 590-600nm con un ancho medio de banda inferior a 112nm. Su eficiencia es entrono al 15% inferior a la del led blanco cálido.
Estudio comparativo filtro vs pc ámbar. Para la realización del estudio se ha partido por un lado de modelos de luminarias certificados por el IAC con led pc-ámbar con diferentes sistemas difusores como pueden ser las microlentes y microreflectores y se ha comprobado los niveles de intensidad a fin de determinar sus valores. Por otro lado se ha partido de diferentes tipos de ledes (SMD y COB) con diferentes temperaturas de color (de 2400ºK a 6000ºK) y se ha medido la variación de la intensidad aplicándoles diferentes tipos de filtros ámbar tanto planos como lenticulares. En ambos casos se determinan los espectros obtenidos y como varían los porcentajes de emisión en los diferentes rangos de referencia determinados por el IAC para poder hacer uso la tecnología led en las zonas protegidas. Los resultados se pueden ver en los siguientes graficos y tablas:
3000K VS 4000K
PC-ÁMBAR VS 4000 VS
PC-ÁMBAR VS 3000
100% 100% 100% 100% 100%
90,00% 74,48%
66,95% 66,89%
88,24% 90,50%
83,33% 73,70% 85,71%
74,39% 89,81% 68,98% 94,44% 81,44%
100%
86,73%
78,55% 74,84%
RENDIMIENTO
100% 100%
90,57%
89,62% 78,56% 84,86%
73,93%
82,79%
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Estudio
FUENTE
ABIERTO
TRANSPARENTE
COB 2586ºK
3189
94,5%
89,2%
COB 6722ºK
940
93,7%
77,9%
LED 4182ºK
1660
93,8%
81,7%
LED 3084ºK
1889
94,9%
LED 3097ºK
1531
PROMEDIO=
FILTRO HAWAII 27%<550nm
FILTRO ÁMBAR CURVO
FILTRO ÁMBAR PLANO
2174ºK
78,0%
1902ºK
76,1%
1869ºK
3387ºK
64,0%
2712ºK
62,0%
2629ºK
2717ºK
68,6%
2208ºK
67,1%
2153ºK
82,6%
2371ºK
73,8%
1997ºK
71,0%
1956ºK
93,2%
88,4%
2434ºK
74,1%
2075ºK
72,4%
2031ºK
94,0%
84,0%
Table 2 El primer problema que nos encontramos es que los datos aportados por los fabricantes no son muy precisos, incluso para una misma luminaria varían. No obstante, se observa una ligera mejora en la eficacia de los filtros ÁMBAR respecto al PC-ÁMBAR en los aparatos estudiados, pero debido a la rápìda evolución de esta tecnología no nos permite afirmarlo por mucho tiempo.
Conclusiones En cuanto a la eficiencia del uso de filtros ÁMBAR con Ledes neutros o cálidos, no parece que fotométricamente existan diferencias ya que la mejora de transmitancia con los cálidos (74%78%) respecto a los neutros (64%-68%) se compensa con la reducción de eficiencia de los cálidos (85%) respecto a los neutros y fríos. Desde el punto de vista espectrométrico, aunque el ancho de banda del LED PC-ÁMBAR es más estrecho, tiene algo de emisión en el azul. Este hace que globalmente ambos espectros se consideren aceptables en lugares donde se requiera una mayor protección ambiental o astronómica. Desde el punto de vista visual en su uso para conductores y peatones, el índice de reproducción cromática (CRI) es mejor en el caso de los ledes con filtro (50-52%) que LED PC-ÁMBAR (38-43%) n
Foto LED 4000ºK + filtro
Foto LED PC Ámbar
24
71,7%
69,7%
Estudio
Experiencias en la isla de Palma
Foto de Puerto Naos. 3000K Crédito: Enric Marco / Universidad de Valencia
Foto de Puerto Naos. Ámbar Puro Crédito: Enric Marco / Universidad de Valencia
Avenida Principal de San Andrés y Sauces Ámbar Crédito: Federico de la Paz - IAC
25 25
Estudio
Tendencias en sistemas digitales de iluminación y conectividad Aleix Llenas Físico y estudiante de doctorado industrial en Ledmotive Technologies SL
Dr. Jorge Eduardo Higuera Investigador del Instituto de Investigación en Energía de Cataluña (IREC)
Josep Carreras Director del Grupo de Iluminación del Instituto en Energía de Cataluña (IREC) y Presidente de Ledmotive Technologies SL
26
1. Sistemas de iluminación basados en diodos emisores de luz La iluminación digital es un concepto moderno, en constante evolución y adaptación, que pretende unir las diferentes necesidades de los usuarios, al mismo tiempo que promover el aumento del confort visual y ahorrar energía. Recientemente, el concepto de iluminación digital se ha popularizado en todo el mundo y está en alza en todo tipo de aplicaciones, tanto en espacios exteriores como interiores. El concepto involucra tecnologías de iluminación de estado sólido (SSL según siglas en inglés)[1] más usadas: diodos emisores de luz (LEDs)[2] y diodos emisores de luz orgánicos (OLEDs)[3]. Como es bien sabido, en su grado de desarrollo actual, la iluminación de estado sólido presenta grandes ventajas con respecto a los sistemas de iluminación tradicional, principalmente en relación al consumo energético comparado con las tradicionales bombillas incandescentes, lámparas halógenas o fluorescentes. Además, los LEDs están fabricados a partir de materiales no contaminantes y diferentes Estudio experimentales muestran un ciclo de vida positivo (LCA según siglas en inglés)[4], haciendo que esta tecnología sea muy atractiva para sistemas actuales y futuros.
Actualmente ya existen fabricantes de LEDs como Everlight, Seoul Semiconductor y Samsung que ofrecen potencias medias con eficacias que pueden llegar hasta los 220 lm/W[5], valores muy superiores a los sistemas tradicionales de iluminación. Otro punto a destacar es la prolongada vida útil de estos dispositivos que puede ser superior a las 100.000 horas. Además, en el mercado se pueden encontrar luminarias LED con sistemas avanzados de mezcla de colores o reproducción dinámica de luz blanca en tiempo real, que responden a las necesidades de una nueva tendencia en el mercado conocida como “iluminación centrada en las personas” o Human Centric Lighting (HCL). Debido a su relativamente bajo costo, a su fácil fabricación y a que pueden ser modulados a altas frecuencias en rangos superior a los MHz, los LED pueden ser incorporados en aplicaciones que van más allá de la simple iluminación, por ejemplo, para comunicaciones ópticas, como VLC[6] y Li-Fi. En iluminación, la utilización más común es la generación de luz blanca. Hay dos formas distintas de proporcionar luz blanca con LEDs y las dos son interesantes desde un punto de vista HCL, donde la percepción del color y la luz es muy importante. El primer método emplea una combinación de colores primarios RGB[7] tal y como se muestra en la Figura 1, mientras que el segundo método em-
Estudio
plea un recubrimiento de fósforo en contacto con una resina que encapsula a los LED, tal y como se muestra en la Figura 2. En los dos casos es posible obtener temperaturas de color (CCT-Colour Correlated Temperature) entre 2700 K y 6500 K e índices de reproducción cromática (CRI-Colour Rendering Index) de hasta 100. Los emisores RGB consisten en tres diferentes LEDs inorgánicos de diferentes materiales que emiten en zonas del espectro distintas: rojo (Aluminum Gallium arsenide AlGaAs), verde (Indium Gallium nitride InGaN) y azul (Zinc selenide ZnSe). Juntos y mezclados crean la deseada luz blanca. Además, combinando las proporciones de los tres diodos se puede obtener luz blanca cálida, neutra o fría. El segundo método para generar luz blanca emplea varios LEDs azules inorgánicos hechos de Indium Gallium Nitride (InGaN) con un recubrimiento de fósforo hecho de Yttrium Aluminium Garnet (YAG)[8] que absorbe los fotones azules excitando los electrones a capas energéticas superiores. Estos decaen en varios pasos, emitiendo fotones de energía inferior y así el espectro final es muy amplio (y de luz blanca) porque combina fotones de muchas longitudes de onda. Una característica remarcable es que el recubrimiento puede estar en la superficie de cada LED azul individual o pude ser un recubrimiento global a un grupo de LEDs azules sin recubrimiento. Los LEDs se pueden clasificar según los requerimientos de corriente de entrada, según potencia baja (5mA-20mA), potencia media (30mA-150mA) y de alta potencia (más de 150 mA). En la práctica, los emisores LED de baja potencia son esenciales en los productos de señalización y visualización, mientras que los de media potencia son más útiles en comunicaciones VLC y Li-Fi y los LEDs de alta potencia son empleados en iluminación general y automoción. La mayoría de sistemas de iluminación preparados para el internet de las cosas (IoT según siglas en inglés) [9] incluyen una etapa de conversión de potencia con un controlador LED Luces CEI nº 60 - 2017
de corriente constante, varios LED organizados en grupos, la inclusión de sensores y una interfaz de comunicación como se muestra en la Figura 3. Las dos primeras etapas se relacionan con la fuente de alimentación y con la corrección del factor de potencia y el módulo de conversión DC-DC. La tercera etapa es el controlador del LED de corriente constante lineal o de conmutación. Las arquitecturas Boost, Buck, Buck-Boost[10] o SEPIC cambian los
Figura 1. Luz blanca generada mezclando LEDS RGB
Figura 2. Luz blanca generada con YAG y InGaN
Figura 3. Sistemas de iluminación LED preparados para aplicaciones IoT controladores de LED de corriente constante a los LED que se organizan en conexión en serie, conexión en paralelo o una mezcla de ambos. A pesar de que diferentes tipos de drivers LEDs son capaces de conseguir altas eficiencias de conversión en un amplio rango de voltajes, entre 85-95%, algunas soluciones son propensas a un exceso de generación de ruido causado por sucesos de conmutación periódica y deben ser controladas adecuadamente para cumplir con la normativa EMC. En muchos casos, los reguladores Buck de corriente constante son la mejor solución. Además, estas soluciones emplean la modula-
ción de ancho de pulso (PWM)[11] para aprovechar las funciones de atenuación dinámica y reducir el coste global de la luminaria. En relación al mercado de la iluminación inteligente[12], la tendencia es incluir cuatro elementos clave: control, detección, conectividad y factores humanos (Figura 4). El primer elemento es el control, principalmente mediante algoritmos que determinan la energía consumida y la calidad de la luz emitida. Algunas de estas soluciones pueden incluir un algoritmo de control de lazo abierto o de lazo cerrado con métodos matemá-
27
Estudio
Figura 4. IoT: los cuatro elementos de iluminación digital ticos avanzados programados dentro del microcontrolador. Las fuentes de luz verdaderamente ajustables espectralmente [13] (trully spectrally tunable ligth engines) requieren de estos algoritmos no triviales para generar espectros arbitrarios. Este es el caso cuando trabajamos con más de tres canales LED en la misma
luminaria (Multi-channel LED light engines). Es entonces cuando es posible trabajar a un nivel espectral, de tal forma que se pueden generar formas espectrales modificando la amplitud relativa de cada canal. Esta tecnología está en el corazón de la revolución propuesta por la iluminación inteligente. Ejemplos de este tipo de dispositi-
Figura 5: Las fuentes de luz multicanal pueden generar espectros de luz arbitrarios 28
vos se pueden apreciar en la Figura 5, donde se muestran cuatro espectros generados con una fuente de luz hecha de con diez canales LED distintos. En el primer caso el espectro objetivo a reproducir es un iluminante CIE D65 que corresponde a una media temporal de la luz de mediodía en Europa oeste/norte. En el segundo caso el espectro objetivo es el de una bombilla incandescente con un filamento de tungsteno (también conocido como iluminante A). El tercer caso es el espectro que describe la respuesta de las células de Melanopsina a la luz (la melanopsina es un fotopigmento encontrado en células ganglionares fotosensibles de la retina, involucrado en la regulación de los ritmos circadianos y los reflejos pupilares, así como otras respuestas no visuales a la luz). Y el último caso es un espectro RGB común. En la imagen se puede ver como los diferentes canales LED se han ajustado para obtener un espectro final que hace mínimo el error cuadrático medio entre el espectro objetivo y el
Estudio
