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La estrategia de alumbrado de València

La ciudad logra ahorrar energía por valor de 16 millones de euros al año gracias a una de las transformaciones más ambiciosas de España y Europa

La estrategia de alumbrado de València
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Autor: Vicent Mayans Savall, Ayuntamiento de València.

La ciudad de València ha realizado una de las transformaciones de sus instalaciones de Alumbrado Público más importantes de España y de Europa. En el año 2015 la ciudad tenía un Alumbrado formado por 107.000 puntos de luz, 750 centros de mando y una potencia instalada de 25.000 kW, con una facturación de energía eléctrica de 72.000.000 de kW.h/año en términos de energía, con un coste que superaba los 10 millones de euros/año en términos económicos.

Inicialmente, cuando la instalación tenía esos 25.000 kW de potencia instalada, la práctica totalidad disponía de dispositivos reguladores de flujo, con lo que se conseguía reducir el consumo hasta los 72.000.000 kW.h/año en vez de los 100.0000.000 de kW.h/año que se podrían llegar a consumir sin reguladores. Pero esta reducción de consumo era claramente insuficiente, requiriendo por tanto una intervención mucho más ambiciosa y potente.

Esta situación llevó a tomar la decisión de emprender una acción de gran envergadura para reconducir esa situación de consumo energético excesivo a otra más favorable, que redujera los costes económicos de explotación, así como los costes medioambientales, y que adicionalmente no dejara la economía de esta administración tan expuesta a futuros incrementos constantes del precio de la energía eléctrica.

 

El Ayuntamiento de València trazó una hoja de ruta de inversiones para la renovación del alumbrado valorada en 27 millones de euros, priorizando el retorno de la inversión y aspectos ambientales.

 

Como primera aproximación de la solución, estudiando una posible implantación masiva de renovación de todas las luminarias a otras nuevas de tecnología Led, se llegó a una primera conclusión de que era muy difícilmente factible, ya que con un valor medio estimado de 500 €/punto de luz, nos llevaría a un escenario de inversiones superior a los 50 millones de euros, que junto a otras necesidades operacionales, podría incrementarse hasta 60 millones de euros, incluso más, y esto era un escenario inalcanzable al no disponerse de esos recursos económicos para invertir en la Mejora de Eficiencia Energética en instalaciones de Alumbrado Público.

El Ayuntamiento realizó una auditoría interna, en la que se localizaron todas las luminarias, sus potencias y consumos, se clasificaron por grupos funcionales, se estudiaron sus alternativas, se compararon los costes de cada alternativa con los ahorros obtenidos, y se estableció una prioridad en la Estrategia de Inversiones, con un estudio económico y una programación de actuaciones posibles a realizar, analizando en profundidad cada una de las soluciones que se podían aplicar, sus costes de inversión, los ahorros generados, así como otros factores, como son los condicionantes de tipo Medioambiental, y otros de tipo Social, para acabar estableciendo una prioridad y una secuencia de inversiones a realizar a medida que se pudiesen conseguir recursos económicos. Tras la clasificaron de las luminarias en diferentes subgrupos, concretar su cantidad de luminarias, su potencia instalada, y su tipología de actuación, resultaban unos costes de inversión y una potencia resultante, que permitía computar el total de ahorros, tanto en términos económicos como de energía, que se podía esperar al realizar las inversiones.

Así se llegó a la conclusión de que con una inversión aproximada del orden de 27 millones de euros se podían alcanzar un Objetivo Inicial de Ahorro próximo al 70% de la energía, que se traducía en alcanzar unos ahorros económicos de 6,5 millones de euros/año. Esta cifra de Inversiones seguía siendo una cifra muy importante, pero más asequible que aquella estimación inicial, y los ahorros conseguidos permitían pensar en un retorno del orden de 4 años si se realizase la operación, lo que ya le daba a la operación un mayor atractivo financiero.

