Atenuación Solar y Clases de Alumbrado Viario

Pedir a una luminaria solar para alumbrado público que mantenga una clase de alumbrado viario y la primera objeción que escuchará es que regula su intensidad. La iluminación aislada de la red funciona con un presupuesto energético diario fijo, por lo que la mayoría de los sistemas reduce su potencia en las horas de madrugada para garantizar que la batería llegue hasta el amanecer. Esa objeción merece una respuesta mejor que una simple tranquilización: las preguntas reales son qué horas deben mantener la clase, qué horas pueden regularse y qué evidencia demuestra el resultado.

Esta guía está escrita para las personas que tienen que aprobar esa respuesta — compradores de proyectos, contratistas EPC, consultores y distribuidores que venden a obras municipales y de carreteras. Explica cómo funcionan realmente los dos sistemas de clases que encontrará en una licitación, cómo interactúa un perfil de regulación solar con ellos, por qué la distribución de la luz importa más que una cifra de lúmenes y qué debe escribirse en una solicitud de cotización para que las ofertas competidoras puedan compararse.

Por qué la regulación y las clases de alumbrado viario chocan en los proyectos solares

Las luminarias solares para alumbrado público se dimensionan en torno a un presupuesto energético diario fijo, por lo que a menudo se reduce la potencia después de medianoche para garantizar que la batería llegue hasta el amanecer. Una clase de alumbrado viario es una promesa hecha a la autoridad vial, y esa promesa no caduca porque la luminaria esté aislada de la red.

En una instalación conectada a la red, la decisión de regulación es en gran medida una elección de diseño de iluminación: el ahorro de energía es bienvenido pero rara vez decisivo, porque la red siempre puede suministrar más. Aislada de la red, la misma decisión es estructural. Cada hora a plena potencia se paga en vatios de panel y vatios-hora de batería, y esos dos elementos dominan el coste unitario del poste. Un proyecto que aplana silenciosamente el perfil nocturno para ahorrar batería, y nunca revisa el requisito de clase, es la forma más común en que un esquema de iluminación solar acaba en conflicto con su propia especificación.

La consecuencia práctica es que la regulación no puede ser una ocurrencia tardía añadida en la puesta en marcha. Tiene que acordarse con quien redactó la especificación, porque cambia al mismo tiempo la clase requerida, la óptica requerida y la batería requerida.

Los dos sistemas de clases que citará una licitación

La mayoría de las especificaciones que encontrará provienen de una de dos familias. La serie europea EN 13201 define las clases de alumbrado viario en Europa y se cita ampliamente en otros lugares, mientras que la práctica recomendada para vías del IES es la referencia utilizada en Norteamérica y gran parte de Asia-Pacífico.

La EN 13201 se publica por partes, y ayuda saber a cuál apunta una cláusula. La Parte 1 cubre la selección de clases de alumbrado, la Parte 2 establece los requisitos de prestaciones, la Parte 3 define el cálculo, la Parte 4 la medición y la Parte 5 los indicadores de eficiencia energética. Una licitación que nombra "EN 13201" sin una parte normalmente cita los valores de prestaciones de la Parte 2.

La familia IES funciona de manera diferente. La práctica para vías establece objetivos de iluminancia y uniformidad según la clasificación de la vía en lugar de una única tabla de luminancia, y cuando la luz hacia arriba o la luz intrusa son una restricción, la especificación a menudo añade una calificación BUG para luz trasera, luz hacia arriba y deslumbramiento. Dado que los dos sistemas se basan en criterios diferentes, una clase de uno no puede convertirse en una clase del otro mediante aritmética — el cálculo tiene que ejecutarse en el sistema que adoptó la autoridad.

Qué exige realmente una clase: M, C y P

La norma europea clasifica las vías en tres grupos. Las clases M cubren zonas para tráfico motorizado y se juzgan por la luminancia de la superficie de la calzada, las clases C cubren zonas de conflicto, y las clases P cubren zonas peatonales y de baja velocidad juzgadas por iluminancia horizontal en lugar de luminancia.