emitido (siempre en el rango visible). El segundo elemento en iluminación digital está relacionado con los sensores en el hardware. Diferentes sensores digitales se han incorporado a las tecnologías modernas de iluminación, por ejemplo, sensores RGB para detectar colores en luminarias multicanal. Otro tipo de sensores utilizados son los fotodiodos[14] que trabajan conjuntamente con sensores PIR de presencia[15] para ajustar la cantidad de luz emitida acorde con la ocupación de un espacio. También existen sensores más avanzados en este campo, por ejemplo, espectrómetros y micro-espectrómetros metidos dentro mismo de luminarias multicanal. Estos sensores, junto con algoritmos de control que lo permitan, pueden mejorar el sistema de reproducción de luz de estas luminarias e incluso monitorizar su emisión en tiempo real, consiguiendo así un espectro constante sin cambios. Estas técnicas son especialmente útiles si se tiene en cuenta que los LEDs pueden sufrir una merma de flujo o cambios espectrales con el tiempo debido a un incremento de la temperatura o desgaste del propio LED. El tercer punto está relacionado con las comunicaciones. Los sistemas de iluminación LED actuales que hay en el mercado se diseñan con diferentes opciones de conectividad para englobar diferentes protocolos de comunicaciones del ecosistema IoT. Las más comunes con cableado [16] son 0-10V, RS485, DALI, DMX, LON, KNX, BACnet, power line y los protocolos Ethernet. Si hablamos de sistemas sin cableado (wireless), las más comunes son: sub-GHz, IEEE802.15.4, Bluetooth, Wi-Fi y VLC, pero las soluciones de corto rango y baja potencia[17] se basan en la capa física IEEE 802.15.4 como ZigBee Light Link o 6loWPAN[18]. El elemento final está relacionado con el factor humano; principalmente se persigue adaptar la luz artificial al usuario final, y no solamente a sus preferencias, sino a su biología y condición. Recientemente se ha descubierto que existe una parte de la luz visible que no solo sirve para iluminar. Más Luces CEI nº 60 - 2017
Figura 6: Sensores para sistemas de iluminación inteligente allá de las células fotosensibles clave sores de temperatura, sensores de que nos permiten la visión (los conos iluminancia, sensores de color, especy los bastones), existen otras células trómetros[19], sensores de presencia y cuya misión no tiene nada que ver con otros como se muestra en la Figura 6. la visión, sino con la regulación y sincronización de nuestro organismo con Sensores de temperatura digital un reloj biológico de 24 horas. Específi- Estos son los sensores más usados en camente, las señales que proporcionan los sistemas de iluminación más moestas células a nuestro cerebro partici- dernos para controlar la disipación de pan en la regulación del reloj biológico calor cerca de la PCB o la placa de LEDs. que controla los ritmos circadianos, la Estos sensores convierten la temperaatención y concentración, la secreción tura (normalmente en un rango de de hormonas, la temperatura corporal -20ºC y +100ºC) a una señal de 16 bits con y el sueño. Esto explica por qué se debe una resolución por debajo de ±0.5ºC. En considerar todo el espectro visible de algunos casos estos sensores digitales la luz, y no solamente simplificaciones incluyen registros programables para del espectro de emisión como la tem- detectar cambios inesperados de temperatura de color correlacionada o CCT. peratura o alertar de la superación de De hecho, si somos capaces de contro- los límites de seguridad. lar el espectro de luz emitido, es posible modular y regular también muchas Sensores de iluminancia de estas propiedades psicológicas y fi- Hay dos tipos de sensores: fotocélulas siológicas. Además, estos sistemas (passive Light-dependent resistors) y con control espectral están abriendo los fotodiodos. En general estos últicamino hacia otros mercados tan dis- mos son más precisos para calcular los pares como la horticultura, acuicultura, niveles de iluminación total y vienen museística, teatro y cine, y en general también representados con una seen todos aquellos nichos de mercado ñal de 16-bits. En algunos casos, estos donde la iluminación juega un papel fotodiodos se pueden configurar en diclave para su actividad económica. ferentes rangos para detectar niveles de iluminación desde 0.1 Lux hasta 100,000 Lux. En el caso de que el elemento de 2. Sensores digitales detección contenga partes infrarroja y para sistemas de control visible, el sensor puede medir por sepade iluminación Los sistemas de iluminación inteli- rado la respuesta infrarroja y también gentes pueden incluir varios tipos de detectar con precisión la iluminancia elementos de detección, como sen- visible de acuerdo con la respuesta del 29
Estudio
Figura 7. Sensor CCD
Figura 8. Sensor CMOS ojo humano (curva fotópica). Los sensores de iluminación digital pueden incluir varias capas I2C o SPI en serie con una salida digital compatible con cualquier microcontrolador. Además, la corriente consumida es extremadamente baja, por debajo de 0.5 mA en activo. Sensores de color RGB Los sensores de color digitales que contienen varios fotodiodos detectan longitudes de onda roja, verde y azul y así permiten medir las coordenadas RGB de la luz. Varios sensores de color RGB comerciales incluyen elementos de detección de luz visible y un filtro de bloqueo de infrarrojos integrado en el chip, principalmente para minimizar los componentes espectrales infrarrojos de la luz entrante y también para permitir mediciones de color precisas. Estos sensores también tienen altos rangos dinámicos con un tiempo de integración y ganancia ajustables por lo que son adecuados para su uso en luminarias LED.
30
Fotodiodos PIN y de avalancha (APN) Los fotodiodos se usan especialmente en sistemas de iluminación inteligente que incorporan comunicaciones ópticas. Los fotodiodos APN[20] tienen la ventaja que amplifican la luz entrante y pueden detectar señales de intensidad muy baja. Por otro lado, los fotodiodos PIN[21] son más estables con respecto a cambios de temperatura y también tienen una gran inmunidad al ruido[22]. Aunque estos dos tipos de fotodiodos son hechos con tecnología de silicio y son sensibles al rango visible, no son igualmente sensibles a todas las longitudes de onda. En la práctica son más sensibles cuando la longitud de onda se aproxima a 800nm. Por esta razón, los fotodiodos de silicio son más sensibles a los rojos que a los verdes o azules. Sensores de imagen CCD i CMOS Los sensores de imagen CCD[23] están formados por una matriz de materiales semiconductores, la llamada región fotoactiva, que es expuesta a la luz. Consiste en una región de transmisión hecha de capas de material semiconductor, una capa de óxido y finalmente otra capa con contactos metálicos. Este sensor se basa en el hecho que la luz libera electrones de la banda de valencia del semiconductor en cada pixel de la matriz. Estos electrones se concentran debajo de los contactos metálicos cuando se aplica un voltaje positivo. La capa de óxido hace la función de impedir que circulen hasta el metal. Después, los electrones se desplazan hasta el siguiente contacto metálico poniendo el voltaje del primer contacto metálico a cero.
La realidad es que los sensores CMOS se han establecido como competidores serios a los sensores CCD. La diferencia principal entre los dos es el uso de transistores MOSFET para controlar píxel a píxel la respuesta del sensor. En los sensores CMOS la conversión corriente-voltaje se hace en el mismo píxel, mientras que en los sensores CCD esta conversión se hace después de colectar la corriente de todos los píxeles. A pesar de que los sensores CMOS presentan mucho más ruido que los CCD, también tienen un menor consumo eléctrico y se pueden usar en circuitos analógicos o digitales. Los sensores CMOS son más rápidos, tienen ganancias mayores y son más económicos. La Figura 7 muestra un ejemplo de sensor CCD de 8 bits hecho de fotodiodos RGB. La imagen del sensor CCD está dentro de las cámaras digitales y es muy sensible a los diferentes rangos de luz (luz muy brillante, tonos medios y sombras). Los sensores CCD son en general más sensibles que los CMOS (Figura 8) pero consumen más energía. Es importante destacar que su utilidad depende de la aplicación buscada y, en general, es difícil situar en prestaciones uno por encima del otro. Son simplemente sensores con diferentes características. La tabla 1 muestra un resumen de las principales diferencias. Sensores de presencia PIR Los sensores Pyroelectric Infrared PIR[24] detectan la presencia de personas en un espacio midiendo la diferencia de calor entre la piel y la sala o área monitorizada. Otros tipos de sensores de presencia involucran otras tecnologías, cómo ultrasonidos o tonos acústicos. Un sensor de iluminancia con un sensor PIR permite detectar niveles de luz natural en un espacio y la presenciad de personas, y con estos datos modificar la emisión de los LEDs ajustando su intensidad (dimming). Micro-espectrómetros Para detectar pequeñas fluctuaciones espectrales en luminarias multicanal es importante introducir un sensor
Estudio
Characteristic Bit rate Placement Amplification Efficiency Objects distinction Sensitivity Sensitivity to temperature Bandwidth Cost Current Consumption Output Sensor complexity Noise Bandwidth Cost Current
Consumption
PIN photodiode Very High Indoor No Very High No High Low High Very Low Lowest Analog Very Low Lowest High Very Low LoRa Alliance
Lowest
APD photodiode Very High Indoor Yes Very High No Highest High Low Very Low Second Lowest Analog Very Low Second Lowest Low Very Low LPWAN
Second Lowest
CCD image sensor Moderately High Indoor/Outdoor No High Yes High Low High Moderate Moderate-High Analog High Low Moderate 433/868/ 780/915 MHz Moderate-High
CMOS image sensor High Indoor/Outdoor Yes (at the end) High Yes Low High High Quite Low Moderate-Low Digital Low Medium High Quite Low 2-5Km (urban)
Moderate-Low
Colour sensors Moderate High Indoor No High No High Low High Very low Low Analog Low Low Very low EU: 0.3 kbp/s to 50kbp/s US: 0.9 kbp/s to -100 kbp/s Low
Table 1: Different type of optical sensors especial que mida estas variaciones y pueda proporcionar a la luminaria información sobre cómo corregir su emisión en tiempo real. Como hemos explicado, estas variaciones vienen de incrementos de temperatura o desgaste de los LEDs. En estos casos, los sensores de color no proporcionan suficiente información espectral y el uso de espectrómetros en el rango visible adaptados dentro de la luminaria LED funcionando en lazo cerrado permite esta funcionalidad. Hoy en día este tipo de sensores, como se muestra en la Figura 9, se pueden implementar de dos formas distintas: Micro-Opto-Electro-Mechanical Systems (MOEMS), y sensores CMOS. De acuerdo con la Figura 9, el sensor CMOS se orienta directamente hacia una ranura por donde entra la luz. Los espectrómetros MOEMS tienen una lente convexa después de la ranura donde la luz llega a una red de difracción fabricada mediante un proceso de nano-impresión. Estos sensores normalmente tienen un rango de medida entre 340 y 800 nm con una resolución de unos 11 nm a temperatura ambiente. En un futuro cercano, los productos de iluminación inteligente con conectividad IoT recibirán información 32
de diferentes sensores y automáticamente decidirán cuándo encenderse, apagarse o regular la intensidad de luz de acuerdo a una lógica inteligente. Características adicionales incluyen ajustar los niveles de luz artificial en relación a los niveles de luz natural presente, establecer espectros de iluminación adaptados a la biología de sus usuario o adaptar el espectro final obtenido según el resultado perseguido (por ejemplo calidad de luz versus eficiencia energética en oficinas, aumentar la saturación de color en espacios de retail, aumentar la fidelidad de color en entornos museísticos, etc.).
3. Tendencias en comunicaciones inalámbricas para iluminación digital La conectividad de los sistemas de IoT en iluminación digital[25] está centrada en tres pilares: conectividad con cableado o inalámbrico, estandarización e interoperabilidad. En este contexto, los sistemas de iluminación digital involucran sistemas con cableado e inalámbricos para conectar diferentes aplicaciones y dispositivos. Desde una perspectiva práctica, las opciones de conectividad para sistemas de iluminación interior y exterior involucran redes punto a punto (point-
Figura 9. Micro-espectrómetro CMOS integrado en un MOEMS. to-point), redes en árbol (tree) y malla (mesh), principalmente con enlaces máquina-máquina (M2M) o despliegues de red con nodos de iluminación basados en tecnologías inalámbricas de bajo consumo preparadas para funcionar en el ecosistema IoT[26]. Las consideraciones técnicas para las redes de iluminación digital están relacionadas principalmente con la robustez de la red, el consumo dinámico de energía, la protección de la red y las características de seguridad, principalmente porque las redes de iluminación estarán operando en instalaciones críticas o condiciones ambientales severas. Las interfaces de comunicación estandarizadas en el ecosistema de iluminación digital implican una infinidad de tecnologías de comunicaciones cableadas o inalámbricas.
