IntroducciónLa demasiada electricidad para generar luz y solo

IntroducciónLa contaminación es uno de los mayores problemas que existen en el planeta, ya que destruir la tierra y su naturaleza, termina por destruirnos a nosotros mismos.Con este dato entra en juego la tecnología LED que realiza un papel muy importante respecto a la contaminación, ya que hasta el momento es la forma de generar luz más eficiente y que menos contamina.En el siguiente documento se investiga las ventajas y desventajas de usar el LED como medio de iluminación en las vías públicas.Que es el LEDViene del inglés L.E.D (Light Emitting Diode) traducido diodo emisor de luz. Se trata de un cuerpo semiconductor sólido de gran resistencia que, al recibir una corriente eléctrica de muy baja intensidad, emite luz de forma eficiente y con alto rendimiento.1º Imagen LEDLos primeros ledes fueron fabricados como componentes electrónicos para su uso práctico en 1962 y emitían luz infrarroja de baja intensidad.TECNOLOGÍA LED EN LAS VÍASPÚBLICAS3Alumbrado públicoEl alumbrado público es la iluminación de las vías públicas, parques públicos, y demás espacios de libre circulación con el objetivo de proporcionar visibilidad adecuada para el normal desarrollo de las actividades.Desde el 2009 el LED ha ido ganando terreno en la iluminación de las calles de pueblos y ciudades. Hoy en día podemos ver calles iluminadas con farolas halógenas conviviendo con farolas LED.Actualmente hay alrededor de 281,4 millones de farolas en el mundo y para el 2025 se estima que este número crecerá a 339,9 millones, por ello es importantísimo el uso de las farolas LED.2º ImagenEn 2050 la UE deberá haber reducido sus emisiones de gases de efecto invernadero un 80% en relación a los niveles de 1990.TECNOLOGÍA LED EN LAS VÍASPÚBLICAS4Para conseguirlos, antes tendrá que lograr una reducción del 40% en 2030 y del 60% en 2040.Es necesario que contribuyan todos los sectores, la generación de energía es de los sectores que más contaminan, como se puede ver en la siguiente tabla.3º ImagenLas ciudades funcionan con tecnología como luces fluorescentes e incandescentes, estas luces utilizan demasiada electricidad para generar luz y solo el 5% de esa energía se convierte efectivamente en luz, mientras que el 95% se disipa en calor.Por otro lado, la iluminación LED utiliza el 95% de la energía para la luz y solo un 5% se desperdicia en calor, haciéndola más duradera y ecoeficiente.Con estos datos sabemos que al reducir el consumo de la energía reducimos el número de gases efecto invernadero y además el gasto en la factura.TECNOLOGÍA LED EN LAS VÍASPÚBLICAS5Primeros alumbrados LEDCatalunyaEl municipio barcelonés de L´estany fue el primero en apostar por las luminarias LED en todo Europa.El coste de la inversión que asumió el municipio de unos 400 habitantes fue de 46.000 euros, al realizar este cambio se estimaba un ahorro de 12.000 euros anuales en la factura, la inversión se amortizó en unos 4 años.La iniciativa hace de L’Estany un auténtico pionero en alumbrado ecológico en Europa, demostrando una sensibilidad no sólo con el bolsillo a largo plazo de las arcas municipales, sino con el medio ambiente. Y es que gracias al alumbrado basado en bombillas LED las emisiones de CO2 van a reducirse hasta en un 62 por ciento.Los ÁngelesEl mayor proyecto del mundo de sustitución de luminarias del alumbrado público la realizó la ciudad de los Ángeles. Se instalaron en la primera fase un total de 141.089 luminarias led a finales del año 2013, en la segunda fase se sustituyeron 70.000 luminarias nuevas.Antes de iniciar el proyecto, el alumbrado público de la ciudad suponía un gasto que rondaba los 15 millones de dólares al año, y generaba 110 toneladas de dióxido de carbono anualmente.TECNOLOGÍA LED EN LAS VÍASPÚBLICAS6La inversión del proyecto fue de 57 millones de dólares, con la instalación de los LED se consume un 63 % menos de electricidad que las lámparas de sodio, con este proyecto la ciudad tiene un ahorro anual de 10 millones de dólares, gracias a la combinación de ahorro de energía y menores costos de