Como no se podía acometer esa inversión de 27 millones de euros se estableció una secuencia de inversiones a realizar en función del dinero disponible, utilizando como principal parámetro el ratio de Retorno de la Inversión, priorizando así las intervenciones en los subgrupos que tuvieran un mayor retorno de inversión, y dejar para más adelante las inversiones en subgrupos con menor retorno, y así, hasta completar la totalidad de los subgrupos de las luminarias de la instalación. De esta forma, si un cambio tenía un Retorno de Inversión de 1 año, era prioritario a otras intervenciones que tuvieran un retorno de 3 años, que a su vez eran prioritarias a otras que tuvieran un retorno de 4 o de 6 años, etc.

Adicionalmente al criterio de Retorno de la Inversión, se tuvieron en cuenta otros criterios, como las  Consideraciones Medioambientales en el sentido de que si varios subgrupos tenían un Ratio de Retorno de Inversión de valor aproximado, se debía dar prioridad a las intervenciones que tuvieran mayor impacto sobre la Contaminación Lumínica.

 

En el año 2015 el Ayuntamiento solicitó una primera línea de financiación publicada a través del IDAE, consistente en una línea de crédito de 4 millones de euros a 10 años, con un año de carencia, y con un interés del 0%.

 

Así, por ejemplo, tenía prioridad la sustitución de luminarias esféricas de baja altura, que aunque tengan un retorno de inversión de 6 años, se le dio prioridad a otros subgrupos, como por ejemplo las luminarias de carretera tipo Vial, que tenían un Retorno de Inversión inferior de 5 años. Así se posponía la renovación de luminarias de tipo Vial a las de tipo Esférico cuya contaminación lumínica era muy superior. Con este punto de vista, la estrategia para establecer esa prioridad combinaba tanto criterios económicos de Retorno de Inversión, destinados a Reducir Costes Económicos, como criterios Medioambientales, destinados a reducir la Contaminación Lumínica.

 

 

 

Primer proyecto IDAE I

Una vez concretada la Estrategia de Inversión, había que disponer de esos 27 millones de euros para invertir, en una situación de sobreendeudamiento de esta administración, y disponer de esta cantidad no era fácil.

En el año 2015 el Ayuntamiento solicitó la línea de financiación publicada por el Instituto para la Diversificación y el Ahorro de Energía IDAE, consistente en una línea de crédito de 4 millones de euros a 10 años, con un año de carencia, y con un interés del 0%.

En este primer Proyecto de Inversión se intervino en tres de los Subgrupos de luminarias que se exponen a continuación:

 

a. Sustitución de unas 25.000 lámparas de 250 W VSAP por otras lámparas de Halogenuros Metálicos de Quemador Cerámico

La primera tipología en la que se actuó fue en Luminarias de Alto Rendimiento tipo Campanar, sustituyendo lámparas de 250 W de VSAP por lámparas de 70 W mayoritariamente, y de 50 W en otros casos, consiguiendo así un ahorro medio superior al 75% en esta tipología, con un coste de inversión unitario realmente bajo, inferior a 100 €/Ud. Las calificaciones de Alumbrado empleadas fueron CE2 en calzada y S1 en aceras, jardines y peatonales adecuando los niveles luminosos al actual Reglamento de Eficiencia Energética aprobado por RD 1890/2008. Además la calidad del alumbrado mejoraba debido a que estas lámparas tenían una Temperatura de Color muy adecuada, de TCC 3.000 ºK y una excelente reproducción cromática, con un IRC 80 y un elevado rendimiento luminoso, próximo a 100 lum/W.

Este cambio solo era razonable en luminarias de alto rendimiento, como las modelo Campanar, existentes en el tercer y cuarto cinturón, además de otras avenidas y calles importantes de la ciudad. En total se sustituyeron más de 25.000 lámparas. El Retorno de Inversión de esta tipología era de 1 año, o lo que es lo mismo, el ahorro anual producido por esta intervención era aproximadamente el coste de esta intervención.

