De manera innovadora, se ha diseñado una solución de señalización con balizas LED para aportar un plus extra y diferenciarse de cualquier proyecto de alumbrado exterior convencional.

I Objetivos del proyecto I

El objetivo del proyecto es evitar la generación de accidentes en la rotonda situada en la salida 54 de la C-17 en Taradell [41º52’53’’N 2º14’26’’E], famosa por la alta peligrosidad en sus accesos (sobre todo de noche), así como mejorar estos, mediante un sistema de iluminación inteligente, capaz de auto-suministrarse gracias a la ayuda de energías renovables.

La situación más deseable es aquella en que la rotonda queda suficientemente iluminada mediante un sistema de bajo consumo, autónomo y basado en una fuente de energía renovable.

I Antecedentes y Entorno I

La rotonda está situada en la salida 54 de la C-17, a la altura de la población de Taradell, aunque pertenece al municipio de Malla, de la comarca de Osona, Cataluña, España.

Se trata de una rotonda formada por 6 accesos (3 de entrada y 3 de salida), los cuales permiten el acceso en ella desde la autovía dirección Barcelona y también, su incorporación. Permite el acceso al pueblo de Malla y a la rotonda este, que permite coger la autovía de nuevo en sentido contrario, ruta hacia el pueblo de Taradell o bien acceso a la zona comercial ‘Esclat’. Situada en un gran desnivel respecto la autovía C-17, con una separación de las dos rotondas mediante un túnel de unos 24 metros y cercana a una zona comercial importante en la comarca catalana de Osona. No existe ningún tipo de sistema de alumbrado en la rotonda, donde queda totalmente a oscuras cuando el sol se pone y se mantiene en un estado de visibilidad deficiente en condiciones meteorológicas adversas tales como la niebla; condición muy usual en la zona geográfica donde está situada.

Aunque existe un pequeño arcén en la mayoría de tramos de la rotonda, el terreno en el que se quiere efectuar la instalación del sistema de alumbrado es de tipo natural, está enterrado respecto la carretera C-17 y rodeado por terrenos rurales. Superficialmente está formado por fangos, vegetación y rocas. En algunos tramos del exterior de la rotonda crecen diferentes tipos de árboles (sobre todo en la vertiente sur) y en el centro de esta existe un abeto.

I Solución adoptada y justificada I

Para resolver la problemática comentada se propone un sistema de iluminación de bajo consumo con obtención de energía autónoma, a partir de la energía solar fotovoltaica. De esta manera se reduce el impacto económico al no tener consumo eléctrico de la red y se apuesta por el uso de las energías renovables como fuente de obtención de la electricidad.

Respecto al sistema de bajo consumo se empleará el alumbrado LED que se basa en un tipo de lámparas de consumo reducido y una elevada vida útil, considerando un bajo mantenimiento.

Por último, el sistema de iluminación se caracterizará también por un sistema de control del alumbrado mediante tecnología con sensores y temporizadores. Así, se podrá reducir el consumo de la instalación, aumentando su eficiencia energética.

I Normativa a cumplir I

Desde el principio, el proyecto se ha realizado siguiendo las directrices establecidas por el Real Decreto 1890/2008. Reglamento de eficiencia energética en instalaciones de alumbrado exterior y por el Real Decreto 842/2002. Reglamento electrotécnico de baja tensión del Ministerio de Industria, Energía y Turismo. Así también como la siguiente legislación de la ‘Generalitat de Catalunya’: ‘Decret 190/2015, de 25 de Agosto” de ordenació ambiental de l’enllumenat per la protecció del medi nocturn’.

Toda la instalación sigue las directrices establecidas por el criterio de alumbrado de vigilancia y seguridad nocturna incluidas en el Real Decreto 1890/2008, debido a que el objetivo principal del proyecto es mantener la seguridad de los conductores y vehículos. 

Aplicando la normativa, se definen las áreas destinadas a actividades industriales o comerciales, con los siguientes niveles de referencia medios de iluminancia:

> Áreas de riesgo normal: 5 lux

> Áreas de riesgo elevado: 20 lux

> Áreas de alto riesgo: 50 lux

Además, se caracteriza los valores de los diferentes conceptos aplicables al proyecto mediante la normativa, como eficiencia energética, deslumbramiento y sus criterios, limitación de las emisiones nocturnas, componentes de la instalación, factor de mantenimiento y conexiones de la instalación. 

I Descripción propuesta final I

Como bien se ha enmendado a las anteriores líneas, el sistema de alumbrado final se basará en el trabajo conjunto de tres tipos de sistemas: sistema de captación de energía, sistema de control del sistema y sistema de iluminación.

Sistema de captación de energía: Con el fin de captar la energía irradiada por el Sol, se pretende instalar un sistema de captación basado en módulos fotovoltaicos que se encargarán de transformar esta energía irradiada en electricidad. Esta se almacenará en baterías para ser utilizada cuando las condiciones de visibilidad dificulten la circulación. Básicamente, en momentos matinales que haya niebla y durante la noche.

Las placas fotovoltaicas se colocarán en el centro de la rotonda con la siguiente inclinación según los cálculos energéticos. Además, será imprescindible trasladar el abeto del centro. 

La estructura encargada de aguantar las placas solares debe ser resistente a las condiciones meteorológicas y climáticas de la zona, y rígida para aguantar el peso de los módulos que se sustentarán encima. Se ha diseñado una estructura de barras metálicas y de base triangular. Su altura es de 12,36 metros, formada por 11 bloques de 1,17 m de longitud a una inclinación de 73 grados respecto a la horizontal. Aunque el ángulo de inclinación óptimo sea de 65,33º, se ha decidido colocar las placas paralelas a la estructura (a 73º) para evitar sombras entre ellas y proporcionar a los cálculos estructurales mayor fiabilidad de rigidez y compactación del sólido diseñado.

