U P M E “Caracterización de las bombillas para uso ... final.pdf · Para caracterizar el mercado...

UU PP MM EE

“Caracterización de las bombillas para uso exterior comercializadas en

Colombia”

Contrato 1517-27 de 2007 UPME – Universidad Nacional de Colombia

BBooggoottáá,, CCoolloommbbiiaa AAbbrriill 2288 ddee 22000088..

REPÚBLICA DE COLOMBIA MINISTERIO DE MINAS Y ENERGÍA

UUNNIIDDAADD DDEE PPLLAANNEEAACCIIÓÓNN MMIINNEERROO EENNEERRGGÉÉTTIICCAA

Informe final “caracterización técnica de las bombillas para uso exterior comercializadas en Colombia”.Abril 28 de 2008. Capitulo I

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CAPITULO I

CARACTERIZACIÓN DEL MERCADO DE BOMBILLAS EN COLOMBIA

1.1 Mercado y mapa de productos por tecnologías de bombillas Para caracterizar el mercado de bombillas se tomará en cuenta los siguientes elementos de análisis:

• Volumen de importación y exportación en Dólares americanos para el periodo de tiempo junio 2006-2007 en Colombia..

• La cantidad de productos y específicamente bombillas importados y explotados en el mismo periodo.

• La información de catálogos de fabricantes, paginas de Internet, visitas a centros de comercialización, encuestas, entrevistas y cotizaciones en ciudades principales y municipios.

• Reglamentos técnicos, Normas nacionales e internacionales relacionadas con iluminación y estudios similares sobre desempeño energético de las diferentes tecnologías en iluminación.

Para consultar los productos de iluminación se toma como referencia la posición arancelaria descritas en la Tabla 1.1 Dentro de este registro se encuentran 4200 registros correspondientes a razones sociales de las empresas que efectuaron al menos una importación durante el periodo 2006-2007. De este 1484 razones sociales que realizaron importaciones bajo alguna de las siguientes partidas arancelarias. PARTIDA DESCRIPCION 8539100000 Faros o unidades sellados. 8539210000 Lámparas y tubos de incandescencia o de descarga, halógenos de volframio(tungsteno).

8539221000 Lámparas y tubos d incandescencia tipo miniatura de potencia inferior o igual a 200 w y para una tensión superior a 100 v.

8539229000 Demás lámparas y tubos de incandescencia. de potencia inferior o igual a 200w y tensión > a 100 v.

8539310000 Lámparas y tubos de descarga fluorescentes de cátodo caliente. 8539901000 Casquillos de rosca para lámparas y tubos eléctricos de incandescencia.

8539909000 Las demás partes para lámparas y tubos eléctricos de incandescencia y demás artículos de la partida 8539.

Tabla No 1.1 Partidas arancelarias del registro de importaciones 2006-2007.

La base de datos de productos importados presenta los siguientes campos de información:

• Hoja Año 2006 que contiene el número de la declaración correspondiente a la importación, la fecha en la que se hizo la declaración, la cantidad de producto que se importo, el valor en puerto (valor FOB), el NIT de la empresa que realizo la importación y su razón social, el país de procedencia, la unidad de medida y la forma de importación.


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• Hoja Mes con el subtotal de lo que se importo cada mes según las declaraciones registradas.

• Hoja Nit contiene el NIT y razón social de la empresa importadora y el monto importado

• Hoja País con el valor en dinero total importado.

1.1.1 Selección de información La información contenida en los registros se depuró con el fin de discriminar las cantidades importadas para alumbrado interior y exterior, la tecnología de fabricación, el lugar de procedencia y el valor de las importaciones por cada uno de los conceptos anteriormente mencionados. Como resultado para dimensionar el mercado colombiano además de los parámetros mencionados anteriormente, se esperaba obtener las marcas de bombilla o las empresas responsables de la importación. Como primer paso para obtener la información ya mencionada se eliminaron las importaciones asociadas con iluminación decorativa por no ser objeto del estudio propuesto, lo cual redujo el numero de registros de importación a 2400 con un valor cercano a los USD 33 millones. El siguiente filtro corresponde a una línea de corte donde se considere el acumulado del 80% de las importaciones. El número de registros correspondiente es de 230 por un valor de USD 25 millones. En la base de datos reencuentran empresa que realizan importaciones para atender sus requerimientos y otras cuyo objeto es comercializar dichos productos de iluminación. Mediante consulta telefónica se determinó el objeto social identificando las empresas comercializadoras de bombillos y accesorios, seleccionando 80 razones sociales para un valor de USD 21 millones. En este paso se descartaron importadores de diferentes sectores como el minero, extracción de hidrocarburos, automotriz, empresas estatales, trasporte y de entretenimiento entre otros. Finalmente, se agruparon las empresas por marcas importadas identificando los representantes exclusivos o aquellos que importan mas de una marca de bombilla. El grupo se puede dividir en dos por la característica del productos importado. Las primeras importan productos terminados como las empresas de grandes superficies y almacenes de cadena. La segunda corresponde a las empresas importadoras de partes para la fabricación de estos productos como las multinacionales con plantas en Colombia dedicadas al sector de la iluminación eléctrica. Para las diferentes tecnologías se identificaron 22 marcas para un valor de USD 13 millones y un volumen de del orden de 11 millones de bombillas en las siguientes tecnologías de uso interior y exterior:

• Incandescente. • Fluorescente lineal o tubular. • Fluorescente compacta. • Vapor de mercurio


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• Sodio • Haluros metálicos. • Led (Diodos emisor de luz)

Los registro de importaciones del sector eléctrico colombiano están basados en los registros de importación suministrados por el INCOMEX, datos reportados en el periodo comprendido entre Julio de 2006 y Julio de 2007. La tabla 1.2 y 1.3 resume los resultados de la consulta descrita de la siguiente forma:

• Criterio de selección para eliminar, filtrar o depurar la información de la base de datos.

• Registros de importación transacción realizada por una empresa • Valore en dólares americanos. • Productos importados registrados con la posición arancelaria.

1.1.2 Volumen de importación Criterio de selección Registros de

importación Valor ( miles USD) Cantidad de productos

importados (miles) Total importación

4200

U$ 53.000

25.000 Bombillas y accesorios

Subtotal Sin decorativa

2400

U$ 31.000

13.000

80% importado Registros menores de U$ 12.000

230

U$ 25.000

Solo comercialización

Eliminando registros por debajo de U$ 80.000

80

U$ 21.000

Bombillas y accesorios

Agrupando registros por marcas

22 U$ 13.700 11.531 bombillas Incandescentes Fluorescentes Exterior

Tabla No 1.2 El mercado de importación de bombillas en Colombia Junio 2006-2007

Tecnología cantidad Valor en dólares Incandescente 2`216.252 250.000 Fluorescente 8`644.586 10´128.932

Exterior 671.664 3´350.000 Total 11`532.502 13´728.932

Tabla 1.3 Cantidad de bombillas importadas por tecnología Junio 2006-2007


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1.1.3 Procedencia de las importaciones. La procedencia de dichos artículos se presenta en la tabla 1.4 distribuida de la siguiente forma:

PROCEDENCIA PHILLIPS

OSRAM SYLVANIA SLI ILUMINA GE TOSHIBA NARVA FULLKA

TOTAL ARTICULOS

CHINA 1.631.749 1.416.840 1.638.780 600.860 0 0 844.373 6.132.602ESTADOS UNIDOS 959.524 21.214 0 261.405 0 0 0 1.242.143ALEMANIA 6.648 567.600 0 42.464 0 499.670 0 1.116.382ECUADOR 0 642100 0 0 0 0 642.100BRASIL 279.175 163.840 0 2.000 0 0 0 445.015HUNGRIA 0 0 0 438.331 0 0 0 438.331PAISES BAJOS 170.575 5.880 0 0 0 0 176.455Otros 80.565 16.688 0 74.576 28.000 0 0 199.829

Tabla No 1.4 País de procedencia de los artículos importados.

El total de importaciones que se realizó en el periodo ya descrito fue de 11.532.502 unidades, que se distribuyen en porcentaje como se muestra a continuación.

Procedencia

59%

12%

11%

6%

4%4% 2%

2%

CHINA ESTADOS UNIDOS ALEMANIA

ECUADOR BRASIL HUNGRIA

PAISES BAJOS Otros

Figura 1.1 País de procedencia de los artículos importados

(Porcentaje de total de bombillas importadas). Las importaciones totales registras fueron por un valor de U$13.728.932,76 distribuidas por país de origen tal como lo presenta la tabal 1.5


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PROCEDENCIA VALOR FOB USD CHINA 6.963.252,25ESTADOS UNIDOS 1.420.349,88ALEMANIA 758.487,25ECUADOR 82.663,85BRASIL 239.208,31HUNGRIA 1.186.027,5PAISES BAJOS 776.906,5Otros 1.151.018,61

Tabla 1.5 Valor FOB de las cantidades importadas por país.

El porcentaje de la participación por país en el valor FOB de las importaciones se distribuye de la siguiente forma.

% VALOR FOB

56%

11%

6%

1%

2%

9%

6%

9%

CHINA ESTADOS UNIDOS ALEMANIA

ECUADOR BRASIL HUNGRIA

PAISES BAJOS Otros

Figura 1.2 Valor FOB de las cantidades importadas por país. Porcentaje del total en dólares importados.

1.1.4 Cantidades importadas de bombillas para uso exterior. En el mismo periodo de Julio de 2006 a Julio de 2007 las cantidades de bombillas para uso interior, ya sea de vapor de mercurio o de sodio de alta presión, importadas por las diversas empresas de los registros, ascendió a 671.664 unidades entre las dos tecnologías. Las cantidades de bombillas para alumbrado exterior que ingresaron al país en ese periodo sumo un total de unidades que se distribuyeron según el fabricante según la siguiente tabla.


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MARCA Cantidad PHILLIPS 177.717OSRAM SYLVANIA SLI 330.255ILUMINA 0GE 156.182TOSHIBA 0NARVA 250FULLKA 7.260Subtoal 671.674

Tabla 1.6 Distribución por marcas de bombillas para uso exterior importadas.. EL total de bombillas de uso exterior importadas se distribuyen en el mercado de la siguiente forma.

% de importaciones

26%

50%

0%

23%

0%

0% 1%

PHILLIPS OSRAM SYLVANIA SLIILUMINA GETOSHIBA NARVAFULLKA

Figura 1.3 Distribución en porcentaje de la cantidad de bombillas importadas

1.1.5 Exportaciones Según la base de datos consultada en ese mismo periodo que se ha venido analizando, las exportaciones del sector por las mismas partidas que se han seleccionado para el estudio, tuvieron un valor FOB de U$7.956.938, cifra suministrada en 807 registros de exportación.


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1.2 BASE DE DATOS La consolidación de la información de bombillas para uso interior y exterior se desarrolla una estructura para recopilar la información de tres fuentes principales: catálogos comerciales, etiqueta de productos, resultados de las pruebas de laboratorio y los referentes normativos. Se diseñó e implementó una base de datos relacional para almacenar en ella la información básica del estudio de mercado y de las pruebas de laboratorio. La implantación se realizó en mysql 5.0. En el C.D. adjunto se incluye el volcado de la base de datos como archivo de texto en lenguaje SQL. Se elaboró también un conjunto de páginas web en formato HTML con el contenido organizado de la base de datos. La figura 1.4 muestra una captura de pantalla de una de esas páginas.

Figura 1.4 Pantalla principal para la base de datos de bombillas de uso exterior


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También se elaboró un reporte en formato PDF con el contenido organizado de la base de datos. Este reporte está disponible desde las páginas web arriba mencionadas. Tanto las páginas web como el reporte en pdf se incluyen en el CD anexo. La estructura general considera los siguientes campos de información:

• Valores comerciales: Marca, referencia, valor nominal, flujo luminoso nominal, duración, potencia nominal, tensión, costo, bulbo y difusor.

• Valores de laboratorio: Potencia activa, Potencia, flujo luminoso, distorsión armónica, factor de potencia, duración (incandescentes).

• Valores normativos. La información es clasificada y reportada en los siguientes niveles:

• Mercado de bombillas de vapor de mercurio. • Mercado de bombillas de sodio • Mercado de bombillas haluros metálicos.

Para cada tecnología se generan los siguientes reportes:

• Información técnica por marca y referencia. • Resultados de laboratorio por muestra evaluada. • Especificaciones por muestra probada.

La tablas 1.7 presenta un formato con la información recopilada sobre las bombillas en las tecnologías de bombillas de uso exterior. 1.2.1 Mercado de bombillas de vapor de mercurio: En este numeral se listan las referencias de las bombillas encontradas en el mercado nacional, con sus principales valores nominales. El contenido de la tabla es el siguiente:

Marca: marca de las bombillas. Referencia: referencia comercial de las bombillas Acabado: acabado de las bombillas. Puede tomar tres valores: esmeril, argenta o

clara. Vida: vida útil nominal media en horas. Potencia nominal: potencia según catalogo o etiqueta medida en vatios. Flujo nominal: flujo luminoso según catalogo o etiqueta medido en lúmenes. Eficacia nominal: relación entre flujo luminoso nominal y potencia nominal. Se

mide en lúmenes/vatio. Valores nominales de la muestra según catalogo o etiqueta.

Tensión: tensión nominal medida en voltios. Potencia: potencia nominal medida en vatios Flujo: flujo luminoso nominal medido en lúmenes Vida: vida útil nominal medida en horas. Acabado: acabado de las bombillas. Puede tomar tres valores: esmeril, argenta o

clara.


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1.2.2 Mercado de bombillas de sodio. En este numeral se listan las referencias de las bombillas encontradas en el mercado nacional, con sus principales valores nominales. El contenido de la tabla es el siguiente:

Marca: marca de las bombillas. Referencia: referencia comercial de las bombillas Color: temperatura de color en grados Kelvin Vida: vida útil nominal media en horas. Potencia nominal: potencia según catalogo o etiqueta medida en vatios. Flujo nominal: flujo luminoso según catalogo o etiqueta medido en lúmenes. Eficacia nominal: relación entre flujo luminoso nominal y potencia nominal. Se

mide en lúmenes/vatio. Valores medidos en el LABE:

No.: consecutivo de la lectura para la muestra. Hora: hora del día en que se tomo la lectura. Vin: tensión de alimentación al circuito medida en voltios. THDv: porcentaje distorsión armónica total de tensión. Vb: tensión en terminales de la bombilla media en voltios. Ib: corriente en la bombilla media en Amperios. Potencia: potencia consumida por la bombilla medida en vatios. Ta: temperatura al interior de la cámara de medición media en grados Celsius. HR: porcentaje de humedad relativa ambiental Flujo: flujo luminoso medido en lúmenes

Valores calculados:

Eficacia: relación entre flujo luminoso medido y potencia medida. Se mide en lúmenes/ vatio.

Eficiencia: rango de desempeño energético calculado con los valores medidos según la norma técnica colombiana.

