Automatización y control sobre el alumbrado público
3 octubre 2016 por Carlos Dobobuto
Son múltiples los servicios básicos que deben garantizar los entes gubernamentales a la ciudadanía. Entre los extremadamente necesarios encontramos atención médica, seguridad, suministro de agua, energía, alumbrado público, transporte, comunicación, recolección de basura, entre otros.
El único servicio común del que dependen todos es la energía eléctrica: sin electricidad, prácticamente no se puede hacer nada.
El cambio climático, los fenómenos naturales, la poca inversión en la producción o distribución de energía y un alto nivel de derroche energético pueden afectar el suministro a poblaciones o ciudades enteras. Hace poco en Venezuela se vivió un penoso y lamentable episodio donde fue necesario suspender el suministro eléctrico hasta por días enteros.
Evitaremos desarrollar en detalle las causas que generaron la necesidad de tomar esas medidas extremas para no caer solo en críticas destructivas. En su defecto, aprovecharemos la ocasión para aportar y generar conciencia sobre una problemática a la que poco se le da importancia, pero que lamentablemente es un fuerte actor en lo que respecta al consumo de energía en nuestras ciudades.
El alumbrado público es el servicio comunitario que más consume energía en nuestras ciudades (exceptuando el consumo eléctrico en los edificios públicos). La mayor cantidad de las luminarias empleadas en nuestro país son de 400 W de vapor de sodio o vapor de mercurio, seguidas por luminarias de 250 W del mismo tipo y, por último, luminarias de bajo consumo basadas en LED.
Los principales problemas que poseen este tipo de redes son el vandalismo sobre la infraestructura y la falta de control sobre el horario de encendido y apagado. Solo por indicar algunos números alarmantes: por cada 3 luminarias de 400 W encendidas durante el día se está dejando a un hogar sin electricidad (según la banda de consumo establecida por el ente regulador). Más crítico aún es que por cada 21 luminarias de 400 W con un descontrol de 2 horas en el encendido y apagado (1 hora en la mañana y otra hora en la tarde-noche) se está dejando a un hogar igualmente sin electricidad.
Estamos seguros de que todos hemos visto calles, avenidas y hasta autopistas enteras con el alumbrado público encendido durante el día. Lo peor es que en muchas ocasiones esas mismas luminarias no están encendiendo durante la noche, siendo evidente la falta de control sobre su funcionamiento.
Imaginemos en cuántas avenidas se repite esta escena a nivel nacional y, por ende, a cuántos hogares estamos dejando sin servicio eléctrico.
La culpa no es siempre del gobierno
Aunque la frase anterior pueda generar fuertes temas de discusión, nos atrevemos a colocarla ya que en muchas ocasiones sí se realizan elevadas inversiones de dinero y tiempo sobre los sistemas de alumbrado público. No obstante, estas caen en tomar siempre las mismas acciones y, por lo tanto, se repite el problema.
Los entes gubernamentales simplemente adquieren e instalan cableados, luminarias, cuadros de fuerza, relojes y, en ciertas ocasiones, fotoceldas y sistemas aislados de energía fotovoltaica. El gran problema es que no se realiza una supervisión y gestión de mantenimiento sobre las mismas.
Esto permite que, por un lado, la delincuencia o simplemente saboteadores dañen la costosa infraestructura instalada o que, con el paso del tiempo, se dañen las luminarias sin que se mantengan estadísticas de cuántas y cuáles son las que deben ser reemplazadas.
Red de alumbrado público convencional sin sistema de control remoto.
Probablemente la falta de conocimiento de los directores de infraestructura o tecnología, tanto del gobierno nacional como regional, impide que se apliquen soluciones tecnológicas que existen a nivel mundial: primero para resguardar la costosa infraestructura y segundo para garantizar el uso eficiente de las luminarias, lo que se traduce en el uso eficiente de la energía.
El procedimiento de trabajo empleado para contabilizar la cantidad de luminarias dañadas a lo largo y ancho de una ciudad se basa en realizar recorridos nocturnos por las distintas calles y avenidas. En una oportunidad fuimos atendidos por el Director Nacional de Alumbrado del Ministerio del Poder Popular para Transporte y Obras Públicas, quien nos comentó que para realizar un acto presidencial agendado en la autopista regional del centro, se necesitaba realizar recorridos nocturnos previos a fin de garantizar el correcto estado de cada luminaria antes del acto.
En otra ocasión nos comentaron que el propio Alcalde de un importante municipio de la Gran Caracas realizaba recorridos nocturnos para identificar cuáles eran las calles que tenían fallas en el alumbrado. Sin duda alguna, se debe ir dando pasos para evitar que se continúe invirtiendo recursos en lo que parece un barril sin fondo: un círculo vicioso donde siempre se va a requerir gastar, gastar y gastar más dinero para alumbrar las mismas calles, avenidas y autopistas.