mantenimiento.4º ImagenAlumbrado LED en BalearesLa futura ley de cambio climático de Baleares contemplará que todo el alumbrado público sea con bombillas led en un plazo de cinco años lo que supondría rebajar un 60% las emisiones y reducir un 60% la factura de la luz”.TECNOLOGÍA LED EN LAS VÍASPÚBLICAS7¿Cómo elegir la bombilla de farola adecuada?En función de las necesidades lumínicas del entorno y la altura de la luminaria, podemos escoger todo un abanico de potencias desde 10w hasta 54w. Otro factor a tener en cuenta es la disposición de la bombilla en la luminaria y la forma de esta. Así, podremos escoger una bombilla con la protección IP necesaria y el ángulo de apertura adecuado para que se aproveche al máximo la luz. Las aperturas típicas del haz luminoso son 180º y 360º.Principales modelos bombillas para farolasEntre los modelos de lámpara disponibles se pueden diferenciar entre los que emiten luz en 360º, disponibles con casquillo E27 y E40. Y las que radian en 180º.5º ImagenTECNOLOGÍA LED EN LAS VÍASPÚBLICAS86º ImagenVentas Iluminación LEDIluminación LED supondrá casi el 94% de las ventas anuales de alumbrado público en todo el mundo en 2023, según Navigant.El aumento en las ventas de tecnologia LED para alumbrado público ha sido sorprendentemente rápido con algunas compañías habiendo informado de que más de la mitad de sus ventas son de tecnologia LED y otras ya planteándose interrumpir sus líneas de productos no-LEDValor anual de la inversión en farolas LED y farolas de sistemas inteligentes en países industrializados7º ImagenTECNOLOGÍA LED EN LAS VÍASPÚBLICAS9En el gráfico se aprecia un dato curioso, el aumento de las instalaciones de sistemas inteligentes crecerá menos que las LED simples; esta pauta según la consultora será aún menor en España, dejando esta diferencia más acusada respecto al resto de los países.Actualmente los sistemas inteligentes resultan difíciles de amortizar a medio plazo. Con la instalación de farolas y sistemas LED con el actual coste de la electricidad, se consiguen plazos de amortización inferior a los 15 meses, lo que resulta ser una inversión muy rentable. En el caso de que se opte por la instalación de un sistema inteligente y así poder reducir el flujo luminoso a altas horas de la noche, será complicado de amortizar a medio plazo, ya que el coste de esa instalación suele costar en torno a 70€ por punto de luz y al consumir poco las luminarias y sólo estar encendidas en horas nocturnas, el plazo de amortización podría llegar a ser de hasta 15 años en muchos casos.Semáforos LEDEl coste de los semáforos LED es mayor que los halógenos, el consumo puede llegar a reducirse entre un 80% y 90%En vez de una sola lámpara incandescente, los nuevos semáforos Led están compuestos de muchas pequeñas lámparas leds montadas en una sola unidad. Todos los puntos luminosos juntos forman una lámpara led más brillante que la lámpara incandescente y es un 80% más eficiente en el ahorro de la energía.Mientras que las tradicionales lámparas incandescentes de semáforo consumen entre 69 y 150 Watts, cada lámpara led consume entre 10 y 25 Watts, dependiendo del tamaño, el color y el tipo.Los leds proveen otros beneficios efectivos en costo también. Cuando una lámpara incandescente falla, se quema del todo y necesita ser reemplazada cada 6 meses a un año: Por otro lado, los números puntos luminosos generados por cada led individual, no se queman al mismo tiempo además que los leds pueden tener una vida útil de hasta 10 años. Menos lámparas de semáforo quemadas significan intersecciones más seguras, una importante mejora en la seguridad pública.TECNOLOGÍA LED EN LAS VÍASPÚBLICAS10Las agencias del gobierno que han instalado Leds han descubierto ahorros adicionales den el mantenimiento y costo de reemplazo de lámparas debido a que los operarios de calle no necesitan reemplazar lámparas quemadas tan a menudo. como una característica adicional a la seguridad los semáforos leds son más visible en la niebla.El ministerio de industria sustituirá un total de 100.000 semáforos para ahorrar un 80% en luz, gracias a