Conformidad de potencia: verificación de la norma técnica colombiana. Conformidad de flujo nominal: verificación del cumplimiento Conformidad de flujo medido: verificación del cumplimiento.

1.2.3 Mercado de bombillas de haluros metálicos. Resumen por marca y referencia En esta sección se presentan los valores reportados para cada referencia de bombillas Ahorradora, tomados a partir de las lecturas de la sección. El contenido de la tabla es el siguiente:

Marca: marca de las bombillas. Referencia: referencia comercial de las bombillas Color: temperatura de color medida en grados Kelvin. Potencia nominal: potencia según catalogo o etiqueta medida en vatios. Media de potencia media: promedio de los valores reportados de potencia por

el laboratorio, medida en Vatios.


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DSTD de potencia media: desviación estándar de los valores reportados de potencia por el laboratorio, medida en vatios.

Flujo nominal: flujo luminoso según catalogo o etiqueta medido en lúmenes. Medida de flujo medido: promedio de los valores reportados de flujo luminoso

por el laboratorio, media en lúmenes. DSTD de flujo medido: desviación estándar de los valores reportados de flujo

luminoso por el laboratorio, medida en vatios. Eficacia nominal: relación entre flujo luminoso nominal y potencia nominal. Se

mide en lúmenes/vatio. Eficacia medida: relación entre flujo luminoso nominal y potencia nominal. Se

mide en lúmenes/ vatio. Conformidad de factor de potencia: porcentaje de las muestras que cumplen

las especificaciones del factor de potencia. Conformidad de THD: porcentaje de las nuestras que cumplen las

especificaciones de distorsión armónica total de corriente Conformidad de eficacia nominal: porcentaje de las nuestras que cumplen.. Conformidad de eficacia medida porcentaje de las nuestras que cumplen.

El anexo A! contiene la relación de empresas importadoras de productos para alumbrado interior y exterior.


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Tabla 1.7 Reporte de información para las bombillas de vapor de sodio

CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS DE LAS BOMBILLAS DE SODIO DE ALTA PRESIÓN (ALUMBRADO PÚBLICO) PRESENTES EN EL MERCADO

MARCA REFERENCIA POTENCIA (W)

FLUJO (Lm)

TENSION (V)

EFICIENCIA (Lm/W) BULBO CASQUILLO DIAMETRO

(mm) LONGITUD (mm)

TEMPERATURA COLOR (K)

VIDA UTIL (HORAS)

PRECIO (PESOS)

GE LU70/90/27 70 5400 220 77 TUBULAR E27 N/R 160.02 1900 24000 $ 14,000 GE LU150/55/40 150 14400 220 96 TUBULAR E40 N/R 196.85 2000 24000 $ 19,000 GE LU150/100/40 150 13500 220 90 TUBULAR E40 N/R 209.042 2000 24000 $ 19,000 GE LU250/40 250 25200 220 100 TUBULAR E40 N/R 247.65 2100 24000 $ 24,000 GE LU250/D/40 250 23400 220 93 TUBULAR E40 N/R 228.6 2100 24000 $ 24,000 GE LU400/40 400 45000 220 112 TUBULAR E40 N/R 247.65 2100 24000 $ 27,840 GE LU1000/40 1000 126000 220 126 TUBULAR E40 N/R 382.524 2100 24000 $ 32,480

GE LU250/T/40 LUCALOX 250 N/R N/R N/R TUBULAR E40 N/R N/R N/R N/R $ 24,000

GE LU150/100/HO/T/40 150 N/R N/R N/R TUBULAR E40 N/R N/R N/R N/R $ 19,000

LEXMANA LEXMANA SON - T 70W 70 N/R 220-240 N/R TUBULAR E27 N/R N/R N/R N/R $ 13,000

LEXMANA LEXMANA SON-T 150W 150 N/R 220-240 N/R TUBULAR E40 N/R N/R N/R N/R $ 16,000

OPALUX OPALUX SON - T 70W 70 N/R 220-240 N/R TUBULAR E27 N/R N/R N/R N/R $ 13,500

OPALUX OPALUX SON - T 150W 150 N/R 220-240 N/R TUBULAR E40 N/R N/R N/R N/R

OSRAM NAV-T 50 SUPER 4Y 50 4400 220 88 TUBULAR E27 37 156 2000 35040 N/R





OSRAM NAV-T 70 70 6000 220 85 TUBULAR E27 37 104 2000 26280 $ 15,500 OSRAM NAV-T 150 150 15000 220 100 TUBULAR E40 46 132 2000 26280 $ 20,000 OSRAM NAV-T 250 250 28000 220 112 TUBULAR E40 46 158 2000 26280 $ 21,000


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1.3 LÚMENES AP. Software de estimación de costos asociados a depreciación de alumbrado público.

Manual del usuario

1.3.1 Presentación Considerando que los pagos de consumo de energía por alumbrado público son rubros importantes para cualquier administración pública y que los resultados de esa inversión deberían ser altamente eficaces, encontramos que la baja luminosidad del alumbrado público es un factor que debe optimizarse en pos de un mejor aprovechamiento de los recursos. Las bombillas para alumbrado público presentan un agotamiento normal que hace que su luminosidad decrezca con el tiempo, lo que es decir que con el mismo consumo de energía va a alumbrar menos. Este agotamiento es constante pero no es muy rápido. En la luminosidad efectiva de la bombilla inciden, además, muchos otros factores siendo los mas relevantes que tan sellada esté la bombilla (factor de hermeticidad) y cuan sucia se encuentre ésta. Entre más sellada se encuentre la bombilla y más limpia se mantenga, alumbrará mejor aproximándose a los niveles de luminosidad normales, en caso contrario el deterioro de la luminosidad puede acelerarse considerablemente. Lúmenes AP es un programa desarrollado por la Universidad Nacional para la UPME, que le ayudará a cuantificar la cantidad de recursos económicos pagados en consumo de energía eléctrica para alumbrado público, que podrían estar siendo malgastados por causa de mala elección de tecnologías o por el poco o nulo mantenimiento de las bombillas. En un entorno gráfico y muy sencillo, Usted podrá visualizar como incide el mantenimiento en el desempeño del alumbrado.

1.3.2 Cómo utilizar Lúmenes AP ?

1.3.2.1 Descarga e Instalación El programa estará disponible para todo el público y se descarga con el enlace apropiado desde la página web de la Unidad de Planeación Minero Energética - UPME. Se requiere un computador con conexión a Internet y con un navegador web instalado (Mozilla Firefox, MS Internet Explorer, etc.) Una vez haya ingresado a la página, busque el enlace y haga click sobre él. Aparecerá una pantalla preguntando si quiere ejecutar el programa o guardarlo en el disco duro del computador; se recomienda guardar el archivo en el Escritorio del equipo.


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1.3.2.2 Utilización El programa es compatible con MS Windows en sus versiones 95, 2000, XP y Vista. Cuando se haya completado la descarga el aplicativo quedará listo para su uso. Vaya al Escritorio (o al directorio seleccionado para la descarga) y haga doble click sobre el ícono nombrado "`lumenesAP"'. El aplicativo iniciará su ejecución presentando la pantalla principal la cual tiene la siguiente distribución, plasmada en la figura XX: En la parte superior se encuentra la barra de manejo de la ventana. Se encuentran allí los controles de minimización, ampliación y cierre de la ventana. Al pulsar el botón de cierre, el programa dejará de ejecutarse al instante. Inmediatamente debajo se encuentra el menú "Archivo" que despliega las opciones "Acerca de..." para ver información del diseño del programa y "Salir" para salir del aplicativo.

Figura 1. Ventana principal del programa lumenesAP


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1.3 2.3 Panel de Control Para manejar el programa cuenta con un panel de control en el que puede hacer las combinaciones de factores que inciden en la luminosidad e ingresar el valor aproximado de la factura de energía para alumbrado público. El factor "Contaminación" se refiere al bloqueo que tiene la luz de las bombillas por suciedad sobre las mismas, proveniente de polvo, hollín y otras partículas del ambiente que se acumulan en la luminaria. Los niveles de contaminación que maneja el aplicativo son alta, media y baja. El factor "Hermeticidad" se refiere al tipo de cerramiento de las luminarias instaladas. El factor "Factura Mensual AP" se refiere al costo mensual por concepto de consumo de energía eléctrica en Alumbrado Público

1.3.2.4 Sección de salidas El programa muestra gráficamente la depreciación de la bombilla por efecto de su uso natural y de la suciedad. El programa también cuantifica los costos asociados a la depreciación de la bombilla clasificándolos en:

Costos por la depreciación debida al uso de la bombilla Costos por la depreciación debida a la suciedad en la luminaria Costos totales por depreciación (suma de los dos anteriores)

Los costos aquí calculados son los costos acumulados en cinco años de operación, en pesos equivalentes de diciembre del 2007.

1.3.3 ¿Cómo trabaja Lúmenes AP ? El programa emplea las siguientes estrategias de cálculo:

Para el cálculo de la depreciación natural de la bombilla por su uso, se emplea la recomendación de la norma técnica NTC 900 (Tabla 21). El programa supone que las bombillas instaladas son de sodio.

Para el cálculo de la depreciación por suciedad, el programa emplea una expresión d=eat, en donde:

\item d es la depreciación. \item t es el tiempo desde la última limpieza. \item a es un coefiente obtenido mediante ajuste por mínimos cuadrados

de los datos de la Tabla 20 de la norma técnica NTC 900.

El cálculo de los costos se efectúa como un porcentaje de los costos acumulados en cinco años de la factura de energía eléctrica por alumbrado público.


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ANEXOS A1

REGISTRO DE IMPORTACIONES DE BOMBILLAS COMPRENDIDO, ENTRE JUNIO DE 2006 Y JULIO DE 2007

Nit Razón Social Valor Cif Total Numero de

Registros de Importación

Detalles de los registros de Importación (click

sobre el link) 8600053964 INDUSTRIAS PHILIPS DE COLOMBIA S A 9026727,64 495 philips!A1 8001271322 SLI COLOMBIA S A 5805884,34 319 SLI!A1 9000581920 OSRAM DE COLOMBIA ILUMINACIONES S.A. 3079326,27 314 Osram!A1 9000532618 GRUPO BAO S.A. 1533970,23 36 BAO!A1 8901011380 PELAEZ HERMANOS S A 1253119,48 30 Pelaez!A1 * 8300521492 LIGHTING DE COLOMBIA S A 1056241,43 45 lightning!A1 8040146118 ELECTROINDUSTRIAL LTDA 952062,54 40 electroindustrial!A1 8909064137 ELECTRICAS DE MEDELLIN LTDA 873262,33 30 electricas de medellin'!A1 8600698042 CARBONES DEL CERREJON LLC 782868,03 631 carbones!A1 * 8001863320 ELECTRICOS H.R. LTDA 780477,62 34 HR!A1 8160072997 REUNIDOS LTDA 739247,35 16 reunidos!A1 8600629586 REDES ELECTRICAS S A 720530,8 54 redes electricas'!A1 8901011760 MEICO S A 714067,63 18 meico!A1 8000581951 HIGH LIGHTS S A 689960,1 43 highlights!A1 8001288671 BAMBUSA LTDA 590199,77 21 bambusa!A1 8300562689 REPRESENTACIONES EL SOL NACIENTE LTDA 556438,83 23 solnaciente!A1 8050087620 SIMON COLOMBIA LTDA 544679,58 29 simon!A1 8110238419 DISTECSA LTDA 480702,77 40 distecsa!A1 * 8000557307 INDUFAROS S A 470069,31 51 indufaros!A1 * 8300776413 T & C COLOMBIA LTDA 459628,84 25 T&C'!A1

113824230 QUEVEDO CASTILLO GUILLERMO 373069,83 25 gqc!A1 8110130657 GENERAL ELECTRIC INTERNATIONAL, INC. SUCURSAL COLOMBIA 364305,45 5 GE!A1 8001857811 AEROREPUBLICA S A 357071,91 184 aerorepublica!A1

Informe final “caracterización técnica de las bombillas para uso exterior comercializadas en Colombia”. Abril 28 de 2008. Capitulo II

1

CAPITULO II PRUEBAS DE LABORATORIO

2.1 Identificación de productos

Con la información de los resultados de la base datos para los productos importados, se evalúan las bombillas comercializados en Colombia para la tecnología vapor de mercurio, sodio y haluros metálicos. La tabla 2.1 presenta un resumen de las tecnologías disponibles en el mercado para iluminación interior y exterior. La columna marcas se refiere al nuecero de empresas y marcas comercializadas, mientras la columna catalogo se refiere al numero de marcas con dicha información disponible, tipo es el numero de referencias disponibles bien por acabado, forma tamaño, color con el cual es clasificado y la columna potencia al numero de potencia comercializadas respecto al numero total de productos referenciados técnicamente en catálogos. Del cuadro resumen se resalta la poca disponibilidad de catálogos comerciales con los cuales el usuario puede obtener información detallada de los productos.

Tecnología

Marcas

Catálogo

Tipos

Potencias

Incandescentes

16

4

3 acabado

7

Fluorescente compacta

integrada

18

4

color

Bulbo

13/35

Fluorescente tubular

7

7

4 Diámetros

22/35

Vapor de mercurio 4

4

Bulbo

4

Vapor de sodio 7 4 1 5

Haluros 7 4 1 5

LED’s 5 5 7 colores 5 Tabla 2.1 Resumen de las tecnologías de bombillas comercializadas en Colombia 2.2 Selección de empresas Con la base de datos se selecciono el grupo de empresas y marcas con mayor representatividad del mercado de bombillas en Colombia, uno de los criterios para dimensionar el tamaño de la muestra de prueba. La tabla 2.2 Presenta el grupo de 25 empresas principales asociadas con la comercialización de bombillas para uso interior y exterior.


2

Tabla 2.2 Relación de empresas comercializadoras de bombillas para uso interior y exterior 2.3 Identificación de productos y mapa de productos por tecnología Las tablas 2.3 y 2.4 presenta un ejemplo de la información correspondiente a al tecnología de bombillas de vapor de mercurio y sodio por marca del fabricante o

Razón Social

Valor Cif

Total

PARTICIPACION

PARTICIPACION

ACUMULADA

INDUSTRIAS PHILIPS DE COLOMBIA S A

$ 9.026.728 34,7% 34,7%

SLI COLOMBIA S A $ 5.805.884 22,4% 57,1% OSRAM DE COLOMBIA ILUMINACIONES S.A.

