Iluminación LED para túneles vehiculares

Por ing. Gabriel Torres Aguilar*

Un túnel vehicular es una vialidad dentro de una obra subterránea, en cuyo interior la iluminación natural se encuentra restringida y puede contar con circulación de vehículos automotores en un único sentido o en ambos.

Para efectos prácticos, la iluminación general de los túneles vehiculares debe considerar la luminancia (Candelas/m2), que es la intensidad luminosa que se refleja por unidad de superficie en el asfalto de la vialidad, así como en las paredes y el techo.

La iluminación general de un túnel vehicular debe proveer un medio seguro de transición entre los diferentes niveles que presentan la luminancia interior y exterior, sin que afecten el tránsito de los automovilistas.

Para la correcta iluminación general dentro de un túnel vehicular, se deben considerar cada una de las cinco zonas que lo integran:

Zona de acceso. Es el área de la vialidad situada inmediatamente anterior a la entrada del túnel vehicular. Cubre la distancia a la que un conductor que se aproxima debe ser capaz de ver hacia el interior.

Zona de adaptación. Es el área que se ubica en la primera parte del túnel vehicular, directamente después de la zona de acceso, desde donde el conductor puede distinguir el interior.

Zona de transición. Es el área donde se efectúa un cambio de altos a bajos niveles de luminancia en el interior del túnel vehicular.

Zona interior. Es el área que abarca la mayor parte de la longitud del túnel vehicular, en donde se establece un bajo nivel de luminancia.

Zona de salida. Es el área en la que las condiciones de luminancia son menos críticas durante el día, debido a que la visión del conductor se adapta rápidamente a la luminancia exterior, lo cual le permite distinguir con mayor facilidad la salida del túnel.

La iluminación general de los túneles vehiculares debe considerar la

 luminancia, que es la intensidad luminosa que se refleja por unidad de

 superficie en el asfalto de la vialidad, así como en las paredes y el techo.

EL EFECTO DEL AGUJERO NEGRO

Durante el día, cuando un automovilista se aproxima a un túnel vehicular, se presenta un fenómeno visual denominado “efecto del agujero negro”, en el que la entrada se presenta como una mancha oscura, en cuyo interior no se puede distinguir nada. Este fenómeno, llamado de inducción, se presenta al momento de estar a una determinada distancia del túnel vehicular, debido a que la luminancia ambiental en el exterior durante el día es mucho mayor que en la entrada del túnel.

A medida que el automovilista se acerca a la entrada, esta va ocupando una mayor posición dentro del campo visual y el ojo humano se va adaptando progresivamente al nivel de luminancia en su interior, lo cual se conoce como fenómeno de adaptación.

Una de las soluciones para la diferencia de niveles de luminancia entre el exterior (3000 a 8000 Cd/m2) y el interior del túnel (15 a 20 Cd/m2) es mantener un valor de luminancia próximo al que existe en el exterior en toda la longitud del túnel, pero resulta impráctico y nada económico.

Cuando los túneles presentan una densidad de tráfico elevada o cualquier circunstancia que dificulte la visión, se opta por reducir de manera progresiva el nivel de luminancia desde la zona de adaptación hasta la zona interior. Durante el día, se considera que en la salida no existe mayor problema debido a que el cambio de niveles de luminancia es muy rápido para la adaptación de la visión del automovilista.

Por otro lado, cuando el interior del túnel vehicular presenta una luminancia de alto nivel respecto de la baja luminancia exterior de la noche, se debe considerar una uniformidad de luminancia que evite en lo posible afectaciones visuales en la transición.

Durante la noche, con la iluminación direccional de los faros principales de los vehículos, la adaptación de los altos niveles de luminancia en el interior del túnel a los bajos niveles de luminancia de la oscuridad exterior permite una mejor visión al salir.

Clasificación de la iluminación en túneles vehiculares

La iluminación general de los túneles vehiculares se puede agrupar en dos clasificaciones, según la distribución de la intensidad luminosa que es emitida por el luminario utilizado:

• Simétrica en el sentido transversal o longitudinal respecto de la vialidad.

• Asimétrica en el sentido longitudinal respecto de la vialidad.
En cuanto a la dirección de la circulación de los vehículos automotores, ésta se puede clasificar en:

• Contraflujo

• A favor del flujo

En el caso de la intensidad luminosa, de forma combinada se tiene la siguiente clasificación:

• Iluminación simétrica, en la cual la intensidad luminosa se distribuye en el sentido transversal de la vialidad.

• Iluminación asimétrica a contraflujo, en la cual la intensidad luminosa se distribuye en forma no simétrica respecto del sentido longitudinal de la vialidad y se dirige en contraflujo de la dirección de la visión de los conductores.

• Iluminación asimétrica a favor del flujo, en la cual la intensidad luminosa se distribuye en forma
no simétrica en cuanto al sentido longitudinal de la vialidad y se dirige
 a favor del flujo en la dirección de la visión de los conductores.

En relación con estas clasificaciones, suelen utilizarse, principalmente, dos tipos de iluminación general, en las cuales se considera el arreglo y el montaje de los luminarios:

• Iluminación simétrica con un arreglo lateral o bilateral de los luminarios con montaje en muro.

• Iluminación asimétrica a contraflujo, con arreglo en un eje o dos ejes de los luminarios con montaje en techo.

LUMINARIOS CONVENCIONALES HID de VSAP VS LUMINARIOS CON LED

Para la iluminación general de los túneles vehiculares, hasta
 la fecha se continúan utilizando modelos convencionales de luminarios para operar lámparas de descarga de alta intensidad (HID, por sus siglas en inglés) de vapor de sodio en alta presión (VSAP), con potencia de 250 W.
Como reemplazo de estos luminarios tradicionales, se han desarrollado modernos y avanzados modelos de luminarios con LED, con potencia de 140 W, los cuales integran 140 LED de alta potencia de 1 W, tipo SMD 3040, para las mismas aplicaciones.

Para realizar correctamente la sustitución de luminarios, es necesario considerar los siguientes aspectos para su mejor selección e implementación:

• Realizar los comparativos técnicos y análisis económicos que sean necesarios.

• Las condiciones actuales de la instalación para la obtención de niveles de iluminación similares al realizar la sustitución, considerando la luminancia.

• Los costos iniciales y de operación de la propuesta de sustitución.

• El desempeño fotométrico o la eficiencia energética que se puede obtener.

• Los retornos de inversión y los recursos de financiamiento que se puedan disponer.

Cabe mencionar que este tipo de instalaciones quedan exentas de la norma NOM-013-ENER-2013 “Eficiencia Energética para sistema de alumbrado en vialidades”.

Con base en estas consideraciones técnicas y económicas, el reemplazo de las lámparas convencionales HID de VSAP por luminarios con LED puede llevarse a cabo de forma adecuada, disminuyendo el consumo eléctrico de la instalación general.

* El ing. Gabriel Torres Aguilar cuenta con una trayectoria profesional de 25 años en el medio de la Iluminación Profesional. Es Ingeniero Electricista por la ESIME
 del IPN. Actualmente, se desempeña como gerente Técnico en la empresa mexicana L.J. Iluminación. Es miembro integrante del SC-34D Luminarios del Comité de Normalización de ANCE y es representante titular ante la sección III-Iluminación de Caname.