Los valores siguientes son los requisitos de la Parte 2 para las clases M, el grupo que más importa en obras de autopistas y vías colectoras. Son las cifras mantenidas: el nivel que la vía debe seguir alcanzando al final del ciclo de mantenimiento, no la cifra medida el día en que se levantan los postes.

Los valores se toman de la EN 13201-2:2015 y se reproducen aquí únicamente como orientación; confirme la edición que nombra su especificación y compruebe el anexo nacional que corresponda, porque la adopción difiere entre países.

Tres de esas columnas merecen una lectura en lenguaje llano. La uniformidad global es la relación entre la luminancia más baja y la media en la calzada, y es lo que evita que una carretera parezca una serie de charcos brillantes. La uniformidad longitudinal controla el patrón de claro-oscuro que ve un conductor que circula a lo largo de la fila de postes, que es el efecto que hay detrás del conocido patrón de cebra en esquemas con espaciado deficiente. El incremento de umbral mide el deslumbramiento incapacitante — el brillo velado frente a los ojos del conductor — y es el valor que más fácilmente se incumple por una luminaria mal orientada en un poste bajo.

Los valores de prestaciones también se definen para vías lo suficientemente largas como para que el concepto de luminancia se mantenga, aproximadamente veinte a veintidós veces la altura de montaje. Los tramos cortos, las intersecciones y las rotondas caen en las clases C, que es por lo que un esquema que satisface una clase en un enlace largo puede seguir fallando en la intersección al final del mismo.

La selección de clase depende del tiempo: la base para la regulación con horario nocturno parcial

La guía para elegir una clase no trata el tráfico como constante. La velocidad de diseño, el volumen de tráfico, la composición del tráfico, la densidad de intersecciones, los vehículos estacionados, la luminancia ambiental y la dificultad de navegación conllevan todos valores de ponderación, y el número de clase se deriva de su suma.

Eso no es un tecnicismo: es la base legítima para la regulación nocturna. Una carretera que soporta tráfico mixto intenso a las 20:00 y casi nada a las 03:00 no tiene el mismo requisito de iluminación en ambos momentos, porque dos de los parámetros de selección, el volumen de tráfico y la luminancia ambiental, han cambiado. Cuando la autoridad acepta el argumento, la clase que debe mantenerse entre, por ejemplo, las 22:00 y las 05:00 es la clase inferior, y el sistema solo tiene que entregar la clase superior durante las horas de la tarde.

Lo que la autoridad no aceptará es que un proveedor decida esto unilateralmente. La regulación es una decisión de diseño tomada con el propietario de la carretera, documentada en la especificación y luego implementada como un horario. Un esquema de iluminación con una noche regulada y sin acuerdo escrito no es un esquema eficiente: es una desviación no aprobada que saldrá a la luz en la entrega, cuando los postes ya estén instalados.

Cómo interactúa un perfil de regulación solar con la clase

Un perfil de regulación es un horario que fija un nivel de salida para cada bloque de la noche y, para una luminaria aislada de la red, es la palanca más importante sobre el tamaño de la batería. El valor predeterminado publicado para la gama integrada VOLTIC ZHENYE se expone a continuación.

Estos son ajustes de fábrica publicados para la gama, y se confirman por escrito frente al modelo pedido; el mismo perfil puede ajustarse para un proyecto, pero el ajuste debe solicitarse en lugar de darse por supuesto.

La aritmética que importa es simple, y vale la pena hacerla antes de que salga la licitación. Doce horas a plena salida son 1.200 por ciento-horas de energía por noche. El perfil anterior, con el sensor nunca activado, resulta en 480 por ciento-horas; con el sensor activado en cada bloque alcanza 920 por ciento-horas. Así, la misma luminaria afronta una noche que va del 40 por ciento al 77 por ciento de una noche a plena salida, según lo concurrida que esté realmente la carretera.