Estudio
Technology
Governing body
Network type
Frequency
Range
Wi-Fi
IEEE802.11a/ b/g/n/ac/ad
WLAN
2.4, 3.6, 5.6 GHz 100 m
Z-Wave
Z-Wave
Mesh
868.42 MHz
30 m
Bluetooth Class1
Bluetooth (IEEE802.15.1)
WPAN
2.4 -2.4835 GHz
Bluetooth Smart (BLE)
IoT interconnect
WPAN
Maximum Throughput 6-780 Mb/s 6.75 Gb/s @20GHz
Max Power
Encryption
1W
WEP, WPA, WPA2
100 Kb/s
1 mW
Triple DES
100 m
1 Mb/s
100 mW
56/128 bit
2.4 -2.4835 GHz
100 m
1 Mb/s
2.5 mW
128 bit AES
ZigBee
IEEE802.15.4
Mesh
2.4 -2.4835 GHz
10-100 m
250kb/s
1-10 mW
128-bit
THREAD
IEEE802.15.4 + 6loWPAN
Mesh
2.4 -2.4835 GHz
11 m
251kb/s
2 mW
128-bit
RFID
ISO, IEC, ASTM, DASH7, EPCGlobal
P2P
13.56 MHz etc.
1m
423kb/s
1 mW
possible
NFC
ISO/IEC1357 etc. P2P
13.56 MHz
0.1 m
424kb/s
1-2 mW
possible
GPRS (2G)
3GPP
GERAN: GSM EDGE Radio Access Network
GSM 900 MHz and 1800 MHz
25 Km /10 Km
171 kb/s
2W–1W
GEA2/GEA3/ GEA4
EDGE (2G)
3GPP
GERAN
GSM 900 MHz and 1800 MHz
26 Km /10 Km
384 kb/s
3W–1W
A5/4, A5/3
UMTS (3G) HSDPA/HSUPA
3GPP
UTRAN: Universal Terrestrial Radio Access Network
900-2100 MHz Europe
27 Km /10 Km
0.73 -56 Mb/s
4W–1W
USIM
LTE (4G)
3GPP
GERAN/UTRAN
1800-2600 MHz Europe
28 Km /10 Km
0.1-1 Gb/s
5 W -1 W
SNOW 3G Stream Cipher
ANT+
ANT+ alliance
WSN
2.4 GHz
100 m
1 Mb/s
1 mW
AES-128
Cognitive Radio
IEEE802.22 WG
WRAN
470-790 MHz
100 km
24 Mb/s
1W
AES-GCM
Weightless-N/W
Weightless-SIG
LPWAN
ISM 868 MHz
5 km
0.001-10 Mb/s
40 mW – 4W 128-bit
6loWPAN
IEEE802.15.4
Mesh
2.4 GHz
Up to 100 m
255 kb/s
1 -10 mW
128-bit
LoRaWAN
LoRa Alliance
LPWAN
433/868/ 780/915 MHz
2-5Km (urban)
EU: 0.3 kbp/s to 50kbp/s US: 0.9 kbp/s to -100 kbp/s
EU: <+14dBm US: <+27dBm
Network key (EUI-64) / Application key (EUI-64) / Device specific key (EUI-128)
Tabla 2. Tecnologías de comunicación para IoT e iluminación En realidad, hay una gran confusión acerca de qué opción es la mejor solución, y en qué circunstancias se pueden implementar. Existen varias organizaciones que promueven soluciones de iluminación M2M e IoT como (Alianza Global M2M, Internet of Things Alliance, IPSO Alliance, etc.). Además, diversas empresas están implementando soluciones para diferentes ecosistemas de iluminación. La Tabla 2 muestra la selva de las tecnologías de comunicaciones inalámbricas en IoT[27] que se incluyen en los modernos sistemas de iluminación digital. Las soluciones de cableado con iluminación digital se basan principalmente en DALI, KNX y DMX. Sin Luces CEI nº 60 - 2017
embargo, cada vez más varias tecnologías de comunicaciones inalámbricas para soluciones de iluminación inteligentes se combinan con algunas capas físicas de radio en diferentes bandas, como IEEE 802.11 / b / g / n / a / ac (Wi-Fi), IEEE 802.15.4[28] (ZigBee Light Link[29], 6LoWPAN, THREAD), IEEE802.15.1 (Bluetooth) o LoRaWAN. La interoperabilidad[30] en los aparatos de iluminación se está dirigiendo hacia protocolos estandarizados IPv4 e IPv6. Esta es una solución práctica para problemas de comunicación entre dispositivos de iluminación heterogéneos con protocolos dependientes del fabricante o, en algunos casos, ecosistemas cerrados. En
general, se podría lograr la interoperabilidad combinando los esquemas de estandarización IPv4 e IPv6 con la inclusión de protocolos de aplicación ligeros como COAP y MQTT[31] que funcionan sobre protocolos de transporte UDP y TCP, respectivamente. Por último, cuando se imponen restricciones de energía para dispositivos de iluminación eficientes, la implementación de protocolos ligeros como Bluetooth Low Energy (BLE) o ZigBee light link sería una solución adecuada. Para luminarias LED exteriores que utilizan la red y se gestionan de forma remota, es más adecuada la conectividad por cable con los protocolos tradicionales como PLC o DALI. n 33
Estudio
References [1] M. Perálvarez, J. Higuera, W. Hertog, Ó. Mo"o, J. Carreras, “So-
[14] A. Beling and J. C. Campbell, “High-Speed Photodiodes,” in
lid-state lighting: an approach to energy-efficient illumination.
IEEE Journal of Selected Topics in Quantum Electronics, vol.
Materials for sustainable energy applications: Conversion,
20, no. 6, pp. 57-63, Nov.-Dec. 2014.
storage, transmission and consumption”, Ed. Pan Stanford Pu-
[15] C. h. Tsai, Y. w. Bai, C. a. Chu, C. y. Chung and M. b. Lin,
blishing ISBN 9789814411813, pp. 693-750, Barcelona, Spain, 2016
“PIR-sensor-based lighting device with ultra-low standby
[2] M. Crawford. “LEDs for Solid-State Lighting: Performance
power consumption,” in IEEE Transactions on Consumer Elec-
Challenges and Recent Advances”. IEEE J Select Topics Quan-
tronics, vol. 57, no. 3, pp. 1157-1164, August 2011.
tum Electron, vol.15, no.4, pp.1028 – 1040. Jul 2009.
[16] F. J. Bellido-Outeirino, J. M. Flores-Arias, F. Domingo-Pe-
[3] V. C. Bender, T. B. Marchesan and J. M. Alonso, “Solid-State
rez, A. Gil-de-Castro and A. Moreno-Munoz, “Building lighting
Lighting: A Concise Review of the State of the Art on LED and
automation through the integration of DALI with wireless
OLED Modeling,” in IEEE Industrial Electronics Magazine, vol.
sensor networks,” in IEEE Transactions on Consumer Electro-
9, no. 2, pp. 6-16, June 2015.
nics, vol. 58, no. 1, pp. 47-52, February 2012.
[4] Annika K. Jägerbrand. New Framework of Sustainable In-
[17] S. G. Varghese, C. P. Kurian and V. I. George, “A study of com-
dicators for Outdoor LED (Light Emi"ing Diodes) Lighting
munication protocols and wireless networking systems for
and SSL (Solid State Lighting). Sustainability 2015, 7, 1028-1063;
lighting control application,” 2015 International Conference
doi:10.3390/su7011028.
on Renewable Energy Research and Applications (ICRERA),
[5] Everlight. Product news 2016. EVERLIGHT Electronics
Palermo, 2015, pp. 1301-1306.
improves efficiency of its 5630 LED Series suitable for Pro-
[18] J. E. Higuera and J. Polo, “IEEE 1451 Standard in 6LoWPAN
fessional, Commercial and Industrial Lighting Applications.
Sensor Networks Using a Compact Physical-Layer Transducer
Available: https://everlightamericas.com/imgimport/news/
Electronic Datasheet,” in IEEE Transactions on Instrumenta-
PR_5630KK7D_ELB.pdf
tion and Measurement, vol. 60, no. 8, pp. 2751-2758, Aug. 2011.
[6] J. Higuera, B. Verge, M. Perálvarez and J. Carreras, “Tuneable
[19] J. F. J. Lo et al., “Multilayered MOEMS Tunable Spectro-
and portable lighting system for Visible Light Communica-
meter for Fluorescence Lifetime Detection,” in IEEE Photonics
tions (TP-VLC),” 2015 IEEE International Instrumentation and
Technology Le"ers, vol. 22, no. 7, pp. 486-488, April1, 2010.
Measurement Technology Conference (I2MTC) Proceedings,
[20] J. C. Campbell, “Recent Advances in Telecommunications
Pisa, 2015, pp. 91-96.
Avalanche Photodiodes,” in Journal of Lightwave Technology,
[7] C. W. Tang, B. J. Huang and S. P. Ying, “Illumination and Co-
vol. 25, no. 1, pp. 109-121, Jan. 2007.
lor Control in Red-Green-Blue Light-Emi"ing Diode,” in IEEE
[21] E. R. Fossum and D. B. Hondongwa, “A Review of the Pin-
Transactions on Power Electronics, vol. 29, no. 9, pp. 4921-4937,
ned Photodiode for CCD and CMOS Image Sensors,” in IEEE
Sept. 2014.
Journal of the Electron Devices Society, vol. 2, no. 3, pp. 33-43,
[8] C. C. Tsai et al., “Investigation of Ce:YAG Doping Effect on
May 2014.
Thermal Aging for High-Power Phosphor-Converted White-Li-
[22] R. Y. Chen and Z. Y. Yang, “CMOS Transimpedance Ampli-
ght-Emi"ing Diodes,” in IEEE Transactions on Device and
fier for Gigabit-per-Second Optical Wireless Communications,”
Materials Reliability, vol. 9, no. 3, pp. 367-371, Sept. 2009.
in IEEE Transactions on Circuits and Systems II: Express
[9] B. Montgomery, “Future Shock: IoT benefits beyond traffic
Briefs, vol. 63, no. 5, pp. 418-422, May 2016.
and lighting energy optimization.,” in IEEE Consumer Electro-
[23] B. S. Carlson, “Comparison of modern CCD and CMOS
nics Magazine, vol. 4, no. 4, pp. 98-100, Oct. 2015.
image sensor technologies and systems for low resolution
[10] R. L. Lin, Y. C. Chang and C. C. Lee, “Optimal Design of LED
imaging,” Proceedings of IEEE Sensors, 2002, pp. 171-176 vol.1.
Array for Single-Loop CCM Buck–Boost LED Driver,” in IEEE
[24] J. Yun and M. H. Song, “Detecting Direction of Movement
Transactions on Industry Applications, vol. 49, no. 2, pp. 761-
Using Pyroelectric Infrared Sensors,” in IEEE Sensors Journal,
768, March-April 2013.
vol. 14, no. 5, pp. 1482-1489, May 2014.
[11] H. L. Cheng, Y. N. Chang, C. A. Cheng, C. H. Chang and Y.
[25] A. R. Smith, “The Dawn of Digital Light,” in IEEE Annals of
H. Lin, “High-power-factor dimmable LED driver with low-fre-
the History of Computing, vol. 38, no. 4, pp. 74-91, Oct.-Dec. 2016.
quency pulse-width modulation,” in IET Power Electronics,
[26] O. Bello and S. Zeadally, “Intelligent Device-to-Device
vol. 9, no. 10, pp. 2139-2146, 8 17 2016.
Communication in the Internet of Things,” in IEEE Systems
[12] J. Higuera, W. Hertog, M. Perálvarez, J. Polo and J. Carre-
Journal, vol. 10, no. 3, pp. 1172-1182, Sept. 2016.
ras, “Smart Lighting System ISO/IEC/IEEE 21451 Compatible,” in IEEE Sensors Journal, vol. 15, no. 5, pp. 2595-2602, May 2015. [13] P. Bartczak, A. Gebejes, P. Falt, J. Parkkinen and P. Silfstein, “Led-based spectrally tunable light source for camera characterization,” 2015 Colour and Visual Computing Symposium (CVCS), Gjovik, 2015, pp. 1-5.
34
[27] A. Al-Fuqaha, M. Guizani, M. Mohammadi, M. Aledhari and M. Ayyash, “Internet of Things: A Survey on Enabling Technologies, Protocols, and Applications,” in IEEE Communications Surveys & Tutorials, vol. 17, no. 4, pp. 2347-2376, Fourthquarter 2015.
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Estudio
Inventario, consumo de energía y potencial de ahorro del alumbrado exterior municipal en España (2017) Angel Sánchez de Vera Quintero Jefe del Departamento Servicios y Agricultura Instituto para la Diversificación y Ahorro de la Energía, IDAE Ministerio de Energía, Turismo y Agenda Digital
E
n el año 2013 (y revisado en el 2015) publicamos en la web del IDAE un informe con los resultados obtenidos de las auditorías energéticas que efectuaron los ayuntamientos que se acogieron a esta medida sobre alumbrado dentro de las ayudas del IDAE del programa “Estrategia de ahorro y eficiencia energética en España 2004/2012.- E4”. En dicho documento, a partir de los datos de las instalaciones de alumbrado exterior relativos a nº de puntos de luz, potencia instalada, consumo de electricidad y facturación, entre otros, obtuvimos unos ratios que, proyectados sobre todos y cada uno de los municipios censados en España, nos permitió estimar el número de puntos de luz y el consumo de energía eléctrica del alumbrado exterior municipal en España que exponemos a continuación:
RATIOS IDAE Tamaño municipio
CENSO DE ESPAÑA
RESULTADOS
kWh/hab/a
W/PL
PL/1000 hab
Municipios
Población
GWh/a
PL
> 75.000 habitantes
81
182
108
88
20.399.147
1.653
2.209.135
40.001 a 75.000 hab
118
176
156
76
4.239.453
501
663.381
10.000 a 40.000 hab
133
163
209
557
10.702.913
1.429
2.237.499
< 10.000 hab
169
140
298
7.391
9.859.224
1.665
2.934.665
Conjunto España
116,1
161,1
178,0
8.112
45.200.737
5.247
8.044.680
Fuente: IDAE Elaboración propia 2015
36
Estudio
En mayo del 2015 el IDAE convocó una línea de financiación de proyectos de reforma y renovación de las instalaciones de alumbrado exterior municipales, lo que nos ha permitido disponer de nuevas auditorías de las que obtener nuevos datos con los que revisar y consolidar las cifras del inventario así como analizar el potencial de ahorro de energía eléctrica que poseen estas instalaciones.
