Estudio y fortalecimiento del sistema de alumbrado público (A.P.) de la Universidad Simón Bolívar

Linea  de  Investigación: Sistema de  Alumbrado  Publico  para  Institución Universitaria.

Ante proyecto de  Investigación:

Publicación: Año 2019.

Autores:

Edgar D. Hidalgo Martínez. 

Oliver Ravard Nieto

Introduccion:

En este trabajo  de  investigación  sobre  debilidad  del   sistema  eléctrico   de   alumbrado  de  una  universidad, se  busca  mejorar  el  servicio  de  tendido  eléctrico  de  la  institución  para  mejorar  los  servicios   de  dicha  institución  educativa, se incluye un estudio técnico–económico de las diferentes propuestas presentadas, en las cuales se podrá generar información de uso para futuras investigaciones y ejecuciones, que apoyarán el proceso de toma de decisiones por parte de las autoridades competentes, las cuales podrán satisfacer de una forma adecuada las necesidades de un ambiente, en el que se pueda asegurar el desarrollo de las actividades de los estudiantes, profesores y empleados, en los espacios abiertos, específicamente en el horario nocturno.

Para  desarrollar  y  llevar  a  cabo   la   implementacion  del   tendido  eléctrico  se  deben  revisar  en  diagnostico,  las  zonas y  ambientes,  con  mas  debilidades  de  alumbrado,  cuales  son  las  oficinas,   las  áreas  deportivas,  salones,  salas  de  conferencias  y  otras   áreas   para   precisar  que  se  necesita,  cuantos   metros  de  cable,  numero  de  bombillos,  tubos  de  electricidad,  sistemas  de  encendidos,  protectores  eléctricos, interruptores,   etc,   materiales  y  aspectos   relacionados  a  las  debilidades  de  tipo  eléctrico.

Capitulo I:

Planteamiento  del Problema:

La presente investigación, abarca realizar   un  estudio  de  las   necesidades de  tendido  eléctrico  y  alumbrado  de   instituciones  universitarias en la  amplia  geografía  nacional. Para realizar un levantamiento de todo el sistema que conforma el alumbrado público del campus universitario, en las  distintas   instituciones  tanto  publicas  como  privadas  del  país, identificándose con los diagnostico  de  funcionamiento de  los circuitos, cableados, luces, cajas de control, puntos de transformación asociados a ese sistema; de igual forma si existe  algunas  razones  técnicas por  las  cuales  se censaron luminarias de áreas publicas aunque no sean alimentados desde el sistema de alumbrado público, en este caso, los reflectores instalados en los edificios y jardines, entre otras área.  

Posteriormente se procedió a la evaluación de las distintas áreas de tránsito de la universidad, peatonales y vehiculares, para la identificación de las áreas con problemas, las cuales presentaban una iluminación inferior al nivel que garantiza una condición adecuada de la circulación de los usuarios, detectando áreas de oportunidad para generar una propuesta de rediseño que garantice el flujo de peatones y conductores de forma cómoda y segura, en  estados  como  Miranda, Bolívar, Guarico y Caracas. Una vez identificadas estas áreas por  universidades y tomando en cuenta los criterios de diseño, la normativa venezolana y el aspecto económico, se realizaron las propuestas para la reestructuración del sistema de alumbrado  publico  en aquellas zonas que cuenten con él y resulte poco eficiente, así como la instalación en aquellas áreas que carezcan de este servicio eléctrico de  alumbrado e  iluminación. El presente estudio abarca instituciones universitarias a nivel nacional  y consiste en el estudio y rediseño de sistema de Alumbrado Público (A.P) del campus de la Universidad Simón Bolívar (U.S.B.), sede Sartenejas, debidos  a  fallas del  sistema eléctrico existentes. Destacando  las   siguientes  interrogantes  para  precisar  y  efectuar  el  estudio  citado.

Cual  es la   necesidad  de estudiar y rediseñar el sistema de alumbrado público (A.P.) de la Universidad Simón Bolívar – Sede Valle de Sartenejas.

Porque razones  es  importante realizar el levantamiento de todo el sistema de A.P. en el campus de la USB que incluye transformadores asociados con ese sistema, ubicación y características de los centros de control, rutas y calibres de los circuitos de A.P. ubicación y características de luminarias de A.P. reflectores en edificios y jardines

Cuales  son  las  causas  de  evaluar la situación del sistema de alumbrado público actual de la Universidad Simón Bolívar, salones, laboratorios,  áreas  administrativas,  áreas  deportivas, áreas  de  bibliotecas etc.

Cuales son las  razones para elaborar la propuesta de re-diseño del sistema de alumbrado público de la Universidad Simón Bolívar.

Todas   estas  hipótesis  en  forma  de  preguntas  son las  que  dan  origen a  los  objetivos  del  presente   estudio.

Objetivo General.

