memoria descriptiva de experiencia profesional - modalidad ...a... · lámparas de vapor de sodio...
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ÍNDICE GENERAL
ÍNDICE GENERAL…………………………………………………………………….iii
ANEXO 1: Índice de ilustraciones ....................................................................... v
ANEXO 2: Índice de tablas ............................................................................... vii
LISTA DE SIGLAS Y ACRÓNIMOS ................................................................... ix
RESUMEN ....................................................................................................... xiii
ABSTRACT ...................................................................................................... xiv
CAPÍTULO 1 Definición de Objetivos ............................................................. 1
1.1 Introducción ........................................................................................... 1
1.2 Planteamiento del Problema .................................................................. 2
1.2.1 Formulación .................................................................................... 2
1.2.2 Justificación ..................................................................................... 3
1.3 Objetivos ................................................................................................ 3
1.3.1 Objetivo General ............................................................................. 3
1.3.2 Objetivos Específicos ...................................................................... 4
1.4 Delimitación de la Investigación ............................................................. 4
1.5 Hipótesis ................................................................................................ 4
CAPÍTULO 2 Fundamentación Teórica .......................................................... 5
2.1 El Alumbrado Público............................................................................. 5
2.1.1 Clasificación de las fuentes luminosas eléctricas ............................ 5
2.1.2 El alumbrado artificial .................................................................... 10
2.1.3 Historia del alumbrado público ...................................................... 17
2.1.4 Normativa Peruana ....................................................................... 23
2.1.5 Plan Referencial del Uso Eficiente de la Energía 2009-2018 ........ 26
2.1.6 Plan de Acceso Universal a la Energía 2013-2022 ....................... 28
2.1.7 Avances Tecnológicos en el Alumbrado Público ........................... 29
2.1.8 Proyección del sector .................................................................... 35
iv
2.2 El mercado de Bonos de Carbono ....................................................... 37
2.2.1 Antecedentes ................................................................................ 37
2.2.2 Origen: El Protocolo de Kioto ........................................................ 38
2.2.3 El Mecanismo de Desarrollo Limpio (MDL) ................................... 39
2.2.4 Proceso de certificación ................................................................ 41
2.2.5 Cotización y Negociación de Bonos de Carbono .......................... 43
2.2.6 Proyectos en curso ........................................................................ 46
2.3 Beneficios y Riesgos de las Asociaciones Público - Privadas ............. 47
2.3.1 Los riesgos potenciales de las Asociaciones Público - Privadas .. 47
2.3.2 Beneficios potenciales de las Asociaciones Público - Privadas .... 50
2.3.3 Asociaciones Público - Privadas en el Perú .................................. 51
CAPÍTULO 3 Evaluación del Proyecto de Mejoramiento del Sistema de
Alumbrado Público ............................................................................................ 55
3.1 Sistema de alumbrado público en Arequipa ........................................ 55
3.1.1 ¿Vapor de Sodio de Alta Presión o LED para Alumbrado Público? 56
3.1.2 Comparación entre tecnologías de Vapor de Sodio de Alta Presión y LED 63
3.1.3 Requisitos mínimos para la selección del conjunto LED ............... 64
3.1.4 Consumo y flujo luminoso de lámparas LED ................................. 74
3.1.5 Pilotos de prueba .......................................................................... 75
3.2 Evaluación del Proyecto ...................................................................... 85
3.2.1 Antecedentes ................................................................................ 85
3.2.2 Aspectos técnicos de la tecnología LED ....................................... 86
3.2.3 Análisis Económico Preliminar ...................................................... 88
3.2.4 Valor Residual de luminarias retiradas .......................................... 99
3.2.5 Ingresos por Bonos de Carbono.................................................. 100
3.2.6 Propuesta de Programa de SENATI ........................................... 103
3.2.7 Análisis Económico Final ............................................................ 105
3.3 Identificación de Stakeholders ........................................................... 106
Conclusiones .................................................................................................. 108
Recomendaciones .......................................................................................... 111
Bibliografía ...................................................................................................... 112
v
ANEXO 1: Índice de ilustraciones
Ilustración 2-1 Clasificación de las Fuentes Luminosas Artificiales ................. 6
Ilustración 2-2 Tecnología LED para uso en Alumbrado Público...............…17
Ilustración 2-3 Alumbrado con faroles en Arequipa del siglo XIX .................. 21
Ilustración 2-4 Plaza de Armas de Arequipa luego de la llegada de la luz …22
Ilustración 2-5 Evolución de tecnologías de alumbrado .............................. 30
Ilustración 2-6 Sistema aislado de la red con panel fotovoltaico ................... 35
Ilustración 2-7 Unidades de AP instaladas en el Perú (en miles) .................. 36
Ilustración 2-8 Unidades de AP instaladas en el Perú excepto en Lima ........ 36
Ilustración 2-9 Procedimiento para la aprobación de proyectos MDL en el
Perú……………………… .................................................................................. 43
Ilustración 2-10 Componentes del mecanismo Cap and Trade .................... 45
Ilustración 3-1 Distribución del parque de AP en Arequipa por tipo de
lámpara………………………………………………………………………………..56
Ilustración 3-2 Factor FDFL en VSAP y LED ................................................. 59
Ilustración 3-3 Comparación de espectro luminoso de Fuente Convencional
(Sodio) y LED……….. ....................................................................................... 64
Ilustración 3-4 Ficha Técnica de LED Roadway Lighting …………………….69
Ilustración 3-5 Ficha Técnica de LED Roadway Lighting (continuación) …..70
Ilustración 3-6 Ficha Técnica de de LED Roadway Lighting (continuación) ..71
Ilustración 3-7 Ficha Técnica de POSCO LED ............................................... 72
Ilustración 3-8 Ficha Técnica de POSCO LED (continuación) ....................... 73
Ilustración 3-9 Ficha Técnica de POSCO LED (continuación) ....................... 74
Ilustración 3-10 Mediciones del nivel de iluminación de Calle San Francisco .. 76
Ilustración 3-11 Mediciones de nivel de iluminación de Calle San Francisco. 77
Ilustración 3-12 Mediciones del nivel de iluminación de Calle Consuelo ........ 78
vi
Ilustración 3-13 Mediciones del nivel de iluminación de Calle Consuelo
(82W)………………….. ..................................................................................... 79
Ilustración 3-14 Fotografía de lámparas VSAP y LED instaladas.................. 80
Ilustración 3-15 Fotografía de lámparas VSAP y LED instaladas.................. 81
Ilustración 3-16 Comparación de lámparas de sodio versus LED en cuanto a
horas de operación ........................................................................................... 85
Ilustración 3-17 Comparación de lámparas de sodio versus LED en cuanto a
horas de operación ........................................................................................... 87
Ilustración 3-18 Comparación de lámparas de sodio versus LED en cuanto a
luz útil…………………… ................................................................................... 87
vii
ANEXO 2: Índice de tablas
Tabla 2-1 Normativa vigente en alumbrado público .......................................... 24
Tabla 2-2 Niveles de luminancia, iluminancia e índice de control de
deslumbramiento .............................................................................................. 25
Tabla 2-3 Tipos de alumbrado según la clasificación vial ................................. 26
Tabla 2-4 Proyectos adjudicados ...................................................................... 54
Tabla 3-1 Lámparas del parque de AP en la ciudad de Arequipa ..................... 55
Tabla 3-2 Lámparas del parque de AP en la ciudad de Arequipa ..................... 56
Tabla 3-3 Comparación General entre tecnologías VSAP vs. LED .................. 63
Tabla 3-4 Requisitos mínimos para la selección del conjunto LED................... 64
Tabla 3-5 Consumo y flujo luminoso LED vs convencionales ........................... 75
Tabla 3-6 Mediciones con VSAP instaladas en Calle San Francisco ............... 82
Tabla 3-7 Mediciones con lámparas LED instaladas en Calle San Francisco .. 83
Tabla 3-8 Comparación de mediciones de lámparas VSAP y LED instaladas en
Calle San Francisco .......................................................................................... 84
Tabla 3-9 Parque de Alumbrado Público de Arequipa con lámparas
convencionales ................................................................................................. 88
Tabla 3-10 Situación Actual Sin Proyecto ......................................................... 89
Tabla 3-11 Parque de Alumbrado Público de Arequipa con lámparas LED ...... 93
Tabla 3-12 Situación Actual Con Proyecto ....................................................... 94
Tabla 3-13 Situación Actual Con Proyecto ....................................................... 97
Tabla 3-14 Inversión del Proyecto .................................................................... 98
Tabla 3-15 Cálculo del periodo de recupero de la inversión ............................. 99
Tabla 3-16 Valor residual de las luminarias retiradas ..................................... 100
Tabla 3-17 Ahorro de energía por cambio de tecnología de luminarias a LED
........................................................................................................................ 101
Tabla 3-18 Cantidad de CO2 dejada de emitir ................................................ 102
viii
Tabla 3-19 Ingreso estimado por CERs .......................................................... 103
Tabla 3-20 Inversión estimada considerando ahorro en montaje y desmontaje
de luminarias, ingreso por CERs y costo cero de montaje/desmontaje .......... 105
Tabla 3-21 Cálculo del periodo de recupero de la inversión ........................... 106
ix
LISTA DE SIGLAS Y ACRÓNIMOS
AND Autoridad Nacional Designada
ANSI American National Standards Institute
AP Alumbrado Público
AP Alumbrado Público
APP Asociaciones Público-Privadas
ASTM American Society for Testing Materials
BT Baja Tensión
CDM Clean Development Mechanism
CENERGÍA Centro de Conservación de Energía y del Ambiente
CERs Certified Emission Reduction
CFI Carbon Financial Instrument
CH4 Metano
CMNUCC Convención Marco de las Naciones Unidas sobre el
Cambio Climático
CO2 Dióxido de Carbono
COFIDE Corporación Financiera de Desarrollo
COP Conference of the Parties
EIA Estudio de Impacto Ambiental
EOD Entidad Operacional Designada
x
ERPA Emission Reduction Purchase Agreement
FDFL Factor de Depreciación del Flujo
FDLU Factor de Depreciación de las Luminarias
FONAFE Fondo Nacional de Financiamiento de la Actividad
Empresarial del Estado
FSL Factor de Supervivencia de las Lámparas
GEI Gases de Efecto Invernadero
HFCS Hidrofluorocarbonos
IES Illuminating Engineering Society
IR Índice de Rentabilidad
IRC Índice de Reproducción Cromática
ISO International Organization for Standardization
LED Ligth Emitting Diode (Diodo Emisor de Luz)
MDL Mecanismo de Desarrollo Limpio
MEDAP Monto Estimado a Distribuir Máximo
MINAM Ministerio de Ambiente del Perú
MINEM Ministerio de Energía y Minas del Perú
MVC Mercados Voluntarios de Carbono
NUMES Nueva Matriz Energética Sostenible
N2O Óxido Nitroso
ONU Organización de las Naciones Unidas
xi
OPIP Organismo Promotor de la Inversión Privada
OTC Over the Counter
OSINERGMIN Organismo Supervisor de la Inversión en Energía y
Minería
OyM Operación y Mantenimiento
PAE Programa de Ahorro de Energía
PFCS Perfluorocarbonos
PI Punto de Iluminación
PRI Período de Recupero de la Inversión
PROINVERSIÓN Agencia de Promoción de la Inversión Privada
RGGI Regional Greenhouse Gas Initiative
ROE Rentabilidad Financiera
SEAL Sociedad Eléctrica del Sur Oeste S.A.
SEIN Sistema Eléctrico Interconectado Nacional
SENATI Servicio Nacional de Adiestramiento en Trabajo
Industrial
SF6 Hexafluoruro de Azufre
SSL Solid State Lighting
TIR Tasa Interna de Retorno
UNFCCC United Nations Framework Convention on Climate
Change
UNSA Universidad Nacional de San Agustín de Arequipa
xii
UV Ultravioleta (rayos ultravioleta)
VAD Valor Agregado de Distribución
VAN Valor Actual Neto
VER Voluntary or Verified Emission Reductions
VSAP Vapor de Sodio de Alta Presión
WACC Weighted Average Cost of Capital (Medio Ponderado
del Costo del Capital)
xiii
RESUMEN
La iluminación pública es hoy en día un mercado casi exclusivo de las
lámparas de vapor de sodio de alta presión, debido al alto rendimiento lumínico
de estos, superior a las lámparas de mercurio y halogenuros. Sin embargo, a
nivel mundial, poco a poco éstas vienen siendo reemplazadas por lámparas de
mayor eficiencia luminosa, que es el caso de las lámparas LED las cuales a
través del tiempo han venido evolucionando hasta obtener LEDs de alto
rendimiento.
Sociedad Eléctrica del Sur Oeste S.A. – SEAL planea reemplazar las
luminarias en la ciudad de Arequipa por Luminarias LED, considerando el
mismo flujo luminoso o superior.
Se ha realizado un análisis comparativo técnico-económico de las luminarias
LED en comparación con las luminarias actuales que se encuentran instaladas
en la Ciudad de Arequipa.
El resultado es que es alto el precio de las luminarias LED y el periodo de
recupero es largo. Además, para el cálculo de VAD realizado por
OSINERGMIN se toma como base una empresa modelo eficiente lo cual
considera los costos mínimos de inversión y operación para el desarrollo de la
actividad, por lo tanto el costo de inversión de las luminarias LED no está
considerado como retribución en las tarifas de los clientes finales.
Se evalúa la posibilidad de asociarse con entidades privadas para conformar
asociaciones público privadas a través de Pro Inversión, así como las
posibilidades de financiamiento con entidades bancarias. Asimismo, se
considera la participación de stakeholders que coadyuven a que el proyecto
sea más rentable para la empresa de distribución.
Se evalúa los efectos de los bonos de carbono considerando que el proyecto
de mejoramiento del alumbrado público aplique como proyecto de Mecanismo
de Desarrollo Limpio, lo cual reduciría parte la inversión.
xiv
ABSTRACT
Public lighting is now an almost exclusive market vapor lamps, high pressure
sodium, due to the high light output of these, than mercury lamps and halogen.
However, globally, they are gradually being replaced by higher luminous
efficiency lamps, which is the case of LED lamps which over time have evolved
to obtain high performance LEDs.
Sociedad Eléctrica del Sur Oeste S.A. plans to replace the lights in the city of
Arequipa for LED luminaires, considering the same or higher luminous flux.
I has been performed a comparative techno-economic analysis of LED lighting
compared to existing lights that are installed in the city of Arequipa.
The result is that the high price of LED lights and the recovery period is long.
Furthermore, for the calculation of VAD by OSINERGMIN the basis is an
efficient business model which considers the minimum investment and
operating costs for the development of the activity, so the investment cost of
LED lighting is not considered remuneration tariffs for end customers.
The possibility of partnering with private entities to form public-private
partnerships through Pro Investment and financing possibilities with banks is
assessed. It is also considered the involvement of stakeholders that help to
make the project profitable for the delivery company.
The effects of carbon whereas the proposed street lighting improvement project
implemented as CDM, which would reduce the investment part is evaluated.
1
CAPÍTULO 1 Definición de Objetivos
1.1 Introducción
Sociedad Eléctrica del Sur Oeste S.A. - SEAL como parte de su desarrollo
empresarial, está analizando desarrollar un proyecto de Mejoramiento del
Sistema Alumbrado Público de la ciudad de Arequipa con tecnología LED para
aprovechar las bondades y beneficios técnico-económico que conlleva la
utilización de este tipo de tecnología.
El proyecto de Mejoramiento del Alumbrado Público considera inicialmente el
reemplazo de lámparas en la ciudad de Arequipa con priorización en el Centro
Histórico, dicho proyecto se desarrollaría en base a la tecnología LED (Diodo
Emisor de Luz).
La iluminación pública es hoy en día un mercado casi exclusivo de las
lámparas de vapor de sodio de alta presión, debido al alto rendimiento lumínico
de estos (Rango de 100 a 120 Lúmenes/vatio) superior a las lámparas de
mercurio y halogenuros.
La razón fundamental para el reemplazo por lámparas LED consiste en la
eficiencia luminosa de estas lámparas, que permite convertir cada vatio en una
cantidad que varía entre 120 y 140 lúmenes/vatio, aunque ya existen LED en el
mercado con capacidad para alcanzar hasta los 150 lúmenes/vatio, en base a
un régimen de funcionamiento que prima la fiabilidad y durabilidad.
De manera referencial, podemos indicar que la iluminación LED posee una
serie de ventajas que la convierten en una fuente de luz ideal para un espectro
cada vez mayor de aplicaciones, gracias a su fiabilidad técnica, bajo
mantenimiento y facilidad de encendido.
Otra razón fundamental del reemplazo por lámparas LED es el alineamiento
con los objetivos mundiales que se centran en la eficiencia energética y ahorro
2
de energía que conlleva a la reducción de costos y de las emisiones de gases
de efecto invernadero (GEI).
A partir del Protocolo de Kioto, se alienta el Mecanismo de Desarrollo Limpio
(MDL) con alternativas que han generados un mercado paralelo de ingresos
adicionales para la tecnología limpia. Esta situación ofrece SEAL mejorar el
alumbrado público de una manera rentable, sostenible y amigable con el medio
ambiente con el uso de MDL.
1.2 Planteamiento del Problema
1.2.1 Formulación
En el año 2013 SEAL realizó un análisis en el cual se consideró reemplazar las
94,404 luminarias instaladas en Arequipa por luminarias LED, considerando el
mismo flujo luminoso.
Las ventajas saltaron a la luz:
- Mejor distribución de la luz en las vías
- Reducción del consumo de energía en alrededor del 42%
- Reducción en operación y mantenimiento en alrededor del 50%
Otras ventajas no consideradas en el estudio, referidas a las luminarias LED
- Alta confiabilidad
- Baja temperatura
- Tecnología libres de mercurio, el cual es considerado dañino a la salud
de los seres vivos.
Se determinó que el período de recupero de la inversión del proyecto era de
aproximadamente 48 años y que la inversión bordeaba los 170 millones de
soles.
3
El análisis económico para el Mejoramiento del Sistema de Alumbrado Público
abarca diferentes aspectos que tienen incidencia en los temas tarifarios y
normativos por lo que la evaluación efectuada es absolutamente referencial.
No se ha efectuado una evaluación técnico-económica de la rentabilidad del
proyecto incluyendo la adquisición de equipos y operación y mantenimiento, y
los efectos de los bonos de carbono, para definir si es viable realizar el trabajo
con recursos propios del sistema de Alumbrado Público o es conveniente
cederlo para que terceros realicen dicho trabajo.
1.2.2 Justificación
En el análisis que efectuó SEAL no se ha considerado los beneficios por
reducción de emisiones de gases de efecto invernadero a través de los
Mecanismos de Desarrollo Limpio.
Frente al monto de inversión calculado, la rentabilidad y los años de recupero,
se debe analizar las alternativas de financiamiento, normativa vigente y
posibilidades de asociaciones público privadas (APP).
Esta investigación se justifica en estas necesidades.
1.3 Objetivos
1.3.1 Objetivo General
Mejorar el alumbrado público de Arequipa en forma rentable, en concordancia
con las normas legales, considerando además los efectos de los bonos de
carbono.
4
1.3.2 Objetivos Específicos
Comparación de las características de uso y eficiencia de los sistemas
de iluminación.
Describir la importancia del reemplazo de las luminarias actuales por las
luminarias LED
Presentar la situación actual del alumbrado público en Arequipa.
Describir el cálculo de facturación del alumbrado público de acuerdo a la
normativa vigente.
Mostrar el desarrollo del mercado de carbono en el Perú y el mundo.
Evaluar el proyecto de inversión con y sin certificación MDL.
Evaluar opciones viables para ejecutar el proyecto de inversión:
asociaciones público privadas.
1.4 Delimitación de la Investigación
La investigación se centra en el mejoramiento del alumbrado público del
sistema eléctrico Arequipa, en el cual se analizará:
- Evaluación Económica del proyecto de reemplazo de luminarias que
incluye la operación y mantenimiento y los beneficios por efectos de los
bonos de carbono.
1.5 Hipótesis
Es posible mejorar el alumbrado público de Arequipa, con tecnologías de
luminarias eficientes que contribuyan al ahorro de energía, y que además sea
rentable para la empresa, considerando los beneficios económicos de los
bonos de carbono.
5
CAPÍTULO 2 Fundamentación Teórica
2.1 El Alumbrado Público
El alumbrado público es el servicio público consistente en la iluminación de las
vías públicas, parques públicos, y demás espacios de libre circulación que no
se encuentren a cargo de ninguna persona natural o jurídica de derecho
privado o público, diferente del municipio, con el objetivo de proporcionar la
visibilidad adecuada para el normal desarrollo de las actividades. (Wikipedia,
2014).
Iniciaremos este capítulo explicando cuáles son las fuentes luminosas y su
clasificación, para luego conocer un poco del pasado y las necesidades del
hombre para seguir con sus labores cuando lo abandonaba la luz natural.
2.1.1 Clasificación de las fuentes luminosas eléctricas
Las fuentes luminosas artificiales podemos clasificarlas según los fenómenos
involucrados en la generación de la luz, como sigue:
Incandescencia.
Luminiscencia.
6
2.1.1.1 Lámpara de Incandescencia
Lámpara eléctrica que produce luz por calentamiento de un filamento metálico
atravesado por la corriente eléctrica, de las cuales destacan los dos tipos
siguientes:
- Incandescente estándar: Consiste de un filamento de tungsteno de alto
punto de fusión que con el paso de la corriente eléctrica llega al punto de
Fuentes Luminosas Artificiales
Incandescencia
Estándar
Halógenas
Luminiscencia
Fotoluminiscencia
Descarga en Gas
Baja Presión
Fluorescente Lineal
Sodio
Compactas
Inducción
Alta Presión
Sodio
Mercurio
Halogenuro Metálico
Mixta
Electroluminiscencia
LEDs
Ilustración 2-1 Clasificación de las Fuentes Luminosas Artificiales - Fuente: (O’Donell, Sandoval, & Paukste, 2006)
7
incandescencia en que empieza a emitir energía en le espectro luminoso
produciendo luz amarillenta similar a la luz de día. Para retardar la
oxidación del filamento y su destrucción se le encierra en una ampolleta
de vidrio en la que se produce el vacío y se inyectan gases inertes. Su
vida se extingue por evaporación del filamento, lo que produce
ennegrecimiento de la ampolleta, hasta que finalmente se rompe el
filamento por disminución de su sección transversal. La eficiencia
luminosa alcanzada es de entre 8 y 21 lúmenes por vatio de potencia (lm
/w). Ya no se emplean para alumbrado público por su bajo rendimiento y
alto consumo.
- Lámpara Halógena: De similar principio que la anterior de filamento de
tungsteno incandescente en la que el gas que rodea dicho filamento es
un halógeno, pero trabajando con una temperatura mayor, encerrado en
una ampolleta de cuarzo (de allí que comúnmente se la conozca como
lámpara de cuarzo) para resistir la alta temperatura de su interior. Por su
temperatura alcanza un mejor rendimiento luminoso que las
simplemente incandescentes. La atmósfera de halógeno en que está
inserta permite que al enfriarse se regenere parte del filamento
evaporado y evita el ennegrecimiento de la ampolleta lo que mantiene el
flujo luminoso por más tiempo. La eficiencia alcanza a 24 lm /w. No se
emplea para alumbrado público sino para alumbrados especiales.
2.1.1.2 Lámpara de Luminiscencia
Se consideran las lámparas de descarga (Fotoluminiscencia) y las tipo LED
(electroluminiscencia).
