Sostenibilidad y eficiencia energética en el sector del alumbrado

Justiniano Aporta Alfonso. Profesor de Óptica en la Universidad de Zaragoza Alba Aporta Clemente: Ingeniera de Diseño. Becaria OTRI

Uno de los mayores retos que a día de hoy se plantea nuestra sociedad, es el de la sostenibilidad.

El desarrollo sostenible ha dejado ya de ser sólo una mera reivindicación de ecologistas y otros grupos comprometidos con los problemas medioambientales, para convertirse en una responsabilidad con el futuro por parte de todos y cada uno de nosotros, que somos los principales consumidores y contaminadores del Planeta Tierra.

A partir de ahora hay que concienciarse, cada vez más, de que debemos respetar el medio ambiente y hacernos responsables de él, cuidando los recursos existentes y evitando los residuos contaminantes.

Una vida acorde con dichos principios nos llevaría a consumir la menos cantidad de energía posible en los distintos sectores (productivos, descanso y ocio, seguridad vial…) y a plantear el diseño de todos los productos respetuosos con el medio ambiente y con el uso responsable de los recursos naturales.
No resulta sencillo planificar las acciones necesarias para que la vida en el Planeta Tierra, en continuo crecimiento demográfico y tecnológico, sea totalmente sostenible, pero sí podemos tender hacia un grado de sostenibilidad máxima.

Ésta estaría asociada al mayor tiempo posible de vida sobre el Planeta sin escasez de ninguno de los recursos necesarios para mantener un nivel de vida digno, de bienes de uso y disfrute y todo ello en condiciones medioambientales aceptables, es decir: garantizando el máximo nivel de bienestar y desarrollo de los ciudadanos que actualmente la habitan,  sin interferir negativamente, o lo mínimo, en el bienestar y desarrollo de generaciones venideras.

Los elementos que a este respecto están implicados son muy variados, pero podríamos destacar los siguientes:

  • Optimización del uso racional de los recursos materiales utilizados en la realización de bienes de uso; a ser posible reciclables o renovables en la naturaleza.
  • Incremento del reciclado de materiales
  • Disminución del consumo energético en general, pero muy particularmente del que tiene origen en los recursos fósiles, potenciando el incremento de la producción de energía con origen en sistemas renovables.
  • Disminución de la emisión de residuos a la tierra y a la atmósfera.
Composición de energías renovables. Incrementar la producción de energía procedente de fuentes renovables.

Iluminación sostenible


Desde el sector de la iluminación se puede contribuir de forma muy importante a la sostenibilidad, ya que aproximadamente un 20% del consumo total de energía se utiliza para iluminar los diferentes espacios, tanto de interior como de exterior y otra pequeña parte para fabricar las luminarias y lámparas que lo hacen posible.

Aunque no coinciden las diferentes fuentes y varía también con los países, es aceptado que sobre un 18-21% del consumo total de energía corresponde al alumbrado: un 2.5-3.5% al público y vial y un 15% -18% a la iluminación de interior, contando comercio y servicios (7%), vivienda (8%) e industria (3%).
Con la tecnología actual, se estima que podemos superar el 20% de ahorro energético utilizando luminarias más eficientes: optimizando sus reflectores y utilizando lámparas y equipos apropiados para alcanzar la mayor “eficiencia energética” posible para cada aplicación.

La “eficiencia energética” tiene como principal aliado la innovación, tanto en la tecnología de productos como en la de servicios, tendente a conseguir un consumo más racional de la energía para así poder contribuir a una mayor sostenibilidad, es decir, realizar las mismas funciones pero consumiendo menor cantidad de energía.

En el sector de la iluminación la eficiencia energética se puede conseguir pues con actuaciones en dos campos diferentes: en las luminarias y en los proyectos de iluminación.

En cuanto a las luminarias se refiere, debemos de procurar que sean más eficientes utilizando lámparas de alta eficacia luminosa y optimizando el comportamiento de  los reflectores, difusores o lentes que la componen, para conseguir el mayor rendimiento posible.

Pero no debemos olvidar que las luminarias tienen que cumplir también, en función de las aplicaciones, unos objetivos sobre confort visual y otros de carácter estético e integración en el entorno. Para llevar a buen puerto todas estas exigencias  será necesario utilizar materiales apropiados y diseñar un elevado nº de componentes ópticos capaces de proporcionar diferentes curvas de distribución espacial de intensidades, dada la gran variedad de espacios  y aplicaciones diferentes que cubrir.