$ 3.079.326 11,9% 69,0%

GRUPO BAO S.A. $ 1.533.970 5,9% 74,9% ELECTROINDUSTRIAL LTDA $ 952.063 3,7% 78,5% ELECTRICOS H.R. LTDA $ 780.478 3,0% 81,5% REDES ELECTRICAS S A $ 720.531 2,8% 84,3% MEICO S A $ 714.068 2,7% 87,1% HIGH LIGHTS S A $ 689.960 2,7% 89,7% REPRESENTACIONES EL SOL NACIENTE LTDA

$ 556.439 2,1% 91,8%

T & C COLOMBIA LTDA $ 459.629 1,8% 93,6% GENERAL ELECTRIC INTERNATIONAL, INC. SUCURSAL COLOMBIA

$ 364.305 1,4% 95,0%

ILUMINACIONES TECNICAS S $ 320.007 1,2% 96,3% JEN S A $ 224.501 0,9% 97,1% COAXESORIOS LTDA ACCESORIOS DE COAXIAL LTDA

$ 111.445 0,4% 97,5%

GABARRA COMERCIALIZADORA S A

$ 104.174 0,4% 97,9%

A V E COLOMBIANA LTDA EN REESTRUCTURACION

$ 87.256 0,3% 98,3%

DISICO S A $ 70.410 0,3% 98,6% COLOMBIANA ELECTRO INDUSTRIAL

$ 68.861 0,3% 98,8%

COMIMPEL E U COMERCIALIZADORA IMPORTADORA DE MATERIALE

$ 66.593 0,3% 99,1%

MECANELECTRO S A $ 65.382 0,3% 99,3% L U M E N L T D A $ 58.968 0,2% 99,6% ELECTRICOS Y CONTACTORES GERSON C LTDA

$ 45.095 0,2% 99,7%

COSMOELECTRICOS LTDA COMERCIALIZADORA DE MATERIALES EL

$ 38.472 0,1% 99,9%

D E F LTDA $ 32.087 0,1% 100,0%

Total $ 25.976.633 100,0% 100,0%


3

distribuidor o importador, potencia de la bombilla, tipo de acabado. La x corresponde a la disponibilidad de dichas referencias en el mercado colombiano.

ALUMBRADO PUBLICO EXTERIOR sodio

70 W 150 W

250 W

400 W

1000 W

MARCA G.E X X X PHILIPS X X X SYLVANIA X X X OSRAM X X X OPALUX X X LEXMANA X X VECAS X OTRAS 15% x x Tabla 2. 3 Relación de bombillas de sodio por marcas, potencias y tipos de acabados disponibles en el mercado colombiano.

ALUMBRADO PÚBLICO EXTERIOR MERCURIO

125 W 250 W 400 W 1000 W

Marca

G.E X X X

PHILIPS X X X X

SYLVANIA X X X

OSRAM X X X X

X DISPONIBLE EN EL MERCADO

Tabla 2.4 Relación de bombillas de vapor de mercurio por marcas, potencias disponibles en el mercado colombiano.

El mapa de productos disponibles en el mercado colombiano por tecnología, potencia tipo de acabado o clasificación comercial. La x marca los productos disponibles en el mercado y el espacio vació corresponde la los productos referenciados en los catálogos internacionales pero no se comercializan en Colombia. 2. 4 Tamaño de las muestras para laboratorio


4

2.4.1 Definiciones básicas: La definición del número bombillas de uso interior y exterior para ser probadas en el laboratorio toma como referencia los siguientes criterios:

• Cantidad y costo de importación de bombillas durante el periodo 2006-2007. • Gama comercial de productos en Colombia. • Potencias representativas desde el punto de vista de consumo típico en Colombia. • Disponibilidad en el Mercado para adquirirlas. • Tamaño mínimo de muestras para tener validez estadística. • Costo de las pruebas y cantidad máxima de bombillas

Las unidades de muestreo de bombillas se determinan de acuerdo con tres alternativas:

- Unidades Primarias de Muestreo: Ante la ausencia de un marco de muestreo de

elementos, es decir un listado de todas las bombillas del país se utiliza un diseño en etapas. Para ello se realiza una partición del universo de acuerdo al importador o fabricante según la base de datos desarrollada, incluyendo como información auxiliar el volumen de importaciones para el periodo de Julio 2006 a Julio 2007. Cada importador o fabricante es considerado como una unidad primaria de muestreo (UPM). El conjunto universo de importadores y fabricantes se denota por UI y cada UPM con Ui.

- Elemento: El elemento es el objeto individual de observación, es la entidad,

acerca de la cual se refieren las variables que se miden y sobre las que se pretende hacer inferencia. El elemento de estudio es la bombilla, que es quien posee determinada información acerca de variables de potencia, luminosidad, precio, entre otras; con el fin de caracterizar el mercado total de bombillas en Colombia.

De esta manera se tiene entonces el universo UI con NI = 2400 importadores y fabricantes (UI={U1, U2, …, UNI} y cada fabricante o importador Ui contiene Ni bombillas individuales. Las bombillas en cada unidad Ui son consideradas en grupos homogéneos dentro de si y heterogéneos entre si, llamados estratos de acuerdo al tipo de bombilla fabricada de la siguiente manera: La notación entonces es • NI : es la cantidad de importadores y fabricantes total (2400). • nI: es la cantidad de importadores y fabricantes a seleccionar en la muestra • πIi: es la probabilidad de inclusión del i-esimo fabricante o importador en la

muestra mI de importadores y fabricantes • πk|i: es la probabilidad de inclusión de la k-esima bombilla en la muestra de

bombillas mi dado que el i-esimo fabricante fue seleccionado en la muestra mI.

Parámetros de interés. Los parámetros de interés son promedios de indicadores eléctricos de tensión, potencia, flujo luminoso, evaluación de la vida nominal, torsión al casquillo y eficiencia energética (eficacia luminosa). Procedimiento de selección de muestra.


5

Para llegar a la selección probabilística de un grupo de bombillas a las cuales les serán medidos los distintos indicadores eléctricos en el numeral anterior, se propone un diseño en dos etapas. Es decir, se selecciona una primera muestra mI de fabricantes e importadores. Esta selección se llama primera etapa de muestreo. Se construye entonces un inventario de bombillas de acuerdo a los distintos rangos de potencias y referencias (distintos tipos de bombillas). Este proceso, dispendioso y de alto costo recibe el nombre de empadronamiento (listing). Sobre el inventario de bombillas de cada Ui se extrae entonces una muestra mi de bombillas. Esta selección se llama la selección de la segunda etapa. La muestra m de bombillas, con este diseño en dos etapas, es el conjunto formado por la unión de las bombillas seleccionadas para cada rango de potencias y referencias en las muestras de los fabricantes e importadores seleccionados en la primera etapa. La selección de fabricantes e importadores en la primera etapa se hará con probabilidades de inclusión en la muestra proporcionales al volumen de importaciones en dólares reportado en la base de datos. Lo anterior con el fin de captar con mayor probabilidad aquellos importadores y fabricantes con mayor participación en el mercado colombiano. Para la estimación de los promedios se aplicara un diseño ppt (probabilidad proporcional al tamaño, Särndal, Swensson y Wretman, 1992) para la selección de fabricantes e importadores en la primera etapa y un diseño MAS estratificado en la segunda etapa, configurando así un diseño ppt – ESTMAS. Estimador propuesto para el promedio. Los parámetros de interés son promedios los cuales se pueden considerar como funciones de totales. El estimador de la potencia total se escribe como

( ) ∑∑=

=m

i ki

kiU kpwr x

ym

xt1

)1(1ˆ

Confiabilidad y precisión del instrumento de muestreo. La estrategia muestral que aquí se presenta esta conformada por dos componentes: el primero, el diseño de muestreo que se propone, que es de tipo ppt – ESTMAS, y el segundo el estimador propuesto en (1). La confiabilidad de este procedimiento, determinado por los sesgos que se introducen en la estimación, está acotada y regida por el tamaño de muestra, quedan por controlar los sesgos originados en los procesos operativos de empadronamiento, entrevistas, grabación y procesamiento. La precisión, determinada por la varianza de la estrategia esta dada por la literatura muestral y esta especificada por

( ) ( ) ( ) ⎥⎥⎦

⎤

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛−⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛−

= ∑ ∑∑= =

m

i

m

i ki

ki

ki

kiU kpwr x

ymx

ymm

xtV1

2

1

22 1

11ˆˆ

Calculo de los tamaños muéstrales. Para el calculo de los tamaños de muestra necesarios para alcanzar un determinado nivel de precisión (se ha propuesto un error máximo de muestreo del 5%) y de confiabilidad (se propuso con anterioridad un mínimo del 95%) se utiliza la siguiente metodología.


6

Se utiliza como información de base los registros de importación de los últimos años, en total hay 2400 fabricantes o importadores para un total de importaciones aproximado de USD$53 millones en el periodo de Julio 2006 a Julio 2007. El proceso de simulación genera en forma independiente dos números aleatorios, denominados /zeta_1 y /zeta_2 de distribución uniforme (0,1) para cada bombilla. Selección de la muestra La selección de la muestra se realizara acorde al procedimiento de muestreo establecido por el Método Acumulativo Total de importaciones de bombillas en el país en el periodo de estudio resumida en la siguiente forma: 1- Partición del universo de bombillas de acuerdo con los reportes de importadores del INCOMEX, se incluye como variables auxiliares la cantidad de bombillas importadas, siendo cada importador la unidad primaria de muestreo (UPM) siendo i = 1 ……2400 2- Realizar un partición del universo de bombillas de acuerdo a su marca. Utilizando el marco muestral anterior se identifica la marca predominante de cada fabricante/importador y se construye el marco muestral de marcas con el total de importaciones de cada marca, definida como la suma de todos las importaciones definidas en la investigación. 3- Realizar una partición del universo de bombillas de acuerdo a su marca utilizando la información de encuestas sobre participación de mercado. Dicha encuesta cubre el total de 22 marcas reconocidas por importación o fabricación local. Esta encuesta permite mayor nivel de desagregación de la variable auxiliar marca con la potencia y tipo de acabado tal como se presenta en el mapa de producto de la tabla 2.5 Por las ventajas de la desagregación se opta por la opción tres (3) con la variable auxiliar porcentaje de participación de marca, potencia y tipo de acabado sobre la variable cantidad de importación de las alternativas 1y 2. con las siguientes características:

Universo: bombillas de uso interior Subuniversos: incandescentes, fluorescentes compactas y tubulares. Tamaño: desconocido con ni bombillas individuales. Substratos: gama de potencias y tipo de acabado para cada subuniverso.

2.4.2 Resultados y cantidad de muestras Los resultados de participación de mercado y del tamaño de la muestra se presentan en la tabla 2.5 para las tecnologías de bombillas de iluminación interior. El proceso de ajuste del tamaño de muestras se realiza tensando en cuenta los criterios planteados en el numeral 2.4.1 La tabla 2.6 presenta el consolidado del tamaño de muestra para bombillas de alumbrado exterior relacionadas con vapor de mercurio, sodio y haluros metálicos.


7

ALUMBRADO PUBLICO EXTERIOR

sodio 70% 70 150 250 400 1000 40% 40% 18% 1% 1% EMPRESA G.E 20% X X X PHILIPS 25% X X X SYLVANIA 15% X X X OSRAM 25% X X X OPALUX X X LEXMANA X X VECAS X OTRAS 15% ALUMBRADO PÚBLICO MERCURIO

30% 125 250 400 1000 53% 45% 1% 1% EMPRESA G.E 25% X PHILIPS 40% X X SYLVANIA 25% X OSRAM no disponibe

X DISPONIBLE EN EL MERCADO Tabla 2.5 Participación del mercado para las bombillas de alumbrado público

Informe final “caracterización técnica de las bombillas para uso exterior comercializadas en Colombia”. Abril 28 de 2008. Capitulo II 8

Tabla 2.6 Tamaño de las muestras de bombillas para pruebas de laboratorio

Vapor de sodio 70 150 250 400 1000 C p c p c p c p c p EMPRESA G.E 4 3 4 3 4 3 philips pro (SON-T) 4 3 4 3 philips pia plus (SON-T) 4 3 4 3 4 3 sylvania 4 3 4 3 4 3 osram 4 3 OPALUX 4 3 4 3 LEXMANA 4 3 4 3 VECAS 4 3 c=compradas p=probadas Marcas reconocidas marcas secundarias


22

2.4.3 MUESTRAS RECIBIDAS. Las muestras recibidas a la fecha se presentan en la tabla 2.7 y 2.8 de acuerdo a la tecnología de la bombilla

Ítem Tecnología Fecha entrega Cantidad Observaciones

1 Incandescente 2007/10/20 78 unidades 25 W, 60 W, 40 W, 100 W, 150 W y 200 W. Marcas Osram y Philips.

2 Incandescentes 2007/1025 60 unidades 200 W, 100 W, 60 W, 150 W, 40 W y 25 W. Marcas Sylvania y Philips

3 Fluorescente compacta 2007/11/10 36 unidades

20 W, 11 W, 15 W y 27 W. Marcas Sylvania, General Electric, Osram y Philips.

4 Incandescente 2007/11/14 6 unidades 200 W Osram.

5 Fluorescente compacta 2007/11/16 28 unidades 20 W, 11 W y 15 W. Marcas

Sylvania, General Electric

6 Fluorescente compacta 2007/11/16 32 unidades 25 W, 20 W, 18 W y 15 W.

Marcas Tecknolight y Philips.

7 Fluorescente compacta 2007/11/16 21 unidades 25 W, 20 W y 15 W. Marcas

Sylvania y SLI Lighting.

8 Incandescentes 2007/11/16 31 unidades 100 W y 60 W. Marcas Excell, Topluz, Philips, SLI Lighting.

9 Fluorescentes compactas 2007/11/20 16 unidades 20 W y 15 W. Marcas General

Electric y Tecknolight.

10 Incandescentes 2007/11/21 48 unidades

100 W y 60 W. Marcas Fullwat, STLTEK, General Lighting, FEIT Electric, Serluz y Luminance.

11 Fluorescentes compactas 2007/11/21 20 unidades

27 W, 25 W, 23 W, 20 W y 15 W. Marcas Fullwat, Fullka, Nippon y Probeluz.

12 Fluorescentes compactas 2007/11/23 20 unidades

30 W, 25 W, 20 W y 15 W. Marcas Lexmana, Energy Saver, Liteway.

13 Incandescentes 2007/11/23 18 unidades 150 W y 100 W. Marcas Fullwat, Astrom y Sylvania.

14 Bombillas HID sodio. 2007/11/24 48 unidades 250 W, 150 W y 70 W. Marcas

Philips, Osram y Sylvania. Tabla 2.7 Relación de muestras de bombillas recibidas para pruebas de laboratorio


23

TOTAL DE MUESTRAS ESTIMADAS POR MUESTREO

Ítem Tecnología Unidades recibidas

Unidades a probar Observaciones

1 Incandescentes 210 105 Factor de prueba 0,5.

2 Fluorescentes compactas 173 130 Factor de prueba 0,75.

3 HID Sodio. 48 36 Factor de prueba 0,75. Tabla 2. 8 Resumen de muestras de bombillas para ser probadas en laboratorio El factor de prueba se refiere a la relación de muestras probadas a muestras entregadas, las bombillas no ensayadas se guardan como testigo. 2.4.4 MUESTRAS PROBADAS A continuación se presenta el tamaño de las muestras probadas y testigo necesarias para la verificación estadística tal como se presenta en la tabla 2.9

Ítem Tecnología Unidades

contratadas para prueba

Unidades suministradas para prueba

Unidades Probadas/

testigo Observaciones

1 Incandescentes 42 muestras 162 253 127 /126

Se han repetido mediciones como control a bombillas a típicas

2

Bombillas fluorescentes compactas 50 muestras

144 200 168/32

Se requirió el acondicionamiento del cuarto a temperatura de 25 grados centígrados.

