"GESTION DEL ALUMBRADO. REVISION DE ASPECTOS NORMATIVOS, AHORRO ENERGETICO Y DE CONFORT DE LOS USUARIOS DE UN

HOSPITAL"

1.- Introducción. 2.- Evolución de las instalaciones en hospitales. 3.- Gasto energético. 4.- Repaso por la normativa. 5.- Iluminación en un hospital. 6.- Actuaciones clásicas para ahorro energético en alumbrado. 7.- Regulación de alumbrado siguiendo normativa. 8.- ¿Se puede ir más allá? 9.- ¿Podemos seguir avanzando?

1.- INTRODUCCION. En el presente trabajo se pretende hacer un repaso al diseño y explotación que en nuestros días se hace del alumbrado hospitalario con el fin de obtener eficiencias energéticas mejoradas, y por tanto ahorro en la factura eléctrica, además de un mayor confort del usuario del hospital. Las personas necesitan estar informadas del entorno que las rodea para poder realizar fácilmente y sin peligro sus actividades. La mayoría de la información acerca del entorno se recibe a través de los ojos, siendo por lo tanto de naturaleza visual. El término visibilidad se emplea como medida de la facilidad, la rapidez y la precisión con que un objeto puede ser detectado y reconocido visualmente. Por tanto, una buena visibilidad del entorno y de todo lo que contiene es primordial. Para una buena visibilidad se necesita de buena iluminación. Aunque una buena visibilidad de los objetos relevantes es una condición necesaria, no siempre es una condición suficiente para llevar a cabo actividades fácilmente y con comodidad. En interiores donde se realiza un trabajo, la función principal de la iluminación es facilitar el confort de las tareas visuales allí realizadas, sin embargo, en áreas de circulación o salas de estar y lugares de descanso, el criterio de la capacidad visual no es tan importante; lo importante es el criterio de agrado y confort visual. Por tanto, los criterios más importantes relacionados con el diseño de la iluminación, para una aplicación particular, son la visibilidad y la satisfacción visual. Además, estos factores deben estar equilibrados con relación a los costes de la instalación y funcionamiento.

2.- EVOLUCION DE LAS INSTALACIONES EN LOS HOSPITALES. Los hospitales modernos están diseñados para minimizar el esfuerzo del personal médico y las posibles infecciones, mientras se aumenta la eficiencia del sistema en su conjunto. Los tiempos de desplazamiento en un hospital y el transporte de pacientes entre diferentes áreas están estudiados y minimizados. El edificio debe ser diseñado para albergar departamentos como radiología y quirófanos además del espacio necesario para las instalaciones que recorren el mismo, tales como el cableado eléctrico, de comunicaciones y control, fontanería, gases, climatización, saneamiento, etc. Sin embargo, la realidad de muchos hospitales, a pesar de considerarse modernos, es que son el producto de continuos (y muy a menudo mal administrados) crecimientos a lo largo de los años, con nuevos usos añadidos según necesidades y financiación. Los nuevos hospitales consiguen establecer un diseño que tiene en cuenta las necesidades fisiológicas del paciente, que es el principal usuario del hospital, tales como el aire fresco, mejores vistas y colores más agradables. Estas ideas se remontan a finales del siglo XVIII, cuando el concepto de proveer aire fresco y el acceso a los poderes curativos “de la naturaleza” fueron empleados por primera vez por los arquitectos de hospitales en la mejora de sus edificios. Otro hecho importante en el desarrollo de los hospitales modernos es el paso de habitaciones grandes, donde los pacientes comparten la misma estancia, a aquel en el que se alojan en habitaciones individuales. El sistema de grandes habitaciones resultaba muy eficiente, especialmente para el personal médico, pero se consideraba más estresante para los pacientes, en detrimento de su privacidad. Una limitación importante en la prestación a todos los pacientes con habitaciones particulares, es el mayor costo de la construcción y el funcionamiento de dicho hospital.

Fig. 1 Morfología Básica de los Hospitales Modernos.

En el esquema anterior se puede apreciar como ha ido evolucionando la morfología de los hospitales desde mediados del siglo XIX, partiendo de hospitales de una sola planta con grandes habitaciones compartidas por muchos pacientes. Con la aparición del acero, el hormigón y los ascensores comenzaron a imponerse los hospitales en altura, en uno o varios bloques. En la actualidad se mezclan estructuras extensas con diferentes alturas, llegando a convertirse en verdaderas ciudades. Para hacernos una idea más aproximada de la evolución de los hospitales a lo largo de la historia y de las instalaciones que los componen para su correcta explotación vamos a realizar un recorrido temporal. HOSPITALES. AÑOS 50. En los años 50 las principales instalaciones que componían los hospitales de la época eran la calefacción, el alumbrado y la fuerza, la fontanería, la extinción de incendios y los ascensores. Se estima que el costo de las mismas no superaba el 20% de la factura total de la construcción del hospital.

Fig. 2 Visita de Obra del Hospital Obispo Polanco en Teruel.