Estudiar las necesidades técnicas del sistema de  alumbrado  para rediseñar el sistema de alumbrado público (A.P.) de la Universidad Simón Bolívar – Sede Valle de Sartenejas.

Objetivos Específicos.

1. Realizar el levantamiento de todo el sistema de A.P. en el campus de la USB que incluye transformadores asociados con ese sistema, ubicación y características de los centros de control, rutas y calibres de los circuitos de A.P. ubicación y características de luminarias de A.P. reflectores en edificios y jardines
2. Evaluar la situación del sistema de alumbrado público actual de la Universidad Simón Bolívar, salones, áreas  administrativas,  áreas  deportivas etc.
3. Elaborar la propuesta de re-diseño del sistema de alumbrado público de la Universidad Simón Bolívar.

Capitulo II.

Marco Teorico:

Bases Teoricas:

Consiste en precisar los  temas e investigaciones  relacionadas  a  la  investigación, Ereú, M. G. (2004).“Alumbrado Público. Como el Sistema de Alumbrado Público:  El alumbrado público tiene como objetivo fundamental la creación de un ambiente visual en las horas nocturnas, que permita una visibilidad clara e identificación precisa de las personas y objetos en las vías transitadas, lo que puede conllevar a una reducción del riesgo de accidentes y puede permitir una mejor supervisión y seguridad en las vías.

Además también puede traer como beneficio una mayor y más fácil utilización de los servicios y usos existentes por parte de los ciudadanos, sin riesgos para su seguridad y bienestar. Objetivos del Alumbrado Público: Incremento de la seguridad del personal académico, estudiantil y de los bienes de la U.S.B. Aumento de la comodidad de conductores y peatones. Mejora del ambiente y exaltación de la imagen de la universidad. Crea un ambiente propicio para el desarrollo de labores académicas durante el horario nocturno. Incremento de las actividades culturales, sociales y deportivas. Para cumplir este propósito el sistema de alumbrado público debe cumplir tanto aspectos cuantitativos como cualitativos que generen una rápida y confortable visibilidad en las condiciones medio ambientales más adversas.

Sistema  de  Iluminación:

Wofllerdt, Randal. (2020) “Manual de Iluminación”: Luminarias de alumbrado público;  Definición De acuerdo a la Comisión Internacional de Iluminación (CIE), las luminarias son “Aparatos que distribuyen, filtran o transforman la luz emitida por una o varias lámparas y que contiene todos los accesorios necesarios para fijarlas, protegerlas y conectarlas al circuito de alimentación”.

Cualidades de las luminarias Están determinadas por las características que definen cada tipo de luminaria, deben cumplir una serie de requisitos, que tiene como objetivo satisfacer las necesidades de una determinada instalación de alumbrado. Las cualidades que debe tener una luminaria, se dividen en 3 clases: Óptica: – Distribución luminosa adaptada a la función que debe realizar. Luminancias reducidas en determinadas direcciones. – Buen rendimiento luminoso. Mecánica y eléctrica: Solidez, Ejecución en un material adecuado a las condiciones de trabajo previstas.

Construcción que permita a la lámpara funcionar en condiciones apropiadas de temperatura. – Facilidad de montar, desmontar y limpiar. cómodo acceso a la lámpara y equipo eléctrico. Estética: las luminarias apagadas durante el día o encendidas durante la noche, no deben contrastar con el medio ambiente en el cual se incluyen. Se busca minimizar el impacto visual. Estas cualidades son muy utilizadas por los diseñadores y arquitectos en proyectos de embellecimiento de oficinas, centros comerciales y de ciudades. Partes constitutivas Los elementos generales que constituyen una luminaria.

El cuerpo de la luminaria: es el elemento que delimita, contiene y protege todos los componentes de la luminaria. Los materiales comúnmente utilizados para su fabricación son: plancha de acero, acero inoxidable (para ambientes corrosivos), aleación de aluminio, aluminio inyectado (buen acabado), plástico (termoplástico y termofraguado), cerámica y de vidrio (vidrio cal-soda o vidrio de borosilicato). Grupo óptico o reflectores: es el componente encargado de ajustar la distribución y dirección de la salida de luz de manera uniforme. Adicionalmente, sirve para ocultar las lámparas de la vista del observador evitando que deslumbren. 

Portalámpara: su función es impedir el contacto directo de la lámpara con los dispositivos de la luminaria que se encuentren bajo tensión. Generalmente, los materiales que se emplean para su construcción son porcelana, gomas de altas temperaturas o plástico.  Equipo eléctrico (equipo auxiliar de encendido): es el conjunto de dispositivos que conforman el mecanismo para el correcto encendido de las lámparas de descarga.