En las de descarga de baja presión se tienen:
- Fluorescente lineal: Tubo de vidrio (1.20 m el más común), revestido
interiormente de material fluorescente pulverizado, que tiene dos
electrodos en sus extremos. Su interior contiene vapor de mercurio a
baja presión y una pequeña cantidad de un gas inerte para el arranque y
8
regulación del arco. La descarga eléctrica en el vapor de mercurio
produce radiación ultravioleta fuera del espectro visible que no favorece
la vista de objetos al ojo humano, pero al actuar con la fluorescencia de
algunas sustancias fosforosas con que se recubre el interior del tubo,
hace que éstas emitan luz en el espectro visible. Según diversas
combinaciones de esas sustancias fosforosas, se logran variedades de
colores de luz blanca (blanca, blanca fría, blanca cálida, blanca.
- Sodio de baja presión: Tiene una gran semejanza con la lámpara
fluorescente tubular, pero con la diferencia que la luz proviene de la
descarga eléctrica en el vapor de sodio, en el espectro visible, pero muy
concentrado en la longitud de onda amarilla lo que le da esa
característica monocromática amarillenta que la hace poco usable en el
alumbrado público en zonas urbanas, no obstante la alta eficiencia de
200 lm/w que alcanza. Se ha empleado en carreteras y en zonas
exteriores que no requieren buen rendimiento de colores.
- Fluorescente compacta: Lámpara fluorescente conocida también como
“ahorradora” con igual principio que la anterior, pero de menor tamaño y
potencia en la cual el dispositivo de arranque y limitador son
electrónicos. Su eficiencia es igual que la de las fluorescentes tubulares.
No se emplean para alumbrado público por su poca potencia, no mayor
de 25 W.
En las lámparas de descarga de alta presión se tienen:
- Sodio de alta presión: En esta lámpara, el vapor de sodio se lleva a una
presión muy alta, lo que hace que la radiación se emita en un espectro
luminoso más amplio lo que permite una mejor visibilidad de los colores
de los objetos iluminados, haciéndola más utilizable en alumbrado
público. Esto sumado al alto rendimiento alcanzado, de hasta 140 lm/w,
ha causado su cada vez mayor uso en alumbrado público llegando a
desplazar a los otros tipos de lámparas.
9
- Mercurio a alta presión: El principio de funcionamiento es similar a la
lámpara fluorescente tubular, excepto que para concentrar la descarga
en una área menor y lograr un mejor control del reparto de la
luminosidad por una luminaria económica se usa un tubo de cuarzo de
poca longitud y se eleva la presión del vapor de mercurio, alcanzando
potencias importantes desde 50 hasta 1000 vatios. Su eficiencia está
entre 40 y 50 lm /w. Han sido usadas y preferidas por muchos años para
el alumbrado público y su uso continúa.
- Mixta: Similar a la de mercurio de alta presión, pero en vez de balasto
ferromagnético tiene el tubo de mercurio en serie con un filamento
incandescente que actúa como limitador y provee el calor para evaporar
el mercurio. Su costo de instalación es muy bajo ya que no requiere
balasto ni arrancador y puede usarse en vez de lámparas
incandescentes con mejora en su rendimiento, pero ya no se usan en
alumbrado público por su baja eficiencia, entre 11 y 26 lm /w, frente a las
lámparas de descarga en alta presión, considerablemente más
eficientes.
- Haluros metálicos: Similar a la de mercurio a alta presión con el
agregado de haluros metálicos adicionales al mercurio en el tubo de
descarga. Estos aditivos se vaporizan cuando la lámpara llega a su
régimen normal de operación se, añadiendo mejoras al rendimiento de
color de la lámpara lo que permite reproducir mejor los colores por lo
que su aplicación es muy aparente para espectáculos deportivos o
televisados o donde se requiera luz blanca de óptima calidad. Por su
elevado costo y ser muy sensibles a las variaciones de tensión, su uso
es restringido en alumbrado público. Su eficiencia está entre 60 y 90
lm/w.
Respecto a las fuentes electroluminiscentes:
10
- LEDs: son diodos que emiten luz (Light Emitting Diode). Un diodo es un
semiconductor que está hecho fundamentalmente de silicio. Cuando el
diodo se conecta en directa, sobre sus extremos se produce una caída
de tensión del orden de los 0.6 volts para los diodos de silicio normales.
Esta caída de tensión es un reflejo de la energía necesaria para que los
electrones salten la juntura (p,n) y es característica de cada material.
Este valor es conocido como potencial de salto de banda (band gap)
Entonces, para sacar un electrón de su órbita se necesita energía, que
se pierde en el transcurso de su recorrido dentro del diodo, esta energía
se transforma en radiación, básicamente calor u ondas infrarrojas en un
diodo normal.
Si la energía que se necesita es pequeña, se tendrá que dicha energía
se emitirá en ondas infrarrojas de relativamente baja frecuencia, si el
material necesitara más energía para que se produzca el paso de la
corriente, las ondas que emitirá el diodo tendrían más energía y se
pasaría de emitir luz infrarroja a roja, naranja, amarilla, verde, azul,
violeta y ultravioleta. O sea el diodo emitiría luz monocromática en el
espectro visible y más allá. Esta es la característica del LED. Por
supuesto a más alta frecuencia mayor será la caída de tensión por lo
que de 0.6 V de caída para un diodo normal, pasando a 1,3 V será un
LED infrarrojo, 1,8 V. para un LED rojo, 2,5 V. para uno verde, y 4,3 V.
para un LED azul y más de 5 V. para un LED ultravioleta.
2.1.2 El alumbrado artificial
Desde los orígenes del hombre la luz lo acompañó siempre y las actividades
que realizaban nuestros antepasados solían hacerlo hasta cuando el sol lo
permitía. Luego el hombre aprendió a controlar el fuego y durante miles de
años el resplandor de la llama pura siguió siendo la única fuente de luz artificial
para realizar actividades nocturnas que antes estaban limitadas al horario del
día.
11
Las costumbres del poblador arequipeño antes de la llegada de la luz eléctrica
se describía como sigue: “Hombre de jornada que vivía bajo la influencia de la
naturaleza y profundamente dedicado a los designios de Dios desde el
amanecer hasta el ocaso” (EGASA, 2005).
Posteriormente con la llegada de la energía eléctrica y el gas la llama como
fuente de luz fue reemplazada por la lámpara eléctrica incandescente y el
mechero a gas, no obstante, se producía luz pero se desperdiciaba energía
calorífica, por lo que a mediados del siglo veinte se crearon las lámparas de
descarga, hasta llegar a nuestro tiempo en que aparecen nuevas tecnologías.
2.1.2.1 Antes del alumbrado eléctrico
Se conoce que por los años 7000 antes de Cristo, se utilizaban lámparas de
terracota en las planicies del Mesopotamia y aproximadamente el año 2700
antes de Cristo se han encontrado lámparas de cobre y bronce. Estos diseños
fueron evolucionando hasta el siglo dieciocho después de Cristo.
Por otro lado, el uso de velas data del año 400 antes de Cristo, usando
diversas materias primas para su fabricación, desde un inicio con palos de
madera con cera de abeja o sebo hasta el siglo diecinueve donde se empezó a
usar velas a base de parafina con la mecha de algodón trenzado para iluminar
el interior de edificios; este último se sigue usando hasta nuestros tiempos, sin
embargo usa principalmente como objetos decorativos, para festividades y
ceremonias religiosas.
Las antorchas, que originalmente eran troncos resinosos de gran duración,
llevaban en un extremo telas embebidas en grasas combustibles, las cuales se
utilizaban en exteriores durante festividades o llevado por jóvenes para iluminar
el camino de los coches y literas de los ricos, mas no en interiores por el humo
producido durante la combustión, pero, el alumbrado de las calles en la
grandes ciudades se comenzó a generalizar a en el siglo diecisiete.
Se idearon maneras de evitar que la llama de las lámparas fuera afectada por
el viento y la lluvia, protegiéndolas con recipientes protectores con agujeros
12
para asegurar la combustión y ventanas para luz, por lo que se volvieron
lámparas portátiles siendo el origen de las linternas. Respecto a la eficiencia de
las lámparas se hicieron diversas investigaciones desde antes de nuestra era.
No fue hasta 1669 en que el holandés Jan Var der Heyden inventó una lámpara
de aceite especialmente adecuada para el alumbrado de las calles de
Ámsterdam, la cual era como una suerte de linterna cerrada en cuyo interior
había una lámpara de aceite con un surtidor de aceite que se mantenía
constante en la mecha.
En el siglo dieciocho hubo varios experimentos con gas para el alumbrado pero
no fue hasta 1801 que se produjo este gas calentando aserrín en una retorta
prescindiendo de la mecha para entrar en combustión por lo que podía
reemplazar al aceite como combustible en todas las lámparas existentes.
Posteriormente las instalaciones primitivas de alumbrado producían su propio
gas de carbón en retortas, hasta que en Londres, Inglaterra, Albert Winsor
introdujo el concepto de producir gas de modo centralizado y distribuirlo por
medio de cañerías a toda la ciudad, idea que fue cristalizada por inversionistas
quienes fundaron la “National Light and Heat Company”, la que cambió de
nombre a “Gas Light and Coke Company” quien comenzó el suministro en el
año 1813 como servicio público, en un comienzo con problemas de calidad de
suministro.
Con el tiempo se tuvo mejoras respecto al rendimiento luminoso de la llama
hasta que en 1867 el físico austriaco Carl Auer von Welsbach hizo
incandescente un material sólido, un descubrimiento empírico, que fue utilizado
y mejorado a través de los años, destacando el quemador invertido de Kent el
cual tenía un buen rendimiento; para ese tiempo la calidad de suministro de
gas ya era mucho mejor, logrando la satisfacción de los usuarios.
2.1.2.2 La electricidad como fuente del alumbrado artificial
La historia de la electricidad es bien conocida en nuestra rama. Sabemos que
esta fue descubierta anecdóticamente por Tales de Mileto, por el año 600 antes
13
de Cristo, pero como electricidad estática, pasando por las investigaciones del
médico inglés William Gilbert en el siglo dieciséis y entre los siglos diecisiete y
dieciocho los descubrimientos e investigaciones de Benjamín Franklin, Luigi
Galvini, Alessandro Volta, Hans Christian Oersted, Michael Faraday, Joseph
Henry, entre otros.
2.1.2.2.1 Inicios del Alumbrado Eléctrico
En el siglo dieciocho el químico británico Humphry Davy descubrió el principio
de la incandescencia sin embargo, el material que utilizaba, hilos de platino, se
fundía rápidamente al pasar la electricidad por ella. Posteriormente, a inicios
del siglo diecinueve se comenzaron a utilizar varillas de carbón en lo que se
denominó lámpara de arco para lograr dicha incandescencia pero que se
consideraba como una fuente de luz cara, incómoda y temperamental; poco a
poco se tuvo mejoras en la fabricación de estas lámparas.
Casi a fines del siglo diecinueve fue creada otro tipo de lámpara, con arco de
llama, con lo cual se mejoró el rendimiento luminoso, sin embargo, las
lámparas de arco tuvieron su apogeo a fines del siglo diecinueve y sólo llegó a
utilizarse hasta la mitad del siglo veinte para aplicaciones especiales donde era
necesario contar una fuente de luz altamente concentrada y de intensidad
extremadamente elevada, de igual forma estas lámparas dejaron de usarse
definitivamente cuando aparecieron las lámparas de xenón de arco corto para
esos fines.
2.1.2.2.2 Alumbrado Eléctrico con Lámparas Incandescentes
Numerosos inventos y experimentos sin éxito se hicieron, incluso desde la
época en que fueron creadas las lámparas de arco, pero no fue hasta 1854 en
que el alemán Heinrich Goebel quien fue el primero que le dio uso práctico a la
luz eléctrica incandescente utilizando lámparas eléctricas con filamentos
carbonizados de bambú, pero, además de los esfuerzos de otros inventores, no
se lograba una alta durabilidad del filamento.
14
Pero los precursores de la lámpara incandescente fueron Tomas Alva Edison y
el inglés Joseph Wilson Swan quienes por el año 1870 desarrollaron varias
mejoras, utilizando varios materiales pero volviendo a los orígenes con
filamentos de carbón. Ambos investigadores comercializaron sus inventos
teniendo mucha competencia entre ellos, enfrentándose también en varios
litigios relacionados a patentes, hasta que en 1883 se fusionaron formando The
Edison & Swan United Electric Light Co. Ltd. con marca comercial Ediswan.
Paralelamente en 1882 Siemens iniciaba la fabricación de sus propias
lámparas incandescentes en Europa experimentando en Berlín un sistema
experimental de alumbrado público.
En el año 1905 se tuvo otro avance importante en la lámpara de filamento de
carbón; el americano Willis Whitney descubrió un método para anillar los
filamentos de carbón a temperaturas sumamente altas alcanzando los 3500 ºC,
aumentando la potencia de la lámpara. Estas lámparas empezaron a ser
comercializadas por General Electric.
En 1903 los científicos austriacos Alexander Just y Franz Hanamann
produjeron un filamento de tungsteno, y en 1907 la empresa Philips comenzó a
fabricar lámparas inyectadas con filamento de tungsteno las cuales sin
embargo eran largas y frágiles, pero en 1910 la compañía Siemens & Halske
inventaron las lámparas Wotan cuyo filamento era templado. Por la misma
época en Estados Unidos, William Coolidge, desarrolló un proceso para
fabricar tungsteno dúctil creando una nueva lámpara con una mejora de 10
lúmenes por watt, proceso que fue adquirido por Philips en 1912. En el mismo
año el americano Irving Langmuir creó las lámparas con filamento bobinado y
llenas de gas, las que finalmente destronaron a las lámparas de filamento de
carbón y a otros tipos de lámparas, donde Philips destacó nuevamente. En
1959 apareció la lámpara de halógeno que aumentaría la duración de esta
lámpara.
15
2.1.2.2.3 Alumbrado Eléctrico con Lámparas de Descarga
Desde el siglo dieciocho se han venido desarrollando varios tipo de lámparas
de descarga, entre ellas se enumeran la siguientes y se detallan.
Lámparas de alto voltaje
Lámparas de mercurio de baja presión
Lámparas fluorescentes
Lámparas de mercurio de alta presión
Lámparas de sodio
Lámparas de xenón
Las lámparas de alto voltaje, que utilizaban una bobina de inducción
inicialmente y luego un transformador para su funcionamiento, eran tubos
vacíos de vidrio con diferentes gases que a cierta presión producían luz en
distintos niveles y colores. Quien tuvo relativo éxito fue Daniel Mac Farlan
Moore pero sus tubos tenían la desventaja de que el rendimiento de luz por
unidad de superficie era muy bajo por lo que estos tubos eran largos, y a la vez
eran difíciles de instalar, reparar y mantener. En 1904 Peter Cooper-Hewitt, en
1901, ideó una pantalla fluorescente que mejoraba el color de la luz. En 1910 el
francés Georges Claude estudió lámparas de descarga con varios gases
resultando más favorables las lámparas de neón, los cuales se utilizan hasta la
actualidad.
En 1860 se experimentó con descargas en vapor de mercurio de baja presión
pero las primeras lámparas fueron fabricadas por Peter Cooper-Hewitt en 1901,
las cuales tenían un pobre rendimiento cromático, tuvo ciertas mejoras, pero
con la llegada de las lámparas incandescentes dejaron de usarse, hasta que
por el año 1930 regresó mejorada bajo la forma de lámpara fluorescente
tubular.
Usando el mismo principio de descarga de mercurio, se intentaba producir
lámparas que operasen a baja presión y a voltajes más bajos, por lo que en
1932 aparecieron los electrodos revestidos de óxido que tenían una mayor
16
velocidad de emisión de electrones llegando a utilizar voltaje de 220V, y no fue
hasta 1936 en que la lámpara fluorescente apareció en el mercado
estadounidense con Philips, primero de alto voltaje y luego de bajo voltaje. Los
primeros polvos que se utilizaron fueron el silicato de zinc y el tungstato de
calcio que luego fueron reemplazados por halofosfatos activados de calcio y
estroncio. En 1973 Philips introdujo la lámpara fluorescente de tres bandas, lo
más parecido a lo que se usa hoy en día.
No obstante, el tubo de descarga de Cooper-Hewitt fue mejorado en cuanto a
rendimiento de color gracias a R. Kutch y T. Retschinsky, quienes crearon en
1906 la lámpara de mercurio de alta presión cuyo tubo era fabricado en cuarzo
debido a la elevada temperatura y presión al interior de este, utilizando
corriente directa, y en 1908 fue comercializado en Estados Unidos por la
compañía Westinghouse y en Londres por la Brush Electrical Co., luego fue
mejorada por otras empresas reemplazando el tubo de cuarzo por vidrio. Esta
lámpara tuvo dos variantes: la lámpara de luz mixta y la lámpara de haluro
metálico creada esta última alrededor del año 1964.
Las lámparas de sodio de baja presión fueron fabricadas por primera vez por
Philips y Osram en 1931 con corriente directa y en 1933 con corriente alterna
con muy buen rendimiento de 50 lm/W y en la actualidad llegó a 200 lm/W,
convirtiéndose en la lámpara de mayor eficacia, pero con la desventaja de
emitir una luz amarilla monocromática lo que ha conllevado a numerosas
investigaciones hasta la fecha para mejorar el color de la luz.
Las lámparas de xenón de alta presión descubiertas en 1944 producían una luz
muy similar a la luz del día y en 1951 fue comercializada por Osram.
2.1.2.2.4 Alumbrado Artificial con Lámparas LED
LED, del inglés Light Emitting Diode, o diodo emisor de luz es un dispositivo
electrónico semiconductor y fue en la época de 1960 que comenzó a
desarrollarse, pero con una eficiencia muy limitada y no estaban hechos para
iluminación. Con el tiempo fueron evolucionando hasta obtener LEDs de alto
17
rendimiento para iluminación, tales como los de tecnología InGaN, llegando a
tener una eficiencia de 50 lm/W, y experimentalmente llegan a 100 lm/W. A los
LEDs se les augura un buen futuro siendo la fuente de iluminación más
eficiente.
2.1.3 Historia del alumbrado público
2.1.3.1 En el Mundo
En el siglo dieciséis se reguló el alumbrado de las calles pero limitado en ese
entonces a la iluminación del frontis de los establecimientos que atendían de
noche, pero antes de ello el alumbrado fuera de las viviendas era con
antorchas o hachones y se utilizaban, tal como se mencionó anteriormente,
para alumbrar las festividades al aire libre y por corredores viales por donde
Ilustración 2-2 Tecnología LED para uso en Alumbrado Público - Fuente: (Lighting)
18
circulaban los carruajes y las sillas de mano de los nobles y personajes
importantes de ese entonces.
Fue en 1667 que se estableció en París, Francia, el primer sistema de
Alumbrado Público de la historia, mediante candiles, y como se mencionó
anteriormente, en Amsterdam en el año 1669 se comenzó a utilizar el farol de
aceite para alumbrado público. Poco a poco las ciudades más importantes de
Europa comenzaron a instalar alumbrado público permanente.
En 1812 las primeras ciudades que contaron con alumbrado público con gas
fueron Freiberg, Alemania y Londres, Inglaterra y casi de inmediato las
ciudades más importantes del mundo, sin embargo en las zonas rurales se
siguieron usando faroles de aceite. En 1823, Buenos Aires, Argentina, fue la
primera ciudad latinoamericana en utilizar alumbrado público con artefactos a
gas.
Con las mejoras de las lámparas de arco autoregulable, se comenzó a instalar
en el alumbrado público de París en 1884, y luego a demás ciudades de
Europa, siendo la pionera la Ciudad Luz. En principio, la electricidad para las
instalaciones de alumbrado público se generaba in situ con una noria, o una
máquina de vapor o de gas. Como se mencionó anteriormente, en el año de
1882, Edison inauguró el servicio eléctrico en Nueva York seguido de otras
empresas a nivel local y mundial.
En América Latina, también empezó la inquietud de instalar el alumbrado
público eléctrico en reemplazo del gas.
- En 1870, la ciudad de Buenos Aires adopta, por ser más económico,
elegante y duradero, el modelo de alumbrado eléctrico de París.
- En 1883 se iluminó la Plaza de Armas de Santiago de Chile. En 1900 se
amplía el servicio de alumbrado en Santiago y se instala tranvías con
corriente continua
19
- En 1885 se da en concesión el alumbrado público de Montevideo, el 25
de agosto del año 1886 se inaugura el primer alumbrado público
eléctrico en esta ciudad.
- El 24 de Octubre de 1888, en Venezuela, la Plaza Bolívar de Maracaibo
y el Boulevard Baralt quedaron iluminadas con arcos voltaicos. En 1893,
se instaló un servicio de alumbrado eléctrico en Caracas.
- El 7 de diciembre de 1889, se inaugura el servicio de alumbrado
eléctrico en Bogotá con generadores movidos por calderas de carbón,
de propiedad de Ospina & Espinosa Guzmán.
En las tres primeras décadas del siglo veinte se expandió el alumbrado público
eléctrico en las principales urbes del planeta, utilizando lámparas
incandescentes, y en el año 1934 la General Electric inventa la lámpara de
vapor de mercurio HID. En 1938 se inventan las lámparas fluorescentes que
también fueron utilizados en alumbrado público, aunque con menor aceptación
que en uso interior. La falta de radiaciones rojas en el espectro de las lámparas
de vapor de mercurio, obligó a buscar soluciones como la luz mixta, cuya
aplicación masiva se dio a inicios de la década de los años 50. En el año 1961
se patenta la lámpara de sodio de alta presión, cuyas ventajas respecto a
rendimiento, duración, etc, haría que a partir de los años 1980 desplazara a las
lámparas de vapor de mercurio. También el año 1965, surgió una nueva
alternativa: la lámpara de halogenuro metálico. En la segunda mitad del siglo
veinte fue muy popular el uso de lámparas de vapor de mercurio y en menor
medida la lámpara de luz mixta, que fueron siendo desplazadas por las
lámparas de vapor de sodio de baja y alta presión, especialmente por razones
medioambientales y económicas (mejor rendimiento y mayor duración).
2.1.3.2 En el Perú
2.1.3.2.1 Antes del alumbrado público eléctrico
Alrededor de 1535, en la Colonia, las primeras luces que alumbraron las calles
de Lima fueron hachones empapados con aceite o sustancia bituminosas,
mecheros comunes, sin vidriera ni otra protección, luces que, en estricto rigor,
20
no constituían un servicio público de alumbrado. En 1592 se estableció un
rústico servicio de Alumbrado Público.
En 1851 el Gobierno celebró un contrato para dar el servicio de alumbrado
público a gas en Lima. El Alumbrado Público a Gas fue inaugurado en 1855. Se
tendió cañerías y redes domiciliarias para atender no sólo el servicio de
Alumbrado Público, sino además conexiones a particulares, al principio
principalmente comerciantes, pero luego progresivamente extendido a los
domicilios de las calles comprendidas. Sin embargo, el desarrollo del
alumbrado a gas no estuvo exento de problemas, por ejemplo, en 1860, el
comerciante estadounidense John Dockendorff trajo al país por vía de ensayo
el kerosene, y la aventura comercial le resultó sumamente exitosa, porque
coincidió con carestía del gas, lo que le dio amplísimo consumo, con la
consecuencia de que cuando se normalizó el abastecimiento de gas ya mucha
gente se había acostumbrado al sustituto.
2.1.3.2.2 Alumbrado público con electricidad
A principios de 1870, en la ciudad de Nueva York, Estados Unidos, se había
empezado a utilizar la electricidad para el alumbrado público y en 1882 se
había iniciado el servicio de alumbrado público y particular de dicha ciudad.