HOSPITALES. AÑOS 90. Damos un salto a los años 90, donde los hospitales habían evolucionado mucho, añadiéndose a las instalaciones que los componían en los años 50, la detección contra incendios, la megafonía, la telefonía y la televisión. En esta década se estima que el costo total de las instalaciones, con relación al total del hospital, sería un de un 30%.

Fig. 3 Paritorio del Hospital de Hellín.

HOSPITALES. AÑOS 2010. En la actualidad los hospitales han dado un salto cualitativo en lo que a instalaciones se refiere, incluyendo una gran cantidad de nuevas prestaciones. Así tenemos las instalaciones de climatización a las que hay que añadir la producción de agua caliente sanitaria con paneles solares térmicos; las instalaciones eléctricas con dobles suministros y suministros de seguridad tales como grupos electrógenos y SAIS, además de la instalación fotovoltaica; las instalaciones de fontanería a las que hay que añadir el agua pura y el agua osmostizada; las instalaciones contra incendios, que incluyen la extinción y la detección; los ascensores, la megafonía, la telefonía y la televisión. Junto con las comunicaciones que incluyen la instalación de voz y datos, llamadas a enfermería, Internet y Wifi. Además de las instalaciones de seguridad tales como el control de accesos y la video vigilancia. Todo esto controlado por el sistema de gestión centralizado. En la actualidad se estima que el costo total de las instalaciones ha ascendido a un 40% del costo total del hospital.

Fig. 4 Paritorio del Hospital de la Mancha Centro en Alcazar de San Juan.

3.- GASTO ENERGETICO. La sociedad europea requiere, cada vez más, asistencia sanitaria de mayor calidad y más amplia. Además se alarga su esperanza de vida, y así hay una demanda superior de servicios geriátricos y hospitalarios. Esto supone un mayor peso específico de los centros relacionados con la salud en el reparto de los consumos de energía y por tanto un potencial de ahorro importante. El aumento de las necesidades; del confort del paciente y el trabajador del hospital, el aumento de las prestaciones ofrecidas por el mismo y la necesidad de garantizar el suministro; esta íntimamente ligado al cambio en la filosofía del consumo energético. Desde la década de los 80 hasta nuestros días se ha producido un aumento en el consumo energético en España, al contrario que ha sucedido en los demás países de la Unión Europea, donde se ha producido una disminución considerable en sus consumos.

0,18

0,19

0,2

0,21

0,22

0,23

0,24

0,25

1980

1982

1984

1986

1988

1990

1992

1994

1996

1998

2000

2002

2004

Intensidad Eléctrica primaria enEspaña (ktep/ ctes. 1995)

Intensidad Eléctrica primaria enla UE-25 (ktep/ ctes. 1995)

Intensidad Eléctrica primaria enla UE-15 (ktep/ ctes. 1995)

Fig. 5 Consumos Energéticos en la Unión Europea.

En España queda mucho trabajo por hacer en lo que a mejora de la eficiencia energética y en particular de nuestros hospitales. Un uso inteligente de los recursos y sobre todo un control de los mismos facilitaría la disminución del exceso de consumo que se produce en comparación con nuestros vecinos europeos. En el estudio realizado por José Vicente Latorre Beltrán, Jefe del Departamento de Eficiencia Energética de la Comunitat Valenciana, dentro del trabajo “La eficiencia energética en los hospitales de la Comunitat Valenciana”, se puede extraer la distribución de consumos de energía dentro de un hospital. Observamos que un 55% del consumo total se produce en energía eléctrica y que de este 55% un 30% se consume en iluminación. Esto nos ayuda a

hacernos una idea de la importancia del alumbrado en el consumo total del hospital y de cómo, actuando sobre este punto, podemos incidir sobre la eficiencia energética de todo el complejo.

Fig 6. Distribución del consumo de energía en Hospitales.

Desde el punto de vista energético y medioambiental, podemos destacar que el peso específico de la iluminación respecto al consumo total de energía de un Hospital o centro de asistencia primaria, varía entre un 20% y un 30%, hay que resaltar que el consumo en iluminación de este sector es de unos 1000GWh/año, lo que representa el 0,6% del consumo eléctrico nacional y es responsable de la emisión a la atmósfera de unas 600.000 toneladas de CO2/año. Pero lo más destacado del sector de la iluminación en hospitales es que se estima que tienen un potencial de ahorro superior al 30%, lo que supondría reducir las emisiones en unas 180.000 toneladas de CO2/años. MEDIDAS DE AHORRO EN HOSPITALES Los servicios relacionados con la salud están sufriendo cambios estructurales muy importantes. Por un lado, los centros hospitalarios son espacios para el servicio social con importantes requerimientos de confort y sobre todo, de prestación de las últimas técnicas médicas. Sin embargo, por otro lado, un centro hospitalario es también un centro de servicios en el campo de la salud, que se debe regir por las reglas de la economía con respecto a la calidad y coste de sus servicios.

Existen varias medidas a llevar a cabo en hospitales para conseguir un mayor ahorro energético, a continuación se enumeran las principales y las que más incidencia tienen sobre el consumo total. - Mejoras en la Envolvente. - Mejoras en Instalaciones Térmicas. - Mejoras en el Alumbrado.