La gran ventaja de este tipo de actuación es que si una luminaria es de calidad, con alto rendimiento luminoso, con FHSint<1%, cambiar las lámparas era fácil y barato, consiguiendo así una gran cantidad de cambios relativamente económicos. De esta forma se sustituyeron 25.000 lámparas, y se consiguió una gran cantidad de ahorro de energía al actuar en muchas luminarias. Esta es la principal medida del proyecto, y es la base de los resultados económicos que se han obtenido, y que se exponen en una reflexión más adelante.

 

b. Sustitución de la totalidad de luminarias Esféricas de baja altura

La segunda tipología o subgrupo que se transformó con esta  primera inversión, y atendiendo a los ya expuestos Criterios Medioambientales, se sustituyó la totalidad de las 5.000 luminarias esféricas instaladas en soportes de baja altura, que fueron sustituidas por una luminaria de geometría circular de Led de TCC 3.000 ºK IRC 80, sin flujo hacia arriba (FHSinst=0), modelo que denominamos Campanar de Led.

Este tipo de luminarias Esféricas estaba caracterizado por un rendimiento extraordinariamente bajo, ya que el mismo plástico de la esfera absorbía más del 40 - 50% del flujo luminoso, y del 50 - 60% del flujo luminoso que salía de la esfera, la mitad se perdía dirigiendo la luz hacia arriba, que no tenía ninguna utilidad, y la otra mitad de la producción luminosa se dirigía hacia abajo, pero con una distribución de tipo radial muy deficiente, pues había mucha luz cerca de la farola, y se perdía rápidamente al alejarnos de ella.

Con el cambio se pasaba mayoritariamente de una potencia media de 150 W VSAP a luminarias de Led de 38W, TCC 3.000ºK con IRC 80,  consiguiendo un ahorro del 60 al 70 % en esta tipología.

El Retorno de Inversión de este Subgrupo era de 6 años, pero su ejecución se consideró prioritaria para eliminar el gran despilfarro y la contaminación lumínica que producían. No quedan luminarias de este tipo.

 

 

 

c. Sustitución de luminarias tipo Vial por otras de Led de mejores prestaciones

Una vez estudiadas las inversiones de las acciones anteriores, se tomó la decisión de sustituir unas 1.700 unidades de luminarias de tipo Vial de mal rendimiento con una potencia instalada de 250 y 400 W, por otras de Led, de TCC 3.000 ºK IRC 80, y de potencia resultante según cálculos, que oscilaban entre 60 y 99 W. El ahorro medio en esta tipología es del 60% aproximadamente.

Con estas luminarias se renovaron barrios en los que no se actuaba desde décadas, quedando el alumbrado de esas calles sensiblemente mejorado, siendo esta línea de actuación lo que denominamos Criterios Sociales, en los que dentro de un mismo subgrupo, damos prioridad a renovar el Alumbrado de los barrios donde es más urgente o hay una mayor necesidad de intervención, ya que mejorar el Alumbrado Público es una forma muy clara de mejorar la calidad de una calle o de un barrio.

El Retorno de Inversión de este Subgrupo era de 4-5 años, aproximadamente.

En el total del proyecto IDAE I se cambiaron más de 32.000 unidades, que es un número muy relevante para una inversión de 4 millones de euros. Los ahorros económicos obtenidos en este proyecto superaban los 2,6 millones de euros/año, que desde un punto de vista financiero, tras la amortización del préstamo, que es de 400.000 euros/año, dejaba un saldo neto en la cuenta de energía del orden de 2,2 millones de euros/año, a precios de 2017.

 

Ya en el 2017 se solicitó la segunda línea de financiación publicada por el IDAE, consistente en otra línea de crédito de 4 millones de euros a 10 años, con un año de carencia, y con un interés del 0%, totalmente idéntica a la anterior.

 

 

Segundo proyecto IDAE II

En el año 2017 el Ayuntamiento solicitó la segunda línea de financiación publicada por el Instituto para la Diversificación y el Ahorro de Energía IDAE, consistente en otra línea de crédito de 4 millones de euros a 10 años, con un año de carencia, y con un interés del 0%, totalmente idéntica a la anterior.