1. El programa de ayudas para la renovación de las instalaciones de alumbrado exterior municipal (FNEE 2014-2015) El BOE de 5 de mayo de 2015 publicó las bases reguladoras y la convocatoria del programa de ayudas para la renovación de las instalaciones de alumbrado exterior municipal aprobadas por Resolución del Consejo de Administración del IDAE de 24 de marzo de 2015, con un presupuesto inicial de 36 M€ con cargo al Fondo Nacional de Eficiencia Energética.- FNEE 2014 y ampliado en otros 29 M€ con cargo al FNEE 2015, ayudas destinadas a la financiación de proyectos de renovación tecnológica del alumbrado exterior de los municipios españoles bajo criterios de eficiencia energética. El objeto del programa ha sido el de promover la sustitución de las lámparas de alumbrado por otras de mayor eficiencia lumínica, la mejora de la calidad reflectante y direccional de las luminarias, reduciendo la emisión de luz hacia otros espacios ajenos al objeto de la iluminación (contaminación lumínica) y la implantación de sistemas de regulación del flujo lumínico de los puntos de luz que permitan su variación a lo largo de la noche en función de las necesidades ciudadanas, así como la regulación de los encendidos y apagados. La rentabilidad por ahorros energéticos de esta renovación tecnológica permite a las entidades locales recuperar la inversión en términos económicos, aunque a muchos ayuntamientos, ante la elevada inversión requerida, no les es posible acomeLuces CEI nº 60 - 2017
terla por no disponer del suficiente presupuesto. Por ello este programa se diseñó bajo la modalidad de préstamos reembolsables sin interés y con unos plazos de devolución de hasta diez años, lo que hace factible la amortización de esta reforma. El importe del préstamo podía alcanzar el 100 % de la inversión elegible, con un máximo de 4.000.000 de euros y un mínimo de 300.000 euros, no pudiendo superar dicho préstamo la cuantía específica de 600 € × PL. Como se ha indicado, el tipo de interés era al 0,0% y el plazo máximo de amortización de 10 años (que incluye un inicial de 12 meses de carencia). Las exigencias técnicas requeridas para estas reformas han sido: • Reducir el consumo de energía eléctrica en alumbrado en, al menos, un 30%. • Regular los niveles de iluminación según diferentes horarios nocturnos y tipos de vías, ajustándose a las necesidades de los ciudadanos. • Adecuar las instalaciones existentes a los preceptos establecidos en el Reglamento de eficiencia energética en instalaciones de alumbrado exterior y en el Reglamento electrotécnico para baja tensión. • La clasificación energética de las nuevas instalaciones debe ser A o B. • Cuando la reforma de los puntos de luz del alumbrado contemple la utilización de tecnología LED, se deberá tener en consideración lo establecido en el documento «Requisitos técnicos exigibles para luminarias con tecnología LED de alumbrado exterior» elaborado por el IDAE y el Comité Español de Iluminación (CEI). Los solicitantes debían presentar, entre otros documentos, una memoria técnica con la descripción de la instalación actual del alumbrado de su municipio, con datos y características de equipos, instalaciones y espacios iluminados, sus ratios de consumos específicos y los consumos y costes de la energía eléctrica anual, y con la propuesta de reforma, parcial o total de dicho alumbrado municipal, con los datos numéricos y las carac-
terísticas de los equipos que se prevé instalar y el escenario futuro asumidas las reformas propuestas, y con las consecuencias energéticas y económicas derivadas de su implantación. Y ésta nueva información es la que nos permite actualizar los datos que publicamos en su día, para lo que, en primer lugar, se exponen los resultados obtenidos con este programa de ayudas.
2. Resultados del programa de ayudas para la renovación de las instalaciones de alumbrado exterior municipal (FNEE 2014-2015) A esta convocatoria, con vigencia de un año, se presentaron correctamente cumplimentadas 124 solicitudes por un importe total cercano a 142 M€, de las cuales fueron denegadas 26 por no reunir los requisitos de las bases y otras 3 renunciaron a la ayuda con posterioridad a haberles sido aprobada. De las 95 restantes, se han aprobado los expedientes de 65 por importe de 64,7 M€, quedando las otras 30 en lista de espera al estar limitado el fondo de ayudas a los 65 M€ aprobados con cargo en conjunto a los FNEE 2014 y 2015. A día de hoy la lista de espera ha ido avanzando no solamente por la liberalización de los fondos que han aportado las 3 renuncias aprobadas, sino también por la liberación de fondos por minoraciones en las cuantías de adjudicación de los concursos convocados por los ayuntamientos respecto a la cuantía del préstamo inicialmente solicitado y que, a título de ejemplo, ha representado una baja media del 19,2% para los 31 ayuntamientos que ya han adjudicado sus reformas. (Datos al 11/01/2017). Figura 1. 2.1. Cuantía de los préstamos solicitados Las bases del programa establecían que el solicitante presentaría su propuesta de reforma con la inversión a ejecutar y el coste elegible que, sobre la misma, solicitaban como ayuda, pudiendo ser, obviamente, el importe de la reforma presentada superior a la cuantía de la ayuda solicitada. En 37
Estudio
Figura 1. Resumen presupuestario de la línea de ayuda (al 11/01/2017) la figura 2 se representa el perfil de la cuantía de los préstamos solicitados. No obstante, resulta más ilustrativa la gráfica siguiente (figura 3) relativa a la cuantía de cada solicitud en función del número de puntos de luz a reformar, lo que nos evita la incidencia que, en cifras absolutas, tiene el tamaño del municipio sobre la cuantía de los préstamos solicitados. El promedio del tamaño de los municipios solicitantes ha sido de 45.000 habitantes, con una horquilla entre el mayor con 787.000 y el menor con 1.100 habitantes. Con esta representación se puede apreciar que una mayoría de los solicitantes ajustaron su propuesta al límite de los 600€ por punto de luz, ratio a partir del cual establecieron la cuantía solicitada del préstamo en función del nº de puntos de luz implicados en la reforma. A su vez en la gráfica se simboliza a aquellos que, no teniendo en cuenta este criterio, superaron el límite de 600€/PL en su solicitud, lo que les supuso la denegación de la ayuda por incumplimiento de las bases. 2.2. Tipología de las instalaciones de alumbrado de los solicitantes Analizando las características de los municipios presentados y las de sus instalaciones de alumbrado exterior, esta nueva muestra de 124 solicitantes aglutina poblaciones en las que residen 4,37 millones de habitantes y que poseen 726.647 puntos de luz, lo que representa el 9% de la población y, a su vez, del parque de alumbrado exterior municipal en España. En el siguiente cuadro se expone la totalización de los principales va38
lores obtenidos de las auditorias en relación con las instalaciones de alumbrado y sus consumos y costes de energía, estos últimos con IVA, y a continuación los ratios globales que consideramos de mayor interés obtenidos de cada una de las auditorías, en los que se resaltan en rojo los relativos a energía eléctrica consumida por habitante y a horas equivalentes de funcionamiento anual, pues ambas cifras tendrán un comentario posterior.
casi su totalidad la regulación de encendidos y/o de flujo de luz horaria. Con ello, la principal consecuencia energética justificada por los solicitantes en su memoria técnica para estas reformas se resume en un ahorro en el consumo de electricidad de un 65% anual, lo que consideramos conservador en esta fase de propuestas de reformas, y lo colegimos observando el valor aportado en las memorias presentadas para la potencia de los nuevos puntos de luz, que desciende de un promedio de 164 a 58 W/PL, es decir, ese mismo 65%, lo cual nos hace pensar que no se ha tenido en consideración el ahorro adicional de los sistemas de regulación de flujos con que la mayoría de las instalaciones estarán equipadas, lo cual aportará un valor añadido al ahorro final. A continuación se representa un esquema con estos valores con el antes y el después: a) Instalaciones existentes
726.647 PL
→
419.147 MWh/a 164 W/PL 966 kWh/a hab
b) Instalaciones a reformar 264.045 PL
→
53.038 MWh/a 58 W/PL 34 kWh/a hab
65 % de ahorro Tipología de las instalaciones. Fuente: IDAE Elaboración propia
Alcance de las reformas propuestas
2.3. Alcance de las reformas propuestas No en todos los municipios se aborda la reforma de la totalidad de sus instalaciones, unos por tener limitada la ayuda a 4M€, otros por limitar su capacidad de endeudamiento y otros por asumir reformas parciales de barriadas o complementar actuaciones ya acometidas en su día. Con ello, de los 726.647 PL existentes en los municipios solicitantes se nos ha propuesto la reforma de 264.045 PL, siendo en más del 97% de los casos sustituidos por tecnología LED, e incluyéndose en
2.4. Concursos de contratación adjudicados En el momento de escribir estas líneas son 31 los solicitantes que han adjudicado los concursos de reforma de sus instalaciones de alumbrado, con una licitación global de 46.087 puntos de luz y por un importe de contratación de 20.177.941 €, lo que representa un presupuesto medio de adjudicación de 438 €/PL. De esta cuantía, lo prestado finalmente por IDAE a estos beneficiarios son 19.753.557€, pues ya se comentó que ha habido beneficiarios que han
Estudio
Figura 2. Cuantía de los préstamos solicitados acometido obra por mayor presupuesto que la cuantía solicitada como préstamo al IDAE, y a su vez, esta cuantía prestada finalmente por IDAE es un 19,2% inferior a lo que estos beneficiarios solicitaron inicialmente en sus propuestas. Como ya comentamos, aunque muchos solicitantes se habían ceñido al límite de la ayuda de 600 €/PL establecido como ayuda máxima en las bases, la realidad en las licitaciones es estar obteniendo un coste de adjudicación inferior a esta cuantía en muchos de los casos. En este punto cabe señalar que algunos beneficiarios en lugar de contemplar y primar en sus concursos una baja económica, han solicitado mantener el máximo presupuesto de licitación previsto y que los ofertantes valorasen un incremento de los puntos de luz a reformar, situaciones que también se han tenido en cuenta en la obtención de estos ratios. El cuadro resumen de estos 31 concursos y su repercusión en el programa de ayudas del IDAE es el representado en la Figura 4. 2.5. Costes de mantenimiento Por último, y aunque no influya en el análisis en curso, se presentan los datos que nos han facilitado los solicitantes sobre los costes de mantenimiento y conservación de sus instalaciones de alumbrado exterior. En conjunto hemos dispuesto de la declaración de costes de 54 municipios con un parque de 455.879 PL y con un coste de 13.724.200 € anuales, lo que representa un coste promedio de Luces CEI nº 60 - 2017
Figura 3. Importe del préstamo solicitado por punto de luz a reformar
mantenimiento anual de 30,1 €/PL. (Las cifras son con IVA). Estos valores se mueven en una horquilla entre los 64,4 €/PL año de contratas externas que efectúan, entre otras labores de seguimiento y supervisión, las labores reguladas de limpieza de luminarias, hasta los 3,9 €/PL año de ayuntamientos que efectúan casi exclusivamente un mantenimiento correctivo y con personal propio. En la gráfica (Figura 5) se representa el perfil de estas declaraciones.
3. Inventario y consumo de energía del alumbrado exterior municipal en España Como ya se indicó en su día, a partir de la información contenida en las auditorías energéticas relativa a la población, el número de puntos de luz, la potencia instalada y el consumo anual de electricidad de estas instalaciones se obtienen los ratios con los que se elabora el inventario de estas instalaciones de alumbrado, y de su consumo de electricidad asociado, para el conjunto de España. La metodología es la de aplicar estos ratios a todos y cada uno de los municipios relacionados en el censo de municipios y población de España. En el inventario de 2013/2015 se indicó que los resultados se agruparon por escalones de 75.000, 40.000 y 10.000 habitantes, no teniendo estos escalones más razón de ser que el mero azar en cuanto a la agrupación de la población de los primeros municipios que fueron estudiados. En esta ocasión, al disponer de una muestra
Figura 4. Contrataciones adjudicadas (31 reformas al 11/91/2017) mayor al añadir estas nuevas auditorías a aquellas otras, podemos ampliar el número de esas agrupaciones sin temor a crear incertidumbres por falta de datos parciales. En este sentido, los nuevos escalones elegidos han sido 75.000, 40.000, 20.000, 10.000 y 5.000, lo que nos permite obtener una visión más uniforme y desagregada del parque del alumbrado en nuestro país. Dos observaciones queremos anotar a estos resultados que justifican su ligera diferencia con los del inventario 2013/2015: El censo utilizado está actualizado y en el del año 2016 el país creció en un 3% respecto al censo utilizado anteriormente, el del 2008, que era nuestra base utilizada con los trabajos del Plan de Acción 2008/2012 de la E4. Como ya se apuntó en el primer informe, al haber podido acceder a la información de pequeños municipios nos ha permitido aflorar un ingente parque de alumbrado en estas poblaciones no detectado por otros trabajos que fueron elaborados con la información de grandes y medianos municipios; simplemente observado la variación del ratio de PL per cápita para los distintos tamaños de munici39
Estudio
Figura 5. Costes de mantenimiento pios junto con la población que reside en los pequeños, se justifica el ligero incremento obtenido al haberse ampliado la muestra de estos pequeños municipios. Con todo ello, esta nueva base de datos ampliada ha permitido no sólo optimizar sino consolidar los resultados de este inventario.