El Difusor: Es un elemento de cierre o recubrimiento del sistema o grupo óptico. Usualmente, los materiales que lo componen poseen el grado máximo de difusión de luz para la cantidad mínima de absorción.  Filtro de carbón: aunque no se encuentra presente en todas las luminarias, este dispositivo permite mantener libre de partículas contaminantes el grupo óptico, proporcionando un intercambio de aire entre la parte interna de la luminaria y el medio exterior.

Capitulo III

Marco Metodologico:

Esta investigación es  un modelo  teórico  y  practico, sustentado  en la  investigación  acción participativa, donde  se   crucen  aspectos,  factores,  técnicas  y  variables  de  modelos  investigativos  para  dar  respuesta  a   los  objetivos  del  presente  estudio.

Descripción del Objeto  de Estudio:

Situación Actual del Alumbrado Público en la Universidad Simón Bolívar La Universidad Simón Bolívar es una Institución pública de Educación Superior, fundada el 18 de julio de 1967 y comenzó sus labores el 19 de enero de 1970, se ha distinguido por ser formadora de emprendedores de alta calidad profesional. Su estructura dinámica ha facilitado el proceso de transformación y adaptación de las nuevas tendencias en los sistemas de enseñanza, de investigación y administración educativa.

Población o Comunidad estudio:

La comunidad universitaria, comprometida con la excelencia, se ha caracterizado por ser innovadora, participativa, productiva y plural, manteniendo los más altos principios y valores éticos. En aras de preservar estos ideales y seguir aportando soluciones y respuestas a las exigencias de la sociedad, nace la necesidad de ofrecer a su comunidad una infraestructura que permita la realización de todas las actividades pautadas durante el día y la noche. Desde hace varios años, en la universidad, se han venido desarrollando una serie de actividades relacionadas con la mejora del servicio eléctrico, de las cuales se destaca el plan de Ahorro Energético.

En donde resalta, la constante búsqueda del uso eficiente de la energía, para lograr una reducción considerable en los montos de la factura y a su vez brindar una mejor calidad de servicio. La participación activa de la comunidad universitaria, desde el inicio del plan, ha ayudado a crear conciencia y a impulsar la visualización de nuevas áreas de oportunidad, para elaborar estrategias que busquen el aumento de la eficiencia del servicio, en el caso de

Tipo o Nivel  de  la   Investigación:

La presente investigación, es  analítica  de  campo, ya  que los sistemas de iluminación se  precisan, caracterizando  necesidades  de  materiales y  procesos  y  describen  antes  de  proceder  a  corregir  sus  fallas  técnicas  y  de  funcionamiento operativo. Entre los servicios básicos que debe tener una infraestructura se encuentra el alumbrado público, el cual juega un papel muy importante, pues genera una base propicia para el desenvolvimiento de actividades de la comunidad en diversas áreas, tales como caminerías, salones, departamentos  administrativos,  estacionamientos, fachadas de acceso, vías  de  comunicación, estacionamientos abiertos, fachada de  entrada, entre otras  áreas  y  zonas  particulares afines  al  estudio.

Una inquietud se ha originado en este ámbito, la cual parte del nivel de calidad del servicio de alumbrado público. Por medio de la observación directa, se pudo detectar una oportunidad para desarrollar un proyecto que rediseñase y distribuyese adecuadamente las luminarias en el campus, ya que en algunos casos se pudo notar la ineficiencia, o en otros la carencia del servicio de alumbrado, según los criterios básicos de diseño del mismo.

Alcances y resultados:

Los resultados de esta investigación permitirán la evaluación de acciones necesarias para ofrecer un servicio adecuado de alumbrado público en las instalaciones de la Universidad Simón Bolívar.  Caso U.C.V. Un caso similar se presentó en la Universidad Central de Venezuela. Siendo esta institución declarada patrimonio mundial de la cultura por la UNESCO, el 2 de diciembre del año 2000, presentaba un evidente deterioro en el sistema de iluminación. Luego de haber sido sometida a evaluación, se concluyó que no se cumplía con los criterios fundamentales de diseño o no se cubrían los aspectos necesarios que deben proporcionar un adecuado sistema de alumbrado público.

De este modo, en el 2001, se dio inicio, en conjunto con la electricidad de Caracas, el proyecto de modernización del servicio de alumbrado de la ciudad Universitaria de Caracas. Actualmente, es evidente la ampliación de las instalaciones del sistema de iluminación, creando un ambiente propicio para el desarrollo de las actividades, tanto diurnas como nocturnas.

Recolección de  Información:

Se realizo un  inventario descriptivo con las  áreas   por  necesidades para alumbrado  e  iluminación, detallando las  necesidades  y  los  materiales  a  necesitar   por  zonas de  competencia, el levantamiento de la información de fue de campo. Una vez iniciadas las actividades de la investigación y precisión de necesidades  técnicas  y  materiales  respectivas. Se procedió a realizar un estudio y evaluación del escenario existente en las instalaciones de la Universidad Simón Bolívar.