Por esa época, en 1884, el Gobierno del General Miguel Iglesias concedió al
empresario peruano Macario Llaguno y al comerciante suizo Guillermo Widlund
el privilegio por 20 años para dar alumbrado eléctrico a la ciudad de Lima; se
establecía un plazo de dos años para la instalación de las maquinarias y
equipos respectivos e inicio del funcionamiento del servicio. Apenas cinco días
después, se modificó el privilegio, a pedido de los concesionarios, rebajando en
10 % la tarifa máxima a cobrar. Y el 12 de mayo del mismo año se amplió a las
ciudades del Callao, Piura, Cajamarca, Trujillo, Arequipa, Puno y Cusco, a
condición de que el servicio de Alumbrado Público sea solicitado por las
Municipalidades respectivas.
21
En 1886 se puso en funcionamiento las respectivas instalaciones, sin más
ceremonias, porque entretanto había surgido una fuerte polémica de la
Empresa de Electricidad con la Empresa del Gas, que reclamaba continuar
cumpliendo su propio contrato para el Alumbrado Público a gas en las mismas
calles en que se introducía el Alumbrado Público eléctrico. La discrepancia
partía de que la Empresa del Gas tenía tanto una concesión para su
producción para efectos de uso en el Alumbrado, sea Público o Privado, como
un contrato con la Municipalidad para el Alumbrado Público a Gas. La energía
eléctrica era generada en una central a vapor, con caldero y motor de
quinientos caballos.
La polémica entre ambas compañías por la prestación del Servicio de
Alumbrado Público a Lima terminaría resolviéndose por la vía comercial: La
Empresa del Gas compraría la planta de la Empresa de Electricidad y
continuaría dando el Alumbrado Público eléctrico sin solución de continuidad en
el servicio. Luego ofrecería a sus clientes de gas para alumbrado el cambio
hacia electricidad, principalmente por la ventaja de no dejar hollín ni requerir
limpieza de los faroles, lo cual iría siendo aceptado progresivamente hasta
Ilustración 2-3 Alumbrado con faroles en Arequipa del siglo XIX - Fuente: (EGASA, 2005)
22
extinguirse el empleo de gas abastecido desde la red pública en un par de
décadas.
También se inició el desarrollo de este servicio en el interior del país, en
Arequipa, la segunda ciudad del país, la electricidad llegaría el 27 de julio de
1898, al encenderse el Alumbrado Público eléctrico de su Plaza de Armas,
provisto por la Empresa de Luz Eléctrica de Arequipa. En 1909 se había
contratado el alumbrado de la ciudad por 10 años con la Sociedad Eléctrica,
que comprendía: 840 lámparas de luz incandescente; 32 en los portales y 24
de luz de arco en la Plaza de Armas.
Ilustración 2-4 Plaza de Armas de Arequipa luego de la llegada de la luz -
Fuente: (EGASA, 2005)
En 1903 se fundaría la Compañía Eléctrica, que brindaría electricidad a Trujillo,
La Libertad, con dos grupos generadores de 250 HP cada uno, de la planta
hidroeléctrica de Poroto. En 1904 la Compañía de Luz Eléctrica de Chiclayo
empezaría a suministrar electricidad a la capital de Lambayeque con un
generador a apor de 100 HP. En 1912 se constituiría en Ica la Compañía de
Servicios Eléctricos – COSERELEC, con una planta de dos unidades de gas de
70 kW de capacidad. En 1914 la Compañía Eléctrica Industrial del Cusco
pondría en funcionamiento su central Corimarca. En 1914, la Cerro de Pasco
23
Cooper Corporation empezó a abastecer de electricidad para Alumbrado
Público a la localidad de La Oroya, Junín, desde su central hidroeléctrica
construida principalmente para alimentar sus asientos mineros y planta de
fundición.
Desde 1906 hasta 1994, el crecimiento de Lima, tanto en la demanda eléctrica
de alumbrado público como particular, fue atendido por Empresas Eléctricas
Asociadas, que se transformó en Electrolima S.A. En Lima, a fines de la
primera mitad del siglo XX, la mayor cantidad de lámparas de alumbrado
público eran incandescentes; ingresando paulatinamente las lámparas de luz
mixta. Por los años 70 la cantidad de unidades de luz mixta era del 80%,
mientras que las lámparas de vapor de mercurio incrementaban su
participación al 18% y el resto incandescentes. A mediados de los años 90,
prácticamente habían dejado de utilizarse las lámparas de luz mixtas en Lima,
las lámparas de mercurio representaban el 60% del parque y lo restante
cubierto por el ingreso progresivo de lámparas de vapor de sodio de alta
presión. En Julio de 1994, en el proceso de privatización que hubo en el sector
eléctrico peruano, el servicio de alumbrado público fue transferida a las
empresas EDELNOR que tiene a su cargo el servicio en la zona norte de Lima
Metropolitana y Luz del Sur S.A.A. responsable de la atención en la zona sur y
este de Lima. A fines del año 2005, la cobertura de lámparas de vapor de sodio
de alta presión alcanza el 87% del parque instalado de Lima y la diferencia es
cubierta con lámparas de vapor de mercurio, cuyo retiro viene siendo paulatino.
2.1.4 Normativa Peruana
En la actualidad existen normas técnicas y leyes necesarias para garantizar la
calidad del servicio de alumbrado público y calcular la facturación del mismo.
A continuación se enumera las normas vigentes, algunas de las cuales se
detallan en los siguientes puntos.
24
Tabla 2-1 Normativa vigente en alumbrado público
ITEM Norma Descripción
1 Resolución Ministerial N° 013-
2003-EM/DM
Norma técnica de alumbrado de vías públicas en
zonas de concesión de distribución
2 Resolución Ministerial N° 185-
2003-EM/DM
Establecen índice lámparas/usuario y factores KALP
para el cálculo del porcentaje máximo de facturación
por el servicio de alumbrado público
2,1 Resolución Ministerial N° 001-
2006-MEM/DM
Sustituye artículo 2º de la Resolución Ministerial N°
185-2003-EM/DM
3 Ley Nº 28790
Ley que excluye los suministros de predios agrícolas
para uso de la producción agraria del pago por
concepto de alumbrado público
3,1 Ley Nº 29229
Ley que modifica la Ley Nº 28790, Ley que excluye
los suministros de predios agrícolas para uso de la
producción agraria del pago por concepto de
alumbrado público
4 Resolución de Consejo Directivo
N° 078-2007-OS/CD
Procedimiento de supervisión de la operatividad del
servicio de alumbrado público
4,1 Resolución de Consejo Directivo
N° 780-2007-OS/CD
Modifica el Procedimiento de supervisión de la
operatividad del servicio de alumbrado público
4,2 Resolución de Consejo Directivo
N° 068-2008-OS/CD
Incorporan el numeral 5.3.4 al "Procedimiento de
supervisión de la operatividad del servicio de
alumbrado público"
5 Resolución Ministerial N° 074-
2009-MEM/DM
Establecen disposiciones aplicables para el cálculo
del porcentaje máximo de facturación por el servicio
de alumbrado público
6 Resolución de Concejo Directivo
N° 220-2011-OS/CD
Modifican el Procedimiento de Supervisión de la
Operatividad del Servicio de Alumbrado Público"
7 Resolución de Concejo Directivo
N° 220-2011-OS/CD
Modifican el Procedimiento de Supervisión de la
Operatividad del Servicio de Alumbrado Público"
(Texto completo)
Fuente: (OSINERGMIN)
2.1.4.1 Norma Técnica de Alumbrado de Vías Públicas en Zonas de
Concesión de Distribución.
25
Tabla 2-2 Niveles de luminancia, iluminancia e índice de control de
deslumbramiento
Tipo de
Alumbrado
Luminancia media,
revestimiento seco
Iluminancia media
(lux)
Índice de
control de
deslumbramiento
( cd/m2) Calzada clara Calzada oscura (G)
I 1.5 - 2.0 15 - 20 30 - 40 > 6
II 1.0 - 2.0 10 - 20 20 - 40 5 - 6
III 0.5 - 1.0 5 - 10 10 - 20 5 - 6
IV 2 - 5 5 - 10 4 - 5
V 1 – 3 2 -6 4 - 5
Fuente: (Norma Técnica de Alumbrado de Vías Públicas en Zonas de Concesión de Distribución)
26
Tabla 2-3 Tipos de alumbrado según la clasificación vial
Fuente: (Norma Técnica de Alumbrado de Vías Públicas en Zonas de Concesión de Distribución)
2.1.5 Plan Referencial del Uso Eficiente de la Energía 2009-2018
2.1.5.1 Antecedentes
Se considera como inicios a CENERGÍA y el PAE (Programa de Ahorro
Energético).
27
En el año 2000, se había logrado la institucionalización de esta actividad en el
país, mediante la promulgación de la Ley 27345, Promoción del Uso Eficiente
de la Energía, que en su primer artículo señala que es de interés nacional la
promoción del Uso Eficiente de la Energía (UEE) e indica que ésta debe
realizarse para alcanzar cuatro objetivos: asegurar el suministro de energía,
proteger al consumidor, fomentar la competitividad de la economía nacional y
reducir el impacto ambiental negativo del uso y consumo de los energéticos.
Al referirse al impacto ambiental este se encuentra sustentado en que toda
mejora en la eficiencia energética trae aparejada una reducción de las
emisiones contaminantes de impacto global y local. Así mismo, la venta de los
certificados de emisión, al ser una opción financiera, también se constituirán en
un incentivo para la implementación de este tipo de programas.
Finalmente en el año 2007, en el marco de la Resolución Ministerial Nº 560-
2007-MEM/DM (2007-12-13), se constituyó la comisión encargada de dar
cumplimiento a las Disposiciones Transitorias del Reglamento de la Ley de
Promoción del Uso Eficiente de la Energía, siendo una de sus actividades,
según numeral 2.4, el Plan Referencial del Uso Eficiente de la Energía, el
mismo que servido de insumo para el contenido del presente Plan Referencial
del Uso Eficiente de la Energía 2009-2018.
2.1.5.2 Objetivo del Plan Referencial del Uso Eficiente de la Energía 2009-2018
Reducir el consumo en un 15% hasta el año 2018 en relación a la demanda
base proyectada hasta ese año, sin afectar la producción o servicios de los
diversos sectores económicos ni el confort del sector residencial.
2.1.5.3 Objetivos específicos del Plan Referencial del Uso Eficiente de la Energía 2009-2018
De los objetivos específicos planteados en este plan se menciona el siguiente
que está relacionado a esta tesis.
28
Formación de una cultura de uso eficiente de la energía: Promoción de la
sustitución paulatina de las lámparas de alumbrado público por LED.
2.1.6 Plan de Acceso Universal a la Energía 2013-2022
Resolución Ministerial Nº 203-2013-MEM/DM del 24 de mayo de 2013. En ella
se citan dos prioridades en el ámbito energético global, obtenidas del Informe
“Energía para un Futuro Sostenible”1
El Acceso Universal a la Energía: 100% acceso para las necesidades
básicas humanas al año 2030.
La Mejora de la Eficiencia Energética.
El objetivo del Plan de Acceso Universal a la Energía es Promover, desde el
ámbito energético, un desarrollo económico eficiente, sustentable con el medio
ambiente y con equidad, implementando proyectos que permitan ampliar el
acceso universal al suministro energético, priorizando el uso de fuentes
energéticas disponibles, debiendo establecer su viabilidad técnica, social y
geográfica de los proyectos mencionados, con el objeto de generar una mayor
y mejor calidad de vida de las poblaciones de menores recursos en el país, en
el periodo 2013-2022.
Asimismo, el documento menciona que los proyectos a implementarse para el
acceso universal a la energía deben orientarse a la eficiencia energética.
Dentro de los proyectos y metas para la mejora del uso energético, se
contempla la sustitución de las lámparas de alumbrado público por tecnologías
eficientes de iluminación.
1 En el año 2009, tras la Cumbre de Copenhague, en Dinamarca, el Secretario General de las Naciones Unidas constituyó un Grupo
Consultivo de Alto Nivel para que asesore en temas de Energía y Cambio Climático. Dicho En el año 2009, tras la Cumbre de Copenhague, en Dinamarca1, el Secretario General de las Naciones Unidas constituyó un Grupo Consultivo de Alto Nivel para que grupo, formado por relevantes personalidades ligadas al ámbito energético desde la esfera pública y privada, hizo público, en Abril 2010, un informe denominado “Energía para un Futuro Sostenible”. La XV Conferencia Internacional sobre el Cambio Climático se celebró en Copenhague, Dinamarca, del 7 al 18 de diciembre de 2009. Denominada COP 15 («15a Conferencia de las partes»), fue organizada por la Convención Marco de las Naciones Unidas para el Cambio Climático (CMNUCC), que organiza conferencias anuales desde 1995 con la meta de preparar futuros objetivos para reemplazar los del Protocolo de Kyoto, que terminó en 2012. En la conferencia se acreditaron 34.000 personas entre delegados de los 192 países miembros de la CMNUCC, expertos en clima, representantes de organizaciones no gubernamentales (ONG) y prensa. Esta cumbre fue la culminación de un proceso de preparación que se inició en Bali en 2007, con una “Hoja de Ruta” adoptada por los países miembros.
29
2.1.7 Avances Tecnológicos en el Alumbrado Público
2.1.7.1 Consideraciones Sociales
Como ya se mencionó en lo acápites anteriores, el alumbrado ha acompañado
al hombre en el trabajo diario y en su desarrollo consiguiendo los siguientes
beneficios.
Aprovechamiento de la infraestructura de las ciudades.
Mayor actividad nocturna (comercial y turística).
Mayor movilidad, más tránsito.
Urbanización creciente.
Interés por la seguridad contra accidentes y contra el delito.
Preocupación por el ambiente.
Limitación de recursos energéticos.
2.1.7.2 Alumbrado Público en el Perú
Es la iluminación de vías, parques y plazas públicas que garantiza la seguridad
del tránsito peatonal y vehicular y por ende contribuye a mejorar la calidad de
vida de la población.
La prestación del servicio de Alumbrado Público es de responsabilidad de los
concesionarios de distribución en lo que se refiere al alumbrado general de
avenidas, calles y plazas (Artículo 94° de la Ley de Concesiones Eléctricas).
El servicio lo pagan todos los usuarios (monto calculado de acuerdo al art. 184°
del Reglamento de la Ley).
2.1.7.3 Evolución de las tecnologías de Alumbrado Público
En los acápites anteriores ya se detalló las distintas fuentes luminosas, sin
embargo, la siguiente ilustración resume la evolución de las tecnologías del
alumbrado en general.
30
Ilustración 2-5 Evolución de tecnologías de alumbrado - Fuente:
(OSINERGMIN)
2.1.7.4 Tecnología LED
En los acápites anteriores se mencionó las ventajas de la tecnología LED, la
cual se está convirtiendo en la tecnología del futuro, sin embargo es necesario
adicionar lo siguiente:
La Electroluminiscencia es la conversión directa de la energía eléctrica en luz
(LED se basa en este fenómeno), sin necesidad de un paso intermedio como
en la descarga de un gas (fotoluminiscencia) o como el calentamiento de un
material (incandescencia).
Los componentes básicos de la tecnología LED son:
Óptica: El sistema óptico con lente de luz generada, tiene control estricto
de la dispersión. Actualmente se ha logrado que la óptica abra hasta
125º.
Driver: El LED, al no poder conectarse directamente a tensión de red,
requiere de un sistema de fuente de alimentación, denominado driver.
31
Para aplicaciones opto electrónicas se utiliza el semiconductor InGaP
(que emite luz ámbar y roja) o InGaN (que emite cercana al UV, luz
verde y azul). Por este motivo, el material semiconductor empleado en la
fabricación del chip es el responsable del color de la luz que emitirá.
Disipador de calor: La principal causa de la depreciación del flujo
luminoso es el calor producido en el interfaz de unión del LED, por el
proceso de generación de luz. Al no emitir la radiación infrarroja, el calor
producido en el proceso de generación de luz debe ser disipado por
conducción o por convección.
Se debe tener en consideración tres aspectos fundamentales en la
construcción del LED:
- Fotometría
- Diseño Térmico
- Electrónica
2.1.7.4.1 Aplicaciones en el Perú
Las aplicaciones se han dado en forma limitada en el sector privado como son
la Municipalidad de San Isidro para reforzar el alumbrado peatonal de toda la
Av. Jorge Basadre, y un tramo de la Av. General Pezet, donde se dio más
énfasis para iluminar los jardines de la berma central.
En lo que respecta a concesionarias, solo se tiene conocimiento de las
empresas EDELNOR e Hidrandina que tienen instalado artefactos de
alumbrado público con tecnología LED a modo piloto. EDELNOR (22) en la
Plaza de La Bandera del distrito de Pueblo Libre e Hidrandina (6) en la Av.
España de la ciudad de Trujillo.
Es importante hacer notar que en nuestro país, la energía por el servicio de
alumbrado si bien lo administran las empresas concesionarias, dichos costos
son trasladados a los usuarios. Si la principal ventaja de la aplicación de la
tecnología LED son los costos-beneficios que generarían la reducción de la
energía por reemplazar los artefactos existentes, los únicos beneficiarios serían
32
los usuarios. En ese contexto, sin incentivos, las empresas concesionarias no
harán ninguna inversión.
En otros países el servicio de alumbrado público es asumido íntegramente
(costos de inversión, operación y mantenimiento) por los ayuntamientos
(municipalidades). En ese contexto, dichas entidades si tienen incentivos para
invertir, a fin de reducir costos de operación y mantenimiento, por ejemplo, con
artefactos con nueva tecnología.
2.1.7.4.2 Aplicaciones en otros países
Las aplicaciones y/o proyectos más notorios se han dado en Estados Unidos y
Europa, en el marco de la eficiencia energética, así como también con la
finalidad de reducir las emisiones contaminantes de CO2.
Estados Unidos
La ciudad de Los Ángeles cuenta con 209,000 PI, y tiene programado
reemplazar en 5 años 140,000 PI que con los artefactos existentes consumen
168 Gigawatt/hora de energía eléctrica a un costo de $ 15 millones de dólares
por año, emitiendo 120,000 toneladas de CO2; con la tecnología LED se va
proporcionar un ahorro energético del 40%, reduciendo los costos de operación
y mantenimiento en $10 millones de dólares por año, así como también reducir
las emisiones de CO2 en 40,500 toneladas por año. Su proyecto, todavía en
ejecución, es la más grande conversión lumínica del mundo. Tiene las
siguientes características:
- Año1 (2009), el piloto se efectuó en los meses de enero y febrero. La
instalación definitiva empezó en julio y se debió instalar 20,000 PI.
- Año 2 (2010) al Año 5 (2013), se debió instalar en cada periodo 30,000 PI,
haciendo un total de 140,000 PI, al finalizar el año. Actualmente se han
instalado 33,000 PI, hay un atraso de aproximadamente un año. Se ha
reprogramado el proyecto y fijado terminar el 2011 con 50,000 PI y culminarlo
el 2014.
33
España
El municipio madrileño de Collado Mediano, de unos 6.000 habitantes y situado
en plena sierra de Guadarrama, se ha convertido en el primero de España en
cambiar todo su alumbrado tradicional por artefactos con tecnología LED. Han
reducido la factura en un 50%. El Ayuntamiento pagaba antes 175.000 euros al
mes solo en alumbrado público y ahora esperan que no supere los 100.000.
Esperan amortizar en pocos años los tres millones de euros que han invertido
al sustituir 1.890 puntos de luz, ya que cada farola supone un coste de 500
euros. Las farolas están conectadas a un ordenador central, desde el que se
puede, entre otras aplicaciones, regular el flujo luminoso o detectar si hay algún
problema.
En el mes de febrero de 2010, los servicios municipales de Arganda del Rey
(Madrid) procedieron a instalar lámparas LED de alta potencia Deltotum en
diversas calles del casco urbano de la localidad, con resultado satisfactorio. El
proyecto piloto, fue promovido por la Concejalía de Ordenación del Territorio y
Servicios a la Ciudad.
El ayuntamiento de Quijorna se ha propuesto optimizar al máximo las
instalaciones de alumbrado público de este municipio madrileño. Para ello, y
desde que se aprobó la iniciativa, ha contado con el asesoramiento de la
empresa de SERVICIOS ENERGÉTICOS ENERGIUM. A finales de 2007 con
el apoyo de la comunidad de Madrid (50%) y recursos propios llevó a cabo una
Auditoría del Alumbrado Público. El resultado de todo ello fue la primera prueba
piloto con tecnología LED. Dicho ayuntamiento cuenta con 28 centros de
mandos (SED), 1025 puntos de iluminación (PI), potencia instalada (170kW),
potencia contratada 197 kW y consumo anual de 680 kWh.
La ciudad de Alcorcón ha puesto en marcha, en colaboración con el IDAE
(Instituto para la Diversificación y el Ahorro de la Energía), un nuevo modelo de
explotación de las conservaciones de alumbrado público que mejora la
eficiencia energética de las instalaciones. Según la concejala, la instalación se
adecuará a las exigencias del Reglamento de Eficiencia Energética en
34
Instalaciones de Alumbrado Exterior (REEIAE), para lo que se realizará una
inversión de 3.586.488 euros, que se amortizarán con el ahorro de energía
prevista”.
La iluminación de vías públicas se encuentra reglamentada en España por el
REAL DECRETO 1890/2008, de 14 de noviembre, por el que se aprobó el
"Reglamento de eficiencia energética en instalaciones de alumbrado exterior y
sus Instrucciones técnicas complementarias EA-01 a EA-07".
A nivel Europeo se considera que el consumo de energía en todos los sistemas
de iluminación es aproximadamente del 20% del consumo eléctrico total. Ello
ha traído consigo que el Parlamento Europeo apruebe una serie de Directivas
que ayuden a reducir el gasto energético en iluminación, a cuidar el medio
ambiente y asegurar un desarrollo sostenible para estas instalaciones.
2.1.7.5 Sistema autónomo aislado de la red
Consiste de un sistema Fotovoltaico de luminaria, independiente de la red
eléctrica. Este sistema está compuesto por:
• Panel Fotovoltaico
• Controlador
• Batería
• Luminaria y poste.
Por lo que a las propiedades y beneficios de la tecnología SSL (LED)
agregamos la utilización de energías alternativas como:
• Solar + Eólica
• Solar
35
Ilustración 2-6 Sistema aislado de la red con panel fotovoltaico - Fuente:
(OSINERGMIN)
2.1.8 Proyección del sector
La mayoría de las aplicaciones que se han dado en el Perú con tecnología LED
para el alumbrado público, o están en cartera, tienen como marco de inicio el
carácter piloto con la finalidad de efectuar mediciones de alumbrado previas a
fin de corroborar sus bondades técnicas con otras tecnologías.
No obstante, con la finalidad de tener un panorama del parque de alumbrado
público a nivel nacional, se muestra la siguiente ilustración.
Unidad de Alumbrado Público = Conjunto luminaria – lámpara = Punto de
Iluminación.
36
Ilustración 2-7 Unidades de AP instaladas en el Perú (en miles) - Fuente:
(OSINERGMIN – 2013)
Ilustración 2-8 Unidades de AP instaladas en el Perú excepto en Lima -
Fuente: (OSINERGMIN – 2013)
329
243
970
Unidades de AP (en miles)
Edelnor
Luz del Sur
Resto del país
9 189
45
19
135
105
91
125
80
57 57 58
Unidades de AP (en miles)
Edecañete
Hidrandina
Electrosur
Electro Ucayali
Electrocentro
Electronoroeste
Electro Sur Este
37
2.2 El mercado de Bonos de Carbono
El otro factor interviniente en la evaluación económico-financiera de los
proyectos de inversión en el sector es el inicio del funcionamiento del mercado
de Bonos de Carbono en el Perú, cuyas características e impacto analizaremos
brevemente a continuación.