4. Consumo y potencial de ahorro de energía Determinar el consumo y el potencial de ahorro de energía de estas instalaciones es más complejo que el método seguido anteriormente para conocer el número de puntos de luz, dado que existe una incertidumbre debida, por un lado, con el número de horas de iluminación y, por otro, con el tipo de fuente de luz empleada, y ambos parámetros han variado significativamente en estos últimos años. En relación con el uso de estas instalaciones, en las auditorías que dispusimos para la elaboración del inventario 2013/2015 el promedio del nº de horas equivalentes de iluminación
Tamaño municipio > 75.000 habitantes 40.001 a 75.000 hab 20.001 a 40.000 hab 10.001 a 20.000 hab 5.000 a 10.000 hab < 5.000 habitantes Conjunto España
kWh/hab/a 82 112 114 139 151 187 114
Fuente: IDAE Elaboración propia 2017 40
anual, resultado de dividir el consumo anual de electricidad de cada municipio por su potencia instalada, fue de 4.098 horas mientras que el promedio resultante de las auditorías presentadas en este último año al programa de ayudas con cargo al FNEE ha resultado de 3.511 horas, lo que significa una reducción del consumo del 14,3%. Dado que estas auditorías pertenecen a instalaciones ex ante que van a ser reformadas, las razones declaradas o deducidas de las propias auditorías responden a tres causas: la implantación y uso de sistemas de regulación de flujo en cabecera y la optimización de encendidos y apagados, yendo a los límites del después de anochecer y del antes de amanecer; la sectorización en viales y otros espacios mediante apagados parciales y el robo de cable (pocos casos). En relación con la fuente de luz, es evidente que en estos últimos años se han acometido multitud de reformas de alumbrado en muchos municipios, totales o parciales, siendo mayoritariamente a LED, y estos cambios RATIOS IDAE W/PL 179 172 161 155 137 131 156
PL/1000 hab 120 153 189 229 280 384 190
representan ahorros que estarán en una horquilla entre el 65% y el 80%, reformas que en IDAE no conocemos al llevarse a cabo sin necesidad de ayudas al ser actuaciones directas de los propios ayuntamientos vía recursos propios o por financiación de terceros. Ambos hechos nos impiden establecer si el consumo determinado en el inventario de 5.296 GWh/a como resultado de proyectar para todo el conjunto nacional los ratios de las auditorías, auditorías que abarcan al 21% del alumbrado en España y que para otros estudios de mercado serían extraordinariamente suficientes, en este caso puede ser o no ajustado a la realidad. Queda a la consideración y criterio del lector valorar con la suficiente aproximación el valor de esta cifra de consumo. Lo que desde luego es incuestionable es el potencial de ahorro para estas instalaciones. Por un lado, los distintos solicitantes de las ayudas de este programa han presentado reformas que les van a permitir obtener ahorros mínimos del 65%. Por otro, los distintos proyectos acometidos con participación del IDAE, así como otros ejecutados por terceros y publicitados en los medios de comunicación, constatan ahorros superiores al 80% al combinar el LED con la regulación horaria de flujos. Estas cifras, totalmente fuera de lo común para otro tipo de reformas de instalaciones consumidoras de energía hacen que este sector, inmerso actualmente en un cambio tecnológico, varíe en muy poco tiempo hacia valores de consumo de energía difíciles de determinar en este momento. n
CENSO DE ESPAÑA Municipios Población 98 21.525.605 77 4.204.804 227 6.248.522 347 4.914.991 551 3.869.029 6.825 5.794.057 8.125 46.557.008
RESULTADOS GWh/a PL 1.760 2.588.324 471 642.952 713 1.183.382 682 1.124.529 586 1.084.126 1.085 2.226.526 5.296 8.849.839
Proyecto
ActiveSite: Torre Cepsa
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Una nueva era: la iluminación conectada
N
os encontramos ante un cambio de paradigma donde las personas cobran una mayor importancia y se convierten en el centro del proceso de toma decisiones; donde el Internet de las Cosas llega a todos los elementos, entrando en una era digital: donde la concentración de la población en las ciudades conllevará una mayor necesidad de consumo de recursos, entre ellos la energía. Si queremos que este crecimiento urbano sea sostenible, se debe equilibrar las crecientes demandas de recursos, espacio y seguridad, al tiempo que las ciudades se convierten en entornos más habitables y agradables para los ciudadanos. Paralelamente, si tenemos en cuenta que el 15% del consumo energético mundial es alumbrado, surge la necesidad de buscar una alternativa eficiente y digital en el campo de la iluminación. Esta alternativa se presenta en la iluminación conectada, que aúna la tecnología LED con los sistemas de control, que no ofrece únicamente una mayor eficiencia energética, sino también una mayor inteligencia, un mayor control y más calidad de vida para las ciudades y sus ciudadanos.
Los retos de las ciudades en el siglo XXI Las necesidades de los ciudadanos han cambiado derivando en una creciente demanda a los gobiernos de las ciudades. Si tenemos en cuenta que el 60% de las personas vivirá en grandes nú42
cleos urbanos para 2030, la tecnología tiene un papel importante que desempeñar para hacer estos espacios más habitables y ofrecer nuevos servicios a sus ciudadanos. Los gobiernos que apuestan por las nuevas tecnologías de la información (TIC) están poniendo en marcha muchos de los cimientos que permitirán construir las ciudades inteligentes del mañana. Dentro de este campo, el alumbrado juega un papel clave. La iluminación pública está presente en todas partes: donde la gente vive, trabaja, juega y viaja. Su función principal es proporcionar luz de calidad para mejorar la seguridad pública y embellecer el paisaje urbano, sin renunciar a la eficiencia energética. Sin embargo, en el futuro, la infraestructura de iluminación de las ciudades también ofrecerá un enorme potencial para formar parte de una red urbana capaz de adquirir datos y proporcionar información y servicios a millones de dispositivos, desde contenedores de basura a vehículos autónomos. De esta manera, ayudará a mejorar la vida de los ciudadanos a través de los servicios inteligentes de la ciudad. Si tenemos en cuenta que el 47% de los ciudadanos a nivel mundial tiene acceso a datos móviles, podemos deducir que la conectividad es una tendencia en alza. Los ciudadanos esperamos cada vez más de las infraestructuras públicas, que deben estar conectadas como nosotros. No debemos olvidar que las ciudades utilizan el 75% de la energía primaria a nivel global y más de la mitad se destina a iluminación el consumo
en iluminación puede alcanzar hasta el 40% de dicha partida. La iluminación está en todas partes, sin embargo, la conectividad es una asignatura pendiente en muchos entornos. Nuestras calles cuentan con 300 millones de puntos de luz a nivel mundial y solo el 2% de estos puntos presenta sistemas conectados. Las perspectivas de crecimiento en la conectividad del alumbrado público nos llevan a estimar que el 35% de los puntos de luz será inteligente para 2025. Por el momento, estas infraestructuras de alumbrado público son anticuadas, con una media de edad superior a los 20 años. Sólo por criterios de eficiencia energética, la revolución en el campo de la iluminación acontecida en los últimos años con la aparición de los LED nos hace pensar en la obsolescencia e ineficiencia del alumbrado público, en un entorno donde más del 40% del totalen el consumoenergético de la ciudad es en iluminación.
Pilares donde poner el foco para la próxima década Frente a todos estos retos, los administradores de las ciudades tendrán que dar prioridad a los cambios que son más importantes para sus ciudades, no sólo por las preocupaciones de coste, viabilidad y oportunidad, sino también por escuchar las necesidades y deseos de sus ciudadanos. En este marco, la colaboración entre entes públicos, privados y ciudadanos se convierte en la base del desarrollo urbano. Desde Philips Lighting, con la experiencia de 125 años innovando en el mundo de la iluminación, detectamos tres pilares de actuación que deben ser cruciales para el desarrollo en la próxima década: ofrecer una luz adecuada, conectar las operaciones y potenciar los sistemas y aplicaciones. conectar los sistemas para optimizar el mantenimiento y potenciar nuevas aplicaciones más evolucionadas e integradas.
Una luz adecuada lo es todo La iluminación artificial está presente en todos los entornos donde habitamos día a día. Oficinas, calles, escuelas, restaurantes, hoteles, superficies comerciales, estadios… cuentan con iluminación que nos permite continuar con la actividad tras la puesta del sol. Cada espacio está destinado a un uso distinto y debe contar con una iluminación pensada para ello. La luz adecuada puede marcar la diferencia a la hora de definir los espacios. La iluminación conectada cumple con 5 conceptos que hacen que pueda adaptarse a cada entorno. Luces CEI nº 60 - 2017
La eficiencia energética está presente en la Ciudad 2030: iluminación conectada, ofreciendo ahorros Vehículos autónomos y Alumbrado conectado. energéticos que pueden estar entre el 50% y el 70% respecto a fuentes tradicionales de alumbrado. Basado en tecnología LED, y combinado con sistemas de control y gestión, las posibilidades de ahorro que ofrecen son necesarias, sobre todo si tenemos en cuenta los objetivos medioambientales alcanzados en las diferentes cumbres internacionales. • Luz ambiental que realza y embellece los lugares. La iluminación cobra un nuevo papel en la vida nocturna, poniendo en valor el patrimonio urbano, incrementando el sentimiento de orgullo de los vecinos y el interés turístico. Es un motor económico para la ciudad, que ve incrementando el número de pernoctas así como los servicios de restauración. • Iluminación dinámica que permite ofrecer solo la luz necesaria en cada momento y espacio. Gracias a las posibilidades de regulación, se posibilita la creación de diferentes zonas y la gestión del alumbrado en cada una de ellas. De esta manera, podemos diferencia zonas industriales, comerciales, residenciales… que tengan la iluminación necesaria según la actividad de cada una de ellas. • La iluminación conectada es sensible a los ritmos de la ciudad, respondiendo a los diferentes eventos y actividades que importan a los ciudadanos. La luz cobra el papel de herramienta de comunicación, informando y amplificando mensajes como días especiales, festividades… con un código de colores reconocible. • Luz interactiva que introduce nuevas formas de participación con las personas. La iluminación crea emociones, incrementa sensaciones y mejora la experiencia, por ejemplo en estadios deportivos o espectáculos. 43
Proyecto
Operaciones de gestión urbana conectadas Considerando el entorno descrito anteriormente, donde las ciudades incrementaran su tamaño, las necesidades de los ciudadanos cobraran más importancia y donde la tecnología y la digitalización llegan a las infraestructuras, las operaciones de gestión urbana también deben sufrir una transformación. Los gestores y mantenedores públicos están viviendo cambios en su día a día gracias a la irrupción de nuevas tecnologías que les otorgan una serie de posibilidades y funcionalidades nunca vistas anteriormente. En el campo concreto de la iluminación surge la oportunidad de acceder a la información de la infraestructura completa en tiempo real, conociendo el estado de la misma, los componentes para posibles reemplazos, los tiempos de uso… En esta línea, la solución Philips Service Tag es un sistema servicio básico y gratuito que ofrece Philips Lighting que simplifica la instalación y el mantenimiento de las luminarias de alumbrado público. A través de un código QR ubicado en la propia luminaria, se puede acceder a una aplicación para dispositivos móviles gratuita para obtener información de la misma, así como los componentes que la conforman y la ubicación de cada una de ellas. Paralelamente, las tecnologías de iluminación e información convergen para crear nuevas posibilidades. Esta convergencia es esencial para que la iluminación se convierta en una herramienta de comunicación y responda a los diferentes ritmos y momentos de las ciudades. El sistema Philips ActiveSite es una plataforma de gestión del alumbrado ornamental basada en la nube que permite que la iluminación arquitectónica sea monitorizada, gestionada y programada desde cualquier parte del mundo. La iluminación conectada ofrece la posibilidad de controlar las operaciones y hacer ajustes en remoto. Además de la monitorización de la instalación, las nuevas plataformas como Philips CityTouch permiten la regulación y control punto a punto o por centro de mando, de la iluminación funcional, la detección de fallos, el lanzamiento de órdenes de trabajo de mantenimiento, la integración con otras plataformas de gestión urbana… y todo con conexión remota. Finalmente, surgen nuevas formas de analizar los datos para los gestores de las instalaciones, con posibilidades de control a tiempo real de las instalaciones o el histórico. Esto permite detectar patrones de uso, haciendo más eficiente la 44
utilización de los espacios y reduciendo los costes de mantenimiento. Por ejemplo, en edificios de oficinas, el sistema POE (Power-Over-Ethernet) permite conectar las luminarias a la red informática del edificio. El sistema recoge, almacena, comparte y distribuye datos anónimos adquiridos por sensores integrados en las luminarias. Información como la ocupación de las estancias o la temperatura se puede utilizar para ajustar los niveles de iluminación, calefacción o aire acondicionado o para optimizar el uso de espacio de la oficina, así como la programación de servicios de limpieza o mantenimiento
Crecimiento de los sistemas y aplicaciones Como complemento al crecimiento de las gestiones urbanas conectadas surge la necesidad del desarrollo de sistemas y aplicaciones que posibilitan dicha gestión de activos. Estos sistemas permiten la conectividad de las diferentes infraestructuras, facilitando su gestión y control, así como reduciendo los costes operativos derivados de las mismas. A la hora de seleccionar los sistemas a implementar es básico optar por aquellos que sean abiertos a colaborar con otras plataformas, de cara a optimizar las inversiones y maximizar las funcionalidades y beneficios. En el mundo del alumbrado conectado, Philips Lighting apuesta por dicha colaboración entre plataformas, con integraciones sencillas de plug-and-play con instalaciones existentes hasta completas colaboraciones entre plataformas con SAP o Vodafone. En el primer escenario, podemos integrar luminarias LED de otros fabricantes en el sistema de telegestión punto a punto o por centro de mando Philips CityTouch gracias a la incorporación de nodos conectores listos para instalar. De esta forma, cualquier punto de luz puede ser añadido al sistema y beneficiarse de todas las ventajas. En el extremo opuesto, encontramos alianzas con SAP HANA donde la integración se produce a un nivel mayor superior. Desde un mismo panel de control se pueden controlar los diferentes activos de una ciudad, como los semáforos, el alumbrado, las basuras, las reclamaciones ciudadanas, información de georeferencia… Un ejemplo de aplicación de dicha alianza la encontramos en la ciudad de Buenos Aries, donde la integración de la plataforma Philips CityTouch, que controla 91.000 puntos de luz LED, y la plataforma SAP HANA, que es capaz de gestionar más de 700.000 activos, ha permitido mejorar la eficiencia operativa, con ahorros de energía de
más del 50% y una mejora en la calidad de vida de sus 13 millones de ciudadanos. Paralelamente, la colaboración entre Philips Lighting y Vodafone permite al sistema de gestión de alumbrado público Philips CityTouch utilizará la red líder mundial machine-to-machine (M2M) de Vodafone para conectar los puntos de luz individualmentea la plataforma Vodafone Ciudad Conectada. Cada farola conectada contendrá con una SIM Vodafone M2M. Las autoridades municipales pueden controlar y gestionar la iluminación a través del sistema Philips CityTouch, fácil de usar y muy flexible, mientras que los técnicos serán capaces de comprobar el rendimiento, identificar fallos y controlar la iluminación de forma remota. Sin embargo, cuando hablamos de sistemas conectados, abiertos, digitales, inteligentes, en la nube… suelen surgir dudas vinculadas a la seguridad y protección de los mismos. La seguridad de estos sistemas es una prioridad para las empresas que trabajamos en estos campos. Aspectos como la privacidad de los datos, los accesos con autentificación, los sistemas de encriptación y la detección de intrusos se tienen en cuenta para augurar un óptimo funcionamiento y la tranquilidad del usuario. Por tanto, si apostamos sólidamente por las medidas de seguridad mencionadas, podemos concluir que el desarrollo de los nuevos sistemas debe cumplir 3 características: conectables, escalables y abiertos.