3 Fluorescentes tubulares 15 muestras

108 60 45/15 Ajuste de balastos para la prueba

4 HID sodio y mercurio 120 36

Tabla 2.9 Resumen de muestras de bombillas para ser probadas en laboratorio


24

2.5 Ejecución de pruebas y resultados. 2.5.1 Presentación El Laboratorio de Ensayos Eléctricos Industriales “Fabio Chaparro” – LABE, hace parte del Departamento de Ingeniería Eléctrica y Electrónica de la Facultad de Ingeniería de la Universidad Nacional de Colombia – Sede Bogotá. Acreditado por la Superintendencia de Industria y Comercio SIC mediante la resolución 16398 del 21 de Julio de 2004, para la realización de 22 ensayos industriales a 14 materiales o elementos. 2.5.2 Equipos - Modulo de Iluminación Esfera integradora de Ulbritch LMT D 1000 con trazabilidad a PTB, incertidumbre < 3 %.

• Medición de flujo luminoso a bombillas:

• Incandescentes.

• Vapor de sodio.

• Vapor de Mercurio.

• Halogenuros Metálicos.

• Fluorescentes Tubulares.

• Fluorescentes compactas. Goniofotómetro LMT GO-DS 1000 con trazabilidad a PTB, incertidumbre < 3 %.

• Permite la realización de los ensayos de:

• Caracterización fotométrica de luminarias.

• Medición de flujo luminoso a fuentes de luz. Bombillas de referencia HID e incandescente Halógena con trazabilidad a Laboratoire Central d’Electricite (Bélgica). Analizadores de calidad de potencia trifásicos, incertidumbre < 0,1 %. Balastos de referencia.


25

2.5.3 Resultados Tecnologías para alumbrado público exterior Bombillas de Vapor de Sodio Bombillas de Vapor de mercurio 2.5.4 Bombillas de Vapor de Sodio y Vapor de Mercurio

2.5.4.1 Actividades realizadas • Recepción de muestras. • Acondicionamiento. • Aseguramiento metrológico de los sistemas de medición. • Ejecución de pruebas. • Aseguramiento metrológico de los resultados. • Procesamiento de resultados. • Auditoria externa - CIDET.

2.5.4.2 Alcance de los ensayos: bombillas de alta intensidad de descarga

Figura 2.1 Referentes normativos para bombillas de alta intensidad de descarga


26

0

5

10

15

20

Ca

nti

da

d

70 125 150 250

Potencia nominal (W)

Distribución de muestras por potencia

Sodio alta presión

Mercurio alta presión

2.5.4.3 Resultados de las pruebas de laboratorio:

2.5.4.3.1 Distribución por potencia: bombillas de vapor de sodio y vapor de mercurio.

• Numero de referencias Probadas: 21

• Cantidad de muestras

suministradas: 84 unidades • Cantidad de muestras probadas:

63 unidades • Muestras testigo: 21 unidades

Figura 2.2 Distribución de muestras por potencia

2.5.4.3.2 Flujo luminoso: bombillas de vapor de sodio y vapor de mercurio. Para el caso de las bombillas de vapor de mercurio estas deben presentar un flujo luminoso superior al 90 % del valor nominal especificado en el catalogo o empaque, durante las mediciones se encontraron 7 bombillas de 12 con el valor de flujo requerido. La norma de referencia para las bombillas de vapor de sodio no especifica un valor mínimo para el flujo luminoso entregado por la bombilla.

Solo 35 de las 45 muestras ensayadas reportaban el valor de flujo luminoso en la bombilla o en su catalogo.


27

Resultados de flujo luminoso para bombillas de sodio alta presión.

Menor, 2, 6%

Estándar, 33, 98%

Figura 2.3 Flujo luminoso para bombillas de vapor de sodio y vapor de mercurio. 2.5.45 Observaciones generales: bombillas de vapor de sodio y vapor de mercurio.

• Respecto a los requisitos de tensión, corriente y potencia para las bombillas de Vapor de sodio se encontró:

• Tensión »» El 90 % de las muestras se encuentran dentro

del rango permitido.

• Potencia »» Diferencia del valor objetivo hasta del +- 4,3 %

• Corriente »» Diferencia del valor objetivo hasta del +- 3,4 % • El valor promedio de eficacia luminosa para bombillas de vapor de sodio calculado es

de 93 lm/W mientras que para vapor de mercurio es de 46 lm/W A continuación se presentan un modelo de reporte de datos para las pruebas de laboratorio en bombillas de uso exterior. Tablas 2.10 , 2.11 y 2.12


22

Marca

Referencia Comercia

Error de

Potencia (%)

Calificación Error de Potencia

Error de Flujo

luminoso (%) Calificación Error de Flujo luminoso

Eficacia (lm/w)

Calificación de eficacia

(MUAP)

Calificación de flujo luminoso

100 horas (MUAP)

Calificación vida

promedio (MUAP)

Pesos por iluminación

($/iluminación)

GE LU150/100/HO/T/40 2.73 Excelente -10.34 Excelente 101.82 No Cumple No Cumple Cumple 2.09

GE LU250/T/40 -2.44 Excelente -5.64 Excelente 106.39 No Cumple No Cumple Cumple 2.21

GE LU70/90/27 3.53 Excelente 12.48 Deficiente 83.81 No Cumple No Cumple Cumple 3.22

LEXMANA LEXMANA SON - T 70W 1.71 Excelente -13.95 Excelente 72.51 No Cumple No Cumple Cumple 2.89

LEXMANA LEXMANA SON-T 150W -1.67 Excelente -5.55 Excelente 96.05 No Cumple No Cumple Cumple 2.44

OPALUX OPALUX SON - T 150W -10.20 Aceptable -16.86 Excelente 92.59 No Cumple No Cumple Cumple 2.45

OPALUX OPALUX SON - T 70W -2.71 Excelente -37.39 Excelente 55.16 No Cumple No Cumple Cumple 2.89

OSRAM NAV-T 250 5.80 Aceptable 2.43 Excelente 108.43 No Cumple No Cumple Cumple 2.17

PHILIPS CERAMALUX C250 S50/C 3.28 Excelente 16.59 Deficiente 109.72 No Cumple No Cumple Cumple 2.50

PHILIPS

MASTER SON-T PIA Plus 150W E E40 4.65 Excelente 7.76 Aceptable 113.27 Cumple Cumple Cumple 2.23

PHILIPS

MASTER SON-T PIA Plus 70W E E27 5.43 Aceptable -1.00 Excelente 88.53 No Cumple Cumple Cumple 2.63

PHILIPS SON-T Pro 150W E40 3.58 Excelente 2.63 Excelente 99.08 No Cumple No Cumple Cumple 2.48

PHILIPS SON-T Pro 70W E27 2.64 Excelente 3.10 Excelente 86.09 No Cumple No Cumple Cumple 2.91

SYLVANIA SHP-T 150W 1.07 Excelente -3.97 Excelente 91.85 No Cumple No Cumple Cumple 2.53

SYLVANIA SHP-T 250W -4.63 Excelente -10.11 Excelente 105.56 No Cumple No Cumple Cumple 2.17

Tabla 2.10 Modelo de reporte para calculo de indicadores de desempeño energético en bombillas de alumbrado exterior


23

Marca Referencia Comercial Precio Potencia Nominal (W)

Flujo luminoso Vida nominal Pesos por iluminación

($/iluminación)

GE LU150/100/HO/T/40 19000.00 150 17500 32000 2.09 SYLVANIA SHP-T 250W 22000.00 250 28000 30000 2.17

OSRAM NAV-T 250 21000.00 250 28000 26280 2.17 GE LU250/T/40 24000.00 250 27500 28500 2.21

PHILIPS MASTER SON-T PIA Plus 150W E E40 27540.00 150 16500 32000 2.23

LEXMANA LEXMANA SON-T 150W 16000.00 150 15000 24000 2.44 OPALUX OPALUX SON - T 150W 18000.00 150 15000 24000 2.45 PHILIPS SON-T Pro 150W E40 27540.00 150 15000 24000 2.48 PHILIPS CERAMALUX C250 S50/C 25216.10 250 24300 32000 2.50

SYLVANIA SHP-T 150W 21000.00 150 14500 30000 2.53

PHILIPS MASTER SON-T PIA Plus 70W E E27 16416.00 70 6600 28000 2.63

LEXMANA LEXMANA SON - T 70W 13000.00 70 6000 24000 2.89 SYLVANIA SHP-T 70W 16500.00 70 6000 30000 2.89 OPALUX OPALUX SON - T 70W 13500.00 70 6000 24000 2.89 PHILIPS SON-T Pro 70W E27 16416.00 70 6000 24000 2.91

GE LU70/90/27 14000.01 70 5400 24000 3.22 Tabla 2.11 Modelo de reporte para calculo de indicadores de desempeño energético en bombillas de alumbrado exterior


22

ANEXO 2

RESULTADOS DE LABORATORIO INFORME OFICIAL

ANEXO 2.1 Bombillas Solicitado por: Ing. Fernando A. Herrera. Cliente: DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA ELÉCTRICA Y

ELECTRÓNICA - DIEE. Universidad Nacional de Colombia – Sede Bogotá. Edificio 453 Of. 222

Aulas de ingeniería. Teléfono: 316 51 80 ó 316 52 41. Elementos de Ensayo: Bombillas de sodio y vapor de mercurio de alta presión. Datos de Placa: Ver Tablas 1, 2 y 3 de este informe. Número de Muestras: Sesenta y tres

(63) Referencias de las muestras: Ver Tablas 1, 2 y 3 de este informe.

Elementos ensayados suministrados por:

DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA ELÉCTRICA Y ELECTRÓNICA - DIEE.

Propósito del Ensayo: Caracterización de bombillas de alta presión empleadas en iluminación exterior.

Ensayos realizados: 1. Medición de parámetros eléctricos 3. Medición de flujo luminoso. 2. Torsión del casquillo.

Normas aplicadas: NTC 2243. “Electrotecnia-Bombillas de vapor de sodio a alta presión”. Año 1998; NTC 2119 “Electrotecnia-Bombillas de vapor de mercurio a alta presión”. Año 1986; NTC 5109. “Medición de flujo luminoso”. Año 2002.

Criterios de Conformidad: Ver Numeral 2 de este informe. Fecha de Realización de los Ensayos : Del 3 de diciembre de 2007 al 12 de febrero del 2008.

Fecha de Impresión Informe: 22 de abril de 2008.

Ubicación/Lugar: Laboratorio de Ensayos Eléctricos Industriales – Módulo de Iluminación Ensayo ejecutado por: Mario Erwin Quiroga Riaño. Supervisión: Ing. Diego Ernesto Mariño. Revisión: Ing. Francisco Javier Amortegui G. Resultado: Ver numeral 2 en este informe Contenido de este informe: 1. Procedimiento de ensayo.

2. Resultado del ensayo. 3. Detalle fotográfico.

Copia de: DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA ELÉCTRICA Y ELECTRÓNICA - DIEE.

Archivo Electrónico: D:\UN-LABE2008\Protocolos\Bombillas\DIEE\LABE04IE1716.doc Archivador: Archivo Protocolos 2008, LABE04IE1716. El resultado solo se aplica para el elemento ensayado. Este informe solo podrá reproducirse en su totalidad con la correspondiente autorización del Laboratorio de Ensayos Eléctricos Industriales FABIO CHAPARRO.

Ing. FRANCISCO JAVIER AMÓRTEGUI

GIL. Jefe Técnico de Ensayos LABE.

Universidad Nacional de Colombia.


23

1. PROCEDIMIENTOS DE ENSAYO. 1.1. Medición de parámetros eléctricos.

El procedimiento de ensayo y sus especificaciones son descritos en el numeral 7.4 de la norma NTC 2243 para bombillas de sodio alta presión y en el numeral 7.3 de la norma NTC 2119 para las bombillas de mercurio alta presión. 1.2. Medición de flujo luminoso.

El procedimiento de ensayo y sus especificaciones son descritos en el numeral 6.4 de la norma NTC 5109 “Medición de Flujo Luminoso”. 1.3. Torsión del casquillo.

El procedimiento de ensayo y sus especificaciones son descritos en el numeral 5 de la norma NTC 2119 “Bombillas de vapor de mercurio a alta presión.”Año 1986. 2. RESULTADO DEL ENSAYO. A continuación se resume las muestras involucradas en el desarrollo del proyecto.

» Cantidad de muestras probadas: 63 » Número de referencias probadas: 21 » Cantidad de muestras probadas clasificadas en potencias:

o 18 unidades de 70 W o 6 unidades de 125 W o 19 unidades de 150 W o 20 unidades de 250 W

Las características de las bombillas bajo prueba se presentan en las Tablas 1, 2 y 3.

Código de Muestra

Potencia (W) Casquillo Tipo de

Bulbo

Flujo luminoso

(lm) Referencia

M-IL6212 250 E40 Tubular 24300 PHILIPS CERAMALUX C250 S50/C M-IL6213 250 E40 Tubular 24300 PHILIPS CERAMALUX C250 S50/C M-IL6214 250 E40 Tubular 24300 PHILIPS CERAMALUX C250 S50/C M-IL6216 150 E40 Tubular 16500 PHILIPS MASTER SON-T PIA Plus 150W E E40 M-IL6217 150 E40 Tubular 16500 PHILIPS MASTER SON-T PIA Plus 150W E E40 M-IL6218 150 E40 Tubular 16500 PHILIPS MASTER SON-T PIA Plus 150W E E40 M-IL6220 150 E40 Tubular 15000 PHILIPS MASTER SON-T PIA Plus 150W E E40 M-IL6221 150 E40 Tubular 15000 PHILIPS SON-T Pro 150W E40 M-IL6222 150 E40 Tubular 15000 PHILIPS SON-T Pro 150W E40 M-IL6224 70 E27 Tubular 6600 PHILIPS MASTER SON-T PIA Plus 70W E E27 M-IL6225 70 E27 Tubular 6600 PHILIPS MASTER SON-T PIA Plus 70W E E27 M-IL6226 70 E27 Tubular 6600 PHILIPS MASTER SON-T PIA Plus 70W E E27 M-IL6228 70 E27 Tubular 6000 PHILIPS SON-T Pro 70W E27 M-IL6229 70 E27 Tubular 6000 PHILIPS SON-T Pro 70W E27

Tabla 1. Datos nominales de las muestras bajo prueba.