2.2.1 Antecedentes
El incremento de la temperatura media de la superficie de la tierra registrado en
los últimos años del siglo veinte ha sido de más de 6 °C y las estimaciones de
su incremento están entre 1.4 °C y 5.8 °C para el año 2100. Este fenómeno ha
provocado una profunda preocupación en la comunidad científica y en los
gobiernos de todo el mundo, pues implica no solo un cambio rápido y profundo
de las condiciones climáticas, sino que también tendría efectos insospechados
sobre la flora y la fauna en nuestro planeta.
El aumento de la temperatura, o «calentamiento global», es atribuido al
proceso de industrialización experimentado desde hace siglo y medio. Proceso
relacionado con el desarrollo de tecnologías que han requerido cada vez más
del uso y la combustión de petróleo y sus derivados, de carbón y la tala de
bosques, así como con algunos métodos de explotación agrícola. El
crecimiento productivo ha traído consigo efectos colaterales como el
incremento de los GEI en nuestra atmósfera, sobre todo de dióxido de carbono,
metano y óxido nitroso. Estos gases se producen de forma natural en nuestro
planeta y contribuyen directamente a la vida en la Tierra, pues impiden que
parte del calor solar traspase la atmósfera y regrese al espacio de tal modo que
sin ellos el mundo sería un lugar frío y deshabitado, pero cuando se rompe el
equilibrio natural de sus emisiones y estas se incrementan artificialmente la
temperatura aumenta y el clima se modifica.
Las consecuencias de este fenómeno pueden ser nefastas. Así, el nivel del mar
subió entre 10 y 20 centímetros durante el siglo veinte y se espera un aumento
38
de entre 9 y 88 centímetros como consecuencia de la disminución de los
glaciares y los casquetes polares; lo cual provocaría inundaciones,
desaparición de algunas ciudades, contaminación de las reservas de agua
dulce, migraciones masivas, desabastecimiento y disminución de la extensión
de tierra y la producción agrícola.
El calentamiento global se convierte entonces en un problema producto del
desarrollo actual que afecta a todo el mundo y su mitigación depende en
especial de la voluntad política de los países desarrollados, pues son ellos los
que en gran medida, junto con las potencias emergentes, causan estos
problemas.
2.2.2 Origen: El Protocolo de Kioto
Con las primeras clarinadas de alerta de la comunidad científica, a lo largo de
la década de 1970, sobre el peligro inminente del cambio climático es que se
empieza a forjar conciencia sobre la necesidad de una acción global. Así se
realizaron numerosos acuerdos entre las naciones, se crearon comisiones
sobre medio ambiente y conferencias mundiales para sensibilizar a los
gobiernos e informarlos sobre la importancia de adoptar medidas conjuntas en
pro de la sostenibilidad de nuestro planeta. La Convención Climática de
Estocolmo de 1972, el Panel Intergubernamental sobre Cambio Climático
(IPCC, por la sigla en inglés de Intergovernmental Panel on Climate Change)
creado en 1987, la Convención de Ginebra de 1990, la de Rio de Janeiro de
1992 y la de Toronto de 1998 son las precursoras del tratado internacional de
1997.
El 10 de diciembre de 1997, como parte de la III Conferencia de las Partes de
la Convención sobre Cambio Climático (COP3), los países participantes
adoptaron el compromiso de reducir sus emisiones de GEI en el año 2012. Con
ese propósito se tomó como base las emisiones registradas en 1990 de dióxido
de carbono (CO2), metano (CH4) y óxido nitroso (N2O), en tanto que para los
39
hidrofluorocarbonos (HFCS), los perfluorocarbonos (PFCS) y el hexafluoruro de
azufre (SF6) se usaron las emisiones registradas en 1995.
El compromiso asumido por los países firmantes era disminuir sus emisiones
en 5.2% respecto de los niveles de 1990, con el quinquenio 2008-2012 como
fecha de medición base. Para ello, se fijaron cuotas y la Unión Europea se
comprometió a reducir sus emisiones en por lo menos 8%, Estados Unidos en
7%, Canadá y Japón en 6% y Rusia, Nueva Zelanda y Ucrania solo debían
mantener sus emisiones en los niveles del año 1990. Estados Unidos y los
países productores de petróleo se han opuesto al tratado de manera
permanente, lo que ha perjudicado todo el proceso.
Dentro de los acuerdos adoptados se incluye la posibilidad de negociar las
cuotas de emisión:
Comprando la diferencia no alcanzada respecto del compromiso y/o
financiando en otros países proyectos de eficiencia energética o de
fijación forestal de dióxido de carbono.
Comprando a los países autorizados a incrementar sus emisiones de
GEI la porción no usada de su cuota.
El protocolo contempla un acuerdo, denominado MDL, con el cual se intenta
canalizar la asistencia a las naciones en desarrollo incluyendo en sus proyectos
una externalidad positiva vinculada con la implementación de tecnologías
limpias, aquellas que contribuyen a mitigar y disminuir las emisiones de GEI.
2.2.3 El Mecanismo de Desarrollo Limpio (MDL)
El MDL es uno de los componentes clave del Protocolo de Kioto. Su objetivo
central es ayudar a los países en vías de desarrollo a alcanzar un crecimiento
sustentable y asistir a los países desarrollados en el cumplimiento de sus
cuotas de reducción de emisiones. Este mecanismo promueve la inversión de
empresas privadas, apoyadas por organismos multilaterales, en proyectos que
utilicen tecnologías limpias, como la construcción de hidroeléctricas, centrales a
40
gas de ciclo combinado, parques eólicos, proyectos agrícolas y de forestación.
Estos proyectos deben estar alineados con el propósito de reducir la emisión
de GEI en países en desarrollo, de acuerdo con los Objetivos del Milenio,
vinculados al desarrollo sustentable y la mejora de la calidad de vida de las
poblaciones aledañas. Asimismo, deben cumplir con el principio de
adicionalidad, el cual consiste en demostrar que el proyecto incorporado al ciclo
económico contribuye además a disminuir la media de emisión de GEI. Este
principio está dirigido a evitar que se beneficien del incentivo de los Bonos de
Carbono aquellos proyectos que en circunstancias normales se hubieran
realizado de todas maneras. Por tanto, exige que la reducción de emisiones de
carbono del proyecto sea el resultado de acciones deliberadas con este fin.
En el Perú, el Fondo Nacional del Ambiente (FONAM) estimó para el SEIN el
factor de emisión en 0.7 tCO2 / MWh (2004), pero como la mayoría de las
plantas térmicas a petróleo serán reemplazadas por gas natural, espera que,
como promedio para los siguientes diez años, se pueda usar un factor de
emisión de entre 0.57 y 0.85 tCO2 / MWh (FONAM, 2004:75).
Tras una verificación, el MDL premia a estos proyectos con CER, cada uno de
los cuales es equivalente a una tonelada de dióxido de carbono que se deja de
emitir a la atmósfera. Estos CER se pueden vender luego a países
desarrollados que los necesiten para cubrir sus cuotas de reducción
comprometidas.
En suma, el MDL permite a los países desarrollados continuar emitiendo GEI
con el compromiso de comprar reducciones en países en desarrollo.
Este mecanismo no pretende lograr que las grandes empresas cambien, por
ejemplo, su matriz energética, pues sería demasiado caro e inviable. Lo que
persigue es inducir a las grandes transnacionales, o a sus subsidiarias, a
invertir en proyectos de tecnología limpia propios, premiando su compromiso
por reducir la emisión de gases nocivos en el planeta.
41
Dentro de esta óptica se genera un doble compromiso, pues los países
industrializados se obligan a cumplir con sus metas de reducción y los países
en desarrollo se comprometen a generar condiciones favorables para la
implementación de estas actividades en sus territorios.
Según el FONAM, un CER es equivalente a una tonelada de CO2 que los
proyectos MDL dejan de emitir a la atmósfera. Es la unidad oficial de reducción
de emisiones de GEI, la cual ha sido generada y certificada bajo el esquema
del MDL.
2.2.4 Proceso de certificación
Los procesos de certificación de los mercados de carbono son diferentes de
acuerdo con su naturaleza: de un lado se encuentran los proyectos adscritos al
MDL, que son regulados por el Protocolo de Kioto, y por otro lado están los
proyectos forestales y de conservación vinculados a los Mercados Voluntarios
de Carbono (MVC)2, los cuales son regulados por los manuales operativos de
las organizaciones certificadoras de emisiones.
Los proyectos que califiquen para la certificación de reducción de emisiones
deben cumplir en primer término tres requisitos:
Demostrar la adicionalidad de la reducción de emisiones.
Demostrar la permanencia de la reducción de emisiones.
Contribuir al desarrollo sostenible.
Los procesos de certificación en todos los casos son seguidos por el dueño o el
representante legal del proyecto. Los trámites siguen diferentes etapas:
Aprobación interna por la Autoridad Nacional Designada (AND).
2 Este mercado lo forman ciudadanos particulares y organizaciones públicas y privadas conscientes de su
responsabilidad ante el cambio climático. Facilita a entidades y personas fuera de los sectores regulados la compensación de sus emisiones en países en desarrollo mediante la financiación, por ejemplo, de proyectos de reforestación que la requieren y contribuyen en forma decisiva a mejorar la calidad de vida de las poblaciones cercanas (Ecología y Desarrollo, 2011: Cambio climático).
42
Certificación por la Entidad Operacional Designada (EOD).
Expedición de los certificados por el administrador de la Junta Ejecutiva
de la Convención Marco de las Naciones Unidas sobre el Cambio
Climático (UNFCCC por la sigla en inglés de United Nations Framework
Convention on Climate Change).
La AND para supervisar los proyectos del MDL en el Perú es el Ministerio del
Ambiente (Minam), responsable de evaluar los proyectos con base en el criterio
de desarrollo sostenible en un plazo de 45 días.
Realizados todos los procedimientos de validación y certificación de la
información, verificación e inspección del proyecto, así como de vigilancia del
cumplimiento de las regulaciones relacionadas con la sostenibilidad social y
medioambiental en torno al proyecto, la empresa certificadora procederá al
registro ante la Junta Ejecutiva de la UNFCCC la cual, luego de efectuar un
nuevo proceso de validación del proyecto, solicitará al administrador se
proceda con la expedición del CER, de acuerdo con lo establecido por el
periodo de acreditación firmado3.
La Dirección General de Cambio Climático, Desertificación y Recursos Hídricos
del Minam sostiene que el Perú tiene gran potencial para desarrollar proyectos
de reducción de emisiones en diferentes sectores, los cuales pueden solicitar
certificados de MDL. La ilustración 2-9 muestra el procedimiento de aprobación
que debe seguir un proyecto MDL en nuestro país.
3 Se puede optar por dos periodos de acreditación: 20 años prorrogables máximo hasta 60 años o un periodo fijo no
prorrogable de 30 años (Sabogal et ál., 2009).
43
Ilustración 2-9 Procedimiento para la aprobación de proyectos MDL en el
Perú – Fuente: (Mendiola, Aguirre, Aguilar, Castillo, Giglio, & Maldonado, 2012)
2.2.5 Cotización y Negociación de Bonos de Carbono
En el mercado de carbono se transan todas las operaciones destinadas a
satisfacer la demanda de reducción de emisiones de cualquier tipo, de acuerdo
con su naturaleza (MDL o MVC). En este mercado se ubican entidades y
organismos vinculados con las transacciones de CO2 equivalente:
Esquema europeo de comercio de emisiones: es el mayor mercado de
emisiones en el mundo, transan en él 11,000 fábricas que representan el
50% del total de emisiones de toda Europa.
Legislación de Estados Unidos sobre mercados de carbono: para evitar
las críticas por no ratificar el Protocolo de Kioto, en Estados Unidos se
44
ha legislado en materia ambiental en los ámbitos estatal y federal, como
el Standard Oregon (norma de carácter estatal), la Iniciativa Regional de
Gases de Efecto Invernadero (RGGI por la sigla en inglés de Regional
Greenhouse Gas Initiative) y la Ley de Soluciones al Calentamiento
Global de California.
Esquema de Nueva Gales del Sur (Australia) para reducir GEI:
comercializa el 66% del volumen físico y posee el 90% de los valores
financiados. Es un programa federal australiano de carácter obligatorio
diseñado para mitigar el efecto de los GEI relacionados con la
producción y el uso de energía eléctrica. Esta organización es de
carácter nacional, promueve y fomenta iniciativas que compensen la
producción de gases nocivos.
Bolsa del Clima de Chicago: organización sin fines de lucro de la
Fundación Joyce creada en el año 2000. Se autodenomina el primer
sistema de carácter voluntario en el intercambio de la emisión de GEI.
Se trata de un mercado diverso, de intercambio con metas obligatorias
de reducciones que aumentan anualmente y según límites establecidos
en unidades de medición llamadas Instrumentos Financieros de Carbón
(CFI por la sigla en inglés de Carbon Financial Instrument) equivalentes
a 100 tCO2. Sus miembros pueden ser miembros plenos, asociados o
participantes.
Mercado no Regulado o Extrabursátil (OTC): concentra operaciones de
este mercado (Over the Counter). Financia operaciones de captura de
carbono y negocia las reducciones verificadas de emisiones (VER). Su
característica principal es reducir los costos de transacción al mantener
un solo proceso de verificación. Los participantes en el mercado OTC
son desarrolladores de proyectos, agregadores de créditos y mayoristas,
quienes son los especuladores que venden emisiones por encima del
valor de mercado, y minoristas, que usualmente venden sus créditos a
través de Internet.
45
Estas organizaciones funcionan mediante un sistema Cap and Trade (CAP)4 en
el que se establecen límites de emisiones y metas de reducciones a través de
la negociación de emisiones certificadas y verificadas, o mediante la inversión y
la financiación de proyectos de reducción de emisiones.
Ilustración 2-10 Componentes del mecanismo Cap and Trade - Fuente:
(Mendiola, Aguirre, Aguilar, Castillo, Giglio, & Maldonado, 2012)
¿Cómo se determina el precio de los derechos de emisión? El precio de los
derechos de emisión de CO2 depende del equilibrio de la oferta y la demanda
en el mercado europeo de emisiones. Se determina principalmente por su
escasez en el mercado, pues la variación de la oferta y la demanda de los
derechos de emisión dependerán de los topes que fijen los países miembros
para las industrias sujetas a regulación. Cuanto más estricto sea el límite global
de emisiones, menor será el número de derechos de emisión y mayor será su
precio.
Por otro lado, el precio de los derechos de emisión puede también
determinarse por contrato dependiendo del tipo de acuerdo:
4 Este es el nombre del mecanismo del mercado intraeuropeo que establece la Directiva Europea sobre Comercio de
Emisiones para incentivar la reducción de emisiones de CO2 al mínimo costo en determinados sectores productivos (electricidad, gas de coque, acerías, cementeras, azulejos) (Energía y Sociedad, 2010: documentos).
46
Tipo forward (a futuro): Denominado Emission Reduction Purchase
Agreement (ERPA), por el cual se acuerda un precio fijo de venta a
futuro de todos o parte de los CER que genere el proyecto. La ventaja es
que el comprador asume todos los costos de transacción de solicitud del
MDL y asegura un precio. La desventaja principal es que a través de
este mecanismo el precio es mucho menor al del mercado spot.
Unilateral: Una vez que el proyecto entre en operación el promotor el
propietario del proyecto vende directamente los CER al mercado al
precio de referencia del mercado europeo. La ventaja del vendedor es
que siempre el precio es mejor que el que se puede obtener con un
contrato ERPA. La desventaja es que el vendedor asume todos los
costos de transacción de solicitar el MDL y los riesgos de mercado.
2.2.6 Proyectos en curso
Según el MINAM, nuestro país tiene registrados 190 proyectos MDL con
potencial para reducir 25 millones de toneladas de CO2 (MINAM, 2009). El
portafolio de inversiones ambientales alcanza los US$ 11,200 millones. No
obstante, solo 23 proyectos del portafolio se han implementado por la dificultad
que tienen para demostrar que reducirán sus emisiones por un cambio en la
matriz energética o por captura de carbono a través de la reforestación. Por
otro lado, el proceso de certificación puede demorar entre dos y cuatro años en
el escenario más optimista.
De los 190 proyectos de MDL peruanos, 147 son de energía y 43 son
forestales; 49 ya han sido aprobados por el MINAM y, de esos, 23 han sido
aprobados por la ONU, mientras que 17 están en etapa de validación.
Por otro lado, respecto de las dificultades para los interesados en solicitar MDL,
uno de los principales problemas es el alto costo de la elaboración del
expediente o el documento de diseño del proyecto, que puede ser de US$
15,000 a US$ 20,000 y, además, se debe contratar a un especialista que lo
valide, lo que puede significar US$ 20,000 más. Por otro lado, la banca
47
peruana no está preparada para asumir préstamos en proyectos que impulsen
inversiones «verdes».
En resumen, en el futuro la tendencia mundial de las prácticas de Buen
Gobierno Corporativo, y en especial de responsabilidad socioambiental, hará
que los demandantes de energía prefieran optar por empresas que se sirvan de
recursos renovables para la generación de energía eléctrica, en especial de
centrales hidroeléctricas. Por las razones expuestas, la evaluación de las
alternativas de inversión en el sector tiene que incorporar necesariamente el
menor costo del gas y la posibilidad de obtener Bonos de Carbono como
elementos particulares condicionantes de la rentabilidad de cualquier proyecto.
(Mendiola, Aguirre, Aguilar, Castillo, Giglio, & Maldonado, 2012)
2.3 Beneficios y Riesgos de las Asociaciones Público - Privadas
La crisis financiera del 2008 al 2011 provocó un nuevo interés en las
asociaciones del sector público y el sector privado en los países tanto
desarrollados como en desarrollo. Debido a las limitaciones de recursos
públicos y fiscales, y reconociendo la importancia de la inversión en
infraestructura para impulsar el crecimiento en sus economías, los gobiernos
recurren cada vez más al sector privado como fuente alternativa de
financiamiento adicional para cubrir el déficit de financiación.
2.3.1 Los riesgos potenciales de las Asociaciones Público - Privadas
Los siguientes son una serie de potenciales riesgos en las asociaciones
público-privadas:
Es probable que los costos de desarrollo, licitación y otros generados
durante el proyecto de APP sean mayores que los de los procesos
tradicionales de contratación pública; por lo tanto, el gobierno debe
determinar si costos involucrados son justificados. Muchas de
las unidades de asociaciones público-privadas y de implementación han
48
desarrollado métodos para analizar los costos y observar la rentabilidad,
como por ejemplo el Tesoro del Reino Unido.
Existe un costo asociado a la deuda a pesar de que al sector privado le
es más fácil conseguir financiación, la financiación sólo estará disponible
siempre y cuando los flujos de efectivo de la compañía objeto del
proyecto proporcionen un retorno a la inversión (es decir, el costo debe
ser amortizado ya sea por los clientes o por el gobierno a través de
subsidios, etc.)
Algunos proyectos pueden ser más fáciles de financiar que otros (si
existe una tecnología comprobada y/o las obligaciones y las
responsabilidades del sector privado han sido claramente identificables),
algunos proyectos generarán ingresos en moneda local solamente (por
ejemplo, proyectos de agua), mientras que otros (por ejemplo, los
puertos y aeropuertos) proporcionan ingresos en dólares o moneda
extranjera en las que restricciones de los mercados financieros locales
pueden tener un menor impacto.
Algunos proyectos pueden ser más política o socialmente desafiante
para implementar que otros: en particular si una fuerza laboral existente
en el sector público teme ser transferidas al sector privado, si es
necesario en aumento significativo en las tarifas para que el proyecto
sea viable, o si hay problemas de restablecimiento o reubicación de
terratenientes, etc.
No hay riesgo ilimitado (there is no unlimited risk bearing: las empresas
privadas (y sus prestamistas) serán cautelosos al aceptar riesgos que
escapen a su control, tales como los riesgos de tipo de cambio o riesgo
de los activos existentes. Si asumen estos riesgos, entonces esto será
reflejado en el precio del servicio. Las empresas privadas también
querrán saber que las reglas del juego han de ser respetadas por el
gobierno, como por ejemplo los aumentos en las tarifas, una regulación
justa, etc. Si el sector privado acepta un mayor riesgo, se espera que
también deseen un mayor nivel de control sobre las operaciones.
49
El sector privado hará lo que se le pague por hacer y nada más que eso:
por lo tanto, los incentivos y los requisitos de desempeño deberán ser
establecidos claramente en el contrato. Es preciso, entonces, enfocarse
en el desempeño ya que es relativamente fácil de monitorear
La responsabilidad del gobierno es continúa: los ciudadanos seguirán
responsabilizando al gobierno por la calidad de los servicios públicos. El
gobierno deberá tener la suficiente expertise, ya sea a través de la
agencia encargada de la implementación o a través de un organismo
regulador, para comprender los acuerdos de la APP, para llevar a cabo
sus propias obligaciones en virtud del acuerdo de APP y para monitorear
el desempeño del sector privado y hacer cumplir sus obligaciones
Es probable que el sector privado tenga más expertise y después de un
corto período, este tenga cierta ventaja sobre el entendimiento de la data
arrojada por el proyecto. Es importante asegurarse de que se le requiera
al operador informes periódicos claros y detallados para reducir la
probabilidad de este tipo de desequilibrio
Es fundamental tener un claro marco legal y regulatorio para lograr una
solución sostenible.
Dada la naturaleza de largo plazo de estos proyectos y la complejidad
asociados, es difícil identificar todas las posibles contingencias durante
el desarrollo del proyecto y los acontecimientos y problemas que puedan
surgir, y por tal motivo, no se hayan contemplado en los documentos o
por las partes en el momento del contrato. Es más probable que
improbable que las partes deban renegociar el contrato para dar cabida
a estas contingencias. También es posible que algunos de los proyectos
de infraestructura pueden fallar o sean cancelados antes del plazo
previsto por una serie de razones, como cambios en las políticas
gubernamentales, el fracaso de la empresa privada o el gobierno para
llevar a cabo sus obligaciones o, circunstancias externas de fuerza
mayor. Si bien es cierto que algunas de estas circunstancias puedan ser
abordados en el acuerdo de las asociaciones público-privadas, es
probable que otras deban ser manejadas durante el curso del proyecto.
50
2.3.2 Beneficios potenciales de las Asociaciones Público - Privadas
Más y más la atención reciente de los gobiernos se centra en aprovechar los
recursos fiscales de los proyectos que llevan a cabo, por ende, los gobiernos
recurren al sector privado para desarrollar proyectos de infraestructura
mediante asociaciones público-privadas por un número de razones:
Como una vía para que el sector privado introduzca tecnología e
innovación para mejorar el suministro de servicios públicos a través de la
eficiencia operativa.
Como incentivo para que el sector privado entregue los proyectos a
tiempo y dentro del presupuesto acordado.
Como inserción de certeza dentro del presupuesto a través del tiempo,
ya que se establecen gastos del proyecto de infraestructura en el
presente y en el futuro.
Como una vía para desarrollar las capacidades locales del sector
privado a través de la propiedad conjunta con grandes empresas
internacionales, así como oportunidades de subcontratación de
empresas locales para obras civiles, obras eléctricas, instalaciones,
servicios de seguridad, servicios de limpieza, servicios de
mantenimiento, etc.
Como vía para que el sector privado aumente su participación
gradualmente en las empresas estatales y en el gobierno
(especialmente firmas extranjeras).
Crea diversificación en la economía ya que hace al país más
competitivo, e impulsa los negocios y la industria asociada mediante el
desarrollo de la infraestructura (como la construcción, el equipo, los
servicios de apoyo, etc.).
Como complemento a las limitaciones de las capacidades del sector
público para satisfacer la creciente demanda de desarrollo de la
infraestructura.
51
Como una extracción al largo plazo de value-for-money a través de la
transferencia apropiada de riesgos hacia el sector privado durante el
periodo del proyecto desde el diseño y construcción al mantenimiento y
las operaciones.