- Incluir Energías Renovables. - Mantenimiento Adecuado. - Otras Medidas: diagnóstico, ascensores, cocina, lavandería,…

4.- REPASO POR LA NORMATIVA. Repasamos el ámbito normativo dentro del nuevo marco normativo de la iluminación en España y Europa. Comenzamos con el Nuevo Código Técnico de la Edificación donde dentro del Documento Básico Seguridad de Utilización y Accesibilidad 4, se limita el riesgo de daños a las personas como consecuencia de una iluminación inadecuada en zonas de circulación de los edificios, tanto interiores como exteriores, señalando unos niveles mínimos de iluminación y uniformidad, incluso en caso de emergencia o de fallo del alumbrado normal. Así tenemos que en zonas interiores de circulación se dispondrá de una instalación de alumbrado capaz de proporcionar una iluminancia mínima de 100 lux medida a nivel del suelo y un factor de uniformidad media del 40% como mínimo. También en el Código Técnico de la Edificación en su Documento Básico Ahorro de Energía 3, eficiencia energética de las instalaciones de iluminación, se indica que los edificios dispondrán de instalaciones de iluminación adecuadas a las necesidades de sus usuarios y a la vez eficaces energéticamente disponiendo de un sistema de control que permita ajustar el encendido a la ocupación real de la zona, así como de un sistema de regulación que optimice el aprovechamiento de la luz natural, en las zonas que reúnan unas determinadas condiciones. Y por último en el Código Técnico de la Edificación en su Documento Básico Ahorro de Energía 5, aportación fotovoltaica mínima de energía eléctrica, prevé que en aquellos edificios donde no se pude instalar un sistema de captación de energía solar por procedimientos fotovoltaicos, se debe proveer al edifico de un modo alternativo de ahorro eléctrico equivalente a la potencia fotovoltaica que se debería instalar. Entre los modos indicados en el CTE la gestión del alumbrado se considera como una forma para conseguirlo. UNE-EN-12464-1:2003 Iluminación de los lugares de trabajo, esta norma europea especifica requisitos de iluminación para lugares de trabajo en interiores, que satisfacen las necesidades de confort y prestaciones visuales. Guías Técnicas de Eficiencia Energética en Iluminación. IDAE. Hospitales y Centros de Atención Primaria Aprovechamiento de la luz natural en la iluminación de edificios Oficinas En estas guías se contribuye a la difusión de técnicas y componentes para la mejora de la Eficiencia Energética en instalaciones de iluminación, proponiendo soluciones avanzadas. En la Guía Técnica para la evaluación y prevención de riesgos laborales, se establecen disposiciones mínimas de seguridad y salud relativas al trabajo que incluye pantallas de visualización, describiendo su correcta iluminación.

En el Real Decreto 1890/2008. Reglamento de eficiencia energética en instalaciones de alumbrado exterior y sus instrucciones técnicas complementarias, que tienen por objeto establecer las condiciones técnicas de diseño, ejecución y mantenimiento que deben reunir las instalaciones de alumbrado exterior, con la finalidad de mejorar la eficiencia y ahorro energético, así como la disminución de las emisiones de gases de efecto invernadero y limitar el resplandor luminoso nocturno o contaminación luminosa y reducir la luz intrusa o molesta. También son de aplicación en los aparatos de alumbrado, luminarias, balastos, lámparas, etc. el RAEE: Real Decreto sobre aparatos eléctricos y electrónicos y la gestión de sus residuos y el RoHS Directiva 2002/95CE, donde se establecen restricciones a la utilización de determinadas sustancias peligrosas en aparatos eléctricos y electrónicos. Además tenemos el real Decreto 838/2002, donde se especifican los requisitos de eficiencia energética de los balastos de lámparas fluorescentes. Como recomendaciones tenemos la UNE 72-112 donde se hace una clasificación de tareas visuales y la UNE 72-163 donde se establecen niveles de iluminación según tareas.

5.- ILUMINACION EN UN HOSPITAL. La luz es una necesidad humana elemental y una buena iluminación, por tanto, es esencial para el bienestar y la salud. La iluminación en hospitales, debe servir a dos objetivos fundamentales: garantizar las óptimas condiciones para desarrollar las tareas correspondientes, y contribuir a una atmósfera en la que el paciente se sienta confortable. Todo esto garantizando la máxima eficiencia energética posible. En los hospitales podemos encontrar espacios de muy diferentes clases, como pasillos, habitaciones, quirófanos, consultas, cuartos de instalaciones, vestíbulos, salas de espera, oficinas, etc. Muchos de estos espacios son comunes a otros grandes edificios públicos y precisan los mismos requisitos luminotécnicos. Pero muchos otros son exclusivos del ámbito hospitalario: habitaciones de pacientes, consultas, salas de diagnóstico por imagen o quirófanos. Para cada uno de estos diferentes espacios se precisa una iluminación adecuada a la actividad que se va llevar a cabo en el mismo teniendo en cuenta además el confort del paciente. Los espacios en los que se componen los hospitales se pueden dividir en tres áreas bien diferenciadas. Por un lado tenemos el área médica, compuesta por las salas de examen, consultas, quirófanos, urgencias, etc. que suponen el 30% de la superficie total del hospital. Por otro lado tenemos el área residencial compuesta por las habitaciones de pacientes, vestuarios, pasillos, accesos, recepción, salas de espera, restaurante, etc. que suponen el 50% del total. Por último el área administrativa, donde tenemos las oficinas, aulas, etc. que suponen el 20% del total. La vida media de las áreas citadas anteriormente se extiende desde 5-10 años para el área médica, entre 10 y 30 años para el área residencial y lo mismo para el área administrativa. Para el caso de las habitaciones de pacientes la vida media disminuye a 10-15 años, debido a su uso continuado.