24

Código

de Muestra

Potencia (W) Casquillo

Tipo de

Bulbo

Flujo luminoso

(lm) Referencia

M-IL6230 70 E27 Tubular 6000 PHILIPS SON-T Pro 70W E27

M-IL6232 250 E40 Tubular 28000 OSRAM NAV-T 250



M-IL6237 250 E40 Tubular 27500 GE LU250/T/40


M-IL6240 150 E40 Tubular 17500 GE LU150/100/HO/T/40



M-IL6244 70 E27 Tubular 5400 GE LU70/90/27



M-IL6248 250 E40 Tubular 28000 SYLVANIA SHP-T 250W










25


M-IL6364 250 E40 Ovoide 12700 PHILIPS HPL-N 250W E40



M-IL6368 125 E27 Ovoide 6200 PHILIPS HPL-N 125 W



M-IL6372 125 E27 Ovoide ---- SYLVANIA MERCURY VAPOR 125 W

E 27 M-

IL6373 125 E27 Ovoide ---- SYLVANIA MERCURY VAPOR 125 W E 27

M-IL6374 125 E27 Ovoide ---- SYLVANIA MERCURY VAPOR 125 W

E 27 M-

IL6376 250 E40 Ovoide 13000 GE KORORLUX-H250/40 250W E40

M-IL6378 250 E40 Ovoide 13000 GE KORORLUX-H250/40 250W E40

M-IL6379 250 E40 Ovoide 13000 GE KORORLUX-H250/40 250W E40

M-IL6380 150 E40 Tubular ---- LEXMANA SON-T 150W




M-IL6384 70 E27 Tubular ---- LEXMANA SON - T 70W

Tabla 2. Datos nominales de las muestras bajo prueba. (Continuación)


26

Código de

Muestra

Potencia (W) Casquillo

Tipo de

Bulbo

Flujo luminoso

(lm) Referencia



M-IL6388 70 E27 Tubular ---- OPALUX SON - T 70W

M-IL6389 70 E27 Tubular ---- OPALUX SON – T 70W





M-IL6474 250 E40 Tubular ---- VECA STAR SON - T 250 W E40

M-IL6476 250 E40 Tubular ---- VECA STAR SON - T 250 W E40

Tabla 3. Datos nominales de las muestras bajo prueba. (Continuación)

2.1. Medición de parámetros eléctricos. Los resultados de la medición de parámetros eléctricos y flujo luminoso de las muestras ensayadas se muestran en las Tablas 4, 5 y 6.

Muestras

Mediciones Realizadas

Flujo Luminos

o (lm)

Características eléctricas de la bombilla a tensión nominal con balasto de

referencia. 1

Vb (V) Ib (A) Pb (W)

Tensión en los terminales de la

bombilla (V)

Corriente (A)

Potencia (W)

Obj.

Máx. Mín. Obj. Obj. Máx.

M-IL6212 107,75 2,8765 265,1 28694 100 115

85

3 250 ---- M-IL6213 100,78 2,9677 257,7 28588

1 Características eléctricas de la bombilla tomada de las hojas de datos técnicos correspondiente, que se encuentran en las normas NTC 2243 y NTC 2119, para bombillas de sodio de alta presión y de mercurio de alta presión respectivamente.


27

M-IL6214 96,15 3,0306 251,8 27708

M-IL6216 105,92 1,7553 158,6 18190

100 115 85 1,8 150 ----

M-IL6217 95,65 1,8321 151,2 16981

M-IL6218 109,76 1,7247 161,1 18168

M-IL6220 103,05 1,7827 153,3 15196

M-IL6221 105,66 1,7641 155,4 15492

M-IL6222 107,46 1,7539 157,4 15494

M-IL6224 97,49 0,9415 75,62 6660

90 105 75 0,98 70 ----

M-IL6225 90,84 0,9657 72,82 6481

M-IL6226 90,42 0,9678 72,87 6461

M-IL6228 94,64 0,9518 73,13 6424

M-IL6229 93,81 0,9549 72,51 6283

M-IL6230 88,07 0,9766 69,92 5851

M-IL6232 111,55 2,8259 264,0 28726 100 115 85 3 250 ---- M-IL6233 110,27 2,8375 263,3 28673

Tabla 4. Resultado de la medición de parámetros eléctricos y medición de flujo luminoso.


28

Muestras


Flujo Luminos

o (lm)


referencia. 2



bombilla (V)

Corriente (A)

Potencia (W)

Obj. Máx. Mín. Obj. Obj. Máx.

M-IL6235 112,01 2,8284 266,2 28641

100 115 85 3 250 ---- M-IL6237 91,68 3,0813 243,5 25790

M-IL6239 93,39 3,0659 245,6 25970

M-IL6240 103,66 1,7788 156,7 15792

100 115 85 1,8 150 ---- M-IL6242 95,57 1,8402 150,6 15495

M-IL6243 101,02 1,7975 155,0 15786

M-IL6244 103,48 0,9166 76,78 6530

90 105 75 0,98 70 ---- M-IL6245 95,58 0,9492 72,76 6038

M-IL6246 83,28 0,9923 67,87 5654

M-IL6248 95,90 3,0334 248,5 26850

100 115 85 3 250 ----

M-IL6250 76,89 3,2440 216,9 22779

M-IL6251 95,25 3,0497 249,9 25875

M-IL6252 109,75 1,7276 155,9 14593

M-IL6253 99,30 1,8163 150,2 13982

M-IL6256 91,21 0,9600 71,12 5735

90 105 75 0,98 70 ---- M-IL6257 109,15 0,8843 77,35 6434

M-IL6259 88,49 0,9723 70,29 5660

2 Características eléctricas de la bombilla tomada de las hojas de datos técnicos correspondiente, que se encuentran en las normas NTC 2243 y NTC 2119, para bombillas de sodio de alta presión y de mercurio de alta presión respectivamente.


29

M-IL6297 97,18 1,8336 148,7 13198 100 115 85 1,8 150 ----

M-IL6299 91,79 3,0794 242,6 26087 100 115 85 3 250 ----

M-IL6364 132,42 2,0331 244,7 11900

130 145 115 2,13 250 263 M-IL6365 132,47 2,045 245,9 12029

M-IL6367 135,38 1,9929 244,7 11418

M-IL6368 123,05 1,1404 124,9 5274

125 140 100 1,15 125 132

M-IL6370 125,32 1,1298 126,6 5528

M-IL6371 115,04 1,2044 123,5 5427

M-IL6372 132,72 1,0765 127,6 5731∗

M-IL6373 128,86 1,1067 127,3 5587*

M-IL6374 125,39 1,1309 126,3 5720*

M-IL6376 130,50 2,0527 246,1 12390

130 145 115 2,13 250 263 M-IL6378 220,4 2,1554 244 11755

M-IL6379 131,45 2,0604 247,3 12618

M-IL6380 123,71 1,5969 158,4 14644* 100 115 85 1,8 150 ----

Tabla 5. Resultado de la medición de parámetros eléctricos y medición de flujo luminoso. (Continuación)


30

Muestras


Flujo Luminos

o (lm)


referencia. 3



bombilla (V)

Corriente (A)

Potencia (W)

Obj.

Máx. Mín. Obj. Obj. Máx.

M-IL6381 95,66 1,8460 147,1 14613*

100 115 85 1,8 150 ---- M-IL6382 90,70 1,8846 143,1 13708*

M-IL6383 88,58 1,9014 141,2 13707*

M-IL6384 93,71 0,9512 71,25 5321*

90 105 75 0,98 70 ----

M-IL6385 103,46 0,9115 74,79 5433*

M-IL6386 84,91 0,9844 67,51 4735*

M-IL6388 90,00 0,9639 68,55 3890*

M-IL6389 87,51 0,9761 66,78 3244*

M-IL6390 93,04 0,9543 69,04 4136*

M-IL6470 79,89 1,9604 131,3 12097*

100 115 85 1,8 150 ---- M-IL6471 82,87 1,9374 134,2 12457*

M-IL6472 86,90 1,9109 138,7 12861*

M-IL6474 105,58 2,9056 260,3 25885* 100 115 85 3 250 ---- M-IL6476 106,31 2,8953 259,9 24868*

Tabla 6. Resultado de la medición de parámetros eléctricos y medición de flujo luminoso. (Continuación)

Observaciones: En las Tablas 5 y 6 los resultados de las muestras que contienen el símbolo * no tienen parámetro de comparación ya que no reportan el valor de flujo luminoso nominal, por tanto tampoco se contemplaron en los resultados estadísticos. 3 Características eléctricas de la bombilla tomada de las hojas de datos técnicos correspondiente, que se encuentran en las normas NTC 2243 y NTC 2119, para bombillas de sodio de alta presión y de mercurio de alta presión respectivamente.


31

Criterio de Conformidad.

Para las bombillas de vapor de sodio de alta presión el criterio de conformidad se establece en el numeral 7.4 de la norma NTC 2243, la cual indica: “Las características eléctricas de las bombillas deben cumplir con los requisitos indicados en la hoja de datos correspondientes”. Para las bombillas de vapor de mercurio de alta presión el criterio de conformidad se establece en el numeral 7.3 de la norma NTC 2119, el cual indica: a) “La tensión en los bornes de la bombilla usando las condiciones de pruebas indicadas

en el Anexo C, deben estar dentro de los límites especificados en la hoja de datos técnicos correspondientes.

b) La potencia disipada por la bombilla, usando las condiciones de ensayo indicadas en

el Anexo C no debe exceder la potencia máxima especificada en la hoja de datos correspondientes...”

Estos requisitos se muestran en negrilla en la parte derecha de las Tablas 4, 5 y 6. Resultado.

Las bombillas con características eléctricas diferentes al criterio de conformidad son resaltadas en la lista de resultados Tablas 4, 5 y 6 en negrilla sobre el parámetro específico. 2.2. Medición de flujo luminoso Los resultados de la medición de flujo luminoso de las muestras ensayadas se muestran en las Tablas 4, 5 y 6. Criterio de Conformidad.

Para las bombillas de vapor de mercurio de alta presión el criterio de conformidad se establece en el numeral 7.4 de la norma NTC 2119, el cual indica: “Flujo luminoso. El flujo luminoso de bombillas individuales no debe ser menor al 90 % del valor nominal, usando las condiciones de ensayo indicadas en el Anexo C.” Resultado.

Por solicitud del cliente, para el caso de bombillas de sodio de alta presión se estableció el mismo criterio de conformidad de bombillas de mercurio de alta presión. Las muestras que presentan un flujo luminoso nominal inferior al 90 % reportado por el fabricante son resaltadas en negrilla en la lista de resultados Tablas 4, 5 y 6 sobre la columna de flujo luminoso.


32

2.3. Torsión del casquillo. Los resultados del ensayo de torsión del casquillo se muestran en las Tablas 7, 8 y 9.

Código LABE

Potencia (W)

Tipo de Casquill

o

Torque Aplicado (N*m)

Desprendimiento (Si/No)

M-IL6212 250 E40 5 N M-IL6213 250 E40 5 N M-IL6214 250 E40 5 N M-IL6216 150 E40 5 N M-IL6217 150 E40 5 N M-IL6218 150 E40 5 N M-IL6220 150 E40 5 N M-IL6221 150 E40 5 N M-IL6222 150 E40 5 N M-IL6224 70 E27 3 N M-IL6225 70 E27 3 N M-IL6226 70 E27 3 N M-IL6228 70 E27 3 N M-IL6229 70 E27 3 N M-IL6230 70 E27 3 N

Tabla 7. Resultado del ensayo de torsión del casquillo. (Continuación)

Código LABE

Potencia (W)

Tipo de Casquill

o



M-IL6297 150 E40 5 N M-IL6299 250 E40 5 N M-IL6232 250 E40 5 N M-IL6233 250 E40 5 N M-IL6235 250 E40 5 N M-IL6237 250 E40 5 N M-IL6239 250 E40 5 N M-IL6240 150 E40 5 N M-IL6242 150 E40 5 N M-IL6243 150 E40 5 N M-IL6245 70 E27 3 N M-IL6244 70 E27 3 N M-IL6246 70 E27 3 N M-IL6248 250 E40 5 N M-IL6250 250 E40 5 N M-IL6251 250 E40 5 N M-IL6252 150 E40 5 N M-IL6253 150 E40 5 N


33

M-IL6256 70 E27 3 N M-IL6257 70 E27 3 N M-IL6259 70 E27 3 N M-IL6364 250 E40 5 N M-IL6365 250 E40 5 N M-IL6367 250 E40 5 N M-IL6368 125 E27 3 N M-IL6370 125 E27 3 N M-IL6371 125 E27 3 N M-IL6372 125 E27 3 N M-IL6373 125 E27 3 N M-IL6374 125 E27 3 N M-IL6376 250 E40 5 N M-IL6378 250 E40 5 N M-IL6379 250 E40 5 N M-IL6380 150 E40 5 N M-IL6381 150 E40 5 N M-IL6382 150 E40 5 N M-IL6383 150 E40 5 N M-IL6384 70 E27 3 N M-IL6385 70 E27 3 N M-IL6386 70 E27 3 N M-IL6388 70 E27 3 N M-IL6389 70 E27 3 N


Código LABE

Potencia (W)

Tipo de Casquill

o



M-IL6390 70 E27 3 N M-IL6470 150 E40 5 N M-IL6471 150 E40 5 N M-IL6472 150 E40 5 N M-IL6474 250 E40 5 N M-IL6476 250 E40 4 S


Criterio de Conformidad.

El casquillo no debe desprenderse del bulbo al aplicar un momento de torsión especificados en la norma NTC 2119 numeral 5, para el casquillo E27 se aplica un momento de torsión de 3 Nm y para el casquillo E40 se aplica un momento de torsión de 5 Nm.


34

Resultado

La muestra M-IL6476 presentó desprendimiento del bulbo. INFORMACIÓN ADICIONAL DEL ENSAYO.

• Medición de parámetros eléctricos y flujo luminoso.

Fecha de inicio: 03 de diciembre de 2007. Fecha de finalización: 12 de febrero de 2008. Condiciones ambientales promedio durante la realización de los ensayos: Temperatura: 22,5 °C ± 4 °C Humedad: 60,2 % ± 12 % Encargado: Mario Erwin Quiroga R. Supervisor: Ing. Diego Ernesto Mariño S. Auxiliares Técnicos: Paola Galindo, Andres Aldana, Carlos Laiton, Eduard Solano, Julian Suarez, Jairo Sacipa y Johny Castro. Equipos Utilizado: Analizador de Redes Trifásico Xitron Technologies Ref 2503 AH certificado de calibración LABE05CC1375, N/S 25035921006. Esfera Integradora LMT U1000 ref ILE101. Termohigrómetro CA846 N/S 1018CBCY Certificado de calibración WO#413118. Medidor de temperatura Fluke 52 certificado de calibración LABE05CC979.

• Torsión del casquillo.

Fecha de inicio: 09 de enero de 2008. Fecha de finalización: 31 de enero de 2008. Condiciones ambientales promedio durante la realización de los ensayos: Temperatura: 22 ± 2 °C Humedad: 53 ± 9 % Encargado: Mario Erwin Quiroga R. Supervisor: Ing. Diego Ernesto Mariño S. Auxiliares Técnicos: Paola Galindo, Andres Aldana, Carlos Laiton, Eduard Solano, Julian Suarez, Jairo Sacipa y Johny Castro. Equipo utilizado: Termohigrómetro CA846 N/S 1018CBCY Certificado de calibración WO#413118. Máquina de Torsión Momento máximo 9 N.m. Ref IL_MT01.