2.3.3 Asociaciones Público - Privadas en el Perú
De acuerdo a la experiencia de las asociaciones público privadas en el Perú, se
determinaron 5 principales ventajas:
Garantiza el mismo nivel de servicio (calidad) durante toda la concesión.
Adelanta el desarrollo del Proyecto al diferir sus costos.
Reduce el riesgo en la entrega y de sobrecostos.
Permite potencializar el uso de recursos públicos para provisión de
infraestructura y prestación de servicios públicos.
Incorpora innovación en sectores tradicionalmente cerrados al capital
privado.
2.3.3.1 Principales actores de las Asociaciones público-privadas en el
Perú
Los principales actores en las asociaciones público-privadas, se enumeran a
continuación:
Sector, Gobierno Regional o Local
Identifican y formulan los proyectos de infraestructura o de prestación de
servicios públicos que pueden realizarse bajo el esquema de APP.
Organismos Promotores de la Inversión Privada (OPIP)
Responsables del proceso de promoción de la inversión privada.
PROINVERSION es la OPIP de alcance nacional. En los demás casos, el
OPIP es un órgano del Gobierno Regional o Local designado. El órgano
52
máximo de estos Organismos Promotores de la Inversión Privada es el
respectivo Consejo Regional o Concejo Municipal.
Organismos Reguladores
Opinan sobre Contratos de Concesión, referidos a sectores regulados, en
aspectos de su competencia como tarifas, acceso y calidad de servicio.
Ministerio de Economía y Finanzas
Opina sobre la versión final de los contratos, en relación a capacidad
presupuestal, responsabilidad fiscal, garantías, asignación de riesgos, entre
otros asuntos.
No obstante, para formar la asociación debe tomarse en cuenta la revisión
de las leyes:
- Ley General de Sociedades, Ley Nº 26887. Toda sociedad debe
adoptar alguna de las formas previstas en esta ley. La sociedad
adquiere personalidad jurídica desde su inscripción en el Registro y
la mantiene hasta que se inscribe su extinción.
- Ley de la Actividad Empresarial del Estado, Ley Nº 24948, la cual
regula la actividad Empresarial del Estado, en lo relativo a su objetivo
ámbito, organización funcionamiento, régimen económico, financiero,
régimen laboral evaluación y relaciones con los diverso niveles de
gobierno y sistemas administrativos. Se guía por loa siguientes
principios:
a. Fortalecer el pluralismo económico.
53
b. Garantizar la racional explotación de los recursos renovables y no
renovables, asegurar el equilibrio ecológico y preservar el medio
ambiente.
c. Garantizar una adecuada articulación sectorial y regional del
aparato productivo.
d. Propiciar la reconversión del aparato productivo, asimilando y
adaptando nuevas tecnologías.
e. Regular el abastecimiento interno y neutralizar las prácticas
inconvenientes de empresas que ocupan una posición dominante
en el mercado.
f. Fortalecer la capacidad de negociación concentrando
capacidades de compra-venta internacionales.
g. Promover el ahorro interno y garantizar la asignación de los
recursos financieros en función de los planes nacionales de
desarrollo.
h. Garantizar y promover la prestación de servicios orientados a
mejorar la calidad de vida de la población.
i. Fortalecer y afianzar la seguridad nacional.
2.3.3.2 Principales proyectos adjudicados en el sector energía peruano
A octubre de 2014 se tiene una cartera de proyectos por un monto de
inversión de más de US$ 4,000 millones en todos los sectores, incluyendo
7 proyectos en electricidad e hidrocarburos con una inversión: US$ 3,447.8
millones.5
5 Fuente: Proinversión
54
Tabla 2-4 Proyectos adjudicados
Fuente: (Proinversión)
Como puede observarse, en el sector de Distribución y Comercialización de
Energía no existe proyecto alguno adjudicado ni tampoco se tienen
proyectos en cartera.
Por lo que se considera sería una gran oportunidad para la empresa de
distribución de energía en Arequipa para emprender nuevos proyectos o
proyectos que presentan diversas limitaciones por tratarse de una entidad
pública.
55
CAPÍTULO 3 Evaluación del Proyecto de Mejoramiento del Sistema
de Alumbrado Público
3.1 Sistema de alumbrado público en Arequipa
A continuación se muestra el parque de alumbrado público en la ciudad de Arequipa. Puede notarse que se cuenta primordialmente con 3 tipos de lámpara: lámpara de vapor de sodio de alta presión, lámpara de mercurio, lámpara de halogenuro metálico.
Tabla 3-1 Lámparas del parque de AP en la ciudad de Arequipa
Tipo Lámp Cantidad Potencia total (W)
Lámpara de Vapor de Sodio de 50W 3039 60
Lámpara de Vapor de Sodio de 70W 111935 88,28
Lámpara de Vapor de Sodio de 150W 11575 182,16
Lámpara de Vapor de Sodio de 250W 2832 285,06
Lámpara de Vapor de Sodio de 400W 69 439,33
Lámpara de Vapor de Mercurio de 80W 212 93,91
Lámpara de Vapor de Mercurio de 125W 763 140,03
Lámpara de Vapor de Mercurio de 150W 0
Lámpara de Halogenuro Metálico de 70W 218 88,28
Lámpara de Halogenuro Metálico de 150W 123 182,16
Lámpara de Halogenuro Metálico de 250W 18 285,06
Lámpara de Halogenuro Metálico de 400W 101 439,33
Lámapara Mixta de 160W 19 160
Lámapara Mixta de 250W 1 250
Lámpara Ahorradora de 23W 351 23
Lámpara Fluorescente de 40W 12 51
Lámpara incandescente de 100W 23 100
131291,0
Fuente: (Sociedad Eléctrica del Sur Oeste S.A. – Agosto 2014)
56
Tabla 3-2 Lámparas del parque de AP en la ciudad de Arequipa
Tipo Lámpara Cantidad de
lámparas Porcentaje (%)
Vapor de Sodio 129450 98,60%
Vapor de Mercurio 975 0,74%
Halogenuro Metálico 460 0,35%
Otros 405 0,31%
131290,0
Fuente: (Sociedad Eléctrica del Sur Oeste S.A. – Agosto 2014)
Ilustración 3-1 Distribución del parque de AP en Arequipa por tipo de
lámpara – Fuente: (Sociedad Eléctrica del Sur Oeste S.A. – Agosto 2014)
3.1.1 ¿Vapor de Sodio de Alta Presión o LED para Alumbrado Público?
La lámpara VSAP (vapor de sodio a alta presión), usada masivamente en el
mundo, ha venido satisfaciendo holgadamente los requisitos lumínicos y
económicos esperables de la tecnología de las lámparas de descarga. (Gualda
Gil & Tolosa Gómez, 2012)
98.60%
0.74%
0.35%
0.31%
Vapor de Sodio
Vapor de Mercurio
Halogenuro Metálico
Otros
57
La pregunta es ¿merece ya la pena dar el salto de tecnología en el alumbrado
público?. Para contestar a esta pregunta se ha efectuado una comparación de
todo el parque de alumbrado público de la ciudad de Arequipa que en su
mayoría cuenta con VSAP y con LED.
La lámpara de inducción no ha cuajado porque hasta la fecha, junto a sus
grandes ventajas (muy larga duración, bajo precio y encendido instantáneo),
tiene grandes inconvenientes (flujo muy dependiente de la temperatura, no
regulable ampliamente y elevado pico de corriente en el encendido).
3.1.1.1 Vida de instalación
Hemos construido un mundo inestable, frágil económica y políticamente,
desequilibrado e injusto. Y todo ello esquilmando la naturaleza. La población
mundial ya supera los 7.000 millones de habitantes cuando hace solo 50 años
era la mitad. La demanda de energía y de materias primas está creciendo
exponencialmente con signos ya de inicio de agotamiento, el planeta está
sobreexplotado (su huella ecológica es de 1,4) y la actividad humana está
contaminando muy seriamente el entorno. Para evitar caer en la recesión es
necesario el crecimiento económico, pero es metafísicamente imposible crecer
y crecer en un mundo finito. La humanidad está en un callejón sin salida o al
borde del precipicio. Nuestro futuro es claramente insostenible.
Por todo ello, es absolutamente necesario el ahorro en todas las facetas de la
vida. En el caso que nos ocupa hay que rebajar drásticamente los niveles de
iluminación, emplear lámparas más eficientes, afinar los instantes de encendido
y apagado, y también alargar la vida de las instalaciones todo lo que se pueda.
Hay que ir pensando ya, como se hace en este trabajo, en diseñar las
instalaciones de alumbrado público para que duren 30 años, eligiendo
componentes y materiales de primera calidad y llevando a cabo un
mantenimiento adecuado.
58
3.1.1.2 Horas de funcionamiento al año
Antes de la salida y después de la puesta del Sol, durante parte de los
crepúsculos, no es necesario tener encendido el alumbrado público porque
todavía hay suficiente luz natural. Los instantes de encendido y apagado del
alumbrado dependen de la estación, de las coordenadas del lugar, de su
orografía y también del tipo de estructura urbana de la ciudad. En un pueblo se
requieren menos horas de alumbrado que en una gran ciudad, cuyos altos
edificios no dejan penetrar bien la luz natural de los crepúsculos. Es interesante
notar que en estos, cerca de los instantes de orto y ocaso, la luz natural varía
cada 5 minutos aproximadamente en un factor de 2.
3.1.1.3 Vida útil de las lámparas
Para obtener los datos de este apartado, y de los siguientes, en relación con
los LED se ha manejado una gran cantidad de documentación suministrada por
marcas de primera calidad, que la han proporcionado de forma abundante y
transparente. Por contra, otras marcas no han sido capaces de dar algunos de
los datos requeridos o los han dado sin la mínima fiabilidad exigible. A este
respecto hay que hacer notar que han proliferado multitud de empresas debido
al previsible negocio fácil del boom, que ofrecen características técnicas
exageradas, precios bajos y muy largas duraciones sin acompañar los
certificados de homologación oficial correspondientes. La variedad tan grande
en precio y calidad de los LED se debe a su propio proceso de fabricación,
pues con la tecnología actual no es posible controlar con precisión las
características de cada unidad fabricada. Por ello, tras la fabricación, es preciso
seleccionarlas para que cumplan con los parámetros mínimos exigidos, y ello
eleva el precio.
La vida útil de una lámpara depende del valor de depreciación de su flujo, de
manera que ambas magnitudes deben ir necesariamente relacionadas. Así, por
ejemplo, la vida útil típica de una lámpara VSAP es de 12.000 horas con un
factor de depreciación del flujo (FDFL) de 0,90, pero solo de 4.000 horas para
59
un factor de depreciación de 0,98 (véase el gráfico). Se tomará una vida útil de
12.000 horas.
Ilustración 3-2 Factor FDFL en VSAP y LED - Fuente: (Gualda Gil & Tolosa Gómez, 2012)
La vida de la lámpara LED es sustancialmente mayor. Elegiremos un factor
FDFL de 0,86 con una vida útil de 50.000 horas. Podríamos tomar un mayor
número de horas pero el flujo ya baja mucho y además para un número de
horas tan grande, la vida del equipo electrónico influiría, rebajando el factor de
supervivencia del conjunto lámpara-equipo, aminorando a su vez el factor de
mantenimiento. En efecto, el tiempo medio entre fallos del equipo, teniendo en
cuenta el número y categoría de sus componentes electrónicos y sus
velocidades individuales de fallo, puede situarse en el entorno de las 70.000
horas.
3.1.1.4 Factor de mantenimiento
El factor de mantenimiento se define así:
60
Siendo “FDFL”, el factor de depreciación del flujo luminoso; “FSL”, el factor de
supervivencia de las lámparas, y “FDLU”, el factor de depreciación de las
luminarias.
Para el caso VSAP tenemos para las 12.000 horas de vida útil elegida:
FDFL=0,90
FSL=0,89
FDLU = 0,91
Suponiendo que el grado de contaminación del ambiente es bajo, y que las
luminarias se van a limpiar cada dos años, con lo que el factor de
mantenimiento es fm = 0,73.
Para el caso LED, evaluemos su factor de supervivencia. Como todos los
diodos PN de potencia, se trata de un dispositivo de estado sólido con un
tiempo medio entre fallos muy elevado (superior a 100.000 horas). El factor
limitante, pues, no es la vida real de la lámpara sino la disminución de su flujo.
La lámpara no deja de funcionar instantáneamente sino que va perdiendo flujo
poco a poco, permitiendo su reemplazo a tiempo. Del elevado tiempo medio
entre fallos del equipo electrónico hemos hablado antes. Por ello, la curva de
supervivencia del conjunto lámpara-equipo es prácticamente horizontal, con
una disminución muy pequeña a lo largo del tiempo. Asimilemos esta curva del
LED para 100.000 horas a la curva del VSAP para 12.000. El FSL del LED para
la mitad de ese tiempo (50.000 horas) lo tomamos igual al de la lámpara VSAP
para la mitad de su tiempo (6.000 horas), cuyo valor es 0,96. Por lo tanto, para
el caso LED tenemos para las 50.000 horas de vida útil elegida:
FDFL=0,86
FSL=0,96
FDLU = 0,91
Considerando también que la contaminación es baja y que las luminarias se
van a limpiar cada dos años, con lo que el factor de mantenimiento es 0,75
61
3.1.1.5 Temperatura de color
El diagrama de Kruithof establece que, para conseguir una sensación de
iluminación agradable, la temperatura de color ha de ser tanto menor cuanto
menor sea la iluminancia. Esta dependencia progresiva entre ambas
magnitudes tiene una explicación natural, pues la especie humana ha venido
evolucionando, desde hace millones de años hasta hace un siglo, acomodando
su ojo y su cerebro a la iluminación proporcionada por el Sol: muy blanca y con
alta temperatura de color durante el día (pensemos que en un día despejado la
iluminancia supera los 100.000 lx hacia el mediodía) y con muy baja
temperatura de color (tonos rojizos) en los crepúsculos, en los que el nivel baja
a centenas y decenas de luxes. Incluso el alumbrado cavernario a base de teas
tenía una temperatura de color inferior a 2.000 K.
De manera que lo natural es que en los alumbrados públicos, con sus bajas
iluminancias, la temperatura de color sea baja. Este es el caso de la lámpara
VSAP, que crea ambientes mucho más cálidos y agradables que la fría luz
blanca del vapor de mercurio.
En el caso de la lámpara LED existe una amplia variedad de temperaturas de
color, debida a las diferentes composiciones del diodo PN y a sus distintos
recubrimientos fluorescentes. La eficacia luminosa aumenta con la temperatura
de color, debiendo elegirse ésta del compromiso resultante entre esa eficacia y
la creación de un ambiente luminoso confortable. Lo ideal sería emplear una
temperatura de color de 2.500 K, pero lo práctico es tomarla de 4.000 K, como
hacemos en este trabajo, porque su mayor eficacia luminosa hace que se
consuma aproximadamente un 20% menos de energía. Por encima de esta
temperatura de color, el ambiente lumínico es desagradable y no natural y,
para valores altos, puede producir efectos distorsionadores de la percepción
visual.
62
3.1.1.6 Índice de reproducción cromática
El índice de reproducción cromática (IRC) es de importancia limitada en el
alumbrado público, cuya finalidad general es conseguir la adecuada seguridad
en el tráfico rodado y peatonal, así como proporcionar un aspecto atractivo a
las vías urbanas, garantizando una suficiente sensibilidad a los contrastes y
una alta velocidad de percepción. Al alumbrado público no se le aplican otras
exigencias de carácter visual como distinguir detalles finos o distinguir fielmente
los colores. Ahí tenemos como ejemplo la masiva aplicación de la lámpara
VSAP y el buen resultado que está dando con un IRC de solo 25. Para los
casos puntuales especiales en que se necesita una mayor calidad de luz se
viene empleando la lámpara de halogenuros metálicos, que tiene un IRC
superior a 60, pero adolece de los inconvenientes de mayor precio, menor
eficacia luminosa y menor vida útil que la VSAP. Se le asigna a la lámpara de
halogenuros un FDFL inferior en un 20%. Las lámparas LED tienen IRC
superiores a 70.
3.1.1.7 Consumos de lámparas y equipos
Los cálculos lumínicos indican que, para el 100% del flujo, hay que usar la
lámpara VSAP de 70 watts o bien una lámpara LED de 40. El consumo del
equipo auxiliar electromagnético de la primera es de 14 W y el del equipo
electrónico de la segunda, de 5. Los consumos totales medidos son los
siguientes:
VSAP 100% del flujo: 84 W
VSAP 50% del flujo: 51 W
LED 100% del flujo: 45 W
LED 50% del flujo: 24 W
LED 20% del flujo: 13 W
63
3.1.2 Comparación entre tecnologías de Vapor de Sodio de Alta Presión y
LED
Tabla 3-3 Comparación General entre tecnologías VSAP vs. LED
Parámetro VSAP LED
Vida útil de funcionamiento
Entre 5,000 y 15,000
horas, el equivalente a 1 -
5 años
50,000 horas, el
equivalente a 10-12
años
Mantenimiento anual Necesario Poco mantenimiento
Consumo Elevado Inferior a la media
Eficiencia 25%-35% 85%-90%
Gastos de reciclaje
Contiene gas y metales
pesados como plomo y
mercurio que son
altamente tóxicos
Bajos
Resistencia a impacto,
vibraciones, y variaciones de
tensión y frecuencia de red
No, se reduce el ciclo de
vida Sí
Circuito Auxiliar de Arranque Sí No
Porcentaje de Luz Útil 60% 90%
Fuente: (Valderas, 2014)
64
Ilustración 3-3 Comparación de espectro luminoso de Fuente
Convencional (Sodio) y LED - Fuente: (OSINERGMIN)
3.1.3 Requisitos mínimos para la selección del conjunto LED
Con la finalidad de seleccionar un adecuado conjunto LED de alumbrado
público se ha establecido una serie de requisitos mínimos que se requieren así
como la explicación de la importancia del mismo.
Tabla 3-4 Requisitos mínimos para la selección del conjunto LED
ID REQUERIMIENTOS MÍNIMOS IMPORTANCIA
1
El fabricante de la luminaria debe poseer un mínimo de 5
años de experiencia en el campo de la fabricación de
luminarias con tecnología LED y un mínimo de 50.000
luminarias instaladas. Se requiere comprobante por
escrito del fabricante
Asegurar el conocimiento y la experiencia en la
fabricación de luminarias con tecnología LED. Permite
medir el nivel de satisfacción del cliente en luminarias ya
instaladas
2
El fabricante de la luminaria debe poseer certificación
ISO 9001. Se requiere comprobante de certificación
emitido por el órgano rector respectivo
Garantizar la calidad del producto mediante el uso de
procedimientos de fabricación certificados bajo la
normativa internacional ISO
65
ID REQUERIMIENTOS MÍNIMOS IMPORTANCIA
3 Poseer un diseño de ingeniería que proporcione un
tiempo de servicio de 20 años
Proveer un producto robusto, altamente confiable, que
cumpla con los niveles mínimos exigidos durante el
tiempo de servicio requerido
4
Poseer número de serie y fecha de fabricación. Ambos
deben estar claramente visibles en una etiqueta ubicada
dentro del compartimiento de cables
Útil en caso de ser requerida cualquier labor de
mantenimiento
5
Cuerpo de la luminaria fabricado en fundición de
aluminio, de una sola pieza. No debe estar conformado
por múltiples piezas unidas entre sí
Ofrecer mejor índice de transferencia de calor en la
remoción del calor generado por los LEDs. Cuerpos
construidos a partir de múltiples piezas muestran un nivel
de enfriamiento muy inferior a los de pieza única
6 Cuerpo de la luminaria fabricado en aleación de aluminio
A360
Esta aleación provee excelente moldeabilidad y alta
resistencia a la corrosión, durante un tiempo de servicio
prolongado
7
En caso de que el cuerpo de la luminaria sea pintado, la
pintura deberá haber sido evaluada bajo la norma ASTM
B117 (Ensayo de corrosión acelerada en cámara salina)
a 1000 horas.
Asegurar que el recubrimiento de pintura posea la
resistencia adecuada. El ASTM B117 es un ensayo de
corrosión acelerada en un ambiente de niebla salina
agresivo establecido por la American Society Testing
Materials
8 La luminaria no debe tener tornillos expuestos más allá
de aquellos colocados en el terminal de conexión.
Limita los posibles puntos de corrosión que pueden
ocasionar una falla mecánica o una falla en el
recubrimiento de pintura
9
Capacidad de ser instalada de manera segura en una
espiga horizontal con diámetros comprendidos entre 42 y
60mm
Simplifica la instalación. El mismo producto es capaz de
aceptar diferentes diámetros
10 Posibilidad de ajustar la inclinación vertical de la
luminaria desde -5° to +5° con incrementos de 2,5°
Permite ajustar la posición de la luminaria y cumplir con
los niveles de luz requeridos
11
La placa contentiva de los LEDs y la óptica debe estar
cubierta por una superficie de vidrio plana que facilite la
limpieza de la luminaria (en caso de ser requerida en el
futuro)
La superficie de vidrio plana ofrece un área uniforme fácil
de limpiar en el campo.
12
Capacidad de soportar futuras actualizaciones
tecnológicas. Posibilidad de cambiar la fuente de poder o
balastro, sin el uso de herramientas, en un período
menor a 2 minutos
Permite el servicio de campo con un mínimo esfuerzo y
sin el uso de herramientas. Además, permite actualizar
la fuente de poder cuando exista un modelo más
eficiente. Esta característica permite aprovechar a futuro
cualquier evolución tecnológica
13 El módulo que contiene la placa de LEDs y la óptica debe
ser capaz de soportar futuras actualizaciones
Permite el servicio de campo con un mínimo esfuerzo y
sin el uso de herramientas. Además, permite actualizar
66
ID REQUERIMIENTOS MÍNIMOS IMPORTANCIA
tecnológicas. Posibilidad de cambiar el módulo, sin el uso
de herramientas, en un período menor a dos minutos. El
módulo debe estar construido en una sola pieza
los LEDs y/o la distribución de la óptica en caso de ser
requerido. Esta característica permite aprovechar a futuro
cualquier evolución tecnológica
14 LEDs deben poseer una temperatura de color de 5000K
(± 400K) y un CRI mínimo de 60
5000K es el color de la luz del día al mediodía.
Proporciona una visibilidad nítida y una fuente de luz
blanca brillante. Experiencias con clientes demuestran
que un valor de 5000K es preferido sobre otros valores
de temperatura (5700K y 6500K)
15 Poseer una eficacia luminosa mínima de 100 Lumens/W
a 350mA y 20°C temperatura ambiente
Este es un nivel de eficacia excelente. Esto asegura alta
eficiencia y alto ahorro de energía
16
Poseer módulo de protección contra picos de
sobretensión. 10kV, 5kA como dicta ANSI C62.41
(American National Standards Institute)
Proporciona alta resistencia contra la ocurrencia de
sobretensión, evento altamente perjudicial para las
luminarias LED. 10kV, 5Ka proporciona un mayor nivel
de protección contra sobretensiones (el nivel básico es
de 6kV, 3kA)
17
Capacidad de remover o reemplazar el módulo de
protección contra picos de sobretensión sin el uso de
herramientas
Permite sustituir el módulo, en caso de ser necesario,
durante el tiempo de servicio.
18
La fuente de poder o balastro no debe poseer alquitrán o
materiales a base de uretano. Se requiere confirmación
por escrito del fabricante.
Se ha comprobado que el alquitrán y los materiales a
base de uretano, debilitan mecánicamente los
conductores de suministro de energía debido a la
expansión y contracción térmica, colocando el esfuerzo
en los componentes del circuito y las juntas de
soldadura. Utilizar aislantes que no contengan estos
elementos evita este tipo de fallas.