Pero no sólo es el ahorro energético el que tiene importancia en la sostenibilidad. Se debe contribuir también a la misma, de forma general, construyendo las luminarias con procesos optimizados en cuanto a consumo energético se refiere y utilizando materiales abundantes en la naturaleza y con alto grado de reciclabilidad. Ésto implicaría apostar por el “ecodiseño” como aquella forma particular de plantear la realización de las luminarias tendente a tener el mínimo impacto negativo sobre la sostenibilidad. Las nuevas directivas UE, 2005/32(EuP) sobre diseño ecológico, la 2002/96 (RAEE) sobre eciclado de aparatos eléctricos y electrónicos y la 2002/95 (ROHS) sobre la “Restriction of Hazardous Sustances” van en ese sentido, si bien, como siempre, se precisa un alto grado de sensibilización tanto de  fabricante como de consumidores para alcanzar el éxito.

Para conseguir todo esto se precisan inversiones que no todas las empresas, ni en todos los momentos, pueden afrontar, pero que cada vez con más motivos, deben esforzarse para conseguirlo.

 Aunque durante muchos años el ahorro energético ha sido el tema estrella de políticos y fabricantes de relieve, la preocupación real ha sido relativa hasta fechas recientes. Hoy, sin embargo, se presenta como una nueva y clara necesidad que aporta, además, un valor añadido a los productos que se puedan justificar “eficientes” en cualquier sector y por descontado en el de la iluminación.

A ello han contribuido sin duda, el incremento de la presión política y medioambiental plasmada en las distintas iniciativas, tanto estatales como comunitarias, que en los últimos años se han venido aprobando.

1900
1945
2004
2008

En estas imágenes puede verse la disminución del espesor de nieve del Glaciar de la casa Norte de Monte Perdido, en los Pirineos Centrales a lo largo de noventa años. Todas las acciones tendentes a una mayor sostenibilidad contribuirán, entre otras cosas, a prolongar la vida de este y otros muchos glaciares, necesarios para el correcto mantenimiento de nuestro ecosistema.

Entre ellas cabe destacar:

  • Protocolo de Kyoto (1999). Regula las emisiones máximas de CO2 que afectan al efecto invernadero.
  • Directiva 2002/91/CE. Directiva sobre la eficiencia energética en los edificios.
  • Plan de Ahorro y Eficiencia energética para España, 2002-2012 (E4)
  • Código Técnico de la Edificación (CTE) DAC HE3.
  • Directiva 2006/32/CE. Directiva sobre la eficiencia del uso final de la energía y los servicios energéticos.
  • Real Decreto 1890/2008, aprobando el “Reglamento de eficiencia energética de instalaciones de alumbrado exterior y sus instrucciones técnicas complementarias EA.01-EA.07.


A estas normativas habría que añadir las actuaciones de una buena parte de las Comunidades Autónomas, que han puesto en marcha, con diferentes niveles, subvenciones para la realización de las auditorias energéticas y sustitución de  viejas instalaciones por otras más eficientes.

La otra actuación tendente a contribuir a la eficiencia energética desde este sector era en los proyectos de iluminación, optimizándolos y potenciando al máximo el aprovechamiento de luz natural así como la implantación de sistemas de gestión y control de luz.

Una vez que la morfometría del edificio está fijada y los envolventes bien definidos, son precisamente los sistemas de control de luz los que presentan más oportunidades para contribuir al ahorro energético, suponiendo que utilizamos las luminarias con eficiencia energética optimizada. Los sistemas de control y los reguladores permiten utilizar sólo la luz que se precisa y en los momentos que se necesita, reducir el consumo eléctrico, prolongar la vida útil de las lámparas y contribuir a un mayor bienestar de las personas, si dicha regulación se hace de forma adecuada.

Cuando dichos sistemas se combinan con otros de detección de luz natural, de presencia y temporizadores, el ahorro puede llegar a ser muy importante a la vez que permite iluminar los espacios de formas preestablecidas a lo largo del día ( luz dinámica) contribuyendo a crear diferentes ambientes e incluso modular la misma en función de la luz natural.

En este sentido tienen mucho que aportar las oficinas técnicas de algunos fabricantes y distribuidores así como todas aquellas ingenierías o gabinetes que se dedican a realizar proyectos de iluminación. Aunque en muchos casos disponen de diseñadores experimentados y con buen conocimiento de las normativas y del producto existente en el mercado, son todavía  pocos los que contemplan la luz natural como parte importante de los proyectos y la eficiencia de las instalaciones en su conjunto. Prueba de ello es el reducido número de proyectos que en el momento actual, y no sólo en los papeles, se están realizando sobre la base del cumplimiento de las normativa del CTE (DAC HE3), calculando la eficiencia energética global y por estancias, instalando los dispositivos apropiados de control y regulación en función de los acristalamientos o estableciendo un adecuado plan de mantenimiento en función de la clase de luminarias utilizadas y de las características de los espacios iluminados. Algo análogo podríamos decir del interés real de los Ayuntamientos y demás Instituciones implicadas por el cumplimiento del Real Decreto1890/2008 dentro de los plazos establecidos.
 