35

3. Detalle fotográfico.

Fotografía 1. Esfera integradora para medición de flujo luminoso a Bombillas de alta intensidad de descarga.

Fotografía 2. Detalle del sistema para el ensayo de torsión del casquillo. Responsables,

MARIO ERWIN QUIROGA R. Ing. DIEGO ERNESTO MARIÑO S.

Modulo de Iluminación, LABE Supervisor de Ensayos, LABE Universidad Nacional de Colombia Universidad Nacional de Colombia


36

Ing. ALEJANDRO RODRIGUEZ Ing. FRANCISCO J. AMÓRTEGUI G.

Coordinador de Ensayos, LABE Jefe Técnico de Ensayos, LABE Universidad Nacional de Colombia Universidad Nacional de Colombia

El Laboratorio de Ensayos Eléctricos Industriales (LABE) de la Universidad Nacional de Colombia, preparó este informe bajo contrato para DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA ELÉCTRICA Y ELECTRÓNICA - DIEE. NO DA NINGUNA GARANTÍA, EXPRESA Ó IMPLICITA, EN CUANTO A LOS RESULTADOS QUE SE OBTENDRÁN POR ALGUNA PERSONA O ENTIDAD A PARTIR DEL USO DEL CONTENIDO DE ÉSTE INFORME. LABE no da ninguna garantía expresa ó implícita de la comerciabilidad o de la aptitud para un propósito determinado de ninguno de los productos mencionados en éste informe. LABE no conserva muestras testigo, por lo tanto, solo garantiza los resultados sobre la muestra o elemento ensayado y en las condiciones ambientales y de montaje señaladas en éste informe. Éste informe solo podrá reproducirse en su totalidad y con la correspondiente autorización de LABE.

Informe final “caracterización técnica de las bombillas para uso exterior comercializadas en Colombia”. Abril 28 de 2008. Capitulo III

CAPITULO III

INDICADORES DE DESEMPEÑO ENERGÉTICO Y LUMÍNICO

3.1 RECOPILACIÓN Y DEFINICIÓN DE MODELOS E INDICADORES ELÉCTRICOS, LUMÍNICOS Y ECONÓMICOS, DEFINICIÓN DE REFERENTES.

3.1.1 Estudios acerca del tema en otros países.

3.1.1.1 Ahorro energético en alumbrado público: Aplicación de un balasto electrónico para lámparas de sodio alta presión. Argentina 2005.

El desarrollo de este estudio se puede encontrar en el anexo A3.1 de este mismo documento.

Pagina web:

http://www.energysaver.com.ar/home/noticia.php?noticia_id=8

3.1.1.2 Diagnóstico de las condiciones de iluminación nocturna en los recintos urbanos arbolados a partir de la modificación del sistema de alumbrado público. El caso de Mendoza (Argentina) en la estación invernal.

El desarrollo de este estudio se puede encontrar en el anexo A3.2 de este mismo documento

Pagina web:

http://www.cricyt.edu.ar/lahv/atm/index.php?action=downloadfile&filename=con_alu.pdf&directory=Arbolado%20Urbano&PHPSESSID=d67bc30d12ef018ec3f0ff1905da782d

3.1.2. Normas legales acerca de uso racional de Energía en Iluminación en el mundo.

Los programas de eficiencia energética nacen a partir de la política internacional sobre el cuidado y preservación del medio ambiente. A lo largo de las tres últimas décadas, las naciones se han unido para crear programas para mejorar el uso de los recursos naturales y reducir la contaminación ambiental; entre los convenios y programas generados encontramos el Convenio de Viena para la protección de la capa de ozono (1985), el Convenio Marco de las Naciones Unidas sobre cambio Climático (1992), el Programa 21 de la Conferencia de las Naciones Unidas sobre Medio Ambiente y Desarrollo (1992), el Plan de Acción de la Cumbre de las Américas (1994) y el Protocolo de Kioto (1997). En este último, los países se comprometieron a desarrollar planes que redujeran la emisión de gases de efecto invernadero a la atmosfera, con lo cual, las naciones han incrementado los programas de eficiencia energética y uso racional de la energía.


Los países de la Unión Europea han desarrollado diversas normas y leyes para la fabricación y uso de equipos de alta eficiencia, ahorro de energía, uso de fuentes renovables, marcación de productos de alta eficiencia (etiqueta Energy Star), entre otros. Últimamente, la Unión Europea publico su Plan de Acción para la Eficiencia Energética (2007 – 2012) que busca reducir el consumo de energía en un 20%, mejorando el rendimiento de los equipos, edificios y servicios, optimizando la distribución y el transporte de la energía y creando una conciencia general acerca del uso racional de la energía.

En Estados Unidos se implemento el programa EPACT – Energy Policy Act, con el que se establecieron nuevas normas de eficiencia energética para gran cantidad de productos eléctricos y se crearon incentivos para los productos energéticamente eficientes. Además, se implemento el programa de etiquetado Energy Star, que distingue los productos comprometidos con el medio ambiente de aquellos que tienen una poca eficiencia energética.

Entre 1998 y el 2001, la CEPAL (Comisión Económica para América Latina y el Caribe) y la Unión Europea desarrollaron un programa para fomentar el uso eficiente de la energía eléctrica en América latina y establecer una base jurídica para este fin1. A continuación se listan las normas sobre uso eficiente de la energía desarrolladas en América Latina:

Brasil

Ley 10295 del 2001 sobre Política Nacional de Conservación y Uso Racional de Energía, la cual establece que el gobierno tiene la autoridad para establecer normas de eficiencia energética para electrodomésticos y desarrollar mecanismos para promover la eficiencia energética en las construcciones.

Ley 9991 del 2000, la cual promueve la investigación en tópicos relacionados con el uso racional de la energía.

Ley 10438 del 2002 con la que se instituye el PROINFA (Programa de incentivos a las fuentes alternativas de energía eléctrica)

Decreto 4059 del 2001 el cual define los criterios para establecer los niveles mínimos de eficiencia energética.

Decreto 4508 del 2002 que establece los niveles mínimos de eficiencia para motores eléctricos.

Decreto 3867 del 2001, el cual reglamenta la ley 9992 del 200.

Decreto 5184 del 2004 que crea la Empresa de Pesquisa Energética cuyo objeto es estudiar y planificar actividades del sector energético, incluida la eficiencia energética.

1 FOSSA, Alberto y GARCIA, Glycon. Energía eléctrica sustentable Roasmap America Latina. International Copper Association, Agosto 2006. P. 36.


Ley 10847 del 2004 que autoriza la creación de la Empresa de Planeamiento Energético EPE.

Costa Rica

Ley 7447 de 1994 que consolida la participación del estado como promotor y ejecutor de programas de uso racional de la energía. También propone establecer los mecanismos para alcanzar el uso eficiente de la energía.

Reglamento 25584 de 1996 establece las disposiciones, requisitos y procedimientos para llevar a cabo lo dispuesto en la ley 7447 de 1994. Además, establece incentivos para las empresas que ahorren energía.

Reglamento 29751 de 1998 para la regulación de refrigeradores y congeladores. Se definen los valores mínimos de eficiencia energética que deben tener los equipos refrigeradores y congeladores.

Reglamento 29820 del 2000 para la regulación de las lámparas fluorescentes. Se definen los valores mínimos de eficiencia energética que deben tener las lámparas fluorescentes rectilíneas, compactas y circulares.

México

Decreto DOF 20-09-1999 donde se crea la Comisión Nacional para el ahorro de energía.

Norma NOM – 013 – ENER – 2004 la cual establece los niveles de eficiencia energética para sistemas de alumbrado en vialidades y áreas exteriores públicas

Norma NOM – 017 – ENER – 1997 que establece los niveles de eficiencia energética para las lámparas fluorescentes compactas y los métodos de prueba.

Norma NOM – 007 – ENER – 2004 la cual establece los niveles de eficiencia energética en sistemas de alumbrado en edificios no residenciales.

Perú

Ley 27345 del 2000 la cual promueve el uso eficiente de la energía. Señala las facultades de las autoridades competentes para cumplir con el uso racional de la energía, además, protege al consumidor, promueve la competitividad y reduce los impactos ambientales.

Decreto DS – 053 – 2007 – EM del 2007 que establece el Reglamento de la ley de promoción del Uso Eficiente de la Energía.


Colombia

Ley 697 del 2001 mediante la cual se fomenta el uso racional y eficiente de la energía y se promueve la utilización de energías alternativas.

Resolución CREG 097 del 200 la cual establece las pautas para el diseño, normalización y uso eficiente de equipos y aparatos eléctricos.

Decreto 3683 del 2003 que reglamenta la ley 697 de 2001 y crea la Comisión Intersectorial para el uso racional y eficiente de la energía y fuentes no convencionales de energía

Decreto 2501 del 2007 por la cual se dictan disposiciones para promover practicas con fines de uso racional y eficiente de la energía eléctrica. Dispone varias medidas para propiciar el uso racional y eficiente de energía eléctrica, las cuales se aplicaran en productos y procesos como: transformadores de potencia, generadores eléctricos, iluminación de en entidades públicas, sistemas de alumbrado público, semaforización, entre otros.

Decreto 2331 del 2007 por el cual se establece sustituir todas las bombillas incandescentes por lámparas fluorescentes compactas de alta eficiencia en edificios de entidades públicas.

Normas técnicas Colombianas:

• NTC 5100: Sobre la etiqueta genérica informativa de desempeño energético.

• NTC 5101: Sobre eficiencia energética de bombillas fluorescentes compactas. Se definen los rangos de desempeño energético y el etiquetado

• NTC 5102: Sobre eficiencia energética de bombillas fluorescentes de dos casquillos. Se definen los rangos de desempeño energético y el etiquetado

• NTC 5103: Sobre eficiencia energética de bombillas de filamento de tungsteno. Se definen los rangos de desempeño energético y el etiquetado

• NTC 5104: Sobre eficiencia energética de equipos de aire acondicionado. Se definen los rangos de desempeño energético y el etiquetado

• NTC 5105: Sobre eficiencia energética de motores eléctricos. Se definen los rangos de desempeño energético y el etiquetado

• NTC 5106: Sobre eficiencia energética de calentadores de agua. Se definen los rangos de desempeño energético y el etiquetado

• NTC 5107: Sobre eficiencia energética de balastos electromagnéticos. Se definen los rangos de desempeño energético y el etiquetado


• NTC 5108: Sobre eficiencia energética de balastos electrónicos. Se definen los rangos de desempeño energético y el etiquetado

3.1.3. Definición de indicadores adecuados al caso Colombiano.

3.1.3.1 Pesos por Iluminación ($/Iluminación)

Día a día todas las personas que desean adquirir un producto deben escoger entre una gran cantidad de marcas la que más les convenga, ya sea por precio o calidad. Existen diversos indicadores que los usuarios encuentran en las cajas de los productos o en las repisas de los almacenes que les ayudan a tomar la decisión de adquirir un determinado producto, por ejemplo, para todos los productos orgánicos de un supermercado, el cliente encuentra el valor del producto con relación con el peso, es decir que encuentra el costo por unidad de masa ($/gr), indicador que le permite compara entre diversas marcas y/o productos para escoger el más económico.

Para el caso de las bombillas para alumbrado exterior de diferentes tecnologías que el usuario encontrara en el mercado, la situación no debe ser diferente, por lo que es necesario plantear un indicador que le permita al usuario comparar costos entre las bombillas. El costo total de la bombilla, que corresponde al costo inicial de la bombilla más el costo de la energía que consume dicha bombilla a lo largo de su vida útil, debe ser asociado con alguna de las características del producto, como la potencia, la eficacia o la vida útil. El indicador aquí propuesto fue bautizado como pesos por iluminación, y busca relacionar el costo total de la bombilla con el flujo luminoso que emite dicha bombilla.

Este indicador no solo busca una simple comparación de los precios, sino que el usuario pueda comparar el costo total de una bombilla con respecto a sus características eléctricas, de forma que la bombilla más económica sea aquella que tenga las mejores características técnicas en relación con su costo. La ecuación que representa este indicador se muestra a continuación:

($/kWh)*t*P1000*C

*$

+=

Φ=

Q

tQ

nIluminació


Donde =Q Costo total de la bombilla

=C Precio de compra de la bombilla dada en pesos colombianos

=P Potencia nominal de la bombilla dada en vatios

=Φ Flujo luminoso dado en lúmenes

=t Vida útil de la bombilla en horas

=$/kWh Precio de la energía en $/kWh

Según la ecuación anterior, a medida que una bombilla ofrezca una mejor eficacia y una vida útil más prolongada, su precio por iluminación será más bajo. Las bombillas más económicas serán aquellas que presenten las mejores características técnicas. Es necesario aclarar que este indicador fue multiplicado por 1000, ya que sin este factor y dados los valores actuales para las bombillas, el indicador tendría un valor muy pequeño de difícil comparación para el usuario.

Marca Referencia Comercial Precio [$] Potencia Nominal

(W)

Flujo luminoso

[Lm]

Vida nominal [horas]


($/iluminación)

GE LU150/100/HO/T/40 19000,00 150 17500 32000 2,09

SYLVANIA SHP-T 250W 22000,00 250 28000 30000 2,17

OSRAM NAV-T 250 21000,00 250 28000 26280 2,17

GE LU250/T/40 24000,00 250 27500 28500 2,21

PHILIPS MASTER SON-T PIA Plus 150W E E40 27540,00 150 16500 32000 2,23

LEXMANA LEXMANA SON-T 150W 16000,00 150 15000 24000 2,44

OPALUX OPALUX SON - T 150W 18000,00 150 15000 24000 2,45

PHILIPS SON-T Pro 150W E40 27540,00 150 15000 24000 2,48

PHILIPS CERAMALUX C250 S50/C 25216,10 250 24300 32000 2,50

SYLVANIA SHP-T 150W 21000,00 150 14500 30000 2,53

PHILIPS MASTER SON-T PIA Plus 70W E E27 16416,00 70 6600 28000 2,63

LEXMANA LEXMANA SON - T 70W 13000,00 70 6000 24000 2,89

SYLVANIA SHP-T 70W 16500,00 70 6000 30000 2,89

OPALUX OPALUX SON - T 70W 13500,00 70 6000 24000 2,89

PHILIPS SON-T Pro 70W E27 16416,00 70 6000 24000 2,91

GE LU70/90/27 14000,01 70 5400 24000 3,22 Nota: FC= El valor del kilo vatio hora tomado para este ejemplo es de 240 $/kWh.