Fig. 7 Áreas de aplicación en Hospitales.

Estos datos de vida media y porcentajes de superficie resultan muy útiles a la hora de realizar el estudio de eficiencia energética y valorar así el ahorro que supondría la implantación de sistemas que disminuyen el consumo energético y en que áreas sería más interesante su aplicación.

Areas de aplicación hospitales

OficinaHotelMédicaSegmento

15-30 años15-30 años15-30 años10-15 años5-10 añosVida media

instalaciones

20%10%12%28%30 %Metros cuadrados*

Administración, educación, oficinas centrales

Restaurante, tiendas

Recepción, Pasillos, salasespera, descanso, exterior aparcamiento

Salas preoperatorias, recuperación, baños

RM, TAC, PET, Cuidadosintensivos, quirofanos

E.j.

Areas serviciosAreas de

circulación

Habitación

paciente

Exam, quirófano

RM

Area aplicación

Areas de aplicación hospitales

OficinaHotelMédicaSegmento

15-30 años15-30 años15-30 años10-15 años5-10 añosVida media

instalaciones

20%10%12%28%30 %Metros cuadrados*

Administración, educación, oficinas centrales

Restaurante, tiendas

Recepción, Pasillos, salasespera, descanso, exterior aparcamiento

Salas preoperatorias, recuperación, baños

RM, TAC, PET, Cuidadosintensivos, quirofanos

E.j.

Areas serviciosAreas de

circulación

Habitación

paciente

Exam, quirófano

RM

Area aplicación

6.- ACTUACIONES CLASICAS PARA AHORRO ENERGETICO. Los centros hospitalarios son espacios de uso público, de difícil control de los hábitos de los usuarios, y de uso muy continuado. Estas característica hacen que en este tipo de edificios, la utilización de tecnologías que garanticen un control de las cargas energéticas sea más importante que en otro tipo de sectores. Las actuaciones clásicas que se suelen llevar a cabo para conseguir un ahorro energético en instalaciones de alumbrado son: mejoras en la instalación para conseguir un aumento del rendimiento, conseguir una disminución del consumo y optar por lámparas con una mayor vida útil. MEJORAS DE LA INSTALACION CON AUMENTO DE RENDIMIENTOS Dentro de las mejoras en las instalaciones para conseguir un aumento del rendimiento tenemos: cambio de ópticas, cambio de balastos y por último cambio del tipo de lámparas. Cambio de ópticas Existen óptimas en el mercado que para una misma lámpara consiguen mejorar las candelas que emite la luminaria. A la hora de elegir el modelo de luminaria es importante valorar si la elección de una óptica de mayor rendimiento, con el consiguiente aumento de precio, nos va a proporcionar ahorros considerables. Cambio de balastos El balasto es el componente que limita el consumo de corriente de la lámpara a sus parámetros óptimos. Cuando el balasto es electromagnético comúnmente se le conoce como reactancia, ya que es frecuente el uso de inductancias como dispositivo de estabilización. El balasto asociado a la lámpara o lámparas, deben proporcionar a éstas los parámetros de trabajo dentro de los límites de funcionamiento establecidos en las normas y con las menores pérdidas de energía posibles. Desde el punto de vista de la eficiencia energética existen dos tipos de balastos: magnético estándar o convencional y electrónico, con diferentes pérdidas sobre la potencia de la lámpara, según tipo de lámpara, número de lámparas asociadas al equipo y potencia de las mismas. En general se recomienda el uso de balastos electrónicos por sus muchas ventajas frente a los electromagnéticos convencionales. El cambio de balasto convencional a balasto electrónico consigue un ahorro de un 25% aproximadamente en el consumo total de la lámpara o de la luminaria. Incrementa la eficacia de la lámpara y la vida hasta un 50% reduciendo costes de mantenimiento. Reduce la carga térmica del edificio debido al menor consumo y disminuye la temperatura de funcionamiento de la luminaria. Permite encendidos y apagados instantáneos sin parpadeos, desconexión automática de las lámparas defectuosas y disminución de ruidos. Además tiene un factor de potencia corregido a 1. Con balastos electrónicos se consigue