19
Soldadura de los componentes electrónicos mediante el
uso de nitrógeno. Mejora la calidad y la confiabilidad a
largo plazo. Se requiere confirmación por escrito del
fabricante.
El uso de nitrógeno mejora la calidad de la soldadura. Se
ha comprobado que las soldaduras fabricadas de esta
manera, poseen un mayor grado de confiabilidad
respecto a las que no usan nitrógeno
20
Las instalaciones donde se fabrican las placas de LEDs y
las fuentes de poder o balastro deben poseer
certificación RoHS (Normativa que establece la
prohibición y uso restringido de plomo y/o otros
materiales tóxicos). Se requiere confirmación por escrito
del fabricante.
Las instalaciones de fabricación modernas cumplen con
la certificación RoHS, la cual prohíbe el uso de plomo y
de cualquier otro material tóxico no permitido. El
resultado final son productos amistosos con el medio
ambiente.
21
La luminaria debe poseer certificación UL. Se requiere
comprobante de certificación emitido por el órgano rector
respectivo
Garantiza que el producto es seguro de manipular e
instalar. “Underwriters Laboratories”, UL, se creó en
1894 y ha participado en el análisis de seguridad de
67
ID REQUERIMIENTOS MÍNIMOS IMPORTANCIA
muchas de las nuevas tecnologías del siglo pasado, en
particular la adopción pública de electricidad y en la
elaboración de normas de seguridad para los aparatos
eléctricos y sus componentes. UL certifica todo lo
relacionado con la seguridad, la validación, pruebas,
inspección, auditoría, asesoría y capacitación de los
servicios a una amplia gama de clientes, incluyendo
fabricantes
22 La luminaria debe poseer certificación CE. Se requiere
comprobante de certificación
Garantiza que el producto es seguro de manipular e
instalar La certificación CE es la declaración del
fabricante a las autoridades de la Unión Europea que su
producto cumple con todas las Directivas de marcado CE
pertinentes
23
La luminaria debe poseer certificación IDA. Se requiere
comprobante de certificación emitido por el órgano rector
respectivo
Emitida por la International Dark Sky Association.
Certifica que la luminaria cumple con las normas
requeridas en lo que respecta a los niveles de
contaminación lumínicos.
24
El compartimiento conteniendo la fuente de poder o
balastro debe poseer un índice IP-66 (luminarias con
índice menor a IP-66 no deben ser aceptadas). Se
requiere comprobante de certificación emitido por un
laboratorio independiente acreditado ante el órgano
rector respectivo
El índice IP mide el nivel de protección contra la entrada
de polvo, objetos extraños y/o humedad. Un índice IP-66
asegura que la fuente de poder, óptica y o LEDs no
sufrirán degradación por la entrada de polvo y también
asegura que la luminaria no sufrirá daño alguno si es
limpiada con agua
25
El compartimiento IP-66 debe poseer un filtro que
permita equilibrar la presión interna con la presión
externa sin comprometer el sellado hermético del mismo
Permite liberar presión, evitando el esfuerzo en los sellos
del compartimiento. Esto permite que la unidad
permanezca hermética incrementando el tiempo de
servicio
26
Ensayos fotométricos de la luminaria de acuerdo a la
normativa dada por IES LM-79-08. Se requiere
comprobante de certificación emitido por un laboratorio
independiente acreditado ante el órgano rector respectivo
Permite comprobar la fotometría y el rendimiento de la
luminaria
27
Ensayos de acuerdo a la normativa IES LM-80
suministrado por el fabricante. Emitido por un laboratorio
acreditado ante el órgano rector respectivo
Suministra información en lo referente al rendimiento de
los LEDs utilizados en la luminaria
28 Debe poseer un índice IK-09. Se requiere comprobante
de certificación emitido por un laboratorio independiente
IK es un método que clasifica la resistencia al impacto.
Un producto con índice IK09 posee alta resistencia a
impactos ocasionados por actos vandálicos (piedras,
palos, etc). Materiales con índice menor (IK-08, IK-07)
68
ID REQUERIMIENTOS MÍNIMOS IMPORTANCIA
son más propensos a sufrir daños.
29
Ensayo de vibración 3G en conformidad con ANSI
C136.31 2001. Se requiere comprobante de certificación
emitido por un laboratorio independiente
Indica que la luminaria cumple con los requerimientos
necesarios para su uso en puentes, paso a desnivel y
zonas sísmicas.
30
Ofrecer como alternativa opcional, un sistema de
monitoreo que permita medir en el tiempo la depreciación
en los LEDs
Determinar cuando los niveles de luz estén por debajo de
los niveles mínimos requeridos
Fuente: (Sociedad Eléctrica del Sur Oeste S.A.)
3.1.3.1 Selección de Proveedores
Nunca se insistirá bastante en que cualquier diseño de alumbrado o cualquier
adquisición de material que se haga deban estar respaldados por documentos
oficiales acreditativos de primera calidad, la cual debe estar corroborada por
una garantía mínima de 4 años. Es muy atrayente oír promesas ilusorias que
luego no se cumplen, pero algunos de los que las han creído y aceptado han
experimentado en propia carne el viejo proverbio de que lo barato sale caro.
No se deben aceptar los datos técnicos de los LED obtenidos en condiciones
de laboratorio, sino los obtenidos cuando están instalados en la luminaria en
condiciones reales de funcionamiento, en las que la temperatura de la unión es
sustancialmente mayor, pues ambos conjuntos de datos son distintos.
A continuación se muestran las Fichas Técnicas de las luminarias LED
cotizadas.
69
Ilustración 3-4 Ficha Técnica de LED Roadway Lighting – Fuente:
(Lighting L. R.)
70
Ilustración 3-5 Ficha Técnica de LED Roadway Lighting (continuación) –
Fuente: (Lighting L. R.)
71
Ilustración 3-6 Ficha Técnica de de LED Roadway Lighting (continuación)
– Fuente: (Lighting L. R.)
72
Ilustración 3-7 Ficha Técnica de POSCO LED – Fuente (Posco)
73
Ilustración 3-8 Ficha Técnica de POSCO LED (continuación) –
Fuente (Posco)
74
Ilustración 3-9 Ficha Técnica de POSCO LED (continuación) –
Fuente (Posco)
3.1.4 Consumo y flujo luminoso de lámparas LED
El cuadro siguiente muestra la eficiencia de las luminarias LED respecto a su
equivalente en luminarias convencionales de vapor de sodio (con la premisa de
mantener el mismo flujo luminoso), de acuerdo a lo indicado por un proveedor
de una marca reconocida a nivel mundial.
75
Tabla 3-5 Consumo y flujo luminoso LED vs convencionales
TIPO LUMINARIAS CONVENCIONALES LUMINARIAS LED
REDUCCIÓN % CONSUMO (W) FLUJO (LM) CONSUMO (W) FLUJO (LM)
Na50 60 4.500,00 42 4.300,00 30%
Na70 88 6.600,00 51 6.000,00 42%
Na150 182 17.500,00 123 136.000,00 32%
Na250 285 33.200,00 213 23.300,00 25%
Na400 439 56.800,00 321 38.400,00 27%
Hg80 94 7.000,00 51 6.000,00 46%
Hg125 140 14.000,00 123 13.600,00 12%
Hg250 280 23.000,00 213 23.300,00 24%
HA70 88 7.000,00 51 6.000,00 42%
HA150 182 14.000,00 123 13.600,00 32%
HA250 285 23.000,00 213 23.300,00 25%
HA400 439 38.000,00 321 38.400,00 27%
LM160 160 3.150,00 123 13.600,00 23%
LM250 250 5.500,00 213 23.300,00 15%
Fuente: (Sociedad Eléctrica del Sur Oeste S.A.)
3.1.5 Pilotos de prueba
La mayoría de las aplicaciones que se han dado en el Perú, o están en cartera,
tienen como marco de inicio el carácter piloto con la finalidad de efectuar
mediciones de alumbrado previas a fin de corroborar sus bondades técnicas
con otras tecnologías.
SEAL ha instalado luminarias LED como pilotos de prueba en distintas calles
de la ciudad, en el Centro Histórico de Arequipa, para verificar la eficiencia y
eficacia de las lámparas en la iluminación del alumbrado público, considerando
una iluminación superior a la existente.
Se ha elegido distintas calles del Centro Histórico de Arequipa con la finalidad
de hacer comparaciones de las tecnologías de cada proveedor, en las mismas
76
condiciones y a la misma hora. Adicionalmente mejora la percepción de belleza
de la ciudad para las personas y turistas.
A continuación se muestra las mediciones obtenidas de las luminarias instalada
en concordancia con la normativa vigente de alumbrado público.
Ilustración 3-10 Mediciones del nivel de iluminación de Calle San
Francisco – Fuente (Sociedad Eléctrica del Sur Oeste S.A.)
Mediciones del Nivel de Iluminación de Vías
Vía San Francisco Norma Técnica de Alumbrado Vía San Francisco Norma Técnica de Alumbrado
Tramo 066337-066338 Valores mínimos requeridos Tramo 066360-066359 Valores mínimos requeridos
Urbanización CDO Tipo Alumbrado III Urbanización CDO Tipo Alumbrado III
Distrito CERCADO E prom. 10-20 lux Distrito CERCADO E prom. 10-20 lux
Metrado 25 Uniformidad 0.25-0.35 Metrado 29 Uniformidad 025-035
Valores Obtenidos Valores Obtenidos
31.2 24.6 24.2 24.9 27.1 12.6 16.4 20.0 30.3 39.0
66.7 35.2 26.9 42.1 42.5 23.8 13.6 20.2 24.5 36.1
51.1 33.7 21.2 22.0 31.6 19.7 38.3 12.5 15.3 45.3
E prom. 20.90 E prom. 21.49
Uniformidad 1.01 Uniformidad 0.58
Mediciones del Nivel de Iluminación de Vías
Vía San Francisco Norma Técnica de Alumbrado
Tramo 066351-066352 Valores mínimos requeridos
Urbanización CDO Tipo Alumbrado III
Distrito DERCADO E prom. 10-20 lux
Metrado 31 Uniformidad 0.25-0.35
Valores Obtenidos
19.6 13.2 15.4 21.5 40.1
21.6 15.4 20.9 18.7 69.8
14.8 15.7 18.6 43.7 68.1
E prom. 23.27
Uniformidad 0.57
77
Ilustración 3-11 Mediciones del nivel de iluminación de Calle San
Francisco – Fuente (Sociedad Eléctrica del Sur Oeste S.A.)
Mediciones del Nivel de Iluminación de Vías
Vía San Francisco Norma Técnica de Alumbrado Vía San Francisco Norma Técnica de Alumbrado
Tramo 066337-066338 Valores mínimos requeridos Tramo 066360-066359 Valores mínimos requeridos
Urbanización CDO Tipo Alumbrado III Urbanización CDO Tipo Alumbrado III
Distrito CERCADO E prom. 10-20 lux Distrito CERCADO E prom. 10-20 lux
Metrado 25 Uniformidad 0.25-0.35 Metrado 29 Uniformidad 025-035
Valores Obtenidos Valores Obtenidos
26.8 19.3 22.5 30.9 32.1 22.3 15.9 17.6 27.7 30.2
37.2 22.0 24.8 42.4 51.4 26.5 20.6 23.1 36.8 49.7
32.1 21.2 21.4 36.2 41.4 24.9 18.1 21.1 33.1 34.4
E prom. 20.95 E prom. 24.51
Uniformidad 0.92 Uniformidad 0.65
Mediciones del Nivel de Iluminación de Vías
Vía San Francisco Norma Técnica de Alumbrado
Tramo 066351-066352 Valores mínimos requeridos
Urbanización CDO Tipo Alumbrado III
Distrito DERCADO E prom. 10-20 lux
Metrado 31 Uniformidad 0.25-0.35
Valores Obtenidos
28.6 32.7 30.8 33.1 32.1
30.8 35.3 39.4 46.4 50.5
28.8 31.8 35.9 40.9 47.7
E prom. 33.14
Uniformidad 0.86
78
Ilustración 3-12 Mediciones del nivel de iluminación de Calle
Consuelo – Fuente (Sociedad Eléctrica del Sur Oeste S.A.)
LUMINARIAS 150W LUMINARIAS 150W
1 Mediciones del Nivel de Iluminación de Vías 3 Mediciones del Nivel de Iluminación de Vías
Vía Consuelo Norma Técnica de Alumbrado Vía Consuelo Norma Técnica de Alumbrado
Tramo 107192-107183 Valores mínimos requeridos Tramo 138162-138161 Valores mínimos requeridos
Urbanización CDO Tipo Alumbrado III Urbanización CDO Tipo Alumbrado III
Distrito CERCADO E prom. 10-20 lux Distrito CERCADO E prom. 10-20 lux
Metrado 24 Uniformidad 0.25-0.35 Metrado 23 Uniformidad 025-035
Valores Obtenidos
Valores Obtenidos
20.2 8.9 10.0 15.3 19.8 23.1 14.2 14.7 26.9 42.0
22.1 12.7 20.8 38.1 26.3 29.7 17.2 19.3 31.4 43.4
11.2 10.9 13.2 13.3 14.7 31.6 19.8 19.7 36.2 53.5
E prom. 17.16 E prom. 28.18
Uniformidad 0.52 Uniformidad 0.50
2 Mediciones del Nivel de Iluminación de Vías 4 Mediciones del Nivel de Iluminación de Vías
Vía Consuelo Norma Técnica de Alumbrado Vía Consuelo Norma Técnica de Alumbrado
Tramo 107183-138162 Valores mínimos requeridos Tramo 138161-138168 Valores mínimos requeridos
Urbanización CDO Tipo Alumbrado III Urbanización CDO Tipo Alumbrado III
Distrito CERCADO E prom. 10-20 lux Distrito CERCADO E prom. 10-20 lux
Metrado 23 Uniformidad 0.25-0.35 Metrado 21 Uniformidad 025-035
Valores Obtenidos
Valores Obtenidos
22.7 15.1 13.9 31.1 37.4 28.4 20.6 19.7 26.9 41.1
33.1 21.3 20.8 45.3 50.4 38.2 23.4 20.8 31.1 51.7
33.8 23.1 24.2 36.9 47.5 47.2 25.3 24.5 36.3 44.9
E prom. 30.44 E prom. 32.01
Uniformidad 0.46 Uniformidad 0.62
79
Ilustración 3-13 Mediciones del nivel de iluminación de Calle
Consuelo (82W) – Fuente (Sociedad Eléctrica del Sur Oeste S.A.)
LUMINARIAS LED LUMINARIAS LED
1 Mediciones del Nivel de Iluminación de Vías 3 Mediciones del Nivel de Iluminación de Vías
Vía Consuelo Norma Técnica de Alumbrado Vía Consuelo Norma Técnica de Alumbrado
Tramo 107192-107183 Valores mínimos requeridos Tramo 138162-138161 Valores mínimos requeridos
Urbanización CDOTipo Alumbrado III Urbanización CDO
Tipo Alumbrado III
Distrito CERCADO E prom. 10-20 lux Distrito CERCADO E prom. 10-20 lux
Metrado 25 Uniformidad 0.25-0.35 Metrado 23 Uniformidad 0.25-0.35
Valores Obtenidos
Valores Obtenidos
40.9 26.3 23.9 46.3 44.9 18.7 8.4 11.3 29.3 44.3
50.9 31.5 23.8 28.6 38.5 19.7 14.2 16.3 27.0 34.1
58.0 43.9 29.7 27.7 31.0 20.2 16.7 18.5 24.4 33.1
E prom. 36.39 E prom. 22.41
Uniformidad 0.65 Uniformidad 0.37
2 Mediciones del Nivel de Iluminación de Vías 4 Mediciones del Nivel de Iluminación de Vías
Vía Consuelo Norma Técnica de Alumbrado Vía Consuelo Norma Técnica de Alumbrado
Tramo 107183-138162 Valores mínimos requeridos Tramo 138161-138168 Valores mínimos requeridos
Urbanización CDOTipo Alumbrado III Urbanización CDO
Tipo Alumbrado III
Distrito CERCADO E prom. 10-20 lux Distrito CERCADO E prom. 10-20 lux
Metrado 22 Uniformidad 0.25-0.35 Metrado 20 Uniformidad 0.25-0.35
Valores Obtenidos
Valores Obtenidos
19.2 10.0 9.7 29.3 40.7 22.5 12.7 15.1 26.3 41.7
19.5 15.7 17.5 25.8 37.6 27.4 18.9 19.7 27.1 42.4
20.3 15.4 21.7 28.4 33.9 31.6 20.4 24.1 28.6 43.1
E prom. 22.98 E prom. 26.77
Uniformidad 0.42 Uniformidad 0.47
80
Ilustración 3-14 Fotografía de lámparas VSAP y LED instaladas –
Fuente (Sociedad Eléctrica del Sur Oeste S.A.)
En la foto puede notarse que la luz de las fachadas de los establecimientos
ayudan a una mejor iluminación de las vías, sin embargo en la siguiente foto
podrá notarse que al cerrar los establecimientos, la iluminación con lámparas
LED predominan.
81
Ilustración 3-15 Fotografía de lámparas VSAP y LED instaladas –
Fuente (Sociedad Eléctrica del Sur Oeste S.A.)
3.1.5.1 Mediciones del consumo de las luminarias
De las lámparas instaladas en el Centro Histórico de Arequipa, se efectuaron
mediciones acompañado de un analizador de redes. A continuación se
muestran las mediciones realizadas, tanto en un grupo de lámparas con vapor
de sodio de alta presión, así como en un grupo de lámparas LED, ubicadas en
la Calle San Francisco.
3.1.5.1.1 Mediciones con VSAP
82
Tabla 3-6 Mediciones con VSAP instaladas en Calle San Francisco
Fuente: (Sociedad Eléctrica del Sur Oeste S.A.)
Fecha Hora V medio L1 I medio L1 P total medio Q total medio Total de energía PF total THD V medio L1 Flicker Pst L1 Flicker Plt L1
V A W Var Wh % Pst Plt
16/12/2013 18:30:00 220.54 7.564 1499.378 458.105 124.948 0.899 2.830 0.326 0.000
16/12/2013 18:35:00 221.87 7.497 1580.139 125.063 131.678 0.950 2.720 0.155 0.000
16/12/2013 18:40:00 222.73 7.474 1584.648 47.830 132.054 0.952 2.690 0.000 0.000
16/12/2013 18:45:00 222.52 7.441 1576.415 13.330 131.368 0.952 2.670 0.000 0.000
16/12/2013 18:50:00 222.59 7.444 1576.023 -3.920 131.335 -0.951 2.710 0.000 0.000
16/12/2013 18:55:00 222.63 7.434 1572.494 -13.330 131.041 -0.950 2.770 0.149 0.000
16/12/2013 19:00:00 222.79 7.450 1577.003 -18.426 131.417 -0.950 2.700 0.000 0.000
16/12/2013 19:05:00 222.8 7.438 1571.710 -22.739 130.976 -0.949 2.790 0.000 0.000
16/12/2013 19:10:00 223 7.436 1576.219 -29.403 131.352 -0.951 2.660 0.160 0.000
16/12/2013 19:15:00 222.93 7.452 1578.571 -32.736 131.548 -0.950 2.670 0.000 0.000
16/12/2013 19:20:00 222.25 7.428 1569.554 -40.185 130.796 -0.951 2.600 0.186 0.163
16/12/2013 19:25:00 222.21 7.420 1566.418 -39.597 130.535 -0.950 2.660 0.000 0.163
16/12/2013 19:30:00 222.28 7.431 1569.750 -35.872 130.813 -0.950 2.650 0.150 0.000
16/12/2013 19:35:00 222.76 7.442 1576.219 -33.128 131.352 -0.951 2.610 0.000 0.000
16/12/2013 19:40:00 223.19 7.439 1577.591 -36.656 131.466 -0.950 2.590 0.000 0.000
16/12/2013 19:45:00 223.32 7.451 1580.335 -36.852 131.695 -0.950 2.550 0.000 0.000
16/12/2013 19:50:00 223.45 7.455 1582.884 -40.773 131.907 -0.950 2.530 0.000 0.000
16/12/2013 19:55:00 223.62 7.448 1582.099 -46.849 131.842 -0.950 2.570 0.000 0.000
16/12/2013 20:00:00 223.92 7.474 1589.156 -46.849 132.430 -0.950 2.490 0.000 0.000
16/12/2013 20:05:00 224.08 7.469 1589.548 -49.594 132.462 -0.950 2.500 0.000 0.000
16/12/2013 20:10:00 224.56 7.505 1602.290 -49.790 133.524 -0.951 2.450 0.000 0.000
16/12/2013 20:15:00 225.09 7.514 1607.778 -54.298 133.982 -0.951 2.420 0.000 0.000
16/12/2013 20:20:00 225.6 7.511 1610.131 -66.844 134.178 -0.950 2.410 0.000 0.000
16/12/2013 20:25:00 225.99 7.535 1617.580 -73.901 134.798 -0.950 2.370 0.000 0.000
16/12/2013 20:30:00 225.67 7.546 1616.599 -74.881 134.717 -0.949 2.360 0.305 0.000
16/12/2013 20:35:00 223.92 7.454 1588.372 -55.474 132.364 -0.952 2.330 0.149 0.000
16/12/2013 20:40:00 224.68 7.467 1595.625 -51.946 132.969 -0.951 2.360 0.000 0.000
16/12/2013 20:45:00 225.35 7.484 1604.250 -53.122 133.688 -0.951 2.350 0.000 0.000
16/12/2013 20:50:00 225.84 7.505 1612.091 -52.338 134.341 -0.951 2.330 0.000 0.000
16/12/2013 20:55:00 225.37 7.409 1576.023 -44.301 131.335 -0.945 2.330 0.286 0.166
16/12/2013 21:00:00 224.37 7.417 1586.020 -41.361 132.168 -0.953 2.230 0.000 0.166
16/12/2013 21:05:00 225.11 7.425 1590.724 -48.614 132.560 -0.952 2.300 0.000 0.166
16/12/2013 21:10:00 225.58 7.450 1598.565 -56.063 133.214 -0.951 2.290 0.150 0.170
16/12/2013 21:15:00 225.65 7.444 1597.781 -60.963 133.148 -0.951 2.300 0.160 0.173
16/12/2013 21:20:00 225.53 7.453 1598.957 -61.159 133.246 -0.951 2.270 0.000 0.173
16/12/2013 21:25:00 225.58 7.465 1602.094 -61.355 133.508 -0.951 2.280 0.000 0.173
16/12/2013 21:30:00 226.07 7.474 1604.642 -68.804 133.720 -0.950 2.370 0.000 0.000
83
Tabla 3-7 Mediciones con lámparas LED instaladas en Calle San Francisco
Fuente: (Sociedad Eléctrica del Sur Oeste S.A.)