Ahora aplique la clase. Si la especificación dice que la clase completa debe mantenerse desde el anochecer hasta el amanecer, el perfil tiene que ser un 100 por ciento plano, el sistema debe dimensionarse para 1.200 por ciento-horas, y el panel y la batería crecen en consecuencia. Si la especificación permite la clase inferior después de medianoche, la energía requerida cae bruscamente y el mismo poste puede cotizarse con una batería más pequeña, o la misma batería puede cotizarse con más margen de autonomía. Cualquiera de las dos respuestas es defendible. Una oferta que no responde a ninguna, y que en silencio asume la más barata, es la que falla en la primera inspección de invierno.

Óptica: adaptar la distribución de la luz a la carretera y a la clase

Una clase se entrega mediante la forma de la luz, no mediante la cifra de lúmenes en la caja. Dos luminarias con los mismos lúmenes pueden producir una luminancia completamente distinta en la calzada, por lo que las especificaciones exigen un tipo de distribución y un archivo fotométrico en lugar de una cifra de salida.

Las clasificaciones transversales que se citan comúnmente en las licitaciones describen hasta dónde llega el haz útil a través de la carretera cuando la luminaria se monta cerca del borde. La regla geométrica práctica utiliza la altura de montaje como unidad de medida, por lo que la misma óptica sirve para una carretera ancha sobre un poste alto y una carretera estrecha sobre uno bajo.

Las etiquetas de tipo siguen la clasificación transversal que se cita comúnmente en las licitaciones. Trate las proporciones como un punto de partida y confirme la definición en la edición de la norma que nombre su especificación, porque los límites se han reformulado entre ediciones.

En una luminaria solar integrada hay una segunda restricción que las guías conectadas a la red nunca mencionan. El panel y la cabeza de la lámpara comparten una carcasa, por lo que el azimut del panel y la dirección de la óptica están vinculados mecánicamente. Una unidad todo en uno fija puede orientarse hacia la carretera o inclinarse hacia el sol, pero no de forma independiente para ambos, y el compromiso debe decidirse en la instalación en lugar de en el pedido. Esa es una razón por la que los sistemas de tipo dividido siguen ganando en carreteras norte-sur y en sitios donde el conjunto debe ser más grande de lo que permite la carcasa: el equilibrio se expone en nuestra guía sobre luminarias solares todo en uno frente a tipo dividido.

Aquí está la parte que la mayoría de las cotizaciones omite. Nuestros datos de producto publicados cubren salida, tamaño del panel, capacidad de la batería, altura de montaje y espaciado recomendado, pero no publican un tipo de distribución por modelo. Así que no acepte "Tipo III" como una afirmación en una oferta: solicite el archivo fotométrico para el modelo y la óptica exactos que se cotizan, y haga ejecutar el cálculo en DIALux, Relux o AGi32 sobre la geometría de su carretera. Si un proveedor no puede producir el archivo para la configuración específica, la promesa de clase no está basada en evidencia.

Autonomía, noches en el peor caso y la línea base regulada

La autonomía es el número de días consecutivos de baja insolación que soporta un sistema con un perfil de regulación declarado, y carece de sentido sin ese perfil adjunto. Dos proveedores pueden decir ambos tres días nublados mientras uno supone que la luz funciona a plena salida toda la noche y el otro supone un recorte nocturno pronunciado.

La autonomía también depende de las horas de sol supuestas en el balance energético. Una cifra cotizada para cinco horas de sol pico y una cifra cotizada para tres describen hardware completamente distinto en la misma latitud, y ninguna es incorrecta: son simplemente respuestas a preguntas diferentes. La solución es indicar tanto el perfil como las horas de sol diarias supuestas en la especificación, para que cada oferta responda a la misma pregunta.