Tabla 3.1: Indicador “Pesos por iluminación” para diferentes marcas


Este indicador deberá ser calculado por el almacén donde se ofrezca el producto, y deberán usarse los valores nominales dados por el fabricante en la caja, el costo de la bombilla y el costo del kWh. A continuación se muestra la comparación de este indicador para diversas marcas de bombillas de alta presión de sodio que se adquieren en el mercado:

Según la tabla anterior, la mejor bombilla de alta presión de sodio es la General Electric de 150 W, 17500 Lm y 32000 horas. Esta bombilla presenta un excelente flujo luminoso y una vida prolongada. En general, los precios por iluminación de estas bombillas son bajos en comparación con las bombillas que se usan para iluminación interior.

Para que este indicador sea justo con todas las marcas, se debe asegurar que lo datos expresados por el fabricante en la caja de la bombilla correspondan a los valores reales de dicha bombilla, es decir que las bombillas deben estar certificadas.

3.1.3.2 Error de Potencia

Este indicador nos permite comprar el valor de la potencia nominal dada por el fabricante contra el valor de la potencia real medida en el laboratorio. Este indicador se calcula como:

100*1 ⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛−=

N

RE P

PP

Donde =EP Error de Potencia medida en porcentaje

=NP Potencia nominal dada por el fabricante en vatios

=RP Potencia real medida en el laboratorio en vatios.

Si al evaluar este indicador para una bombilla cualquiera, el resultado es cero se deduce que la bombilla cumple exactamente con sus valores nominales. Entre mayor sea el valor absoluto del error de potencia, mayor es la diferencia entre los valores nominales y los valores reales, es decir que el fabricante no está informando correctamente al cliente sobre las características reales de la bombilla.

Dado el valor de este indicador, las bombillas de alta descarga (Sodio y Mercurio) pueden clasificarse en los siguientes rangos:


Calificación Valor EP

Excelente 5≤EP

Aceptable 5.105 ≤< EP

Deficiente 5.10>EP

Tabla 3.2: Indicador cualitativo para el error de potencia

3.1.3.3 Error de Flujo Luminoso

Al igual que en el indicador de error de potencia, el flujo luminoso real y nominal puede ser comprado a través de un indicador. El indicador de error de flujo luminoso comprara el flujo luminoso nominal contra el flujo luminoso real de una bombilla a través de la siguiente fórmula:

100*1⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛−

ΦΦ

=ΦN

Re

Donde =Φ E Error de flujo luminoso dado en porcentaje

=Φ N Flujo luminoso nominal dado por el fabricante en lúmenes

=Φ R Flujo luminoso real medido en el laboratorio en lúmenes.

Entre mayor sea el valor absoluto de este indicador, más alejado esta el dato de flujo luminoso dado por el fabricante contra el valor real del flujo luminoso emitido por cierta bombilla. El caso ideal se da cuando el error de flujo luminoso es igual a cero, ya que en ese caso los datos dados por el fabricante sobre el flujo luminoso coinciden exactamente con el valor real de flujo luminoso emitido por la bombilla.


Dado el valor de este indicador, las bombillas de alta intensidad de descarga (Sodio y Mercurio) pueden clasificarse en los siguientes rangos para el error de flujo luminoso:

Calificación Valor EΦ

Excelente 5≤Φ E

Aceptable 105 ≤Φ< E

Deficiente 10>Φ E

Tabla 3.3: Indicador cualitativo para el error de flujo luminoso

3.1.3.4 Distorsión Armónica Total - THD Y Factor De Potencia

Según la norma ANSI C82.77-2002, las bombillas de alta intensidad de descarga (HID), deben cumplir con los siguientes valores mínimos de factor de potencia y distorsión de corriente (THD):

Potencia Nominal Mínimo Factor de Potencia

Máxima distorsión total de corriente (THD)

P≤35 W 0.5 200%

35W<P≤60W 0.8 80%

60W<P≤100W 0.9 50%

P>100W 0.9 20%

Tabla 3.4: Límites permitidos para FP y THD de corriente

3.1.3.4 Eficacia

La eficacia determina la cantidad de lúmenes obtenidos en relación con la cantidad de potencia consumida por una bombilla. Entre mayor es la eficacia mejor es la calidad de la bombilla, ya que esta entrega una gran cantidad de lúmenes y consume muy poca potencia. La eficacia se calcula mediante:


PΦ=η

Donde =η Eficacia

=Φ Flujo luminoso de la bombilla

=P Potencia de la bombilla

3.1.3.5 Manual Único de Alumbrado Público (MUAP)

Según el Manual Único de Alumbrado Público, las bombillas de alta intensidad de descarga deben cumplir con ciertos valores mínimos de eficacia, flujo luminoso después de 100 horas de uso y vida promedio. Según estos valores, se puede determinar si cierta muestra cumple o no cumple con las especificaciones del MUAP.

Las características técnicas mínimas establecidas por el MUAP para las bombillas de vapor de sodio de alta presión son:

Potencia (W) Eficacia minima

(Lm/W) Flujo Luminoso 100 horas (Lm)

Vida promedio (horas)

70 92.86 ≥6500 24000

150 110 ≥16500 24000

250 128 ≥32000 24000

400 137 ≥55000 24000

1000 130 130000 24000

Tabla 3.5: Límites para eficacia lumínica, flujo luminoso y vida promedio según el MUAP

para vapor de sodio alta presión.


Las características técnicas mínimas establecidas por el MUAP para las bombillas de vapor de mercurio de alta presión son:

Potencia (W) Flujo Luminoso 100 horas (Lm)

Vida promedio (horas)

125 ≥6300 24000

250 ≥12700 24000

400 ≥22000 24000

Tabla 3.6: Límites para eficacia lumínica, flujo luminoso y vida promedio según el

MUAP para vapor de mercurio alta presión.


3.2. INDICADORES PARA LOS BOMBILLAS PROBADAS EN LABORATORIO.

Indicadores

Marca Referencia Comercial Tipo Error de Potencia

(%)

Calificación

Error de Potencia

Error de Flujo luminoso (%)

Calificación Error de Flujo

luminoso Eficacia (lm/w) Calificación vida

promedio (MUAP)


$/iluminación

GE LU150/100/HO/T/40 Sodio 2.73 Excelente -10.34 Excelente 101.82 Cumple 2.09

GE LU250/T/40 Sodio -2.44 Excelente -5.64 Excelente 106.39 Cumple 2.21

GE LU70/90/27 Sodio 3.53 Excelente 12.48 Deficiente 83.81 Cumple 3.22

LEXMANA LEXMANA SON - T 70W Sodio 1.71 Excelente -13.95 Excelente 72.51 Cumple 2.89

LEXMANA LEXMANA SON-T 150W Sodio -1.67 Excelente -5.55 Excelente 96.05 Cumple 2.44

OPALUX OPALUX SON - T 150W Sodio -10.20 Aceptable -16.86 Excelente 92.59 Cumple 2.45

OPALUX OPALUX SON - T 70W Sodio -2.71 Excelente -37.39 Excelente 55.16 Cumple 2.89

OSRAM NAV-T 250 Sodio 5.80 Aceptable 2.43 Excelente 108.43 Cumple 2.17

PHILIPS CERAMALUX C250 S50/C Sodio 3.28 Excelente 16.59 Deficiente 109.72 Cumple 2.50

PHILIPS MASTER SON-T PIA Plus 150W E E40 Sodio 4.65 Excelente 7.76 Aceptable 113.27 Cumple 2.23

PHILIPS MASTER SON-T PIA Plus 70W E E27 Sodio 5.43 Aceptable -1.00 Excelente 88.53 Cumple 2.63

PHILIPS SON-T Pro 150W E40 Sodio 3.58 Excelente 2.63 Excelente 99.08 Cumple 2.48

PHILIPS SON-T Pro 70W E27 Sodio 2.64 Excelente 3.10 Excelente 86.09 Cumple 2.91

SYLVANIA SHP-T 150W Sodio 1.07 Excelente -3.97 Excelente 91.85 Cumple 2.53

SYLVANIA SHP-T 250W Sodio -4.63 Excelente -10.11 Excelente 105.56 Cumple 2.17

SYLVANIA SHP-T 70W Sodio 4.14 Excelente -0.95 Excelente 81.52 Cumple 2.89

VECA STAR SON - T 250 W E40 Sodio 4.04 Excelente Faltan datos Faltan datos 97.56 Cumple Faltan datos

GE KOLORLUX-H250/40 Mercurio -1.68 Excelente -7.57 Excelente 48.89 No Cumple 4.66

PHILIPS HPL-N 125 W Mercurio 0.00 Excelente -12.75 Excelente 43.28 Cumple Faltan datos

PHILIPS HPL-N 250W E40 Mercurio -1.96 Excelente -12.48 Excelente 45.35 Cumple Faltan datos

SYLVANIA MERCURY VAPOR 125 W E 27 Mercurio 1.66 Excelente Faltan datos Faltan datos 44.69 No Cumple Faltan datos Tabla 3.7: Indicadores aplicados a los bombillas de vapor de sodio y mercurio alta presión.


Anexo A3.1

Ahorro energético en alumbrado público: Aplicación de un balasto electrónico para lámparas de sodio alta presión. Argentina 2005.

El presente trabajo fue desarrollado por el Ingeniero Jaime Hierro (Director Departamento de Investigación y desarrollo) y publicado por el Consejo Profesional de Ingeniería Mecánica y Eléctrica.

La ingeniería actual ha desarrollado un balasto electrónico para alumbrado público que produce un ahorro energético del 40% y presenta bajos costos de mantenimiento y una reducción en el reemplazo de las bombillas.

Reseña histórica

A principios de los años ochenta algunas compañías multinacionales dedicadas a la electrónica y a la iluminación sacaron al mercado una serie de productos confiables y eficientes y a precios cómodos, gracias al desarrollo de dispositivos como lo son los transistores Mosfet de alta tensión y algunos otros. Dichos balastos proporcionaban un ahorro del 30% en el consumo de electricidad, trabajaban a frecuencias del orden de 50kHz lo que les permitía disminuir las perdidas y aumentar el flujo lumínico; además estos balastos presentaban una notable disminución en tamaño y peso.

Dos décadas de experiencia y nuevos desarrollos tecnológicos traen consigo el desarrollo de balastos para bombillas de descarga de alta presión capaces de manejar potencias de algunos cientos de vatios con rendimientos del 95%,contando además con un control de encendido y estabilización de potencia, circuitos de protección, corrección de factor de potencia y posteriormente dimerización y control inteligente.

Ahorro Energético

La corriente eléctrica que alimenta una bombilla fija la potencia consumida por ésta de tal modo que es necesario limitar su valor a uno establecido por el fabricante, por otro lado toda desviación de la corriente afectara negativamente la vida útil de la bombilla.

Normalmente la limitación de la corriente la brinda una reactancia inductiva; Cuando se trabaja a altas frecuencias la inductancia requerida es menor por esta razón el tamaño, peso y pérdidas se reducen de manera significativa. Por ejemplo:

La reactancia para una lámpara de 150 W SAP (Sodio de Alta Presión) a 50Hz resulta de:

L=290mH Volumen=0.54 dm3 Peso = 2.400Kg


Mientras que para una lámpara que trabaja a altas frecuencias es:

L=2mH Volumen=0.035 dm3 Peso = 80gr

En cuestión de pérdidas tenemos:

Potencia de pérdidas a 50 HZ = 25 W

Potencia de pérdidas en alta frecuencia = 3W (utilizando alambre multifilar o ‘Litz”)

Es por esta razón que el recambio tecnológico de bombillas traería enormes ventajas.

Lámpara alimentada en alta frecuencia

Fig.A3.1.1 Tensión de red y tensión de arco en una lámpara de uso medio.

Este es el comportamiento de una lámpara trabajando a 50 Hz, la tensión de arco presenta una forma rectangular con un sobrepico denominado “Tensión de reencendido Vr” que ocurre con el cambio de sentido de circulación de la corriente.


Fig.A3.1.2 Tensión de red y tensión de arco en una lámpara cercana al fin de la vida útil.

A medida que la lámpara envejece la tensión de arco cambia; aumenta la tensión de reencendido, acercándose en valor instantáneo a la tensión de la red. La potencia consumida aumenta llegando a 8% por encima de la nominal. En el momento en que la tensión se eleva demasiado (supera la tensión instantánea de la red) se produce el apagado de la bombilla debido a que la tensión de la red no es suficiente para sustentar el arco. En el caso en que la tensión de la red sea inferior a 220Vca la lámpara no habrá llegado al final de su vida útil pero si empezará a fallar anticipadamente hasta llegar a agotarse completamente.

Fig.A3.1.3. Tensión de arco en alta frecuencia


Es notable la forma de onda cuasisenoidal y la ausencia de tensión de reencendido. Es posible afirmar que no existirá reemplazo prematuro de la lámpara y no se incrementará la potencia consumida a lo largo de la vida útil. Efectivamente el balasto electrónico aumentara la expectativa de vida de la lámpara al no existir reencendido, por contar con una tensión de salida regulada y de mayor valor que el de la red garantizando así con holgura la sustentación del arco.

Características y Ventajas Generales

Ahorro energético: El balasto electrónico consume alrededor del 5% de la energía inyectada mientras que un equipo convencional consume aproximadamente el 18%.

La variación de la potencia entregada a la lámpara debida a la variación de la tensión de línea y a la propia tolerancia en la impedancia del balasto convencional ocasiona hasta un 25% más de consumo. El aumento en la tensión de arco debido al envejecimiento (reencendido) trae consigo hasta un 8% adicional de consumo de energía.

El balasto electrónico entrega potencia constante con una tolerancia de +/- 2% y es independiente de las variaciones de la alimentación en un rango de 130 hasta 260 Vca , y al mismo tiempo puede incorporar un temporizador de reducción de consumo en función del horario.

Aunque es difícil declarar el ahorro total debido a la cantidad de factores externos, mediciones de campo indican que el ahorro promedio a lo largo de la vida útil de la lámpara en condiciones normales de instalación y con temporizador es de aproximadamente un 40%.

Mayor duración de las lámparas: Existen bastantes estudios que demuestran que las bombillas sufren un envejecimiento acelerado debido a las variaciones de tensión de línea y que algunas bombillas con pocas horas de funcionamiento son reemplazadas debido a intermitencias en su funcionamiento debidas no a un agotamiento de su vida útil sino a las bajas de tensión presentadas en la línea.

La alimentación con tensión constante y regulada en conjunto con la inexistencia de reencendido garantiza por lo menos la vida útil especificada por el fabricante.

Muy amplio rango de funcionamiento: El balasto electrónico presenta un rango de funcionamiento que va desde 130Vca hasta 260Vca característica que lo hace apropiado para zonas en donde las alteraciones de tensión son frecuentes. Este balasto funciona manteniendo las características de potencia entregada a la bombilla y nivel de iluminación.


Alto cosϕ y baja distorsión armónica: el THD es menor del 10% y cosϕ es de 0.98 superando los valores de los balastos convencionales cuyo cosϕ se corrige en general en 0.9 y el THD es del 30%.

