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13.4Sistema de fuerza e iluminación

El reglamento y normas listadas a continuación son proporcionados como las referencias básicas para el diseño del alumbrado de túneles para el proyecto Ruta del Sol Tramo I – Sector I.




  • Reglamento Técnico de Iluminación y Alumbrado Público - RETILAP (Resolución No. 180540 del 30 de marzo de 2010 del Ministerio de Minas y Energía) y modificaciones posteriores.




  • Norma CIE-88 para iluminación de túneles de la Comisión Internacional de Iluminación.

Por lo tanto, la iluminación de túneles debe cumplir los siguientes requisitos generales establecidos en el RETILAP:


La iluminación de túneles es una de las técnicas más complejas pero, al mismo tiempo, más estandarizada de la iluminación artificial. La complejidad de este tipo de instalaciones surge por lo que se podría definir como el efecto de agujero negro (es imposible distinguir ningún obstáculo en el interior del túnel) que se produce cuando nos aproximamos a un túnel. Un aspecto fundamental a tener en cuenta durante las horas del día es la transición de una zona muy iluminada a una de bajo nivel, puesto que el ojo humano se adapta muy lentamente de un nivel alto de iluminación a uno bajo, hay que ir adaptando el ojo del conductor gradualmente desde dicho nivel alto a un nivel bajo dentro del cuerpo del túnel; para esto se siguen las recomendaciones de la norma anteriormente mencionada, donde de acuerdo al nivel de iluminación calculado en la entrada del túnel y la velocidad de diseño se define el nivel en la primera sección del túnel, llamada Umbral 1, y de allí en adelante se va disminuyendo este nivel de iluminación en pasos hasta llegar al nivel de iluminación recomendado por el pliego o por la norma dependiendo del caso.
Otro aspecto a tener en consideración en este tipo de instalaciones es el efecto parpadeo (Flicker) que es la molestia que se produce de luz, oscuridad, luz debido al paso del conductor bajo el efecto de la iluminación presente. Cuando la separación entre puntos luminosos se encuentra dentro de las denominadas separaciones prohibidas las cuales generan una frecuencia entre 2.5 y 15 Hz en función de la velocidad de circulación, se presenta dicha perturbación en la visión del conductor lo cual puede generar cansancio y fatiga debido a los cambios bruscos entre luz y penumbra, por lo cual si dicha interdistancia entre luminarias genera estas frecuencias, la distancia entre los equipos debe ser cambiada para evitar este fenómeno.
El diseño de la iluminación del túnel incluye las zonas de umbral, transición e interior, con el fin de adecuar el nivel de iluminación en el interior del túnel con el nivel de iluminación en la zona de adaptación exterior.
Para poder definir como es la instalación objeto del estudio debemos, de acuerdo con sus características, encuadrarlo como túnel corto o como túnel largo de acuerdo a la siguiente clasificación:
Túnel corto: Es todo paso superior / inferior sobre carreteras o ferrocarriles. En este tipo de instalaciones la necesidad de alumbrado durante el día depende de la visión a través del túnel (Longitud del túnel, curvas, pendientes, rampas).
Túnel largo: (ópticamente largo o geométricamente largo) que siempre tiene necesidad de alumbrado artificial.

Todos los túneles del proyecto se clasificaron como túnel largo por lo que necesitan una iluminación artificial constante debido a su geometría y longitud. En un túnel largo se debe tener en consideración las siguientes zonas:




  • Zonas de acceso: Es el tramo de carretera situado inmediatamente antes de la entrada al túnel. La longitud de esta zona debe ser por lo menos la distancia de parada.



  • Zonas de umbral: Es el primer tramo del túnel. La longitud de esta zona es la distancia de parada.




  • Zona de transición: Es el segundo tramo del túnel, inicia en el final de la zona de umbral y termina cuando el último tramo de transición es del orden de dos veces el nivel de iluminación del cuerpo del túnel. El paso de un nivel a otro se realiza mediante escalones que no superen la relación de 3:1, el último antes del cuerpo 2:1.




  • Zona interior: Parte del final de la zona de transición y termina donde comienza en la salida.




  • Zona de salida: La zona de salida es la parte del túnel en la que, durante el día, la visión del conductor está influida predominantemente por la elevada luminancia exterior del túnel. La zona de salida comienza al final de la zona del interior y termina en la boca de salida del túnel.




  • Zona de salida a cielo abierto: Tramo de carretera a cielo abierto situado en la salida del túnel (este tramo no forma parte del túnel, pero está íntimamente relacionado con su iluminación) su longitud corresponde al doble de la distancia de parada (no mayor a 200 m).

A continuación se definen tanto las características geométricas como luminotécnicas de cada tramo del túnel.


L20 = Luminancia en la zona de acceso.

Lth = Luminancia en la zona umbral.

Ltr = Luminancia en la zona de transición.

Lin = Luminancia en la zona del interior.

Lex = Luminancia en la zona de salida.


  • Zona de acceso: Tramo de carreteras a cielo abierto que cubre la distancia de parada y que termina en la boca del túnel (ver Figura 13.1).