disminuir la corriente de arranque de los equipos de alumbrado y por lo tanto las líneas de alimentación no tienen por que ser dimensionadas con un coeficiente de mayoración del 1,8, como indica el Reglamento Electrotécnico de Baja Tensión, lo cual encarece la instalación eléctrica. Consiguiendo así incluso ahorro en el diseño. Cambio de lámparas Y por último, con el cambio de lámpara por otra de mejor rendimiento se consiguen ahorros considerables en el consumo y también en el mantenimiento, pues aumentamos su vida útil y disminuimos la potencia. En la siguiente tabla se puede observar como la mezcla de lámparas y balastos de mayor rendimiento para una instalación de vida útil de 15 años, 250 días de funcionamiento al año, durante 10 horas al día, se consiguen ahorros muy interesantes tanto en consumos como en mantenimientos, como se indicaba anteriormente. Valoración que se tiene que llevar a cabo sobre la inversión inicial, que aun siendo algo superior se amortiza a medio plazo. A: Lámpara TL-D convencional, equipo EM. B: Lámpara TL-5, equipo HFP. C: Lámpara TL-5, equipo HFR. * Vida útil instalación 15 años, 250 días/año; 10 horas/día.

Fig. 8 Relación de costes según tipo de lámpara y balasto.

Lámparas TL Con la sustitución de balastos electrónicos, en una luminaria de 4x18W con balastos convencionales, se consiguen ahorros del 23% en consumo. Si comparamos una luminaria con lámparas TL y balasto convencional con una luminaria con lámparas TL5 equivalente y balastos electrónicos, los ahorros en consumo que se obtienen ascienden al 31%.

72831%626149018184x18 -> 3x14 W TL5

16,53324%107650,514024582x58 W

102022%704339018362x36 W

8818%37234459361x36 W

5,120,523%69,55,5169018184x18 W

Por Lámpara

(W)

Por Luminaria

(W)

Por Luminaria

%

Potencia del

Sistema (W)

Pérdidas Equipo

(W)

Potencia Lámpara

(W)

Potencia del

Sistema (W)

Pérdidas Equipo

(W)

Potencia Lámpara

(W)Configuración

Luminaria

AHORROEquipo HF-P Tipo A2Equipo EM Tipo C

72831%626149018184x18 -> 3x14 W TL5

16,53324%107650,514024582x58 W

102022%704339018362x36 W

8818%37234459361x36 W

5,120,523%69,55,5169018184x18 W

Por Lámpara

(W)

Por Luminaria

(W)

Por Luminaria

%

Potencia del

Sistema (W)

Pérdidas Equipo

(W)

Potencia Lámpara

(W)

Potencia del

Sistema (W)

Pérdidas Equipo

(W)

Potencia Lámpara

(W)Configuración

Luminaria

AHORROEquipo HF-P Tipo A2Equipo EM Tipo C

Fig. 9 Ahorros con lámparas TL, TL5 y balastos electrónicos.

Lámparas PL En la tabla de la figura 10 aparecen las comparativas de luminarias con lámparas PL con balastos electrónicos y convencionales. Igual que en el caso anterior, la sustitución de balastos electrónicos por convencionales consigue ahorros de hasta el 36% en consumo. Si además comparamos estas luminarias con su equivalente en LED los ahorros asciendes hasta el 66%.

--51%35-----Luminaria LED

equivalente

181825%54325,57220262x26 W PL-C

--66%19-----Luminaria LED

equivalente

202036%36316,55620182x18 W PL-C

Por Lámpara

(W)

Por Luminaria

(W)

Por Luminaria

%

Potencia del

Sistema (W)

Pérdidas Equipo (W)

Potencia Lámpara

(W)

Potencia del

Sistema (W)

Pérdidas Equipo

(W)

Potencia Lámpara

(W)Configuración

Luminaria

AHORROEquipo HF-P Tipo A2Equipo EM Tipo C

--51%35-----Luminaria LED

equivalente

181825%54325,57220262x26 W PL-C

--66%19-----Luminaria LED

equivalente

202036%36316,55620182x18 W PL-C

Por Lámpara

(W)

Por Luminaria

(W)

Por Luminaria

%

Potencia del

Sistema (W)

Pérdidas Equipo (W)

Potencia Lámpara

(W)

Potencia del

Sistema (W)

Pérdidas Equipo

(W)

Potencia Lámpara

(W)Configuración

Luminaria

AHORROEquipo HF-P Tipo A2Equipo EM Tipo C

Fig. 10 Ahorros con lámparas PL, luminarias LED equivalentes y balastos

electrónicos. Lámparas Halógenas En la tabla de la figura 11 aparecen las comparativas de luminarias con lámparas halógenas con trafos mejorados y convencionales, la sustitución de trafos mejorados por convencionales consigue ahorros de hasta el 45% en consumo si además también se coloca una lámpara halógena mejorada. Si comparamos estas luminarias con su equivalente en LED los ahorros asciendes hasta el 88%.