La telegestión del alumbrado público una realidad hoy en día La iluminación conectada es una realidad de hoy en día. Progresivamente se produce la incorporación de más puntos de la luz a la inteligencia. Actualmente, contamos con 250.000 puntos de luz conectados con sistemas de Philips Lighting en 250 ciudades de 31 países en todo el mundo. Ciudades como Los Ángeles, Buenos Aires o Yakarta han apostado por el sistema Philips CityTouch para gestionar su alumbrado público punto a punto, consiguiendo ahorros energéticos, un control absoluto de la instalación y la posibilidad de integración del alumbrado con otras plataformas de gestión urbana. Paralelamente, la región ibérica es pionera en la adopción de estas tecnologías con más 40.000más de 47.000 puntos de luz conectados a lo largo de todo el territorio. Ciudades como Guadalajara, con 12.500 puntos conectados y un 68% de ahorro energético o Ribeira, con 6.500 puntos y un 70% de ahorro energético, son ejemplos de apuesta por la iluminación conectada en el entorno urbano. Otro ejemplo lo encontramos en la ciudad de Palencia, referente en el ámbito de las Smart Cities españolas, que cuenta desde hace varios años con
Buenos Aires
un sistema de telegestión del alumbrado público, gracias al cual han conseguido no sólo importantes ahorros en el consumo de energía sino un avance para lograr objetivos medioambientales.
Una visión hacia el futuro: la ciudad de 2030 Philips Lighting ha creado una vista previa de lo que podría ser la vida urbana en 2030 y como la tecnología de iluminación conectada desempeñará un papel clave en el desarrollo de las ciudades inteligentes que podemos esperar para habitar en poco más de una década. Con el objeto de ayudar a allanar el camino del crecimiento urbano masivo previsto para los próximos años, debemos desarrollar un plan centrado en la gente, donde los servicios de iluminación basados en el Internet de Cosas (IoT) para la ciudad inteligente del futuro puedan mejorar la calidad de vida, transformar las experiencias y los servicios cotidianos y garantizar la sostenibilidad en nuestras ciudades en constante expansión. La tecnología tiene un papel importante que desempeñar para hacer las ciudades más habitables y ofrecer nuevos servicios a sus habitantes. Sin embargo, vemos que los ciudadanos no quieren que se les imponga una tecnología, quieren tener voz y participar en la definición de las aplicaciones que necesitan. La ciudad de 2030 que plantea Philips Lighting explora cuatro escenarios que demuestran cómo la iluminación conectada puede ofrecer ciudades más sostenibles, mejor conectadas y más agradables. Estos escenarios son: Calles conectadas - La iluminación urbana LED conectada no solo proporcionan luz de alta eficiencia energética, también supone nodos de sensores en una autopista de información. En 2030 las luces de una calle conectada podrían transmitir datos entre millones de dispositivos. La infraestructura de iluminación conectada recopila y distribuye datos y mejora los servicios de la ciudad, como la luz, el tráfico, la calidad del aire, la seguridad pública, el estacionamiento 46
y otros servicios basados en localización, aprovechando tecnologías de comunicación de vanguardia. Los vehículos autónomos navegan por las carreteras con seguridad, utilizando y comunicándose con sensores en las luces de las calles que exploran la carretera y los pavimentos y proporcionan un marco de referencia mediante la transmisión de información de situación con los sensores a bordo de los vehículos. Espacios públicos interactivos - La escasez de espacio obligará a las ciudades a extender los espacios públicos subterráneamente, con una transición que será posible gracias a la iluminación que imita la luz natural y hace que la gente se sienta cómoda. Los sistemas de iluminación digital pueden enviar datos de posición para ayudar a los drones a navegar y entregar los artículos, mientras que las superficies luminosas exhiben arte y fomentan la interacción y la creatividad de los ciudadanos. Agricultura urbana sostenible - Debajo de la ciudad y en los espacios no utilizados, las granjas urbanas que usan poca agua y sin pesticidas, podrán cultivar plantas y verduras de forma sostenible, reduciendo la distancia entre el campo y la mesa, aumentando la seguridad alimentaria, asegurando la procedencia y protegiendo los recursos naturales. Estilos de vida personalizados - En la casa de 2030, la iluminación será capaz de sincronizar con todo, desde el timbre de la puerta hasta la televisión y la música. La luz se ajustará a las preferencias individuales y se anticiparán a las necesidades, complementando el bienestar y la seguridad. Como conclusión vemos que el futuro de las ciudades inteligentes es la suma de muchas partes y el éxito requerirá la colaboración entre las empresas grandes y pequeñas, los gobiernos, las universidades y sobre todo, los ciudadanos. En este marco de colaboración, la iluminación conectada desempeñará un papel clave en el desarrollo de las ciudades inteligentes que habitaremos en poco más de una década. n
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Smart Solutions para la gestión y control del alumbrado
Miguel Ángel Ramos Perujo Projects & Systems Manager Schréder Socelec
H
oy en día, aproximadamente el 50 % de la población mundial vive en entornos urbanos. En 2050, se estima que un 70 % vivirá en estas áreas, poniendo a las ciudades bajo una presión aún mayor para proporcionar la infraestructura y los servicios necesarios para con sus ciudadanos y ayudar al sector privado a prosperar juntos. El habitante de una ciudad, querrá sentirse en dicha ciudad como en su casa.
No cabe más que esperar que las ciudades, la industria y los ciudadanos trabajen juntos para ayudar a las propias urbes a navegar sabiamente hacía la tecnología inteligente en todos sus servicios. Como protagonista de la ciudad irrumpe el alumbrado público, que abarca la totalidad de su extensión, brindando además una capilaridad que ningún otro servicio puede ofrecer, hay un punto de luz cada 30 metros. Estamos ante un mundo en cambio, en cambio por la conectividad que se nos ofrece, conectividad entre personas, pero también entre personas y objetos o incluso entre objetos. La globalización y el avance de Internet en todo el mundo, hace que lo que suceda en una parte del mundo sea conocido en sus antípodas al momento. Internet se ha convertido en la red de comunicaciones más amplia y con mayores expectativas de crecimiento jamás creada por el hombre. Prueba de ello, es que hoy en día ya hay más dispositivos conectados a Internet en 48
el mundo que habitantes en él, y las previsiones son que hacia el año 2020 habrán más de 6 dispositivos y medio conectados a internet por cada habitante del planeta.
El hecho de que el uso de Internet, se haya vuelto algo cotidiano y muy normal en nuestras vidas, a través de todo lo que nos rodea, hace que cuando hablemos de servicios que ofrece una ciudad a sus ciudadanos no solo pensemos en ofrecer puntos de acceso a dicha red a las personas, sino que la propia red Internet, nos sirva para comunicarnos con dichos servicios, e incluso para que los servicios se interrelacionen entre ellos, buscando siempre el beneficio del ciudadano y convirtiendo la ciudad en una Smart City. El Internet de las cosas (IoT, Internet of Things) es la red de objetos físicos, dispositivos, vehículos, edificios y demás elementos integrados con la electrónica, software, sensores y conectividad de red, que posibilita la
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obtención e intercambio de datos entre estos objetos. Se refiere a la revolución en las relaciones entre los objetos convencionales y las personas, o incluso entre los propios objetos. En otras palabras, se trata de la digitalización del mundo físico. Y claramente nos ayuda con el objetivo de poner toda la tecnología posible en una ciudad al servicio de los ciudadanos. Adaptarse a sus estándares, mediante tecnología “abierta”, parece lógico a la hora de diseñar las gestiones de los servicios que pueden darse en una ciudad, sobre todo para interrelacionarlos entre sí y con las personas. Las ciudades, deben ser auténticas plataformas para las personas que viven y trabajan en ellas, y para las empresas que desarrollan su actividad y prestan sus servicios. El IoT permite detectar y controlar los objetos remotamente en toda la infraestructura de red, consiguiendo así un beneficio económico y mejoras en eficiencia y precisión. A través de su sistema informático integrado, cada objeto se puede identificar de forma única y puede interactuar dentro de la infraestructura de Internet existente. EL IoT está directamente relacionado con aplicaciones como redes, transporte y Smart cities. El hecho de poder disponer de todos los servicios de una ciudad, como puede ser el aparcamiento, la red de circuito cerrado de cámaras, la red de cargadores para vehículos eléctricos, el riego, los puntos de acceso a internet para ciudadanos o el alumbrado público, bajo los mismos estándares abiertos y poder relacionarlos a través de la red Internet, hace que su interconexión y la relación con los ciudadanos, sea instantánea pudiendo realizar interacciones, condicionantes o algoritmos beneficiosos para los ciudadanos, que hasta ahora, ni siquiera soñábamos. De esta manera, se ofrecen ventajas como la seguridad, el confort, el acceso a datos de manera instantánea, la eficiencia en las infraestructuras,… etc, en definitiva, el servicio adecuado para las personas de la tecnología a disposición de ellas. Por ejemplo, el hecho de poder tener en nuestro Smart Phone en tiempo real de las plazas de aparcamiento libres a una hora determinada, Luces CEI nº 60 - 2017
o incluso el disponer las zonas de la ciudad con mayor o menor tráfico, o el hecho de poder tener una iluminación adaptativa en función de las condiciones de la vía a iluminar son meros ejemplos de servicios prestados al ciudadano de una Smart City, que hacen la vida más fácil y que hoy en día pueden llevarse a cabo.