Peso y volumen reducido: Resulta mas fácil manipular balastos electrónicos y el uso de ellos posibilita la aplicación en luminarias más pequeñas y de materiales mas livianos.

Protecciones Electrónicas: contra circuitos, circuito abierto e inversión de conexiones, brinda mayor seguridad.

Menor temperatura de trabajo: los balastos electrónicos trabajan a una temperatura de 20°C inferior a la que trabajan los balastos convencionales, lo que les permite entre otras cosas disminuir la necesidad de mantenimiento constante.


Anexo A3.2

Diagnóstico de las condiciones de iluminación nocturna en los recintos urbanos arbolados a partir de la modificación del sistema de alumbrado público. El caso de Mendoza (Argentina) en la estación invernal.

Laboratorio de Ambiente Humano y Vivienda - Instituto Ciencias Humanas Sociales y Ambientales (LAHV INCIHUSA).

Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET).

Centro Regional de Investigaciones Científicas y Tecnológicas – CRICYT C.C.131 C.P. 5500 – Mendoza

Mendoza al igual que la mayoría de ciudades en el mundo cuenta con un sistema de alumbrado público tradicional formado por luminarias montadas en postes metálicos con brazos simples dispuestos generalmente a la derecha del sentido del transito. Los elementos de iluminación están separados en intervalos de aproximadamente 30m, en un numero de 4 por cuadra. La conexión entre los postes se realiza vía aérea. La altura de los postes es de 8 m, sus brazos tienen 3.5m de longitud extendidos sobre la calzada y las luminarias tienen lámparas de vapor de mercurio de 250 y 400 W. El alumbrado nocturno funciona en promedio anual 4000 horas con las respectivas variaciones debidas principalmente a las variaciones estacionales.

Debido a la inseguridad urbana y deficiencias en el confort visual reportado por los transeúntes al igual que la necesidad de iluminar de manera adecuada los sectores más transitados de la ciudad al final de la década de los noventa se vio la necesidad de replantear el sistema de alumbrado público actual.

La presencia de árboles es uno de los principales factores que contribuye a generar este tipo de inconformidades De tal manera que uno de los objetivos del plan de reconversión es lograr una convivencia armónica entre ambos sistemas.

La reconversión contempla dos tipos de intervenciones.

1. Bajada de brazos o pescantes con la luminaria existente, a nuevas alturas de entre 5,5 y 6m.

2. Reconversión de lámparas de vapor de Mercurio de 400W por lámparas de vapor de Sodio de 150W de potencia.


Escenarios morfológicos

Para el análisis se tuvieron en cuenta cuatro escenarios presentes en la ciudad de Mendoza, todo estos escenarios presentan configuraciones similares en cuanto a anchos de calles (8-10m), anchos de andenes (5-6m), altura de la edilicia (construcción) (3-6m) y línea de edificación coincidente con la línea municipal.

Los cuatro escenarios son:

Escenario 1: Luminarias a la altura estándar de 8 metros, con lámparas de vapor de mercurio

Fig.A3.2.1.Escenario 1: Luminaria Base

Escenario 2: Luminarias a la altura estándar de 8 metros, reconvertidas a lámparas de vapor de sodio.

Fig.A3.2.2. Escenario 2: Luminaria Base Reconvertida.


Escenario 3: Luminarias bajadas a 6 metros, con lámparas de vapor de mercurio

Fig.A3.2.3. Escenario 3: Luminaria Bajada.

Escenario 4: Luminarias bajadas a 6 metros, reconvertidas a lámparas de vapor de sodio.

Fig.A3.2.4. Escenario 4: Luminaria Bajada Reconvertida.

Método de medición

El método utilizado consiste en el desarrollo de mediciones de iluminancia horizontal (Eh) e iluminancia vertical (Ev) sobre una grilla de 155 puntos configurada en torno a cinco ejes en el sentido longitudinal del canal vial. Cada uno de éstos está separado del contiguo cada 4m. Tres ejes


corresponden a la calzada y dos a los andenes. Perpendiculares a éstos y a partir de las luminarias, se trazaron ejes transversales posicionados cada 3m. En la siguiente figura se puede apreciar más claramente la descripción.

Fig.A3.2.5. Grilla de Medición

El proceso de adquisición de datos se realizo en la estación de invierno con un cielo cubierto o despejado sin luna. Las mediciones de Eh se hicieron a nivel de piso, y las de Ev a 1,50m. En este caso, se realizaron cada 45° de rotación en un ángulo de giro de 360° a los efectos de calcular la iluminancia semicilíndrica (Esc) en andenes.

RESULTADOS

Los resultados obtenidos del desarrollo de las mediciones han sido evaluados en términos de cantidad y calidad mediante los siguientes criterios de análisis:

En relación a la cantidad, se comparan en calzada, los valores de Eh med medidos y recomendados por la norma IRAM-AADL6 que adoptada para las vías de clase F (“calles residenciales con presencia de peatones y tránsito vehicular lento”) un Eh med = 10 lux

En el andén se analizan los valores medidos respecto a la Esc mín recomendada por la CIE 115 -1995, correspondiente a la clase P4: “zona residencial de media utilización” (Esc mín: 2 lux).

La calidad se evalúa en torno a la uniformidad de los valores medidos en calzada, mediante los

coeficientes G1= medEh mínEh

y G2 =maxEh mínEh


A partir de las recomendaciones de Eh med y de uniformidad (G1 y G2), se calculó el rango entre Eh mín y Eh max dentro del cual deben ubicarse los valores medidos a fin de cumplir con la norma.

Las clasificaciones utilizadas (F para calzada y P4 para andén), corresponden a los casos de mínima exigencia de iluminación previstos por las normas consultadas.

En calzadas tenemos:

Escenario 1: Los datos obtenidos correspondientes a Eh med alcanzaron valores del orden de los 4lux. Si se tiene en cuenta que la norma recomienda 10lux, la Eh med medida representa sólo el 40% de ésta. De los valores medidos el 15% se encuentra por debajo de la Eh mín, es decir fuera del rango medio. El 85% restante se posiciona dentro del rango medio, pero comprendido entre 2.5 y 7,5lux, es decir sin alcanzar la media recomendada. Por tanto las condiciones de iluminación en términos de cantidad resultan inadecuadas.

En cuanto a la uniformidad, los valores medidos de G1=0.306 y G2 =0.190 son mayores a lo estipulado por norma para G1=0.250 y para G2 =0.125. Es decir que el escenario tradicional reúne sólo condiciones de uniformidad.

Escenario 2: La reconversión de lámparas eleva la Eh med superando a la norma en un 40% ya que la media registrada en este caso es de 14lux. En este caso el 22% de los valores supera el límite de Eh max, mejorando las condiciones de iluminación principalmente en el centro de la calzada y bajo las luminarias. Esta mejora puede deberse al menor índice de depreciación del sistema, en comparación con las luminarias y lámparas del Escenario 1. El coeficiente G1 calculado es de 0,344 y G2 es 0.163. Por tanto las condiciones de uniformidad se ajustan a la recomendación.

Escenario 3: La bajada de brazos de las luminarias, manteniendo el mismo artefacto del escenario 1, registra valores de Eh med del orden de los 7lux, representando un 70% de la norma. El 14% de los puntos medidos se ubica por debajo de la Eh mín. El 82% de los datos se encuentra dentro del rango medio, sin embargo, éstos no cumplen con la media requerida. Por otro lado existe un 4% de datos por encima del valor máximo estipulado, debido al acercamiento de las luminarias al plano de la calzada. Es decir que, si bien existe una mejora en cuanto a la cantidad de luz respecto del Escenario 1, los valores en su mayoría no alcanzan el requerimiento establecido por norma.

En cuanto a la uniformidad del sistema, al reducir la altura de instalación los valores en términos de G1=0,192 y G2=0,043 son muy inferiores a lo establecido en la norma.


Esta modificación en la altura de instalación de luminarias con lámparas de vapor de mercurio, sólo aporta un leve aumento en la cantidad de luz, sin llegar a los valores requeridos, y pierde las condiciones de uniformidad en comparación con el Escenario 1.

Los resultados obtenidos muestran que bajar las luminarias por debajo de la altura mínima prevista para su óptimo funcionamiento no aporta beneficios significativos al sistema.

Escenario 4: El resultado de las mediciones realizadas en este escenario, con bajada de luminarias y reconversión de lámparas de vapor de mercurio por lámparas de vapor de sodio, muestra que la Eh med medida supera a la norma en un porcentaje del 110%, dado que los valores ascienden de 10 a 21lux.

De los datos obtenidos, el 63% se encuentra comprendido en el rango medio, mientras que el restante 37% supera el valor de Eh max, especialmente en los puntos cercanos a las luminarias.

En términos de uniformidad el coeficiente G1 se acerca a la norma, es decir los valores mínimos se aproximan a la media, en cambio el G2 se aleja de la misma, reflejando valores máximos muy elevados. Las diferencias con el Escenario 3 se traducen en mayor cantidad de luz y menor homogeneidad.

En andenes tenemos:

Escenario 1: Los valores medidos de Esc para ambos andenes se posicionan por debajo de lo recomendado por la CIE (Esc mín: 2lux). Esto se debe por un lado, al actual estado del sistema (depreciación de lámparas y de luminarias por falta de mantenimiento) y a la interferencia del ramaje debido a la superposición del volumen de las copas de los árboles

sobre el sistema de alumbrado. Sólo el 3% de los datos alcanza valores comprendidos entre 2,3 y 2,5lux para cada andén, esto se corresponde con los puntos extremos del canal vial debido al aporte de iluminancia que se produce en la intersección de calles.

Si bien la recomendación no estipula condiciones de uniformidad en andenes, se observa que las curvas se desarrollan en forma homogénea, aunque no cumple con el requerimiento de cantidad mínimo. La Esc med oscila alrededor de 1lux, siendo el comportamiento de los valores similar en ambos andenes.

Escenario 2: Las condiciones de iluminación para andenes mejoran sustancialmente respecto al Escenario 1. Para el andén que contiene a las luminarias, el 94% de los valores medidos supera la norma, alcanzando una Esc med de 3,4lux con máximos de 5,2lux. Para el andén opuesto a las


luminarias el 71% de los datos está por encima de la norma, registrando una Esc med de 2,3lux con picos de 3,7lux.

En términos de calidad, se observan comportamientos diferentes en relación a la ubicación de las luminarias, con mayor contraste lumínico para el andén que contiene a las mismas. Éste andén presenta valores por encima de la norma con picos elevados (5lux), mientras que la andén opuesta se comporta en forma más homogénea.

Escenario 3: Las mediciones efectuadas muestran comportamientos distintos de la iluminación en cada andén, con valores de Esc med de 1,8lux para la andén con luminarias y 2,4lux para la opuesta. En la primera, sólo el 55% alcanza la cantidad recomendada, generando picos de luz coincidentes con puntos cercanos a las luminarias. El andén opuesto registra un porcentaje del 29% de los valores por encima de la recomendación, mostrando a su vez un comportamiento más homogéneo.

Escenario 4: Los valores de Esc medidos se posicionan en su mayoría, para los dos andenes, por encima de los 2lux recomendados. Siendo la Esc media de 5,8lux para la andén que contiene a las luminarias y de 3,8lux para la andén opuesta a las luminarias.

El andén donde se ubican las luminarias presenta el 77% de sus valores por encima de lo requerido, observándose valores muy elevados, con máximos de 14lux, y valores muy bajos que no alcanzan la norma (23% de los puntos medidos). Estos valores mínimos, se deben a una mayor densidad de árboles derivada de menores distancias de plantación -3 metros- que provocan zonas de oscuridad en el cañón urbano. La percepción visual en este andén es de poca uniformidad, con notables superficies de sombra arrojada por los troncos de los árboles.

El andén opuesto a las luminarias se comporta en forma más homogénea respecto al andén con luminarias, con el 97% de los valores por encima de la mínima recomendada.

Por último en los Escenarios 3 y 4 la cantidad de luz no esta condicionada por las copas, dado que se posicionan por encima de las luminarias. Sin embargo, la uniformidad se ve afectada por las siguientes razones: la presencia de los fustes de los árboles generan bloqueos sobre el cono de iluminación, produciendo superficies de sombra y a que el sistema de iluminación está diseñado para funcionar a mayor altura, descrito previamente.

Las siguientes gráficas muestran los comportamientos anteriormente descritos


Fig.A3.2.6.Ejes longitudinales de Esc (andén luminarias)

Fig.A3.2.7 Ejes longitudinales de Esc (andén opuesto)

Fig.A3.2.8. Esc med—Esc min CIE (andén luminarias)


Fig.A3.2.9. Esc med—Esc min CIE (andén opuesto)

CONCLUSIONES

Las modificaciones requeridas optimizar el sistema de alumbrado público se pueden encauzar por medio de dos tipos de intervenciones: bajada de luminarias y reconversión de lámparas. La primera (Escenario 3) tiene como objetivo extender el baño de luz los andenes o vías peatonales con un mínimo costo, sin efectuar el recambio de lámparas.

Los resultados arrojados de las mediciones en esta situación, reflejan una mayor cantidad de luz en calzadas y en veredas. Sin embargo dichos valores no alcanzan a cumplir con lo recomendado por norma. Por otro lado, el hecho de bajar las luminarias produce un impacto negativo en las condiciones de uniformidad requeridos para iluminación de recintos urbanos.

Respecto a la reconversión, el objetivo del cambio de lámparas de vapor de mercurio por lámparas de vapor de sodio, apunta a controlar el impacto energético-ambiental, debido al mayor rendimiento de las nuevas lámparas y al consiguiente ahorro energético previsto (las lámparas vapor de sodio son aproximadamente un 70% más eficientes que las de vapor de mercurio).

En términos de resultados, la sola reconversión sin bajada del artefacto (Escenario 2), ha significado una mejora en cuanto a cantidad y calidad que coloca al sistema en norma. No obstante dichos resultados son parciales y deberá evaluarse en la condición de verano, cuando los árboles estén en su máxima expresión vegetativa, de modo de verificar cuantitativamente esta hipótesis.

Para la situación de luminarias bajadas con reconversión, se aprecia que la cantidad de luz supera los valores recomendados por norma, tanto para calzada como para veredas, y se pierden las condiciones de uniformidad dado que el sistema, aparentemente, está preparado para funcionar a alturas superiores a siete metros. Por otro lado se observa que utilizar la misma fuente luminosa para iluminar calzada y vereda presenta dificultades. O bien se mejora el diseño del artefacto o se utilizan dos elementos específicos para cada situación.


Dado que el estudio realizado abarca consideraciones referidas a dos sistemas de distinta naturaleza, como lo es el arbolado urbano, de características eminentemente dinámicas y el alumbrado público como sistema artificial y estático, es necesario dar continuidad al estudio a lo largo de un ciclo anual y para el conjunto de especies forestales más frecuentes en el medio urbano. De esta manera se podrán transferir los resultados al municipio, de modo de encauzar las medidas, y permitir elaborar pautas flexibles, capaces de responder a la variabilidad del medio urbano evitando acciones generalistas.

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