515188%707---Lámpara LED equivalente

262645%32230388301x30 W Mejorada

6610%52250588501x50 W

Por Lámpara

(W)

Por Luminaria

(W)

Por Luminaria

%

Potencia del

Sistema (W)

Pérdidas Equipo

(W)

Potencia Lámpara

(W)

Potencia del

Sistema (W)

Pérdidas Equipo

(W)

Potencia Lámpara

(W)Configuración

Luminaria

AHORROTrafo MejoradoTrafo "Económico"

515188%707---Lámpara LED equivalente

262645%32230388301x30 W Mejorada

6610%52250588501x50 W

Por Lámpara

(W)

Por Luminaria

(W)

Por Luminaria

%

Potencia del

Sistema (W)

Pérdidas Equipo

(W)

Potencia Lámpara

(W)

Potencia del

Sistema (W)

Pérdidas Equipo

(W)

Potencia Lámpara

(W)Configuración

Luminaria

AHORROTrafo MejoradoTrafo "Económico"

Fig. 11 Ahorros con lámparas halógenas, luminarias LED equivalentes y trafos

mejorados.

DISMINUCION DE CONSUMO Ya hemos profundizado en la primera actuación clásica que se suele llevar a cabo para conseguir un ahorro energético en instalaciones de alumbrado, mejoras en la instalación para conseguir un aumento del rendimiento. Ahora vamos a desarrollas la segunda, la disminución del consumo. Para conseguir la disminución del consumo tenemos tres actuaciones principales, primera la regulación, segunda el ajuste de niveles lumínicos y tercera el control sobre los encendidos. REGULACION La regulación consiste en la incorporación de sistemas que permitan captar el aporte de luz natura y en consecuencia disminuir el flujo producido por las luminarias cercanas a ese punto de aporte de luz natural. De esta manera se consiguen ahorros considerables en los consumos, puesto que las luminarias que no son necesarias no permanecen encendidas.

Fig. 12 Fotocélula para regulación de flujo luminoso en luminarias.

AJUSTE DE NIVELES LUMINICOS El ajuste de niveles lumínicos consiste en diseñar con los valores de eficiencia energética de la instalación (VEEI). AJUSTES DE FUNCIONAMIENTO Para ajustar el funcionamiento y así aumentar el ahorro energético de la instalación podemos aplicar dos metodologías principalmente, ligadas ambas en la actuación sobre los encendidos. Una sería la colocación de detectores de presencia para asegurarse que las estancias no ocupadas no permanecen encendidas. Y la otra consistiría en la gestión de encendidos por horarios, con la colocación de contactores en los circuitos de alumbrado, podemos, desde un control centralizado, actuar sobre los mismos de manera que en los horarios en los que las diferentes zonas estén desocupadas, como por ejemplo, consultas y oficinas durante la noche, realizar un barrido y hacer un apagado general de los circuitos.

Fig. 13 Detector de presencia.

Fig. 14 Contactores.

7.- REGULACION SIGUIENDO NORMATIVA. El Código Técnico de la Edificación establece unos mínimos en el control y la regulación de alumbrado para el ahorro de energía, CTE DB HE 3. 1 Las instalaciones de iluminación dispondrán, para CADA ZONA, de un sistema de regulación y control con las siguientes condiciones: a) toda zona dispondrá al menos de un sistema de encendido y apagado manual, cuando no disponga de otro sistema de control, no aceptándose los sistemas de encendido y apagado en cuadros eléctricos como único sistema de control. Las zonas de uso esporádico dispondrán de un control de encendido y apagado por sistema de detección de presencia o sistema de temporización; b) se instalarán sistemas de aprovechamiento de la luz natural, que regulen el nivel de iluminación en función del aporte de luz natural, en la primera línea paralela de luminarias situadas a una distancia inferior a 3 metros de la ventana, y en todas las situadas bajo un lucernario. Quedan excluidas de cumplir lo anteriormente expuesto: - zonas comunes en edificios residenciales. - habitaciones de hospital. - habitaciones de hoteles, hostales, etc. - tiendas y pequeño comercio. ALUMBRADO CON CONTROL DE PRESENCIA Un ejemplo típico de zona de uso esporádico que dispone de un control de encendido y apagado por sistema de detección de presencia son los aseos, que con la colocación de detectores de presencia se consigue una disminución del consumo al no permanecer encendido cuando no están en uso.

Fig. 15 Zonas de uso esporádico con detección de presencia. ALUMBRADO CON CONTROL DE PRESENCIA Y REGULACION Un ejemplo típico de sistemas de aprovechamiento de la luz natural, que regulen el nivel de iluminación en función del aporte de luz natural, en la primera línea paralela de luminarias situadas a una distancia inferior a 3 metros de la ventana, consiste en la colocación de una fotocélula para el control directo de reactancias electrónicas regulables, que reduce gradualmente el flujo de la luminaria cuando el nivel de iluminancia sobre el plano de trabajo está por encima del nivel seleccionado. Consiguiendo así ahorros, puesto que las luminarias no están al 100% de potencia si el aporte de luz natural es suficiente.