En la mayor parte de los casos, por desgracia, la entrada real en vigor de muchas normativas no dependen de la fecha de su publicación en el BOE sino de la puesta en marcha de órganos de control que obliguen de alguna forma a realizar los correspondientes estudios, análisis de viabilidad y auditorias de cara a validar las nuevas instalaciones y a dar plazos para la sustitución o mejora de la eficiencia de aquellas que se encuentren en peor estado. Somos de  los países europeos más rápidos y adelantados en hacer normativas exigentes pero de los menos eficientes a la hora de sus implantaciones reales.

Hay que apostar por una mayor concienciación social sobre la importancia que la eficiencia energética tiene en el ahorro de la energía consumida en iluminación. Quizás éste sea uno de los sectores menos contemplados por los ciudadanos por no conocer sus costes reales ni los beneficios que les podría reportar a largo plazo las nuevas luminarias con eficiencias energéticas muy superiores. Y no nos referimos sólo a los beneficios ecológicos, sino también, a los derivados de la reducción de la factura eléctrica. Pero lo cierto es que, hasta el momento, prima mucho más la diferencia de costo existente en el producto, sobre todo para el instalador, en el momento de realizar la instalación o al plantear cualquier cambio. Las prescripciones, en la mayor parte de los casos, aunque se hayan realizado previamente y de forma correcta por un diseñador, se suelen quedar en el baúl de los recuerdos.

Para cambiar esas tendencias serán necesarias las campañas de información pero sin olvidar una mayor vigilancia real en el mercado, tanto de producto como de servicios, que deberá ajustarse a las normativas y directivas en vigor destinadas a incrementar el ahorro energético.

Simulaciones con diferentes materiales. Prescribir, siempre que sea posible, un alto porcentaje de materiales de alta reflectancia.
Las dos situaciones simladas tienen el mismo consumo energético.
Fachada iluminada. Evitar iluminaciones con niveles altos y contaminantes.

Tampoco estaría mal que las diferentes Administraciones, para dar ejemplo, se planteasen una especie de “plan renove” tendente a ir auditando y cambiando, por prioridades dentro de un plan estratégico apropiado, todas aquellas instalaciones de interior y exterior que no sean aceptables desde el punto de vista de eficiencia energética y que sobrepasen claramente los consumos recomendados en las normativas recientes. Ya sabemos que esto lo contempla la norma, pero estamos abogando para que se cumpla.



De esta forma se conseguirían varios objetivos simultáneamente:

  • Mejorar el medio ambiente al reducir el consumo de energía y, por tanto, las emisiones de CO2 a la atmósfera.
  • Ahorrar y ser más competitivos.
  • Obligar a los fabricantes que no cumplen, a cambiar de mentalidad.
  • Apoyar a todos aquellos que, conscientes del problema, llevan años esforzándose por mejorar sus productos y que, en muchas ocasiones, quedan fuera de concurso por el pequeño incremento de costo que conlleva su tecnología y los valores añadidos que ofertan.


Un diseño sostenible puede al final reducir el consumo de energía total en una oficina en un 30% de forma general, y hasta un 40% adicional, si se utiliza regulación, en los días soleados de muchas latitudes.
Este 40% adicional es, lógicamente, a base del aprovechamiento de la luz natural pero el 30%, al que de forma general anteriormente aludíamos, puede conseguirse simplemente mediante la optimización del proyecto de iluminación: utilizando luminarias de elevado rendimiento, equipadas con lámparas de alta eficiencia (bajo consumo y larga duración, como la fluorescencia, los halogenuros y hoy ya principalmente los leds), funcionando con balastos y otros reguladores electrónicos optimizados.

En alumbrado público los ahorros pueden llegar a ser también muy elevados si la utilización de luminarias eficientes se complementa optimizando los horarios de funcionamiento de las instalaciones y controlando los niveles de aquellas que están por encima de los valores recomendados y en general, ajustando bien los niveles a la baja mediante el establecimiento de los correspondientes planes de mantenimiento de las instalaciones. Siguen siendo numerosas las calles y muchos los edificios donde el flujo luminoso utilizado resulta a veces excesivo. Niveles demasiado altos, con mala uniformidad, pueden proporcionarnos menos información y darnos más sensación de inseguridad que otros proyectos más equilibrados aunque de niveles medios inferiores. Un buen proyecto de iluminación es, en definitiva, una de las herramientas que más puede contribuir al ahorro energético, aparte de proporcionar el confort y la estética deseada.

En todos los proyectos de exteriores hay que procurar también hacer una contribución mínima al resplandor luminoso nocturno para posibilitar una visión del cielo aceptable y reducir al máximo la luz intrusa, que podría afectar al descanso de las personas.

Composición de reflectores. Diseñar luminarias de elevado rendimiento y equiparlas con lámpras eficientes.