En este segundo Proyecto de Inversión se intervino en dos de los Subgrupos de luminarias que se indican a continuación:

 

a. Sustitución de la totalidad de luminarias Esféricas de Gran Porte (faroles VALENCIA)

La primera tipología o subgrupo que se transformó con esta  segunda inversión consistía en la sustitución de la totalidad de las luminarias Esféricas de Gran porte, que denominamos farol Valencia, instaladas en soportes de las Grandes Avenidas del Primer Cinturón, Segundo Cinturón, Avenidas del Oeste, Antiguo Reino, San Vicente, Paseo de Blasco Ibáñez, General Helio, Pio V, etc. En la instalación habían del orden de 6.500 luminarias de este tipo, que fueron sustituidas a una luminaria de Led, en este caso de TCC 2.700 ºK IRC 80, sin flujo hacia arriba (FHSinst<1%), de simetría circular,  modelo que denominamos farol Valencia Led. Con esta actuación se ha completado la sustitución de todas las luminarias esféricas de la ciudad.

Cabe destacar la importante apuesta que hizo este Ayuntamiento por reducir la TCC de 3.000 a 2.700 ºK sin reducir valores de Eficacia Luminosa, que seguíamos manteniendo en valores superiores a 110 lum/W acreditados por ensayo fotométrico de acuerdo con la Norma 13.032 acreditado por ENAC o equivalente internacional. En este caso, la radiación de flujo luminoso por debajo de los 451 nm, en la franja de los azules, era inferior al 3% del total de radiación, dando como resultado una luz considerablemente más cálida que la de TCC 3.000 ºK, y con índices de reproducción cromática superiores a IRC 80.

Este tipo de luminarias de tipo esférico, al igual que las anteriores, estaba caracterizado por un rendimiento extraordinariamente bajo, ya que el mismo cristal de la esfera absorbe más del 40 - 50% del flujo luminoso, y del 50 - 60% que sale de la esfera, la mitad se pierde dirigiendo la luz hacia arriba, que no tiene utilidad, y la otra mitad hacia abajo, pero con una distribución de tipo radial muy deficiente, pues había mucha luz cerca de la farola, y se perdía rápidamente al alejarnos de la farola.

La contundencia en este caso tenía un mayor impacto, tanto en términos económicos como medioambientales, ya que al tratarse de Grandes Avenidas, estaban instalados faroles mayoritariamente lámparas VSAP de 400 W de potencia, pasando ahora a luminarias de Led de 38-50 W.

En este cambio se consiguió un ahorro superior al 90 % del consumo de energía en la transformación de este subgrupo o tipología. El retorno de la inversión era inferior a 3 años.

 

 

 

b. Sustitución de unas 6.000 lámparas de 250 y 400 W VSAP por elementos Retrofit de Led

En esta misma operación se procedió con la mejora de eficiencia de casi 6.000 faroles tipo Villa y FERNANDO VII, cambiando el conjunto de lámpara de descarga y su equipo electromagnético por un elemento Retrofit de Led, que básicamente consiste en transformar un farol de descarga a tecnología Led, con Leds de TCC 2.700 ºK y IRC 80.

Las calificaciones de Alumbrado empleadas fueron CE2 en calzada y S1 en aceras, jardines y peatonales adecuando los niveles luminosos al actual Reglamento de Eficiencia Energética aprobado por RD 1890/2008. Estos elementos Retrofit de Led eran muy cálidos, de temperatura de color TCC 2.700 ºK y tenían una muy buena reproducción cromática, IRC 83.

Los faroles Villa y FERNANDO VII con lámpara de descarga eran faroles con muy bajo rendimiento, de forma que se sustituyeron lámparas de 250 y 400 W, por otras de Led, y de potencia resultante según cálculos, que oscilaban entre 38 y 60 W, presentando un ahorro medio en esta tipología superior al 80% aproximadamente. El Retorno de Inversión de este subgrupo era de 2 años.