un plan dotado con un máximo de 30 millones de euros.El programa que financia el presupuesto para estas actuaciones está habilitado por el Instituto para la Diversificación y el Ahorro de Energía (IDAE), que aportará las bombillas a los ayuntamientos que lo soliciten, los cuales se harán cargo del montaje en los semáforos.El Gobierno estima que el ahorro por cada 1.000 semáforos sustituidos es de 960 MWh (megavatios hora) anuales, equivalentes a 217 toneladas de petróleo. Además, se ahorrarán 622 toneladas de emisiones de CO2 al año.ArmónicosLas corrientes armónicas son los componentes similares de una corriente eléctrica periódica descompuesta en la serie de Fourier. Los armónicos tienen una frecuencia que es múltiplo (2, 3, 4, 5, … n) de la frecuencia fundamental (50 ó 60 Hzen las redes eléctricas). El número “n” determina el rango de la componente armónica. Se denomina “armónico del rango n” ala componente armónica del rango correspondiente a “n” veces la frecuencia de la red. Ejemplo: para una frecuencia fundamental de 50 Hz,el armónico de rango 5 presentará una frecuencia de 250 Hz.Los armónicos son producidos por motores o componentes electrónicos. En ese sentido, el LED es un componente electrónico semiconductor de corriente discontinua, entonces, efectivamente genera armónicos.TECNOLOGÍA LED EN LAS VÍASPÚBLICAS11A partir de 2012, entró en plena vigencia la Norma Técnica de Seguridad y Calidad de Servicio (Artículo 250 del D.S. 327/97), la que establece que el máximo nivel permitido de armónicos en una instalación eléctrica es de un 13%. A modo de ejemplo, se puede señalar que las lámparas fluorescentes pueden registrar THD superiores al 150%.La incorporación de filtros pasivos permite “capturar” las corrientes armónicas presentes en la instalación. Como cada filtro pasivo se dimensiona para una corriente armónica, hay que prever un filtro por cada corriente armónica a filtrar.Los filtros activos, con rendimientos y potencias que aumentan con el progreso de la electrónica de potencia, permiten filtrar los armónicos hasta un rango determinado.Se muestra una forma de onda ideal y forma de onda distorsionada.8º ImagenInconvenientes del uso del LEDLos LED de alta intensidad emiten una gran cantidad de luz azul que es apreciada como blanca por el ojo humano. Esto puede hacer que disminuya la agudeza visual de los conductores, creando peligro en las calles.Además del impacto que pueda tener en los conductores, las luces LED con alto componente azul operan a una longitud de onda que reduce adversamente la melatonina durante la noche. Se estima que las lámparas de LED blanco tienen un impacto cinco veces mayor en los ritmos de sueño circadiano que otras luces convencionales.TECNOLOGÍA LED EN LAS VÍASPÚBLICAS12Los efectos perjudiciales de la iluminación LED no está limitada a los humanos. Una iluminación excesiva perjudica a muchas especies que necesitan un ambiente oscuro. Iluminación LED no diseñada de forma adecuada puede desorientar a algunos pájaros, insectos, tortugas y peces.BibliografíaInteresante artículo sobre los semáforos LEDhttps://blog.ledbox.es/noticias-2/el-ministerio-de-industria-apuesta-por-los-leds-para-nuestros-semaforosNoticia sobre alumbrado en baleareshttps://ultimahora.es/noticias/local/2017/10/20/301071/todo-alumbrado-publico-baleares-usara-bombillas-led-cinco-anos.htmlEl siguiente artículo habla sobre algunas farolas LEDhttp://www.efectoled.com/blog/farolas-led/Noticia advirtiendo sobre los efectos nocivos del uso del LEDhttp://www.eldia.com/nota/2011-9-25-ahora-cuestionan-el-uso-de-luces-led-en-la-via-publicaInformación sobre la contaminación y leyes en EUhttps://ec.europa.eu/clima/policies/strategies/2050_esArtículo sobre el primer alumbrado público LED en Europahttps://blog.ledbox.es/noticias-2/el-primer-alumbrado-publico-led-de-europa-esta-en-el-municipio-barcelones-de-lestanyTECNOLOGÍA LED EN LAS VÍASPÚBLICAS13PDF con estudios sobre el LED a nivel mundialhttp://northeastgroup.com/reports/BrochureGlobal%20LED%20&%20Smart%20Street%20LightingMarket%20Forecast%2020142025%20%20Northeast%20Group.pdf