Fig. 16 Sistemas de aprovechamiento de luz natural en luminarias junto a

ventanas. VENTAJAS E INCONVENIENTES Cumpliendo con lo que establece el Código Técnico conseguimos tres cosas principalmente, obviamente cumplir la normativa, además de un pequeño ahorro energético y por último un sistema de regulación y control de fácil funcionamiento para el usuario. Pero por otro lado nos encontramos con que la implantación de estos sistemas encarece la instalación, puesto que en grandes edificios la regulación y control por zona conlleva un aumento de detectores, reguladores, etc., además el incremento de estos elementos dificulta el mantenimiento y por último no permiten integrarse en un control centralizado, puesto que cada elemento funciona por separado.

8.- ¿SE PUEDE IR MAS ALLA? Tras lo anteriormente expuesto nos surge la duda de si podemos seguir aumentando el ahorro en consumo energético y por tanto aumentando la eficiencia energética de nuestra instalación de alumbrado. Como hemos indicado anteriormente el Código Técnico y el resto de normativa aplicable a alumbrado no profundiza mucho en lo que a eficiencia energética se refiere. A continuación vamos a ver que otras posibilidades existen para conseguir mejores ahorros y mejores rendimientos en el alumbrado hospitalario. Podemos ir más allá implantando soluciones avanzadas con regulación en todos los elementos. El ejemplo que se muestra a continuación muestra una oficina diáfana con luminarias con balasto DALI distribuidas. Las luminarias estas unidas a un modulo de control de iluminación que recibe la información de multisensores con receptor de infrarrojos, fotocélula y detector de movimiento distribuidos por la sala, que mandan la información al módulo y este a su vez a un ordenador central. Desde este ordenador central se ajustan los parámetros que controlan la instalación. Y así los módulos de control de iluminación actúan sobre cada luminaria por separado, según los parámetros fijados, consiguiendo adaptar el alumbrado de la manera más flexible posible y por lo tanto optimizando su uso y rendimiento.

Fig. 17 Solución con DALI y módulos de control de alumbrado. El Building System Management es el más común sistema de gestión de grandes edificios. Su función principal es la de controlar las condiciones ambientales del edificio, como temperatura, humedad, etc. Esto lo consigue mediante la actuación sobre los sistemas de climatización y ventilación. Este

tipo de sistema de gestión de edificio consigue un ahorro de energía del 40%, que puede llevar hasta un 70% si se actúa también sobre el alumbrado. Además de controlar las condiciones ambientales del edificio el BSM permite implementar las funciones de control de accesos y los sistemas de seguridad, tales como circuitos cerrados de video vigilancia. Incluso se puede implantar el sistema de alarma contra incendios y los ascensores. Para conseguir un buen control centralizado existen tres funciones básicas que debemos implementar sobre las instalaciones mecánicas y eléctricas de un edificio para aumentar el confort, la seguridad y la eficiencia, que son:

• Control • Monitorización • Optimización

Un sistema BSM normalmente actúa sobre:

• Los sistemas de energía. • Instalación alumbrado. • Suministro de energía eléctrica. • La instalación de climatización y ventilación. (HVAC) • La instalación de seguridad y sistemas de control. • El control de accesos. • La instalación de protección contra incendios. • Ascensores y montacargas. • Instalación de fontanería. • Instalación de antiintrusión. • Otras instalaciones del edificio, como persianas, instalación fotovoltaica, etc.

Un sistema de gestión centralizada del alumbrado de un edificio permite la regulación según el aporte de luz natural, una total flexibilidad en la reordenación de espacios, ya que podemos actuar sobre cada luminaria individualmente, regulación por nivel mantenido continuo, monitorización del estado del alumbrado a tiempo real, registro de horas de funcionamiento y de fallo de lámparas, etc. Esto nos permite planificar los mantenimientos con datos reales y así optimizar la instalación. Por supuesto la implementación de este tipo de sistemas de control supone un sobrecoste inicial en sensores, módulos de control, balastos DALI y software de gestión de alumbrado. Pero su finalidad es el ahorro posterior a la hora de explotar la instalación, en este caso el hospital. Esos ahorros se consiguen con la adecuación de niveles de iluminación al uso de la sala en cuestión, de ese modo se controla la depreciación de la lámpara alargando su vida útil. Y por último con la motorización en tiempo real de la instalación que nos permite controlar los encendidos, apagados y regulaciones de cada equipo.

Toda esta información se gestiona en el mantenimiento optimizando la explotación de la instalación y el servicio a los usuarios. Al sobrecoste que hemos indicando anteriormente hay que hacerle la siguiente reflexión, en cualquier hospital hoy en día, de nueva construcción o en reforma, ya se plantea un BSM, pues tenemos bus de control, tenemos detectores y actuadores, detectores de presencia, mecanismos de alumbrado, sistema de llamada a enfermería, persianas motorizadas, red telefónica y un control centralizado de clima, además de muchas otras señales de la instalación eléctrica, de fontanería, de detección de incendios, de extinción, actuaciones sobre compuestas cortafuegos, etc. El reto es hacer que todo lo anterior trabaje unido en el BSM, consiguiendo así funcionalidades no previstas como la gestión de persianas, el control de accesos, la seguridad, etc. todo esto permitiendo establecer estrategias de funcionamiento que nos permitan conseguir el ahorro energético que perseguimos. Algunas otras reflexiones que se deben hacer a la hora de plantear un hospital desde el diseño inicial con el fin de conseguir un edificio más eficiente:

- La luminaria que menos consume es aquella que no se enciende. - La luz natural que aporta el Sol es GRATIS, por tanto, un buen diseño

arquitectónico que aproveche la luz natural ahorrará mucha energía. - Un diseño conceptualmente completo permite integrar diferentes

soluciones y tecnologías, emergentes y ya existentes, que pueden aparecer en la vida útil del hospital y no tiene por qué suponer un sobrecoste.