Owlet IoT, es la próxima generación de gestión urbana, propuesta por Schréder, dedicada al alumbrado público: El sistema de gestión urbana Owlet IoT, basado en estándares abiertos, puede interactuar con plataformas de ciudades inteligentes de mayor tamaño. De hecho, Owlet IoT no es tan solo un sistema de telegestión de alumbrado de altas prestaciones, sino que también puede interactuar con sistemas cercanos, como sensores de gestión de tráfico, sistemas de supervisión medioambiental o dispositivos de seguridad (cámaras TV). Uno de los fundamentos del IoT (Internet de las cosas), es que los dispositivos que se van a conectar a una plataforma de comunicaciones en una red de mayo r ta m a ñ o, deben ser “direccionables” de forma parecida. La estructura de direcciones que se asigna a esta nueva generación de controladores de luminaria, gestionados mediante Owlet IoT, se denomina IPv6. Este método de asignar direcciones a dispositivos, sirve para generar un número casi ilimitado de combinaciones únicas para conectar componentes no habituales a la red informática o Internet. Seguir los estándares definidos bajo el IoT, facilita la integración del sistema y la conectividad con otros. Es importante entender que Owlet IoT no es un sistema independiente, “tipo almacén”, sino que está orientado al futuro y queda abierto a la integración y/o a la interconexión de y con terceros. Los sistemas de control inteligentes están fácilmente conectados con las grandes redes de datos de las “smart cities” gracias a las normas de protocolo abiertas, y la flexibilidad de dicho sistema de control inteligente se adaptará al crecimiento natural y progresivo de la ciudad. Estos sistemas pueden ser gestionados por cualquier dispositivo con interconectividad inalámbrica gracias al uso 49
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de los protocolos más comunes y abiertos, Owlet IoT cumple con estos requisitos buscando la mayor operabilidad para con el usuario. Esta nueva generación del sistema de telegestión urbana Owlet significa un gran paso adelante en el proceso de configuración y puesta en marcha. La combinación de una serie de comunicaciones GPS, radiofrecuencia y celular 3G integradas, con un proceso de puesta en marcha automática e inteligente, da como resultado una auténtica solución “plug & play”, que no necesita ninguna intervención del instalador o del mantenedor, ni ningún controlador de segmento. De este modo se busca una solución abierta, pero a la vez simple y que únicamente mediante un dispositivo o controlador que se integre en cada luminaria, ofrezca la solución global que a continuación se detalla:
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El controlador de luminaria es único, e integrable en cualquier luminaria. La idea fue siempre desarrollar el sistema de gestión de alumbrado más estándar y abierto posible, y sobre esta idea, los controladores de luminaria se montan sobre conectores universales NEMA de 7 “pines” (ampliamente utilizado por ejemplo en la integración mecánica de células fotoeléctricas en luminarias de alumbrado público), esto garantizará su universalidad y su concepto “abierto”, además de poder preparar luminarias para Telegestionarlas sin necesidad de hacerlo en el momento de la instalación, preparándolas únicamente con dicho conector NEMA. El controlador se puede conectar y sustituir fácilmente sin ninguna herramienta. Asimismo, llevan todo el hardware y so"ware necesario para una configuración independiente. No es necesario que el ingeniero a cargo de la puesta en marcha registre manualmente la ubicación de cada luminaria. El controlador de luminaria Owlet IoT incorpora una funcionalidad única para captar las características del sistema de iluminación (luminaria), es un lector de radiofrecuencia, que lee la etiqueta de la luminaria y automáticamente almacena la información. Estos datos y la posición precisa de la luminaria proporcionada por la función de GPS determinan el perfil de la luminaria y una ubicación en concreto.
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Además, sirve como base para un sistema activo de gestión de recursos de la red de alumbrado, algo así como un inventario, pero un inventario dinámico y autoconfigurable, ya que su almacenamiento se realiza de forma automática y la realiza el propio sistema. Esta es una ventaja importante, ya que evita tener que im-
GPS
OWLET CLOUD OR LOCAL SERVER
CELLULAR
MOBILE NETWORK
CELLULAR
SENSOR
CELLULAR
CELLULAR
RF
RF
SHUFFLE LIGHT & CONTROLS PUBLIC WIFI CCTV LOUDSPEAKER EV CHARGER
plementar un sistema de gestión de recursos suplementario (estático). Un GPS integrado localiza con precisión la posición de la luminaria. No es necesario escanearla, asignarla manualmente ni registrarla sobre el terreno. Esta funcionalidad simplifica en gran medida el proceso de configuración y puesta en marcha. También detecta cambios en la ubicación, por ejemplo, después del mantenimiento. Una vez que el sistema se pone en marcha, lo primero que hace es almacenar estos valores y configurarlos en el interfaz web de usuario. El sistema se basa en un concepto totalmente híbrido, que aúna lo mejor de diferentes tecnologías y modos de comunicación (GPS, Radiofrecuencia y celular 3G), y que mediante algoritmos vivos y adaptativos decide que vía de comunicación es la idónea. Se estableces entonces una comunicación “híbrida” mediante comunicación celular 3G y tecnología radiofrecuencia, que realiza la conexión entre las luminarias de una forma mallada y entre las luminarias y el interfaz de usuario, esta comunicación es viva, dinámica y optimizada en tiempo real. Siguiendo nuestro afán por un sistema abierto, los datos pueden ser almacenados en un sistema local (en las dependencias locales del propietario de la instalación), o en un servidor remoto de Schreder, la nube Owlet.
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La red de comunicación de RF entre las luminarias, permite una reacción instantánea a eventos configurados, como detección de movimiento o presencia. Se trata de un elemento clave a la hora de crear un sistema de iluminación realmente adaptativo. Diferentes tipos de sensores, como sensores infrarrojos pasivos y radares, se conectan directamente al controlador de luminaria. Por tanto, no se necesita una fuente de alimentación adicional.
Los sensores pueden integrarse dentro de las luminarias Schréder, fijarse a la columna o instalarse remotamente. Gracias a un concepto matricial, un sensor puede enlazarse con varias luminarias y viceversa, cada luminaria enlazarse con varias entradas de sensor. Cambiar los niveles de iluminación del estado inferior «en reposo» al estado superior «de evento» durante la noche incrementa el rendimiento visual y el nivel de confort, a la vez que mantiene o incluso aumenta las posibilidades de reducción de energía. La señal de regulación del controlador de la luminaria al controlador puede ser de 1-10 V o DALI.
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Las aplicaciones de so"ware actuales generalmente están basadas en web. Esto significa que no es necesario descargar el so"ware en uno o varios ordenadores. Se puede acceder a la aplicación desde cualquier ordenador, tableta o dispositivo móvil conectado a Internet, mediante nombre de usuario y contraseña, es el caso de Owlet IoT. A cada usuario se le asigna un acceso específico para visualizar o modificar los parámetros. Se han adoptado todas las medidas de seguridad disponibles para proteger el sistema de cualquier tipo de intrusión. La interfaz gráfica de usuario (GUI), proporciona una visibilidad completa y acceso dinámico al sistema Owlet IoT, y se ha desarrollado con las herramientas para aplicaciones basadas en web más actuales. Cada usuario puede organizar su panel de control de forma que los temas o parámetros más relevantes aparezcan primero. La GUI integra OpenStreetMaps, junto con un buen diseño de los iconos (forma y color), proporciona una excelente visión de conjunto en un instante. Además, tanto los informes tradicionales relativos al estado de la instalación como la supervisión se pueden organizar adaptándolos a las necesidades del cliente.
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Una de las ventajas únicas de este sistema dinámico de telegestión de iluminación es su capacidad para implementar, adaptar y reproducir perfiles de iluminación y ajustes de controlador usuales para redes de alumbrado público. Gracias a la experiencia de Schréder y a sus amplios conocimientos como especialistas en iluminación de exteriores, el sistema Owlet IoT proporciona funcionalidades operativas que simplifican el mantenimiento. Además, se integran características específicas adicionales, como la detección de robo de cables, basadas en algoritmos específicos, que elevan aún más el valor añadido y mejoran la experiencia del usuario. De esta manera Schréder ofrece el sistema de control de luminarias más avanzado del mercado, adaptándolo a las necesidades actuales, bajo estándares abiertos y con soluciones universales. Ahora, tenemos una oportunidad perfecta para cambiar el mundo tal y como lo conocemos. Podemos usar el conocimiento y la tecnología para hacer nuestras vidas más sencillas, porque a veces, las pequeñas cosas, nos traen los cambios más grandes… …El control de la Luz Justa, en el lugar adecuado, en el momento preciso. n
Notas de prensa
La serie IT de Salicru, transformadores y autotransformadores a medida de cada cliente Salicru ha renovado su serie IT de transformadores y autotransformadores eléctricos de baja tensión, con múltiples soluciones capaces de satisfacer las necesidades de sus clientes y sus requerimientos especiales. En el caso de la serie IT, sus transformadores y autotransformadores son de tipo seco, fabricados con chapa magnética de bajas pérdidas y devanados impregnados de resina de clase térmica H. Conexión mediante bornes de brida o tornillos para terminales de presión. Bajo demanda del cliente, pueden fabricarse con otras tensiones, con tomas de regulación, pantallas electrostáticas adicionales, protector térmico, diferentes acabados, ruedas u otros accesorios, etc.
Los transformadores se utilizan en diferentes tipos de industria, construcción, tecnología de energía y aplicaciones marinas, tales como motores eléctricos, compresores, convertidores, sistemas de refrigeración, sistemas de alimentación ininterrumpida (SAI/UPS) o la formación de redes de IT/TN. Y los autotransformadores son utilizados para la adaptación de la tensión de suministro de la red a la tensión necesaria para la alimentación de todo tipo de cargas y/o maquinaria. Descarga de la ficha técnica de la serie IT: www.salicru.com
Philips Lighting presenta en IEDLuce 2017 Philips Lighting participa en IEDLuce 2017, cita anual del mundo de la iluminación presentando la soluciones que vinculan la luz con las experiencias de los usuarios. En la jornada del jueves, el tema principal serán las historias generadas alrededor de la luz, como elemento que potencia espacios 54
Lamp Lighting ha decidido unirse al Grupo Nordeon
Simon presenta ATIK Istanium Led, una nueva luminaria para exteriores La luminaria ATIK Istanium® Led, desarrollada con tecnología Led, es una solución decorativa de larga duración para exteriores. Tanto en viales urbanos, parques o jardines privados ATIK Istanium® Led cuenta con una colección de diferentes ópticas y grupos lumínicos que se adaptan a cualquier espacio público.