Las alturas de montaje y el espaciado publicados para la gama integrada ZHENYE son útiles aquí, porque muestran cómo crece el sistema con la carretera.

Esas cifras de separación son la recomendación de fábrica para un objetivo de uniformidad de uso general, no un resultado de clase. La separación es lo que realmente decide la uniformidad, por lo que la separación debe recalcularse en función del ancho de su vía, su altura de montaje y su clase, que es exactamente el cálculo que debería volver con la cotización. Para un ejemplo desarrollado en un sitio grande, consulte la guía de iluminación solar para estacionamientos.

Vale la pena llevar a la consulta dos puntos publicados adicionales. Nuestros modelos estándar tienen clasificación IP65, que es el nivel con el que se fabrican y prueban las luminarias para servicio en exteriores, y la vida del LED se publica en 50.000 horas con una garantía de cinco años para la luminaria y una vida de batería LiFePO4 de ocho a diez años. La batería es el componente que suele decidir la economía del mantenimiento, y se analiza con más detalle en nuestra guía sobre baterías para farolas solares.

Una advertencia honesta antes de fijar la especificación: nuestros modelos estándar publican una temperatura de color de 6000 K. Muchas especificaciones municipales ahora fijan un rango más cálido de 3000 K a 4000 K para zonas residenciales, y cuando la especificación lo hace, plantéelo a la fábrica en la etapa de consulta y solicite confirmación por escrito antes de cotizar en lugar de suponer que la opción existe.

Qué escribir en la solicitud de cotización

Una solicitud de cotización que nombra una clase pero nada más atraerá ofertas que no son comparables, porque cada proveedor llena los vacíos con sus propios supuestos. Las cláusulas siguientes obligan a que esos supuestos salgan a la luz, y la mayoría de ellas no le cuestan al proveedor más que una respuesta honesta.

• Clase y horas. Indique la clase por tipo de vía, la norma y la parte de la que proviene, y las horas durante las cuales debe mantenerse.
• Perfil de regulación. Escriba el perfil permitido hora por hora, tanto en el estado de presencia como en el de ausencia, o indique explícitamente que se requiere salida constante.
• Archivo fotométrico. Exija el archivo IES o LDT para el modelo y la óptica exactos cotizados, con el diagrama de intensidad luminosa que demuestre la distribución.
• Cálculo. Exija un informe de rendimiento mantenido sobre la geometría real —altura de montaje, desplazamiento del poste, separación y ancho de calzada— con los valores promedio y mínimo y la relación de uniformidad indicados.
• Factor de mantenimiento. Exija que se indique el factor de mantenimiento asumido en el cálculo, junto con el ciclo de limpieza que implica.
• Luz derramada. Si la autoridad limita la luz hacia arriba o la luz intrusa, exija las cifras BUG o la evidencia fotométrica equivalente, no la frase "full cut-off".
• Autonomía. Exija la autonomía en días con el perfil indicado, junto con las horas de sol diarias asumidas.
• Temperatura de color. Fije el rango requerido y exija confirmación por escrito cuando el producto estándar difiera.
• Documentos en la entrega. Acuerde los informes de ensayo, planos y manuales que se envían con cada pedido, y el idioma en que deben estar. Nuestra guía de certificación y cumplimiento explica cómo verificar qué certificado es válido en qué mercado.

Dos cláusulas de esa lista se omiten sistemáticamente y causan disputas de forma sistemática. La primera es el cálculo: una clase es una propiedad de una disposición, no de una luminaria, por lo que un informe realizado sobre la geometría de otro no prueba nada sobre la suya. La segunda es el factor de mantenimiento, porque un supuesto generoso promete silenciosamente una vía más brillante de lo que el hardware entregará después de dos años de servicio.

El deslumbramiento es la tercera área que recompensa la atención antes del pedido, y los límites suelen escribirse como un requisito de luz hacia arriba o de incremento de umbral más que como una preferencia. Nuestras notas sobre deslumbramiento y contaminación lumínica cubren cómo se expresan esos límites, y los mismos cálculos son los que se utilizan para verificar una clase.