- Las implantaciones de nuevos sistemas no previstos inicialmente implican un aumento económico, a posteriori, muy superior a lo que supondría la previsión de los mismos.

En el diseño de un hospital tienen que trabajar conjuntamente arquitectos, ingenieros y usuarios para optimizar la mejor solución para la explotación del mismo, consiguiendo optimizar un espacio del que todos salimos beneficiados si está correctamente diseñado. Los usuarios por disfrutar de un entorno agradable y donde encontrar todos los servicios esenciales para el cuidado de la salud, así como un lugar de trabajo adecuado, los explotadores porque se encuentran con un edificio que les proporciona toda la información necesaria para su correcto mantenimiento, y por último los financiadores que consiguen mejores resultados económicos al estar pensado el diseño para optimizar el gasto energético.

8.- ¿PODEMOS SEGUIR AVANZANDO? Otro criterio a tener en cuenta a la hora de conseguir los mejores resultados en la gestión de un hospital es el confort del usuario, tanto paciente como trabajador del mismo. Todos estamos familiarizados con la atmósfera funcional de los hospitales, la tristeza, los pasillos que nunca terminan y el mobiliario frío y monótono de las habitaciones en las cuales los pacientes deben recuperarse de sus enfermedades. La luz es una parte fundamental de la vida. Nos proporciona el ritmo natural del día y de la noche, determina la forma en la que vemos las cosas y nos da la vida. En consecuencia la luz tiene un gran impacto en nuestro bienestar, las emociones y el rendimiento. La adecuada iluminación puede influenciar el estado de ánimo, y por tanto, combinada con otros los elementos, contribuir significativamente al proceso de recuperación del enfermo. Recientes estudios demuestran que creando entornos más hogareños para el enfermo, ambientes cálidos, iluminación por zonas, control de la iluminación por el enfermo y materiales más confortables, se ha conseguido reducir significativamente los tiempos de recuperación, contribuyendo de una forma efectiva al bienestar del paciente. Además se aumenta la productividad y los rendimientos de los trabajadores y de los tratamientos. Todo esto utilizando las tecnologías disponibles, y primando siempre la eficiencia de las instalaciones. Disminuir los tiempos de recuperación y aumentar la productividad significa reducir el consumo energético. A continuación aparecen tres ejemplos de creación de entornos más agradables con iluminación. El diseño de iluminación mejora el ambiente. La iluminación de techos consigue dar una apariencia de amplitud y la iluminación de paredes transmite más variedad a las zonas uniformes.

Fig. 18 Ejemplos de iluminación de techos y paredes.

Cada persona es distinta. Estudios demuestran que cada grupo de edad elige una configuración de luz distinta en cuanto intensidad y color. El control de nuestro propio entorno permite aumentar la confianza y la sensación de controlar la situación, consiguiendo mejores resultados en el rendimiento, o por ejemplo en la realización de pruebas, pues el paciente se encuentra más relajado y seguro. En el ejemplo siguiente los pacientes pueden elegir sus propios preajustes de iluminación, que se activan al iniciar el proceso de exploración. De esta forma, se distraen de la actividad del escáner y sienten que controlan el entorno.

Fig. 19 Ajustes de iluminación en sala de escáner.

Las investigaciones en fotobiología demuestran que la luz ocular actúa de mediadora y controla numerosos procesos fisiológicos y psicológicos del ser humano:

- Control del reloj biológico. - Efectos de la luz sobre el sueño, la cura de enfermedades y el estado de

ánimo. - Influencia sobre la actividad de las personas.

Puesto que la luz blanca cálida (3000 K) favorece la relajación y mejora el bienestar y la luz blanca fría (5600 K) estimula y activa el cuerpo humano, jugando con estos dos parámetros podemos mejorar la percepción, bienestar y rendimiento del personal. Además podemos simular el ciclo solar variando progresivamente los dos tonos de luz, consiguiendo así, en espacios cerrados y sin aporte de luz natural, beneficios en los pacientes y los trabajadores. A este sistema se le conoce como alumbrado dinámico.

Fig. 20 Alumbrado dinámico.

Todo lo anteriormente expuesto se convierte en un valor añadido que podemos aplicar en nuestras instalaciones de alumbrado hospitalario. La unión de tecnología y diseño apropiado nos permite tener un control real de la instalación de alumbrado y así obtener unos resultados de confort y eficiencia energética muy elevados.