La empresa catalana Lamp Lighting ha llegado a un acuerdo de integración con la multinacional del sector de la iluminación The Nordeon Group, uno de los mayores fabricantes del mundo de sistemas de iluminación, con sede en Holanda. Según Ignasi Cusidó, director general de Lamp Lighting, la operación culmina “una estrategia de crecimiento y búsqueda de competitividad” con el objetivo de “unirnos a un grupo estratégico más amplio para consolidar aún más el futuro de Lamp en la industria de la iluminación, un sector que conocemos bien y está siempre en transformación constante”. Con el acuerdo, la compañía de Terrassa, fundada en el año 1972, “ha encontrado un socio perfecto de acuerdo con su ADN, plan estratégico, espíritu empresarial y, sobretodo, la base tecnológica y la infraestructura global para que Lamp Lighting siga manteniendo su crecimiento en la era digital”, explica Cusidó. El acuerdo incluye que Lamp Lighting mantenga la marca y el catálogo de productos. La fabricación se seguirá produciendo en Terrassa, con la plantilla y el equipo de trabajo actuales. www.lamp.es
Además, como singularidad, Simon ha desarrollado para esta luminaria un diseño inteligente, que permite la sustitución completa del motor lumínico sin el uso de herramientas. Otras luminarias Led requieren invertir en la compra de otra luminaria a medio plazo, el sistema de ATIK Istanium® Led garantiza la actualización de una manera muy sencilla permitiendo una reducción de los costes al reutilizar el cuerpo de la luminaria. Su robustez con un IK-10 y el sistema de cierre de vidrio plano, evitan la contaminación lumínica y garantizan una larga vida al producto, en línea con la filosofía del grupo Simon por desarrollar productos sostenibles y respetuosos con el medio ambiente. www.simonlighting.es
y genera contenidos y experiencias. En esta línea, Philips Lighting ofrecerá una charla acerca de cómo interactúa la luz digital en un entorno de patrimonio clásico como es el Teatro de la Luz Philips Gran Vía. Durante la charla se demostrará la sincronía entre el espacio histórico que representa el clásico teatro con las soluciones más innovadoras basadas en luz. El Teatro de la Luz Philips Gran Vía, inaugurado en 1944, inicio
una nueva etapa en su historia el pasado 1 de marzo, cuando se inauguró la renovación de la iluminación del mismo. La incorporación de soluciones como los textiles o alfombras luminosas, la iluminación dinámica de la fachada y marquesinas o el sistema Philips Hue en las zonas comunes, ha supuesto una reinvención de este referente de la cultura en la Gran Vía madrileña. Iluminación de última generación al servicio del espectáculo
Miguel Milá. Diseñador industrial e interiorista, inventor y bricoleur. Un proyecto documental de Poldo Pomés Leiz y Poldo Pomés Leiz y Santa & Cole El documental es un recorrido por la personalidad y la forma de trabajar de Miguel Milá a través de la conversación con personas que han compartido su vida como Federico Correa, André Ricard, Isabel López o Fernando Amat. Milá dialoga con ellos rodeado de sus piezas más emblemáticas como la TMC, la M68 o la Cesta. Nos acerca a casa de Milá y su garaje, en el que sigue fabricando todo tipo de objetos y donde además le vemos construir la maqueta de un nuevo banco a cuatro manos con su hijo, el también diseñador, Gonzalo Milá. En un emocionante recorrido, la cámara de Pomés también lo acompaña a la Sala Vinçon, pocos días después de su cierre, en un homenaje a la emblemática tienda barcelonesa; al Servicio Estación y al Círculo Maldá donde recordamos el pasado cantante del protagonista. www.santacole.com
master.iedmadrid.com
Notas de prensa
Videos de divulgación científica del Sincrotrón Alba
Para dar a conocer algunos de los experimentos llevados a cabo en el Sincrotrón Alba, desde el canal de YouTube de la institución se puede acceder a varios vídeos de divulgación científica, donde los usuarios de esta gran infraestructura procedentes de universidades y centros de investigación explican cómo han sacado provecho de la luz de sincrotrón y qué beneficios aporta a su investigación. El primero de estos vídeos recoge dos experimentos liderados por Trinidad Pradell, investigadora del Departamento de Física de la
Preservación del cielo nocturno en Andalucía. Aspectos vigentes tras la anulación del decreto 357/2010 de 3 de Agosto
La apuesta de la Administración andaluza por la preservación del cielo nocturno ha sido firme, desarrollando, desde hace más de una década, actuaciones dirigidas a la prevención de los efectos adversos de la contaminación lumínica y a la explotación del cielo como recurso. Entre estas iniciativas se encuentra la incorporación de la regulación sobre esta materia a la normativa autonómica, mediante la Ley 7/2007, de 9 de julio, de Gestión Integrada de la Calidad Ambiental (Ley GICA).
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Universidad Politécnica de Cataluña (UPC) y experta en el análisis físico-químico del patrimonio. Utilizando luz de sincrotrón, los investigadores pudieron confirmar que algunas manchas presentes en la capilla de San Miguel del Real Monasterio de Santa María de Pedralbes de Barcelona se debían a la presencia de hongos. En la catedral de Segovia, el análisis con luz de sincrotrón de los vitrales de diferentes períodos ayudó a conocer el proceso de fabricación y la conservación posterior. El segundo video muestra un experimento del ámbito de la alimentación realizado por el Grupo de Técnicas de Separación en Química (GTS) de la Universidad Autónoma de Barcelona (UAB). Con luz de sincrotrón, los investigadores pudieron identificar las especies químicas del selenio y su distribución en la planta y el grano del trigo que, previamente, los investigadores habían enriquecido con este elemento. De esta manera, pudieron
comprobar si la cantidad de selenio, un elemento que escasea en algunos suelos de Europa, era la correcta para asegurar una ingesta adecuada. Por último, el tercer vídeo recoge la experiencia del grupo de investigación liderado por Manel Sabés, profesor de la UAB. Iluminando con luz de sincrotrón muestras de piel con melanoma, pudieron identificar la ordenación de las fibras del colágeno. El desorden del colágeno indica la presencia de tumores; se puede hablar, pues, de una posible herramienta de diagnóstico en estados iniciales. Además, la luz de sincrotrón también aporta datos sobre la efectividad de los tratamientos contra el cáncer de piel, ya que permite ver la morfología de las células y comprobar cómo se distribuye un fármaco en su interior o como puede dañarlas. universitatsirecerca.gencat. cat/ca/detalls/noticia/ Videos-de-divulgaciocientifica-del-Sincrotro-Alba
Interparking Hispania apuesta por la eficiencia del alumbrado de sus aparcamientos Interparking Hispania ha llevado a cabo un proyecto de mejora energética que pasa por la renovación de los sistemas de iluminación de los 51 aparcamientos que gestiona en territorio español. La migración a tecnología led comenzó a mediados de 2015, tras su acuerdo con Birchman Networks y Ledvance (Osram Lamps). La firma de este proyecto con Birchman Networks y Ledvance ha supuesto una modernización de las instalaciones de la red de aparcamientos de Interparking Hispania, S.A., sustituyendo más de 10.000 tubos tradicionales por tecnología led de última generación, lo que se traduce en una iluminación
Pamplona elige las farolas solares SUN 30 de Lightblue para iluminar el paseo del Río Arga El Ayuntamiento de Pamplona ha confiado en las farolas solares de Lightblue para iluminar el paseo del Río Arga. Se trata de un paseo en un precioso entorno natural a escasos metros del centro de Pamplona y forma parte del parque
con menores emisiones de CO2 a la atmósfera, una mayor calidad lumínica y una mejora en el servicio para los usuarios. Con la puesta en marcha de este proyecto se estima que se reducirán hasta 550 toneladas al año en las emisiones de CO2 y además se producirán importantes ahorros en gasto energético y en mantenimiento. www.ledvance.es fluvial del Arga. Cuenta con miles de usuarios, que ahora también podrán disfrutarlo por las noches. Ya se ha completado la instalación de 45 farolas solares SUN 30 para la iluminarán unos 1.100 metros entre el Club Natación Pamplona y el límite con Burlada. El paseo está construido sobre una escollera de piedras de grandes dimensiones, que dificultaba la ejecución de canalizaciones subterráneas sobre el pavimento. Las
Orbis presenta la gama de detectores de presencia “Circumat Pro”
Todos ellos de rápida y fácil instalación en techo mediante base enchufable. Están clasificados como detectores de presencia por su alta capacidad de detección y por incorporar la funcionalidad de detección continua de la luminosidad y presencia. Cabe destacar que los modelos CIRCUMAT PRO 1-10 V y CIRCUMAT PRO DALI son capaces de regular la intensidad de la iluminación artificial para que sumada a la luz natural, obtengamos los niveles de luminosidad deseados. Disponen de la función Standby o luz de cortesía: después de la temporización principal disminuye el nivel de luminosidad, permaneciendo en este segundo nivel al 20% de su valor máximo durante un tiempo programable. En caso de que la luminosidad natural del recinto supere la programada en el ajuste de luminosidad, se apagaría la iluminación. Esta función evita quedarnos sin luz en zonas oscuras, como trasteros, garajes, pasillos de hotel,… Toda la gama “CIRCUMAT PRO” de Orbis, resulta de lo más apropiada para ahorrar energía y permitir la regulación del nivel de iluminación de forma individual aportando confort y reducción de costes, convirtiéndose en una solución a tener en cuenta para cualquier proyecto de rehabilitación eficiente. www.orbis.es farolas solares han supuesto una alternativa económica y sostenible ya que no requieren de canalizaciones ni conexión a la red eléctrica. www.light-blue.es
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Notas de prensa
La solución perfecta para alumbrado y mobiliario exterior en hoteles de ATP Iluminación Gracias a los materiales exclusivos que utiliza la compañía, sus productos aportan la solución definitiva a los grandes problemas del alumbrado exterior: son completamente inmunes a la corrosión y 100 % aislantes, con lo que resulta imposible electrocutarse al tocarlos. A esto hay que sumarle la tranquilidad que brinda una garantía integral de 10 años, la mayor del sector y cinco veces superior a la que proporciona el resto de fabricantes. Con ATP, basta con colocar el equipamiento y dejarlo funcionar, sin preocuparse por accidentes, menoscabos en el rendimiento, imperfecciones estéticas o averías causadas por la exposición a la intemperie. Instalar y listo.
El diseño modular de los productos de ATP Iluminación permite al cliente personalizar sus conjuntos para que se adapten de la mejor manera posible al estilo de su hotel y embellezcan sus espacios exteriores. Distintas combinaciones de bases, columnas, brazos y luminarias, además de numerosos colores disponibles bajo pedido, hacen posible una adecuación perfecta a las necesidades estéticas de cualquier establecimiento hostelero. www. atpiluminacion.com
El Comité Español de iluminación estrena web corporativa La nueva web se adapta a los dispositivos móviles y mejora la usabilidad, con un diseño gráfico atractivo y minimalista que ofrece una mejor estructuración de sus variados contenidos. El menú principal es más sintético y agrupa los múltiples apartados. El área privada para los socios 56
Más de 200 especialistas en iluminación, en la Jornada Técnica de Saltoki Zaragoza
Las diferentes ponencias dieron a conocer las últimas novedades del sector del alumbrado público en cuanto a soluciones tecnológicas, normativa y ayudas a la inversión. La empresa de suministros para instalaciones Saltoki reunió a más de 200 especialistas en iluminación llegados desde diferentes puntos de Aragón, Navarra, La Rioja, Álava, Lleida, Soria, Asturias y A Coruña durante la Jornada sobre alumbrado público celebrada en su nuevo edificio del Polígono Cogullada. Estas nuevas instalaciones de 21.000m2 cuentan con espacio para venta al instalador profesional y exposición de mobiliario, cocina y baño además de 8.100m2 destinados a centro logístico. Allí se congregaron expertos en la materia y ponentes de las principales empresas fabricantes y consultoras del país. A través de las diferentes presentaciones técnicas se dieron a conocer las últimas novedades del sector en cuanto a soluciones tecnológicas, normativa y ayudas a la inversión. Saltoki es líder de su sector con más de 35 años de experiencia en el suministro al profesional de soluciones para electricidad, Iluminación, telecomunicaciones, fontanería, calefacción, climatización, baño y renovables con 53 puntos de venta y 3 centros logísticos en todo el país. www.saltoki.es también se ha renovado. Desde el alta como usuario a la clasificación de los artículos de más de 800 autores que han participado en los Simposiums Nacionales de Alumbrado o la Revista Luces CEI. Miles de artículos que se pueden buscar según autor, tema o publicación. Un área privada que cuenta con Zona de Comunicación socios, Grupos de trabajo, Comisiones, Pósters Simposiums, Ponencias
Refinamiento técnico para una luz precisa con Gimbal de Erco Así son los nuevos proyectores empotrables Gimbal con suspensión cardánica. Conforman una amplia familia de productos con diferentes tamaños constructivos, niveles de potencia y distribuciones luminosas. Las luminarias Gimbal pueden orientarse con suma facilidad y precisión y ahorran espacio: ideal para la iluminación de tiendas. Su estética armoniza con interiores y arquitecturas de marca que presenten afinidad a la tecnología.
En los proyectos de establecimientos minoristas, la iluminación de acento asume tanto protagonismo como en las exposiciones. A tal fin, los proyectistas necesitan un sistema modular flexible con herramientas de iluminación que ofrezcan una calidad de luz y una rentabilidad perfectas, así como un diseño que introduzca el acento adecuado en el contexto arquitectónico. En Gimbal, el elegante carácter tecnológico es algo más que una estética de moda: se deriva directamente de las soluciones mecánicas y luminotécnicas especiales que se aplican en la nueva familia de productos. Así, las luminarias Gimbal se integran como detalles auténticos en entornos de índole técnica, tales como salones de exposición de automóviles o museos de ciencias, y además crean un estimulante contraste con la arquitectura minimalista o histórica. www.erco.com/es Simposiums, Hilo conductor Simposiums, Informe Medios de Comunicación, Galería fotográfica Ponencias Simposiums, Revista Luces, Normativa y Acceso al Fórum Técnico. Y siempre con el sello de los patrocinadores y empresas colaboradoras que ayudan a la realización del evento anual sobre iluminación como es el Simposium. www.ceisp.com
CityMAX la luminaria más actual en elegancia y confort de Carandini
Cuenta con una estética vanguardista que durante el día ofrece una presencia discreta y elegante a los espacios públicos y por la noche mayor confort visual. CityMAX ha sido diseñada exclusivamente para Tecnología Led, para ello el departamento de Ingeniería y desarrollo de producto de Carandini ha dedicado especial cuidado al concepto de gestión térmica, imprescindible para ofrecer la máxima eficacia del led y garantizar la vida de la luminaria, es un producto que ofrece las máximas garantías de funcionamiento. CityMAX está preparada para el futuro, sus módulos están diseñados para ser actualizables a nueva tecnología y en el interior se ha previsto suficiente espacio para integrar sensores u otros dispositivos de comunicación. El diseño de CityMAX va más allá de la eficiencia, es una luminaria versátil que ofrece un amplio abanico de posibilidades que la convierten en la solución ideal para instalar en todo tipo de vías y espacios públicos www.carandini.com