Preguntas frecuentes

¿Una farola solar regulada sigue cumpliendo con EN 13201?

Puede hacerlo, si la clase que aplica durante las horas de regulación es la clase que el sistema aún entrega. La selección de clase depende del volumen de tráfico y las condiciones ambientales, que cambian a lo largo de la noche, por lo que una clase inferior puede ser legítima después del pico vespertino, pero la autoridad debe acordarlo por escrito.

¿Cuál es la diferencia entre las clases M, C y P?

Las clases M se aplican a vías utilizadas principalmente por tráfico motorizado y se juzgan por la luminancia de la superficie de la vía y su uniformidad. Las clases C se aplican a áreas de conflicto como intersecciones. Las clases P se aplican a áreas peatonales y de baja velocidad, donde los criterios son la iluminancia horizontal y semicilíndrica en lugar de la luminancia.

¿Qué tipo de distribución de luz conviene para un poste de 7 m en una vía de seis metros?

Como punto de partida, compare el ancho de la vía con la altura de montaje. El Tipo II es la clase estrecha, el Tipo III cubre calzadas de ancho medio, el Tipo IV llega más lejos a través de vías más anchas, y el Tipo V distribuye la luz de forma simétrica para áreas. Confirme la elección con un cálculo sobre su geometría real.

¿Puede una farola solar mantener una clase toda la noche sin regulación?

Sí, pero debe dimensionarse para ello. Doce horas a plena potencia son 1.200 por ciento-horas de energía por noche, frente a unos 480 a 920 por ciento-horas para un perfil escalonado. Tanto la potencia del panel como la capacidad de la batería aumentan, por lo que la decisión pertenece a la etapa de diseño.

¿Qué es un factor de mantenimiento y quién lo establece?

Un factor de mantenimiento es la tolerancia que un cálculo de iluminación contempla por la suciedad en la lente y la depreciación gradual de la luz entre ciclos de limpieza. El valor debe indicarse en el cálculo, porque un proveedor que asume un factor generoso promete silenciosamente una vía más brillante de lo que el hardware entregará.

¿Necesito un archivo IES, o basta con una cifra de lúmenes?

Una cifra de lúmenes no es suficiente para una especificación basada en clases. Solicite el archivo fotométrico para el modelo y la óptica exactos que se cotizan, no un archivo de familia, y pida el diagrama de intensidad luminosa que demuestre la distribución. Sin él, el cálculo es un supuesto en lugar de evidencia.

¿Un sistema de tipo split facilita el cumplimiento de la clase?

A veces. Un sistema split permite orientar el panel y la lámpara de forma independiente, de modo que la óptica puede mirar hacia la vía mientras el panel mira hacia el sol. Eso ayuda en vías norte-sur y disposiciones ajustadas, y elimina el compromiso que impone una carcasa todo en uno fija.

Siguiente paso: envíe la vía, no solo la potencia

Si solo envía una potencia, cualquier fábrica puede cotizarle algo. Envíe el ancho de la vía, la altura de montaje que pretende utilizar, la clase que nombra su especificación y las horas que debe mantener, y la respuesta que reciba podrá verificarse.

Comience por la farola solar integrada de 150W o por la gama de farolas solares más amplia, y compare las alturas de montaje y las cifras de salida publicadas con su propia vía. Cuando la disposición aún esté abierta, nuestras notas sobre sensor de movimiento y perfiles de regulación explican cómo se establece el horario nocturno, y la luminaria solar para estacionamiento cubre la iluminación de sitios donde la geometría es un área en lugar de un carril. Cuando el requisito esté claro, envíelo a nuestro equipo de ingeniería y lo responderemos con el modelo exacto, con el archivo fotométrico y los supuestos indicados.