En el total de este proyecto se pudieron cambiar del orden de 12.000 luminarias, que también es un número muy relevante para una inversión de 4 millones de euros. Los ahorros económicos obtenidos en este proyecto fueron del orden de los 1,4 millones de euros/año, que tras la amortización del préstamo, dejaba en caja un saldo neto de 1 millón de euros/año, a precios 2017.

 

El inremento del precio de la energía y el impacto económico de los dos proyectos IDAE de València

Como ya se ha explicado, la suma del ahorro económico de los dos proyectos IDAE a precios de 2017 fue de 2.600.000 + 1.400.000 = 4 millones de euros/año. Si tomamos en consideración que los costes de energía se han multiplicado por 2,5 desde el año 2017, ese mismo ahorro que valía 4 millones de euros/año a precios 2017, ahora tiene un valor de 10 millones de euros/año a precios 2023, por lo que tras pagar la amortización del préstamo de 400.000 + 400.000 = 800.000 euros/año, a precios actuales de la energía, quedaría un saldo en cuenta de Capítulo II de costes de energía superior a los 9,2 millones de euros/año.

Si tenemos en cuenta que se trata de una operación a 10 años, a precios 2023, la cuantificación del  ahorro total producido a lo largo de esos 10 años solo en el marco de los Proyectos IDAE es de 10 años x 10 MM€/año = 100 millones de euros, por lo que el Ayuntamiento, tras 10 años, habrá devuelto los 8 millones de euros de ambos préstamos, y habrá dejado de consumir unos ahorros de energía valorados 100 millones de euros, dejando un saldo en caja a lo largo de esos 10 años de 92 millones de euros a precios 2023, lo que arroja una imagen clara de la relevancia de estos dos proyectos para la salud económica de esta administración para absorber el impacto de la subida de precios de la energía.

 

 

 

Otras actuaciones de alumbrado del Ayuntamiento de València

Aparte de estas dos grandes actuaciones, el Ayuntamiento de València ha llevado a cabo otras intervenciones con una inversión directa que supera los 24 millones de euros, en el ámbito de la Mejora de la Eficiencia de las instalaciones de Alumbrado Público, transformando desde el año 2015 más de 87.000 luminarias, siendo esta una de las mayores intervenciones de toda España, y probablemente en toda Europa, con efectos principalmente de tipo económico, efectos medioambientales y efectos sociales.

Desde un punto de vista económico, ha supuesto la reducción del consumo de energía eléctrica, que en el año 2015 se pagaban más de 10 millones de euros en la factura de energía de Alumbrado a precios 2017, pasando a pagar en el año 2022 poco más de 3 millones de euros a precios 2017, reduciendo la factura de energía del orden de 6,5 millones de euros/año a precios 2017, con un ahorro del consumo de energía superior al 70% respecto del consumo de energía inicial.

 

El Ayuntamiento de València ha llevado a cabo otras intervenciones con una inversión directa que supera los 24 millones de euros, en el ámbito de la Mejora de la Eficiencia de las instalaciones de Alumbrado Público.

 

Estos ahorros económicos de 6,5 millones de euros a precios 2017 adquieren mucha mayor relevancia por el ya comentado creciente incremento de los costes unitarios de energía, que se han multiplicado por 2,5, por lo que al trasladar el nuevo precio al ahorro conseguido, la cuantificación de ese ahorro pasa a ser superior a los 16 millones de euros/año a precios 2023. Ese importe de 16 millones de euros es lo que se hubiera incrementado la factura costes de explotación en energía eléctrica de no realizarse esta intervención.

Si no se hubiera realizado ninguna actuación, los inicialmente 10 millones de euros que se pagaban de costes de energía hubieran pasado a ser 26 millones de euros, y el Ayuntamiento tendría que buscar en capítulo II un saldo adicional de 16 millones de euros adicionales. De este modo, y gracias al ahorro de energía generado, el Ayuntamiento no ha tenido que buscar ni desviar ese importe de ninguna otra partida para pagar el incremento de costes de la energía de Alumbrado Público.