Fecha Hora V medio L1 I medio L1 P total medio Q total medio Total de energía PF total THD V medio L1 Flicker Pst L1 Flicker Plt L1
V A W Var Wh % Pst Plt
27/12/2013 18:35:00 220.47 3.996 824.864 248.165 68.739 0.937 2.720 0.000 0.000
27/12/2013 18:40:00 221.15 4.199 913.074 75.665 76.089 0.983 2.560 0.150 0.000
27/12/2013 18:45:00 221.22 4.214 918.170 40.577 76.514 0.985 2.600 0.000 0.000
27/12/2013 18:50:00 220.5 4.225 918.366 33.716 76.531 0.986 2.550 0.000 0.000
27/12/2013 18:55:00 221.28 4.236 924.051 32.736 77.004 0.986 2.560 0.305 0.000
27/12/2013 19:00:00 222.55 4.244 931.108 28.227 77.592 0.986 2.570 0.000 0.000
27/12/2013 19:05:00 223.31 4.247 935.028 17.250 77.919 0.986 2.550 0.000 0.000
27/12/2013 19:10:00 223.3 4.241 933.460 12.153 77.788 0.986 2.540 0.000 0.000
27/12/2013 19:15:00 223.58 4.235 933.852 8.821 77.821 0.986 2.460 0.149 0.000
27/12/2013 19:20:00 223.64 4.234 933.852 7.253 77.821 0.986 2.460 0.000 0.000
27/12/2013 19:25:00 223.77 4.220 931.500 5.489 77.625 0.986 2.410 0.000 0.000
27/12/2013 19:30:00 224.35 4.214 932.088 3.528 77.674 0.986 2.450 0.149 0.000
27/12/2013 19:35:00 224.55 4.203 930.520 4.901 77.543 0.986 2.430 0.000 0.000
27/12/2013 19:40:00 224.56 4.194 928.756 9.409 77.396 0.986 2.410 0.150 0.000
27/12/2013 19:45:00 224.89 4.198 931.500 6.273 77.625 0.987 2.320 0.000 0.000
27/12/2013 19:50:00 224.92 4.194 930.520 5.489 77.543 0.986 2.350 0.000 0.000
27/12/2013 19:55:00 225.13 4.200 932.872 5.489 77.739 0.987 2.300 0.150 0.000
27/12/2013 20:00:00 224.09 4.194 927.188 5.489 77.266 0.986 2.350 0.305 0.152
27/12/2013 20:05:00 222.54 4.186 919.347 7.057 76.612 0.987 2.330 0.000 0.152
27/12/2013 20:10:00 223.6 4.172 920.719 12.545 76.727 0.987 2.280 0.000 0.152
27/12/2013 20:15:00 223.74 4.160 918.759 17.642 76.563 0.987 2.250 0.000 0.000
27/12/2013 20:20:00 224.05 4.169 921.895 17.642 76.825 0.987 2.320 0.150 0.152
27/12/2013 20:25:00 224.54 4.166 923.267 16.662 76.939 0.987 2.270 0.000 0.152
27/12/2013 20:30:00 224.72 4.166 924.051 17.054 77.004 0.987 2.220 0.149 0.152
27/12/2013 20:35:00 224.5 4.155 920.915 17.642 76.743 0.987 2.220 0.164 0.157
27/12/2013 20:40:00 224.96 4.162 924.247 16.466 77.021 0.987 2.230 0.000 0.153
27/12/2013 20:45:00 225.35 4.172 928.364 14.702 77.364 0.987 2.200 0.150 0.157
27/12/2013 20:50:00 225.7 4.167 928.560 13.722 77.380 0.987 2.160 0.000 0.157
27/12/2013 20:55:00 226.22 4.175 932.676 15.094 77.723 0.987 2.180 0.150 0.157
27/12/2013 21:00:00 226.8 4.171 933.852 12.349 77.821 0.987 2.170 0.000 0.000
27/12/2013 21:05:00 225.07 4.160 924.247 10.585 77.021 0.987 2.170 0.296 0.154
27/12/2013 21:10:00 224.92 4.158 922.679 14.702 76.890 0.987 2.150 0.149 0.158
27/12/2013 21:15:00 225.88 4.153 925.423 16.466 77.119 0.986 2.130 0.000 0.158
27/12/2013 21:20:00 225.87 4.152 925.815 10.781 77.151 0.987 2.100 0.154 0.158
27/12/2013 21:25:00 225.91 4.156 927.188 12.349 77.266 0.988 2.100 0.000 0.158
27/12/2013 21:30:00 226.16 4.171 931.304 10.781 77.609 0.987 2.080 0.159 0.159
27/12/2013 21:35:00 225.74 4.166 928.364 13.526 77.364 0.987 2.120 0.000 0.154
84
Tabla 3-8 Comparación de mediciones de lámparas VSAP y LED instaladas en
Calle San Francisco
Fuente: (Sociedad Eléctrica del Sur Oeste S.A.)
Del análisis realizado se ha obtenido como resultado, de acuerdo a los
registros de mediciones efectuadas, un consumo menor de energía que
se refleja en un ahorro de energía aproximado del 42%.
En cuanto a la evaluación de la calidad de iluminación se aprecia una
mejor reproducción y distinción de colores, debido al índice de
reproducción cromática de las lámparas LED. Sin embargo la sensación
Sodio LED Sodio LED
P total medio P total medio Ahorro Total de energía Total de energía Ahorro
W W % Wh Wh %
1499.378 824.864 44.99 124.948 68.739 44.99
1580.139 913.074 42.22 131.678 76.089 42.22
1584.648 918.170 42.06 132.054 76.514 42.06
1576.415 918.366 41.74 131.368 76.531 41.74
1576.023 924.051 41.37 131.335 77.004 41.37
1572.494 931.108 40.79 131.041 77.592 40.79
1577.003 935.028 40.71 131.417 77.919 40.71
1571.710 933.460 40.61 130.976 77.788 40.61
1576.219 933.852 40.75 131.352 77.821 40.75
1578.571 933.852 40.84 131.548 77.821 40.84
1569.554 931.500 40.65 130.796 77.625 40.65
1566.418 932.088 40.50 130.535 77.674 40.50
1569.750 930.520 40.72 130.813 77.543 40.72
1576.219 928.756 41.08 131.352 77.396 41.08
1577.591 931.500 40.95 131.466 77.625 40.95
1580.335 930.520 41.12 131.695 77.543 41.12
1582.884 932.872 41.07 131.907 77.739 41.07
1582.099 927.188 41.40 131.842 77.266 41.40
1589.156 919.347 42.15 132.430 76.612 42.15
1589.548 920.719 42.08 132.462 76.727 42.08
1602.290 918.759 42.66 133.524 76.563 42.66
1607.778 921.895 42.66 133.982 76.825 42.66
1610.131 923.267 42.66 134.178 76.939 42.66
1617.580 924.051 42.87 134.798 77.004 42.87
1616.599 920.915 43.03 134.717 76.743 43.03
1588.372 924.247 41.81 132.364 77.021 41.81
1595.625 928.364 41.82 132.969 77.364 41.82
1604.250 928.560 42.12 133.688 77.380 42.12
1612.091 932.676 42.14 134.341 77.723 42.14
1576.023 933.852 40.75 131.335 77.821 40.75
1586.020 924.247 41.73 132.168 77.021 41.72
1590.724 922.679 42.00 132.560 76.890 42.00
1598.565 925.423 42.11 133.214 77.119 42.11
1597.781 925.815 42.06 133.148 77.151 42.06
1598.957 927.188 42.01 133.246 77.266 42.01
1602.094 931.304 41.87 133.508 77.609 41.87
1604.642 928.364 42.15 133.720 77.364 42.14
Fecha Hora V medio L1 I medio L1 P total medio Q total medio Total de energía PF total THD V medio L1 Flicker Pst L1 Flicker Plt L1
V A W Var Wh % Pst Plt
27/12/2013 18:35:00 220.47 3.996 824.864 248.165 68.739 0.937 2.720 0.000 0.000
27/12/2013 18:40:00 221.15 4.199 913.074 75.665 76.089 0.983 2.560 0.150 0.000
27/12/2013 18:45:00 221.22 4.214 918.170 40.577 76.514 0.985 2.600 0.000 0.000
27/12/2013 18:50:00 220.5 4.225 918.366 33.716 76.531 0.986 2.550 0.000 0.000
27/12/2013 18:55:00 221.28 4.236 924.051 32.736 77.004 0.986 2.560 0.305 0.000
27/12/2013 19:00:00 222.55 4.244 931.108 28.227 77.592 0.986 2.570 0.000 0.000
27/12/2013 19:05:00 223.31 4.247 935.028 17.250 77.919 0.986 2.550 0.000 0.000
27/12/2013 19:10:00 223.3 4.241 933.460 12.153 77.788 0.986 2.540 0.000 0.000
27/12/2013 19:15:00 223.58 4.235 933.852 8.821 77.821 0.986 2.460 0.149 0.000
27/12/2013 19:20:00 223.64 4.234 933.852 7.253 77.821 0.986 2.460 0.000 0.000
27/12/2013 19:25:00 223.77 4.220 931.500 5.489 77.625 0.986 2.410 0.000 0.000
27/12/2013 19:30:00 224.35 4.214 932.088 3.528 77.674 0.986 2.450 0.149 0.000
27/12/2013 19:35:00 224.55 4.203 930.520 4.901 77.543 0.986 2.430 0.000 0.000
27/12/2013 19:40:00 224.56 4.194 928.756 9.409 77.396 0.986 2.410 0.150 0.000
27/12/2013 19:45:00 224.89 4.198 931.500 6.273 77.625 0.987 2.320 0.000 0.000
27/12/2013 19:50:00 224.92 4.194 930.520 5.489 77.543 0.986 2.350 0.000 0.000
27/12/2013 19:55:00 225.13 4.200 932.872 5.489 77.739 0.987 2.300 0.150 0.000
27/12/2013 20:00:00 224.09 4.194 927.188 5.489 77.266 0.986 2.350 0.305 0.152
27/12/2013 20:05:00 222.54 4.186 919.347 7.057 76.612 0.987 2.330 0.000 0.152
27/12/2013 20:10:00 223.6 4.172 920.719 12.545 76.727 0.987 2.280 0.000 0.152
27/12/2013 20:15:00 223.74 4.160 918.759 17.642 76.563 0.987 2.250 0.000 0.000
27/12/2013 20:20:00 224.05 4.169 921.895 17.642 76.825 0.987 2.320 0.150 0.152
27/12/2013 20:25:00 224.54 4.166 923.267 16.662 76.939 0.987 2.270 0.000 0.152
27/12/2013 20:30:00 224.72 4.166 924.051 17.054 77.004 0.987 2.220 0.149 0.152
27/12/2013 20:35:00 224.5 4.155 920.915 17.642 76.743 0.987 2.220 0.164 0.157
27/12/2013 20:40:00 224.96 4.162 924.247 16.466 77.021 0.987 2.230 0.000 0.153
27/12/2013 20:45:00 225.35 4.172 928.364 14.702 77.364 0.987 2.200 0.150 0.157
27/12/2013 20:50:00 225.7 4.167 928.560 13.722 77.380 0.987 2.160 0.000 0.157
27/12/2013 20:55:00 226.22 4.175 932.676 15.094 77.723 0.987 2.180 0.150 0.157
27/12/2013 21:00:00 226.8 4.171 933.852 12.349 77.821 0.987 2.170 0.000 0.000
27/12/2013 21:05:00 225.07 4.160 924.247 10.585 77.021 0.987 2.170 0.296 0.154
27/12/2013 21:10:00 224.92 4.158 922.679 14.702 76.890 0.987 2.150 0.149 0.158
27/12/2013 21:15:00 225.88 4.153 925.423 16.466 77.119 0.986 2.130 0.000 0.158
27/12/2013 21:20:00 225.87 4.152 925.815 10.781 77.151 0.987 2.100 0.154 0.158
27/12/2013 21:25:00 225.91 4.156 927.188 12.349 77.266 0.988 2.100 0.000 0.158
27/12/2013 21:30:00 226.16 4.171 931.304 10.781 77.609 0.987 2.080 0.159 0.159
27/12/2013 21:35:00 225.74 4.166 928.364 13.526 77.364 0.987 2.120 0.000 0.154
85
óptica que percibe el usuario no es muy agradable; lo mismo sucede con
las construcciones arquitectónicas de la ciudad.
Ilustración 3-16 Comparación de lámparas de sodio versus LED en
cuanto a horas de operación – Fuente (Sociedad Eléctrica del Sur Oeste
S.A.)
3.2 Evaluación del Proyecto
3.2.1 Antecedentes
El proyecto de Mejoramiento del Alumbrado Público considera el
reemplazo de las lámparas en la ciudad de Arequipa, dicho proyecto se
desarrollaría en base a la tecnología LED (Light Emitting Diode - Diodo
Emisor de Luz).
La iluminación pública es hoy en día un mercado casi exclusivo de las
lámparas de vapor de sodio de alta presión, debido al alto rendimiento
0
500
1000
1500
2000
VSAP LED
Potencia (W)
VSAP
LED
Ahorro del
42%
86
lumínico de estos (Rango de 100 a 120 Lúmenes/vatio) superior a las
lámparas de mercurio y halogenuros.
La razón fundamental para el reemplazo por lámparas LED consiste en
la eficiencia luminosa de estas lámparas, que permite convertir cada
vatio en una cantidad que varía entre 120 y 140 lúmenes/vatio, aunque
ya existen LED en el mercado con capacidad para alcanzar hasta los
150 lúmenes/vatio, en base a un régimen de funcionamiento que prima
la fiabilidad y durabilidad.
De manera referencial, podemos indicar que la iluminación LED posee
una serie de ventajas que la convierten en una fuente de luz ideal para
un espectro cada vez mayor de aplicaciones, gracias a su fiabilidad
técnica, bajo mantenimiento y facilidad de encendido.
3.2.2 Aspectos técnicos de la tecnología LED
Mayor vida útil. Las luminarias LED tienen una vida útil de 4 a 5 veces
mayor que una lámpara de sodio.
Menor coste de mantenimiento. La cantidad de equipos que poseen las
luminarias reducen en comparación con las lámparas convencionales,
no considera difusor, balasto, adicionalmente se considera que el
mantenimiento de estos equipos es “cero”.
Mejor reproducción cromática. La luz blanca de las luminarias LED
aportan una mejor respuesta en color.
Mejor direccional de la Iluminación. Las luces LED se caracterizan por
una emisión de luz mono direccional que reduce significativamente la luz
reconducida por la parábola, consiguiendo un coeficiente de utilización
que supera el 77% de la luz emitida.
87
Ilustración 3-17 Comparación de lámparas de sodio versus LED en cuanto
a horas de operación - Fuente: (Valderas, 2014)
Ilustración 3-18 Comparación de lámparas de sodio versus LED en cuanto
a luz útil - Fuente: (Valderas, 2014)
3.2.2.1 Costo de Inversión por Luminaria
El alto costo por luminaria se encuentra en el orden de US$ 600 a US$
1000 (dependiendo del volumen de luminarias a adquirir) en
comparación con el costo de US$ 100 de las luminarias convencionales
de vapor de sodio de alta presión (70W). Sin embargo el avance de la
tecnología está haciendo que los costos de producción se reduzcan y
sea atractiva para la adquisición de estas lámparas.
88
3.2.3 Análisis Económico Preliminar
3.2.3.1 Situación Actual – Sin Proyecto
Actualmente el consumo de alumbrado público es facturado a través de
la cuota de alumbrado público calculada de acuerdo a la regulación
vigente. A continuación se detalla el parque de alumbrado público en la
ciudad de Arequipa:
Tabla 3-9 Parque de Alumbrado Público de Arequipa con lámparas
convencionales
PARQUE DE ALUMBRADO PÚBLICO – LÁMPARAS CONVENCIONALES
TIPO POTENCIA (W) CANTIDAD CONSUMO MENSUAL
(kW.h)
CONSUMO ANUAL (kW.h)
Na50 60 3.039 67.830,48 813.965,76
Na70 88 111.935 3.675.963,31 44.111.559,72
Na150 182 11.575 784.362,74 9.412.352,93
Na250 285 2.832 300.311,85 3.603.742,20
Na400 439 69 11.276,72 135.320,67
Hg80 94 212 7.406,12 88.873,42
Hg125 140 763 39.745,56 476.946,66
Hg250 - - - -
HA70 88 218 7.159,15 85.909,86
HA150 182 123 8.334,91 100.018,96
HA250 285 18 1.908,76 22.905,14
HA400 439 101 16.506,51 198.078,08
LM160 160 19 1.130,88 13.570,56
LM250 250 1 93,00 1.116,00
AH23 23 351 3.003,16 36.037,87
FL40 51 12 227,66 2.731,97
N100 100 23 855,60 10.267,20
131.291,00 4.926.116,42 59.113.396,99
Fuente: (Sociedad Eléctrica del Sur Oeste S.A. – Agosto 2014)
89
Costos por Alumbrado Público:
Los costos que se realizan por la compra de la energía por concepto de
Alumbrado Público se enuncian a continuación.
Energía Comprada (E): Es el resultado de la potencia registrada y estimada
por las lámparas instaladas más las pérdidas que se producen por la
Transmisión y Distribución de la energía; estas pérdidas se consideran en
3% para Transmisión y 7.6% para Distribución (fuente: Balance de Energía
SEAL, enero a julio 2014)
Para casos prácticos, consideraremos la energía consumida igual al
consumo teórico mensual estimado por las lámparas instaladas.
Tabla 3-10 Situación Actual Sin Proyecto
Fuente: (Sociedad Eléctrica del Sur Oeste S.A. – Agosto 2014)
Costos por alumbrado público sin proyecto
Energía
consumida -
mensual en
kW.h
Pérdidas en
Transmisión
(3%) en kW.h
Pérdidas en
Distribución
(7,6%) en
kW.h
Energía
comprada (E)
en kW.h
Costo Medio
Compra 2014
(S/. / kW.h)
Compra de
Energía (S/.)
Costo de
Operación y
Mantenimient
o (S/.)
Costo mensual
de Alumbrado
Público (S/.)
Costo anual de
Alumbrado
Público (S/.)
4.926.116,42 147.783,49 344.828,15 5.418.728,06 0,2169 1.175.159,99 350.000,00 1.525.159,99 18.301.919,93
MEDAP KALP UsuariosBT5C-AP
(S/./kW.h)
Energía
Medida
(kW.h)
Costo Medio
Venta 2014
(S/. / kW.h)
Valorización
AP
Min(MEDAP,V
alorización
AP)
Ventas AP
Anual (S/.)
1.579.608,00 10,30 360.000,00 0,426 4.926.116,42 0,4129 2.034.031,989 1.579.608,000 18.955.296,000
Ventas AP
Mensual (S/.)
Costo mensual
de Alumbrado
Público (S/.)
Margen
Mensual Sin
Proyecto(S/.)
Margen Anual
Sin Proyecto
(S/.)
1.579.608,000 1.525.159,99 54.448,01 653.376,07
CANTIDAD LÁMPARAS
131.291,00
CONSUMO MENSUAL (kW.h)
4.926.116,42
PARQUE DE ALUMBRADO PÚBLICO LAMPARAS CONVENCIONALES
COSTOS POR ALUMBRADO PÚBLICO
VENTAS POR ALUMBRADO PÚBLICO VALORIZACION AP VENTAS AP
MARGEN ECONÓMICO AP
90
E = Energía Consumida + Pérdidas Transmisión + Pérdidas Distribución
E = (4’926,116 + 147,783 + 344,828) kWh
Energía Comprada = 5’418,728 kWh (mensual)
Compra = Energía Comprada * Costo Medio Compra
Compra = (5’418,728 kWh) x (0.2169 S/. / kW.h)
Compra = S/. 1’175,160 (mensual)
Adicionalmente para la operación y mantenimiento del alumbrado público se
tiene un estimado de S/. 350,000 mensuales lo que se indica como Costo
Operación y Mantenimiento (fuente: Costos de OyM de AP, SEAL)
Finalmente el costo asumido por alumbrado público resulta de la suma del
costo por compra de energía y del costo que se hace por la Operación y
Mantenimiento (OyM):
Costo AP = Compra + Costo OyM
Costo AP = S/. 1’175,160 + S/. 350,000
Costo AP = S/. 1’525,160 (mensual)
Costo AP = S/. 18’301,919 (anual)
Ventas por Alumbrado Público:
91
De acuerdo a la normativa vigente, la valorización de los consumos de
alumbrado público a nivel de toda la concesión se compara con el valor
máximo que se puede facturar denominado MEDAP (Monto estimado a
distribuir máximo), el valor a facturar es el menor de ambos valores el cual
se reparte a todos los clientes de la concesión. En este caso consideraremos
360,000 clientes (fuente: Unidad de Facturación, SEAL) y una tarifa de
0,426 S/. / kW.h según el pliego tarifario de Arequipa correspondiente a
Agosto 2014 (opción tarifaria BT5C-AP).
MEDAP = KALP * N° Usuarios * Tarifa BT5C-AP
MEDAP = (10,30 kW.h/usuario) x (360,000 usuarios) x (0,426 S/. / kW.h)
MEDAP = S/. 1’579,608
Donde:
KALP: Factor de AP en kW.h/usuario-mes (Sector Típico 2, B)
BT5C-AP: Opción Tarifa para la medición del consumo de AP
Nº Usuarios: Número de Usuarios de la localidad
Por otro lado, la valorización del AP se obtiene de la siguiente manera:
Valorización AP = Energía Medida x Costo Medio Venta
Valorización AP = S/. 4’926,116 x 0.4129
Valorización AP = S/. 2’034,032
Por lo tanto el valor facturable por Alumbrado Público está dado como:
92
Ventas AP = Min (MEDAP, Valorización AP)
Ventas AP = S/. 1’579,608 (mensual)
Ventas AP = S/. 18’955,296 (anual)
Margen Económico por Alumbrado Público sin Proyecto:
El margen económico sin proyecto por alumbrado público se obtiene como la
diferencia entre las ventas y los costos de compra, operación y
mantenimiento, obteniendo lo siguiente:
Ventas AP = S/. 1’579,608
Costos AP = S/. 1’525,160
Margen_SP = S/. 1’579,608 – S/. 1’525,160
Margen_SP = S/. 54,448 (mensual)
Margen_SP = S/. 653,376 (anual)
3.2.3.2 Situación Futura – Con Proyecto
Considerando el consumo de las luminarias LED con similar flujo
luminoso de las lámparas convencionales equivalentes, se ha preparado
un cuadro con el mismo parque de alumbrado público. El consumo de
alumbrado público se calcula de acuerdo a la regulación vigente.
.
93
Tabla 3-11 Parque de Alumbrado Público de Arequipa con lámparas
LED
PARQUE DE ALUMBRADO PÚBLICO - LÁMPARAS LED
TIPO POTENCIA (W) CANTIDAD CONSUMO MENSUAL
(kW.h)
CONSUMO ANUAL (kW.h)
Na50 42 3.039 47.481,34 569.776,03
Na70 51 111.935 2.123.630,82 25.483.569,84
Na150 123 11.575 529.625,70 6.355.508,40
Na250 213 2.832 224.396,35 2.692.756,22
Na400 321 69 8.239,43 98.873,14
Hg80 51 212 4.022,06 48.264,77
Hg125 123 763 34.911,83 418.941,94
Hg250 - - - -
HA70 51 218 4.135,90 49.630,75
HA150 123 123 5.627,99 67.535,86
HA250 213 18 1.426,25 17.114,98
HA400 321 101 12.060,61 144.727,34
LM160 123 19 869,36 10.432,37
LM250 213 1 79,24 950,83
AH23 (*) 23 351 3.003,16 36.037,87
FL40 (*) 51 12 227,66 2.731,97
N100 (*)
100 23 855,60 10.267,20
131.291,00 3.000.593,29 36.007.119,50
(*) permanecen las mismas lámparas, ya que son tipos de lámparas que con
el tiempo serán retiradas
Fuente: (Sociedad Eléctrica del Sur Oeste S.A. – Agosto 2014)
Costos asumidos por Alumbrado Público:
Los costos que se realizan por la compra de la energía por concepto de
Alumbrado Público se enuncian a continuación.
94
Energía Comprada (E): Es el resultado de la potencia registrada y estimada
por las lámparas instaladas más las pérdidas que se producen por la
Transmisión y Distribución de la energía; estas pérdidas se consideran en
3% para Transmisión y 7.6% para Distribución (fuente: Balance de Energía
SEAL, enero a julio 2014)
Tabla 3-12 Situación Actual Con Proyecto
Fuente: (Sociedad Eléctrica del Sur Oeste S.A. – Agosto 2014)
E = Energía Consumida + Pérdidas Transmisión + Pérdidas Distribución
E = (3’000,593 + 90,017 + 210,041) kWh
Energía Comprada = 3’300,652 kWh (mensual)
Compra = Energía Comprada * Costo Medio Compra
Costos por alumbrado público con proyecto
Energía
consumida -
mensual en
kW.h
Pérdidas en
Transmisión
(3%) en kW.h
Pérdidas en
Distribución
(7,6%) en
kW.h
Energía
comprada (E)
en kW.h
Costo Medio
Compra 2014
(S/. / kW.h)
Compra de
Energía (S/.)