Proceso de  levantamiento y recolección de la  información:

Durante el proceso de levantamiento y recolección de datos, fue contactada la unidad de sector público de la electricidad de Caracas y al departamento de planta física de la Universidad Simón Bolívar, donde fueron solicitados los planos eléctricos del circuito de baja tensión que alimenta el sistema de alumbrado público. Sin embargo, no existía ningún registro de la información requerida; únicamente, fue facilitada la ubicación y el número de referencia de los postes instalados por parte de la unidad de sector público. Por consiguiente, se procedió a hacer un recorrido, que comprendía las vías que presentaban instalaciones de alumbrado. De esta manera, fue registrada la distribución de los circuitos, así como la ubicación de postes, sótanos de transformación y cajas de control.

No obstante, por falta de información referente a estos servicios, fue nuevamente requerida la asistencia de la electricidad de Caracas, por parte de una cuadrilla, para completar la fase de ubicación y activación de las cajas de control, delimitar la extensión de los circuitos, los postes asociados a cada control y los puntos de transformación a los cuales esta conectado cada control. Simultáneamente, fue elaborado un reporte de las luminarias que requerían de mantenimiento o sustitución, el cual fue enviado a la unidad de comercialización, clientes del sector público. Posteriormente, personal de la electricidad de Caracas se presentó en la universidad y realizaron las respectivas labores de mantenimiento.

Mediciones Como parte del estudio y evaluación del desempeño del servicio de alumbrado, fue necesario hacer un estudio de los niveles de iluminación existentes, con el propósito de ser comparados con los niveles de iluminación recomendados por las distintas normas nacionales e internacionales.

Sistema de Fotometría Móvil del Laboratorio de Luminotecnia de la Electricidad de Caracas Para la medición de los niveles de iluminación que presenta el sistema vial de la Universidad Simón Bolívar, fue contactado el Grupo de Ingeniería y Desarrollo del Laboratorio de Luminotecnia de la EDC. Se solicitó su colaboración, para el estudio del estado actual del sistema de alumbrado público, mediante las pruebas de fotometría móvil.

Descripción del sistema portátil para realizar mediciones fotométricas basadas en instrumentación virtual Es un conjunto de sistemas transportables que permite realizar mediciones fotométricas en las vías rápidas, es decir, en calles principales, avenidas principales y distribuidores, con el fin de obtener los niveles de iluminación presentes en dichas áreas, sin poner en riesgo la integridad física del personal que realice dichas mediciones, lo cual permitirá a la C.A. La Electricidad de Caracas generar las acciones correctivas y preventivas necesarias para mantener el buen funcionamiento en sus sistemas de iluminación vial.

El sistema consta de tres módulos, como equipo de medida: constituido por un luxómetro, el cual permite medir los niveles de iluminación presentes en un área en particular. El sistema de adquisición de datos: conformado por un micro-controlador, el cual se encarga de adecuar los valores enviados por el equipo de medida, a través del puerto serial para que puedan ser procesados por la computadora. El Software de Aplicación: basado en instrumentación virtual que, además de proveer la interfaz de hombre-máquina, permite el procesamiento de los datos obtenidos para generar los resultados de las condiciones actuales relacionadas con los niveles de iluminación presentes en el área objeto de estudio en relación.

Conclusiones:

Se realizó la inspección del área y se observó que la misma no cuenta con ningún sistema de alumbrado, la poca luminosidad proviene de los edificios cercanos y depende del grado de ocupación de los mismos. Se debe resaltar que esta área presenta un rampa y varias escaleras las cuales pueden resultar peligrosas para los usuarios al no contar con una adecuada (en este caso ninguna) iluminación, se  realizo  instalación de mas 6 rollos   de  cable  entre  10  y  12,  para   instalar  mas de  500  bombillos  de  luces  led,  200 toma corrientes, 500  puntos  de  luz  para los  bombillos, se  instalo  250  protectores  eléctricos, 180  toma corrientes.

Para realizar la propuesta de iluminación se ejecutó el levantamiento del área, en el cual se verificó tanto la longitud de los edificios como su altitud, con el fin de construir un modelo del área para la simulación. El programa utilizado fue Calculux Área v.6.0.2 con el cual luego de definir el área de trabajo y sobre la cual se especificaron las zonas de estudio, se realizó la simulación. Se presentan dos de las vistas que permite el programa para la visualización del área en estudio.

Referencias   Bibliográficas:

Ereú, M. G. (2004).“Alumbrado Público: Criterios, Diseños y Recomendaciones” Caracas.

Wofllerdt, Randal. (2020) “Manual de Iluminación” Philips Argentina S.A., Argentina.

Ganslandt, R.; Hofmann, H. (2005).“Manual – ¿Cómo planificar con luz?” ERCO Leuchten GMBH, Editorial Vieweg, España