La parte inferior dispone de una cobertura mediante chapa metálica aportando a la estructura protección contra fenómenos meteorológicos, protección contra el vandalismo y seguridad para cualquier peatón que pueda acercarse. Dentro, se colocarán las diferentes baterías, el cableado y aparatos electrónicos y eléctricos. Además, cabe destacar las pequeñas aberturas circulares de 2 cm practicadas en la chapa, para dar una buena ventilación a los gases que extraen las baterías durante el proceso de carga y descarga.

Sistema de iluminación: Una vez estudiada la normativa y elaborado diferentes estudios lumínicos, se ha decidido que la rotonda se basará en criterios de señalización y no de iluminación exterior. El planteamiento de este sistema se basa en la señalización de las diferentes zonas de la rotonda mediante balizas REXEL 2 LEDs. El proveedor de estas balizas es la empresa catalana LEDs-C4, especialista en el diseño, desarrollo y producción de aparatos de iluminación. 

La iluminación en las isletas no es necesario que presente los mismos niveles que en la rotonda. Se plantea la idea de iluminar con balizas de más baja potencia (3 vatios) la zona delimitada por las isletas, para detectar el cruce desde una distancia suficientemente de seguridad. Se instalarán en el arcén, con una altura del punto de luz de 0,058 metros.

Para la iluminación del perímetro de la rotonda, las entradas y las salidas se dispondrá de balizas con ópticas LED a una altura de 0,5 metros respecto el suelo y de más potencia respecto a las balizas de las isletas. Se instalarán clavadas mediante tornillos a unos bloques de hormigón de altura 0,442 metros. Concretamente serán ópticas de 2 LEDs y una potencia de 13W cada una distribuidas tal como se representa en la siguiente figura al exterior de la rotonda. Además, se colocarán balizas con ópticas de 2 LEDs y de 7 vatios para controlar el deslumbramiento hacia los conductores en cada entrada y salida, enfocando desde el interior de la rotonda para cubrir estas zonas de más peligrosidad.

A pesar de la baja altura, se calcula el índice de deslumbramiento (GR) para todas las luminarias y se mantiene una temperatura de color cálida de 3000 K en sus lámparas ya que cuanta más temperatura de color, se provoca más deslumbramiento al conductor.

Sistema de control del sistema: su finalidad es optimizar la energía eléctrica almacenada en las baterías para que éstas no se descarguen por debajo del 30% de su capacidad nominal y, de este modo, asegurar la iluminación de la rotonda en todo momento. Además, se implantarán métodos para reducir el consumo total, mediante sensores y aparatos explicados a continuación:

Regulador: Victron Energy SmartSolar charge Controller MPPT-250-100. Rendimiento de hasta un 30% superior respecto a un regulador PWM e ideal cuando se quieren instalar placas solares de red (de 250W) en instalaciones solares aisladas.

Inversor: Victron Energy Multiplus Inverter charger 24/3000/70 + 50. Inversor cargador solar de onda sinusoidal pura que convertirá corriente continua de 24 voltios a 230 voltios de corriente alterna. Además, posee funciones de protección de las baterías y los paneles solares.

Control de Precisión de baterías: Victron Energy Serie BMV-700. Monitor de alta precisión que su función es calcular una serie de parámetros de las baterías, mediante un derivador colocado en la entrada de estas.

Monitorización: Victron Energy Color Control GX. Encargado de recopilar toda la información de todos los aparatos eléctricos y electrónicos, mostrándola en pantalla de manera útil para el usuario.

Sensores de movimiento – ‘Lighting management’: Un sistema de gestión de iluminación permite una reducción drástica de la energía dedicada a la iluminación artificial: hasta el 75%.

Se utilizarán 3 sensores BTICINO BMSA2102, instalados a una distancia de 100 metros de cada entrada de la rotonda y a una altura de 2,5 metros, trabajando con detector de presencia infrarrojo pasivo, temporizador y control del nivel de luz.

> Tiempo de retraso (Temporizador): 1 minuto

> Nivel de luz: ≤ 200 lux

> Nivel de apagado:> 200 lux

Conectados en paralelo entre el inversor y las luminarias haciendo la función de ‘switch’- interruptor. 

I Resultados de la instalación I

I CONCLUSIÓN I

Se puede concluir este proyecto de una manera ambiciosa y a la vez habiendo cumplido una serie de objetivos propuestos antes de la puesta en marcha del mismo. Era un problema evidente y es que los accidentes de tráfico provocan consecuencias muy graves, muchas veces sin margen correctivo y con un alto coste para las instituciones públicas. Este hecho habitual en la rotonda de Malla, debido a la inexistencia de iluminación previa, ha sido reducido considerablemente cumpliendo las expectativas establecidas antes del proyecto. Se ha llegado a la conclusión de que el uso de balizas era una apuesta claramente factible, cumplidora de leyes e innovadora. Sobre todo, innovadora, por el hecho de señalizar desde una distancia muy cercana al suelo, lo que provocaba una dificultad añadida a la hora de realizar el estudio lumínico. Apostar por balizas ha permitido aumentar la seguridad de los conductores ya que es totalmente imposible que reciban deslumbramientos por parte de éstas, desde tan baja altura. Además de mejorar la seguridad para la circulación de vehículos, se ha propuesto un método inteligente (‘smart’) junto con el sistema autónomo fotovoltaico, que permitirá reducir considerablemente el consumo energético y obtener electricidad a coste cero.