Costo de
Operación y
Mantenimient
o (S/.)
Costo mensual
de Alumbrado
Público (S/.)
Costo anual de
Alumbrado
Público (S/.)
3.000.593,29 90.017,80 210.041,53 3.300.652,62 0,2169 715.812,80 175.000,00 890.812,80 10.689.753,63
MEDAP KALP UsuariosBT5C-AP
(S/./kW.h)
Energía
Medida
(kW.h)
Costo Medio
Venta 2014
(S/. / kW.h)
Valorización
AP
Min(MEDAP,V
alorización
AP)
Ventas AP
Anual (S/.)
1.579.608,00 10,30 360.000,00 0,426 3.000.593,29 0,4129 1.238.968,434 1.238.968,434 14.867.621,212
Ventas AP
Mensual (S/.)
Costo mensual
de Alumbrado
Público (S/.)
Margen
Mensual Con
Proyecto (S/.)
Margen Anual
Con Proyecto
(S/.)
1.238.968,434 890.812,80 348.155,63 4.177.867,59
PARQUE DE ALUMBRADO PÚBLICO LAMPARAS LED
MARGEN ECONÓMICO AP
CANTIDAD CONSUMO MENSUAL (kW.h)
3.000.593,29131.291,00
COSTOS POR ALUMBRADO PÚBLICO
VENTAS POR ALUMBRADO PÚBLICO VALORIZACION AP VENTAS AP
95
Compra = (3’300,652 kWh) x (0.2169 S/. / kW.h)
Compra = S/. 715,812 (mensual)
Adicionalmente la operación y mantenimiento del alumbrado público se
reduce a un 50% del valor actual dado que se reemplazara todo el
equipamiento como nuevo con un periodo de garantía de 10 años.
Costo AP = Compra + Costo OyM
Costo AP = 715,812 + 175,000
Costo AP = S/. 890,812 (mensual)
Costo AP = S/. 10’689,753 (anual)
Ventas por Alumbrado Público:
De acuerdo a la normativa vigente, la valorización de los consumos de
alumbrado público a nivel de toda la concesión se compara con el valor
máximo que se puede facturar denominado MEDAP (Monto estimado a
distribuir máximo), el valor a facturar es el menor de ambos valores el cual
se reparte a todos los clientes de la concesión. En este caso consideraremos
360,000 clientes (fuente: Unidad de Facturación, SEAL) y una tarifa de
0,426 S/. / kW.h según el pliego tarifario de Arequipa correspondiente a
Agosto 2014 (opción tarifaria BT5C-AP).
MEDAP = KALP * N° Usuarios * Tarifa BT5C-AP
96
MEDAP = (10,30 kW.h/usuario) x (360,000 usuarios) x (0,426 S/. / kW.h)
MEDAP = S/. 1’579,608
Donde:
KALP: Factor de AP en kW.h/usuario-mes (Sector Típico 2, B)
BT5C-AP: Opción Tarifa para la medición del consumo de AP
Nº Usuarios: Número de Usuarios de la localidad
Por otro lado, la valorización del AP se obtiene de la siguiente manera:
Valorización AP = Energía Medida x Costo Medio Venta
Valorización AP = S/. 3’000,593 x 0.4129
Valorización AP = S/. 1’238,968
Por lo tanto el valor facturable por Alumbrado Público está dado como:
Ventas AP = Min (MEDAP, Valorización AP)
Ventas AP = S/. 1’238,968 (mensual)
Ventas AP = S/. 14’867,621 (anual)
Margen Económico por Alumbrado Público con Proyecto
97
El margen económico con proyecto por alumbrado público se obtiene como
la diferencia entre las ventas y los costos de compra, operación y
mantenimiento, obteniendo lo siguiente:
Ventas AP = S/. 1’238,968
Costos AP = S/. 890,812
Margen_CP = S/. 1’238,968 – S/. 890,812
Margen_CP = S/. 348,155 (mensual)
Margen_CP = S/. 4’177,867 (anual)
3.2.3.3 Rentabilidad del Proyecto
Para obtener la rentabilidad del Proyecto se debe hacer la diferencia entre los
márgenes económicos con proyecto y sin proyecto.
Tabla 3-13 Situación Actual Con Proyecto
Margen Con Proyecto Anual (S/.)
Margen Sin Proyecto Anual (S/.)
Rentabilidad mensual (S/.)
Rentabilidad Anual (S/.)
348.155,63 54.448,01 293.707,63 3.524.491,52
Fuente: (Sociedad Eléctrica del Sur Oeste S.A. – Agosto 2014)
Rentabilidad = Margen_CP - Margen_SP
Rentabilidad = S/. 348,155 - S/. 54,448
98
Rentabilidad = S/. 293,708 (mensual)
Rentabilidad = S/. 3’524,491 (anual)
3.2.3.4 Inversión del Proyecto (preliminar)
Se determinará el monto de inversión necesario para el mismo, el cual
comprende el costo de la luminaria, el desmontaje de la actual y el montaje de
la nueva luminaria en los postes existentes.
Tabla 3-14 Inversión del Proyecto
LUMINARIAS LED
TIPO CANTIDAD PRECIO
(US$) LUMINARIA (S/.) MONTAJE (S/.) INVERSION (S/.)
Na50 3.039 534,88 4.567.655,90 151.950,00 4.719.605,90
Na70 111.935 534,88 168.239.737,77 5.596.750,00 173.836.487,77
Na150 11.575 1.070,11 34.806.130,33 578.750,00 35.384.880,33
Na250 2.832 1.605,34 12.775.167,29 141.600,00 12.916.767,29
Na400 69 2.006,76 389.090,70 3.450,00 392.540,70
Hg80 212 534,88 318.638,71 10.600,00 329.238,71
Hg125 763 1.070,11 2.294.347,94 38.150,00 2.332.497,94
Hg250 0 1.605,34 - - -
HA70 218 534,88 327.656,79 10.900,00 338.556,79
HA150 123 1.070,11 369.862,12 6.150,00 376.012,12
HA250 18 1.605,34 81.198,10 900,00 82.098,10
HA400 101 2.006,76 569.538,56 5.050,00 574.588,56
LM160 19 1.070,11 57.133,17 950,00 58.083,17
LM250 1 1.605,34 4.511,01 50,00 4.561,01
AH23 351 - - - -
FL40 12 - - - -
N100 23 - - - -
INVERSION TOTAL EN SOLES 231.345.918,39
INVERSION TOTAL EN DOLARES 82.329.508,32
Fuente: (Sociedad Eléctrica del Sur Oeste S.A.)
99
A partir de lo indicado y la rentabilidad obtenida en acápites anteriores,
podemos determinar el periodo de recupero de la inversión para el proyecto.
Tabla 3-15 Cálculo del periodo de recupero de la inversión
Inversión (S/.) 231.345.918,39
Rentabilidad anual (S/.) 3.524.491,52
Años de Recupero 65,64
Fuente: (Sociedad Eléctrica del Sur Oeste S.A.)
Siendo el periodo de recupero de 65 años, lo que lo hace un proyecto inviable,
si se considera que la inversión sea asumida íntegramente por SEAL.
De manera complementaria debemos indicar que para el cálculo del Valor
Agregado de Distribución (VAD) realizado por OSINERGMIN se toma como
base una empresa modelo eficiente la cual considera los costos mínimos de
inversión y operación para el desarrollo de la actividad.
Por lo tanto el costo de inversión de las luminarias LED no será considerado
como retribución en las tarifas de los clientes finales.
En esta investigación no se han considerado costos de capital ni efecto
contable.
3.2.4 Valor Residual de luminarias retiradas
De manera referencial podemos indicar que las luminarias retiradas de campo,
ingresarían al almacén de SEAL con un valor residual del 30% de su valor de
mercado, las que podrían ser subastadas para cubrir parte de la inversión.
100
Tabla 3-16 Valor residual de las luminarias retiradas
PARQUE DE ALUMBRADO PÚBLICO PRECIO UNITARIO VALOR RESIDUAL DE
LAS LUMINARIAS RETIRADAS
TIPO POTENCIA (W) CANTIDAD VALOR DE
MERCADO (S/.)
VALOR DE DEPRECIADO
(S/.)
Na50 60 3.039,00 300,00 90,00 273.510,00
Na70 88 111.935,00 350,00 105,00 11.753.175,00
Na150 182 11.575,00 800,00 240,00 2.778.000,00
Na250 285 2.832,00 1.000,00 300,00 849.600,00
Na400 439 69,00 1.200,00 360,00 24.840,00
Hg80 94 212,00 350,00 105,00 22.260,00
Hg125 140 763,00 800,00 240,00 183.120,00
Hg250 280 - 1.000,00 300,00 -
HA70 88 218,00 350,00 105,00 22.890,00
HA150 182 123,00 800,00 240,00 29.520,00
HA250 285 18,00 1.000,00 300,00 5.400,00
HA400 439 101,00 1.200,00 360,00 36.360,00
LM160 160 19,00 800,00 240,00 4.560,00
LM250 250 1,00 1.000,00 300,00 300,00
AH23 23 351,00 - - -
FL40 51 12,00 - - -
N100 100 23,00 - - -
TOTAL EN SOLES (SIN IGV) 15.983.535,00
Fuente: (Sociedad Eléctrica del Sur Oeste S.A.)
3.2.5 Ingresos por Bonos de Carbono
Con la finalidad que el proyecto aplique a un proyecto de Mecanismo de
Desarrollo Limpio, debemos calcular las toneladas de dióxido de carbono
dejadas de emitir con el ahorro de energía producto del cambio de tecnologías
de luminarias a LED.
3.2.5.1 Cálculo del factor de emisiones de CO2 en la Red Eléctrica Peruana
Para calcular los ingresos por la comercialización de los CER se ha utilizado el
método simplificado consistente en calcular la cantidad de emisiones
101
equivalentes en tCO2 por MWh producido por la central de generación
(FONAM, 2004:75). Las emisiones se calculan sobre la base del factor de
conversión establecido por la autoridad correspondiente, en el caso peruano es
el SEIN. Según el FONAM, para el 2004 el factor de emisión era de 0.7
tCO2/MWh. Sin embargo, sugiere para los siguientes diez años un rango para
el factor entre 0.85 y 0.57 tCO2/MWh. Por otro lado, el Banco Mundial propone
un factor de emisión para el 2017 de 0.44 tCO2/MWh.
Por esta razón, para determinar el factor de emisión aplicaremos una razón
lineal para los siguientes diez años que permita alcanzar en el último periodo
de este rango el valor de 0.57 tCO2/MWh.
Tabla 3-17 Ahorro de energía por cambio de tecnología de luminarias a LED
TIPO
CONSUMO MENSUAL (kW.h) CONSUMO ANUAL (kW.h)
Lámparas Convencionales
(kW.h)
Lámparas LED (kW.h)
Ahorro (kW.h) Lámparas
Convencionales (kW.h)
Lámparas LED (kW.h)
Ahorro (kW.h)
Na50 67.830,48 47.481,34 20.349,14 813.965,76 569.776,03 244.189,73
Na70 3.675.963,31 2.123.630,82 1.552.332,49 44.111.559,72 25.483.569,84 18.627.989,88
Na150 784.362,74 529.625,70 254.737,04 9.412.352,93 6.355.508,40 3.056.844,53
Na250 300.311,85 224.396,35 75.915,50 3.603.742,20 2.692.756,22 910.985,98
Na400 11.276,72 8.239,43 3.037,29 135.320,67 98.873,14 36.447,53
Hg80 7.406,12 4.022,06 3.384,05 88.873,42 48.264,77 40.608,65
Hg125 39.745,56 34.911,83 4.833,73 476.946,66 418.941,94 58.004,72
Hg250 - - - - - -
HA70 7.159,15 4.135,90 3.023,26 85.909,86 49.630,75 36.279,11
HA150 8.334,91 5.627,99 2.706,92 100.018,96 67.535,86 32.483,10
HA250 1.908,76 1.426,25 482,51 22.905,14 17.114,98 5.790,17
HA400 16.506,51 12.060,61 4.445,89 198.078,08 144.727,34 53.350,74
LM160 1.130,88 869,36 261,52 13.570,56 10.432,37 3.138,19
LM250 93,00 79,24 13,76 1.116,00 950,83 165,17
4.922.030,00 2.996.506,87 1.925.523,12 59.064.359,95 35.958.082,46 23.106.277,49
Fuente: (Propia)
102
Por lo tanto mensualmente se ahorraría 1,925.52 MW.h al mes y al año se
ahorraría 23,106.28 MW.h.
Por lo tanto la cantidad en tCO2 que se dejará de emitir es igual a:
Toneladas de CO2 = Energía ahorrada * Factor de Emisiones de CO2
Toneladas de CO2 = 23,106.28 MW.h x 0.57tCO2/MW.h
Toneladas de CO2 = 13,170.58 tCO2 anual (CERs)
Tabla 3-18 Cantidad de CO2 dejada de emitir
Ahorro de energía (MW.h) Factor de Emisiones de
CO2 (tCO2/MWh) Cantidad de CO2 dejada de
emitir (tCO2)
23.106,28 0,57 13.170,58
Fuente: (Propia)
3.2.5.2 Precio Forward del CER
A la fecha el precio de los CERs se cotizan a nivel mundial está
aproximadamente alrededor de los US$ 7.00.
3.2.5.3 Ingresos estimados por los CER
Por lo que para calcular el flujo por la comercialización de los CERs:
Ingreso por CER = CER * Precio Forward del CER
Ingreso por CER = 13,170 CERs x 7.00 US$ / CER
Ingreso por CER = US$ 92,190.00 (anual)
103
Considerando que el proyecto MDL puede tomarse hasta 10 años, se obtendría
una ganancia de US$ 921,900.00 o el equivalente a S/. 71,820.00
Tabla 3-19 Ingreso estimado por CERs
CERs Precio
Forward CER (US$)
Ingreso Anual por CERs (US$)
Ingreso por CERs (US$) - 10 años
Ingreso por CERs (S/.) - 10 años
13.170 7,00 92.190,00 921.900,00 2.590.539,00
Fuente: (Propia)
En el cuadro no se ha considerado los costos de transacción para aplicar a
proyectos de mecanismo de desarrollo limpio, costos que oscilan por los
cincuenta mil nuevos soles.
3.2.6 Propuesta de Programa de SENATI
Con la finalidad de reducir costos, se sugiere promover un programa del Estado
mediante el cual, a través de practicantes egresados de SENATI, se haga el
montaje y desmontaje de las luminarias a costo cero para la empresa de
distribución.
El programa se trataría de un convenio de prácticas SENATI – SEAL y
financiado por el estado peruano, en el que se capacite en instalaciones
eléctricas de baja tensión a los practicantes y específicamente en la nueva
tecnología de luminarias de alumbrado público, montaje y desmontaje de las
unidades de alumbrado público, mantenimiento en redes de distribución, entre
otros.
104
La segunda parte del convenio comprendería la participación de este personal,
calificado y previamente capacitado, en el desmontaje de las unidades de
alumbrado público con luminarias convencionales y en el montaje de las
nuevas unidades de alumbrado público de luminarias tipo LED.
Esto beneficiaría tanto al personal capacitado como a SEAL ya que implicaría
un costo cero en montaje y desmontaje, costo que se había considerado en la
inversión del proyecto preliminar.
105
3.2.7 Análisis Económico Final
3.2.7.1 Inversión del Proyecto
Se determinará nuevamente el monto de inversión necesario para el mismo, el
cual comprende el costo de la luminaria, y no considera el desmontaje de las
luminarias convencionales y el montaje de las nuevas luminarias en los postes
existentes (programa SENATI). Asimismo se resta a la inversión los ingresos
por bonos de carbono.
.
Tabla 3-20 Inversión estimada considerando ahorro en montaje y
desmontaje de luminarias, ingreso por CERs y costo cero de
montaje/desmontaje
LUMINARIAS LED
TIPO CANTIDAD PRECIO
(US$) LUMINARIA (S/.)
MONTAJE (S/.)
INVERSION (S/.)
Na50 3.039,00 534,88 4.567.655,90 0,00 4.567.655,90
Na70 111.935,00 534,88 168.239.737,77 0,00 168.239.737,77
Na150 11.575,00 1.070,11 34.806.130,33 0,00 34.806.130,33
Na250 2.832,00 1.605,34 12.775.167,29 0,00 12.775.167,29
Na400 69,00 2.006,76 389.090,70 0,00 389.090,70
Hg80 212,00 534,88 318.638,71 0,00 318.638,71
Hg125 763,00 1.070,11 2.294.347,94 0,00 2.294.347,94
Hg250 0,00 1.605,34 - - -
HA70 218,00 534,88 327.656,79 0,00 327.656,79
HA150 123,00 1.070,11 369.862,12 0,00 369.862,12
HA250 18,00 1.605,34 81.198,10 0,00 81.198,10
HA400 101,00 2.006,76 569.538,56 0,00 569.538,56
LM160 19,00 1.070,11 57.133,17 0,00 57.133,17
LM250 1,00 1.605,34 4.511,01 0,00 4.511,01
INVERSION PARCIAL EN SOLES 224.800.668,39
VALOR RESIDUAL DE LAS LUMINARIAS 15.983.535,00
INGRESOS POR BONOS DE CARBONO 2.590.539,00
INVERSION TOTAL EN SOLES 206.226.594,39
Fuente: (Propia)
106
A partir de lo indicado y la rentabilidad obtenida en acápites anteriores,
podemos determinar el periodo de recupero de la inversión para el proyecto.
Tabla 3-21 Cálculo del periodo de recupero de la inversión
Inversión (S/.) 206.226.594,39
Rentabilidad anual (S/.) 3.524.491,52
Años de Recupero 58,51
Fuente: (Sociedad Eléctrica del Sur Oeste S.A.)
Siendo el periodo de recupero de 58 años. Con este análisis, el proyecto sigue
siendo inviable, si se considera que la inversión sea asumida íntegramente por
SEAL.
El monto de inversión de S/. 206’226,594.39 es muy elevado y el periodo de
recupero es muy largo, por lo que se plantea la participación de otros actores
(stakeholders) y/o la participación de empresas privadas con la finalidad de
crear asociaciones público – privadas.
3.3 Identificación de Stakeholders
Esta iniciativa en la mejora del alumbrado público sería posible con la
intervención de los siguientes actores:
Entidades Gubernamentales
- Ministerio de Energía y Minas
- Ministerio de Ambiente
- Dirección Regional de Energía y Minas
- OSINERGMIN
- FONAFE
107
Proveedores de equipos eficientes
Empresas consultoras y empresas de servicios energéticos
Otras entidades
- Colegio de Ingenieros del Perú
- FONAM
- CENERGÍA
Sistema Financiero
- Bancos
- COFIDE
Universidades e institutos tecnológicos
- UNSA
- SENATI
Empresa de Distribución de Energía Eléctrica
- SEAL
Cooperación Técnica Internacional
Medios de comunicación
108
Conclusiones
De acuerdo a la evaluación económica se ha determinado que, al precio
actual de las lámparas LED, cumpliendo los requisitos mínimos
establecidos, no es rentable para la empresa de distribución de energía
de Arequipa invertir en reemplazar las actuales luminarias de alumbrado
público, debido a que la inversión es muy elevada y el periodo de
recupero es muy alto.
En países donde el servicio de alumbrado público es asumido
íntegramente (costos de inversión, operación y mantenimiento) por los
ayuntamientos, tienen incentivos para invertir en nueva tecnología a fin
de reducir costos. En nuestro país, tanto la norma así como la estructura
tarifaria vigentes, no generan dicho incentivo.
Sin embargo, se puede dejar en claro que la tecnología LED es más
cara que la de vapor de sodio, siendo su sobrecosto de instalación
compensado por el ahorro energético conseguido pero a largo plazo. El
mayor desembolso inicial se va conjugando a lo largo del tiempo con el
menor consumo.
La tecnología LED permite implementar sistemas inteligentes por
intermedio del cual se puede monitorear el estado y el control del flujo
luminoso de manera puntual y/o remota, reduciendo aún más los costos
de operación y mantenimiento, de la entidad que la gestionan. Se debe
considerar en próximos estudios el ahorro de energía por las ventajas
que ofrecen las nuevas tecnologías de alumbrado público en cuanto a la
regulación del flujo luminoso y el alumbrado presencial.
109
En el futuro la situación sería más favorable al LED por la disminución
de precios que se espera una vez se haya asentado esta nueva
tecnología y empiece a aplicarse masivamente, y por el aumento de
eficacia luminosa que esta tecnología promete. Actualmente todos los
fabricantes de sistemas de iluminación apuestan por esta tecnología que
será la principal fuente de luz del futuro.
Para la elección de las luminarias LED se ha visto que existen una
innumerable variedad de propuestas y calidades de equipos LED en el
mercado. Hay que saber seleccionar cuál es la realidad de lo que nos
ofrecen, pero sobre todo qué normativas cumplen y la garantía que nos
ofrecen y cómo se va a efectuar esa garantía cuando el producto falle.
La mayoría de las aplicaciones que se han dado en el Perú, o están en
cartera, tienen como marco de inicio el carácter piloto con la finalidad de
efectuar mediciones de alumbrado previas a fin de corroborar sus
bondades técnicas con otras tecnologías.
El Protocolo de Kioto obliga a los estados signatarios a implementar
rigurosos programas de reducción de CO2. Este, a su vez, ejerce presión
sobre los organismos municipales para efectuarlo mediante reducción de
energía.
Los efectos de los bonos de carbono no son los esperados como hace
un lustro atrás, debido a la actual crisis europea y el exceso de oferta, se
espera que para los próximos años suba el precio de los bonos de
carbono, y se está a la expectativa de los temas a tratar en el COP 20 a
realizarse en Lima en diciembre de 2014. Aun así el ahorro obtenido en
energía, cubre en una pequeña parte los costos de inversión (1%), lo
cual no es sustancial.
Para el cálculo del Valor Agregado de Distribución (VAD) realizado por
OSINERGMIN se toma como base una empresa modelo eficiente la cual
110
considera los costos mínimos de inversión y operación para el desarrollo
de la actividad, por lo tanto el costo de inversión de las luminarias LED
no está considerado como retribución en las tarifas de los clientes
finales. Actualmente el consumo de alumbrado público es facturado a
través de la cuota de alumbrado público calculada de acuerdo a la
regulación vigente.
Por lo tanto, la única alternativa que se tendría para el reemplazo de las
luminarias actuales por LED, sería una asociación pública privada,
estableciendo sociedades basados en las leyes vigentes como la Ley
General de Sociedades y la Ley de Actividad Empresarial.
111
Recomendaciones
Buscar asociarse con empresas que quieran invertir en el Perú a través
de asociaciones público-privadas. Sería el primer proyecto en el sector
de distribución de energía a nivel nacional.
Reunirse con entidades como OSINERGMIN, Ministerio de Energía y
Minas y otras empresas de distribución, para revisar la actual normativa
en cuanto al cálculo del Valor Agregado de Distribución.
SEAL, como empresa del Estado, debe evaluar y además reunirse con
FONAFE para evaluación de alternativas de financiamiento, marco legal
para un endeudamiento, posibilidades de concesión o asociaciones
público-privadas.
Se recomienda presentar este proyecto como proyecto de mecanismo
de desarrollo limpio con la finalidad de obtener los beneficios por los
bonos de carbono.
112
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