  • Zona de umbral: Primera parte del túnel (desde la boca del túnel) que tiene una longitud aproximadamente igual a la distancia de parada, en nuestro caso 80 metros para túneles de longitudes superiores a 1000 metros y para túneles inferiores a 1000 metros de 40 metros; de acuerdo con la norma, ésta distancia de parada se divide en dos partes iguales, las cuales serán llamadas respectivamente Umbral 1 y Umbral 2, donde la primera parte tiene el nivel calculado de acuerdo con la relación entre la luminancia en la parte exterior del túnel y la velocidad de diseño del mismo, y la segunda (umbral 2) presenta la mitad del nivel de iluminación del umbral 1; el nivel de iluminación del Umbral 1 se determina aplicando el factor dado en la Tabla A.1.3 (Vol XVII. Estudios y Diseños de las Instalaciones Electromecánicas de los Centros de Control y Edificios Auxiliares).




  • Zona de transición: Como esta zona es función de la zona de umbral y de la zona interior, sabemos que el nivel de luminancia de la zona de umbral es de 250 d/m2 y que la zona interior del túnel tiene 10 Cd/m2. Aplicamos el criterio de reducción de nivel por escalones y nunca sobrepasando la relación de 3:1; teniendo en cuenta que la longitud de la zona de transición es la distancia que debe recorrer el vehículo para adaptarse visualmente desde un nivel de luminancia comprendido desde final de la zona de umbral hasta el valor de la luminancia en el comienzo de la zona interior.

Este procedimiento se realiza haciendo reducciones con relaciones de 3 a 1 hasta llegar al nivel requerido en el cuerpo del túnel que en este caso es 7.5 Cd/m2 y siguiendo las recomendaciones plasmadas en la norma, pagina 16 sección 6.6., donde se dan los parámetros de niveles a tomar en reducciones para llegar al final con el nivel requerido en el cuerpo, de acuerdo con la curva que nos va a determinar las distancias aproximadas de cada una de las transiciones con sus respectivos niveles de iluminación, hasta llegar al cuerpo con el nivel de iluminación deseado. A continuación se muestra la curva utilizada para el desarrollo de las zonas de transición.




  • Zona de cuerpo: Su valor es de 7 Cd/m2; pudo haber sido determinado por la norma de acuerdo a la velocidad de diseño y el flujo vehicular por hora.




  • Zona de salida: Con el objetivo de garantizar un sistema de iluminación de vehículos pequeños, la salida del túnel debe tener un aumento en el nivel de iluminación normal de tal forma que los objetos sean más visibles ante la eventualidad de la necesidad de una visión hacia atrás por medio de los espejos retrovisores de los automóviles. Esto es una recomendación, que en todos los casos no se aplica.




Fuente:Concol

Figura 13.Curva de luminancia mínima en la zona de entrada.


Adicionalmente, la norma indica que hasta una altura de 2 m, las paredes deben tener un nivel de luminancia media del orden del 50% del nivel de la calzada.
Finalmente, para la iluminación de túneles actualmente se utilizan dos sistemas de iluminación artificial:


  • Sistema simétrico.

  • Sistema de flujo contrario al sentido de circulación o CounterBeam.

Es importante resaltar que con el sistema de iluminación simétrico el contraste puede ser positivo según las propiedades de reflexión del objeto, llamándose contraste la relación de iluminación que hay entre un fondo que en este caso es nuestra vía y un obstáculo que en este caso puede ser un vehículo o un obstáculo como ejemplo típico.





  • Para la iluminación al interior de los túneles se instalarán proyectores con tecnología LED y para la iluminación exterior de los túneles también se emplearán luminarias con tecnología LED. Se incluirá iluminación exterior mínimo 300 m antes y después de cada túnel, dependiendo de la geometría de la vía. La velocidad de diseño será de 60 km/h para los túneles.




  • La iluminación será diseñada para conexión a un nivel de tensión de 277 V en todos los túneles del proyecto.




  • El diseño de la iluminación del túnel incluye las zonas de umbral, transición e interior, con el fin de adecuar el nivel de iluminación en el interior del túnel con el nivel de iluminación en la zona de adaptación exterior, para realizar la división de las zonas se realizará la clasificación del túnel de acuerdo con lo estipulado en la norma CIE-88.




  • La iluminación que se ubicará en los túneles será bilateral simétrica. Las luminarias deberán ser fijadas por pernos a las paredes del túnel, de acuerdo con el revestimiento previsto en cada túnel, y con una fijación de fácil montaje y desmontaje.




  • El cableado de la iluminación se realizará a través de bandejas porta cables ancladas a las paredes laterales del túnel.




  • En caso de una falla de suministro de energía eléctrica se va a disponer de un sistema de alimentación de emergencia (UPS) y un sistema de alumbrado de emergencia en el túnel.




  • Se diseñará un sistema de alumbrado de emergencia para cubrir la longitud total del túnel y el nivel de iluminancia debe ser al menos de 10 luxes como promedio y un mínimo de 2 luxes (Norma CIE-88).




  • De esta forma, se instalará un circuito y drivers de emergencia en un porcentaje determinado de los proyectores para suministrar el nivel de iluminancia requerido.




  • Adicionalmente, se instalarán luminarias de señalización tipo LED a lo largo del túnel, ubicadas a 90 cm del nivel del piso.

Los sistemas de fuerza e iluminación se describen con mayor detalle en el “Volumen XVII Estudios y Diseños de las Instalaciones Electromecánicas de los Túneles, Centros de Control y Edificios Auxiliares".






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