Eficiencia y calidad en el alumbrado


La eficiencia energética bien entendida, no está en absoluto reñida con una buena iluminación, ni en alumbrado exterior ni en el de interior, aunque en muchas ocasiones, se intente hacer ver lo contrario mediante ejemplos extremos y un poco demagógicos.

Si nos centramos en la iluminación de interiores (la que más controversia ha creado) vemos que los límites a los valores de VEEI que aparecen en el CTE (DAC HE3), son bastante razonables para conseguir instalaciones eficientes energéticamente hablando y sin tener que renunciar a ninguno de los otros valores añadidos que se toman como referentes: buen confort visual, reproducción cromática y estética. En el confort visual incluimos niveles, uniformidades y deslumbramientos, adecuados los unos y tolerables los otros.

Quizá pueda encontrarse algún problema en instalaciones muy específicas que requieran una justificación especial, caso de no llegar a los valores de VEEI recomendadas. Pensamos que serán casos aislados y con posibilidad de presentar justificaciones con peso (algún restaurante, espacios pequeños o alargados pero muy estrechos....) que permitan quedarse dentro del cumplimiento de la norma.

El problema fundamental, base del origen de una no correcta correspondencia entre eficiencia energética y calidad de iluminación, está en el hecho de que muchas de las personas que deciden qué luminarias van finalmente en la instalación no son realmente diseñadores sino simplemente técnicos  cualificados de la empresa instaladora. Este personal, normalmente, se centra en una gama muy reducida de luminarias para llevar a cabo el proyecto, no saben elegir los que tienen las distribuciones  apropiadas para cada espacio y aplicación,  pocas veces suelen tener en cuenta la luz natural y mucho menos la optimización de la misma utilizando los sistemas de control más apropiados.

Tener un correcto conocimiento del comportamiento de las luminarias en el espacio a iluminar, a partir de los curvas de distribución de intensidades de las mismas y de los valores de los UGR, es quizás el elemento clave para poder plantear el proyecto más eficiente( de menor VEEI) eligiendo, dentro de la amplia gama disponible actualmente en el mercado, las luminarias más idóneas, capaces de cumplir las funcionalidades y demás exigencias de diseño estético e integración en el entorno para cada espacio.

Similares comentarios podrían hacerse del alumbrado exterior, a excepción del vial funcional, sin duda mucho más estandarizado. En este caso también puede realizarse cualquier proyecto de alumbrado cumpliendo los requisitos del REEIAE y obtener una buena calificación energética de la instalación, si se utilizan las luminarias adecuadas y correctamente ubicadas. No obstante, dadas las nuevas  tolerancias exigidas, sobre todo en los niveles de Em, se precisa una mayor gama de luminarias y proyectos más cuidados para dar respuesta aceptable a todas las clases de alumbrado, lo que representa una clara ventaja para los buenos profesionales tanto del diseño como fabricantes de luminarias.

Cifras significativas


Las cifras encontradas sobre el consumo energético en el sector de la iluminación en España durante los últimos años difieren bastante en función de las fuentes consultadas. Como su valor real no es prioritario para la exposición de este trabajo hemos optado por tomar valores medios, esperando que sus desviaciones no sean elevadas.

El consumo en iluminación pública se aproxima a los 6Twh al año, en iluminación del hogar a unos 22Twh en iluminación de interior, incluyendo en ella la del hogar, oficinas, comercios y empresas de fabricación.

En España cerca del 70% de la energía consumida procede de los biocombustibles y considerando el rendimiento medio de las centrales actualmente en funcionamiento, ello supone que el consumo eléctrico en el sector de la iluminación es, responsable del envío a la atmósfera de unos 10 millones de toneladas de CO2 por año.

Un ahorro de un 30% en el consumo, que se podría conseguir con diferentes acciones, supondría además de una rebaja sustancial en la factura de eléctricas, una mayor independencia energética de España (ya que importa biocombustibles para producir el 70% de la misma) y una importante contribución a la sostenibilidad del medio.

Las acciones a tomar para poder llevar esto a buen término, sería el cumplimiento de la normativa ya vigente al respecto, el DAC-HE3 del CTE (en iluminación de interiores) y el ‘REEIAE‘ (en instalaciones de alumbrado exterior) así como la concienciación de fabricantes, instaladores y consumidores para plantear instalaciones eficientes también en aquellos casos no sujetos a dicha normativa.

En el momento actual, existe la tecnología y la capacidad productiva para poder llevar a cabo estas acciones: tenemos a los diseñadores, capaces de optimizar las instalaciones y parece existir una cierta voluntad política con una realidad logística para avanzar en esa dirección. ¿Qué falta? A nuestro entender, como en otras muchas ocasiones, la decisión y las medidas para exigir el cumplimiento de las normativas en todo su alcance. Esperamos que esta vez no se falle.

 
Comité Español de Iluminación