 

Desde un punto de vista económico, las iniciativas realizadas han supuesto un ahorro del consumo de energía superior al 70% respecto del consumo de energía inicial.

 

 

Otras características de la instalación

Desde el punto de vista medioambiental, el Ayuntamiento apostó de inicio por luminarias que emiten el flujo exclusivamente hacia abajo, cuyo parámetro técnico es el FHSinst=0%, de forma que se minimiza la luz intrusa que entra por las ventanas y molesta, afectando al descanso de los vecinos. También se ha realizado una apuesta por los Leds de temperatura de color extra-cálida, TCC 2.700 ºK, incluso TCC 2.200 ºK, y de un elevado índice de reproducción cromática IRC 80, además de una elevada vida útil L90 B10 100.000 horas y una elevada Eficacia Luminosa, superando los 110 lum/W en valores netos luminaria para TCC 2.700.

 

Adicionalmente a los resultados económicos, cabe destacar otros aspectos luminotécnicos innovadores logrados, como son la mejora de la percepción de la luz, la mejora de la uniformidad de la luz, la reducción de la luz intrusa, y la adecuación de niveles luminosos.

 

Adicionalmente a los resultados económicos, cabe destacar otros aspectos luminotécnicos innovadores, que gracias al proyecto se han obtenido en la instalación:

 

a. Mejora de la percepción de la luz

Las características de la luz que se instala son muy superiores a las de la luz del sodio VSAP, pasando de una reproducción cromática mala, IRC del orden de 20 a una reproducción cromática muy buena, de un IRC 80, con lo que gracias a la emisión de luz en un espectro mayor se percibe casi la totalidad de todos los colores, facilitando en argumento de que con menos cantidad de luz se vea mejor.

 

b. La uniformidad de la luz mejora claramente

Con las nuevas tecnologías de fuente luminosa Led se han optimizado las ópticas repartiendo la luz uniformemente de acuerdo con las necesidades. Esto significa que la luz en los puntos más oscuros de la calle o de la acera es significativamente superior a la de los puntos más oscuros anteriores. En algunos casos, la uniformidad conseguida supera el 90%, que significa que en el punto más oscuro de la calzada hay una luz del 90% del valor medio en toda ella.

 

c. Reducción de la luz  intrusa

Con el empleo de luminarias de Led que direccionan la luz hacia abajo, cuyo parámetro técnico es el Flujo al Hemisferio Superior instalado, FHSinst, con FHSint = 0% o próximo a 0. La luz solo se emite en la dirección hacia abajo, evitando la luz intrusa, que es la que molesta al entrar por las ventanas. Así se reducen las molestias por un lado, y se produce un ahorro energético adicional al no tener que producir una luz innecesaria.

 

d. Adecuación de niveles luminosos

Había calles excesivamente iluminadas, con sobreconsumo de energía incluso en algunos casos molesta, a la vez que habían otras calles deficientemente iluminadas, con algunos puntos más oscuros de lo deseable. Con esta actuación se regularizan los niveles luminosos a valores acordes con el actual Reglamento de Eficiencia Energética en Instalaciones de Alumbrado Exterior (RD 1890/2008). La calificación que se ha adoptado es una calificación CE2 en calzada y S1 o CE2 en aceras y peatonales. Estos valores luminosos se reducen al 80% a las 22:00 horas y al 50% a las 00:00 horas, facilitando el descanso de los vecinos.

El mismo organismo IDAE ha propuesto al proyecto de la ciudad de València como candidata a Ciudad Ejemplar en Inversiones de Alumbrado Público, llegando como finalista a la votación final de ese galardón. También ha sido finalista en los premios EnerTIC Awards en inversiones de Eficiencia Energética, recientemente celebrados en Madrid, a finales de 2022.


Fotos: Ayuntamiento de Valencia y Schréder


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