Soluciones integrales bajo tecnologías abiertas
Existe una gran variedad de soluciones que pueden ser aplicadas al alumbrado público, desde los tradicionales detectores de luminosidad o fotoceldas hasta soluciones autónomas que utilizan paneles fotovoltaicos y baterías para el almacenamiento de la energía requerida.
Lamentablemente, la gran mayoría de las que son empleadas en nuestras ciudades son soluciones puntuales o aisladas, que cubren una necesidad pero dejan de lado otra gran cantidad de requerimientos particulares de la realidad venezolana. Es por ello que, tal como ocurre con las redes integrales de automatización y control para grandes edificaciones o para urbanizaciones enteras, la clave se centra en la creación de soluciones realmente integrales, donde se consideren las distintas variables involucradas en el resguardo y funcionamiento de los sistemas de alumbrado.
Comparativa entre soluciones aisladas y soluciones integrales de control de alumbrado.
En el mercado de las redes integrales de automatización y control sobre el alumbrado público se encuentra una gran variedad de empresas reconocidas que están fabricando equipos que permiten crear distintos tipos de soluciones. Sin embargo, se debe tener mucho cuidado con la selección del protocolo de comunicación a emplear.
Tal como ocurre en todos los desarrollos tecnológicos, en el mercado se encuentran sistemas cerrados —donde el propietario de la red está obligado a mantener contrataciones exclusivas con un solo proveedor— y sistemas abiertos, donde el propietario de la red no está obligado a mantener contrataciones exclusivas.
Gestión del alumbrado y plataforma de integración
Las soluciones que se deben diseñar para nuestras ciudades deben considerar:
- La seguridad sobre la infraestructura.
- La optimización de los consumos energéticos.
- La generación de datos que permita realizar mantenimiento predictivo, preventivo y correctivo.
- La libertad de expandir el alcance en la medida de las posibilidades del presupuesto del estado.
- Una futura integración de otros subsistemas urbanos tales como botones de pánico, seguridad ciudadana, semáforos, vallas publicitarias y sistemas de riego.
Para lograr la implementación de este tipo de redes se requiere la colocación de dispositivos en los cuadros de alimentación de cada tramo de luminarias. Para soluciones más robustas con variedad de aplicaciones, se requiere la colocación de elementos de red en cada una de las luminarias a controlar.
Entre los elementos requeridos se tienen los siguientes:
- Un contacto magnético o tamper para identificar la apertura no autorizada del cuadro de control (para evitar el vandalismo).
- Un analizador de red para identificar el estado de la línea (para evitar robos de energía y obtener alertas por variables eléctricas propias de la red).
- Acopladores trifásicos.
- Un servidor web con reloj astronómico para realizar la gestión del tramo.
- Un módem para acceder remotamente al tramo de luminarias controladas, usando una conexión a internet que puede ser inalámbrica (3G, LTE, entre otros) o cableada.
- En cada luminaria: un puerto de salida en un nodo de control para ejecutar las acciones sobre el actuador de la lámpara, la identificación del estado tanto de las luminarias como del cableado (para evitar vandalismo) y un balasto que tendrá la acción final sobre la misma.
Esquema de red integral de automatización y control sobre el alumbrado público.
Con esta infraestructura se podrán definir estrategias de control que permitan identificar actos vandálicos sobre la instalación e informar en tiempo real al director de operaciones, al cuerpo de vigilancia nacional o a la comunidad, a fin de tomar acciones que eviten la ejecución del acto.
Gracias a la red se podrá identificar la apertura indebida del cuadro de control, el robo de la energía (conexiones no autorizadas), el robo del cableado y el robo o el daño sobre las luminarias.
En lo que respecta al uso de la energía, se podrán crear estrategias que garanticen el encendido y apagado oportuno de cada una de las luminarias, además de la regulación de la intensidad lumínica en base al control de horarios y al análisis de la cantidad de usuarios a lo largo de la noche. Con este tipo de soluciones se podrá ahorrar hasta un 35% del consumo, lo cual es un número realmente importante cuando se aplica a nivel nacional.
Adicionalmente, la creación de esta plataforma de supervisión y control permitirá visualizar el estado actual de cada uno de los tramos de iluminación, obtener alertas por proximidad al fin de la vida útil de las luminarias, generar informes sobre el consumo energético real y la cantidad de ahorro generado, entre otras funcionalidades que se programan de manera personalizada para cubrir las necesidades de nuestras ciudades.
Plataforma de supervisión y control del alumbrado público.
Cortesía de nuestro asesor ISDE-ING.
La creación de una infraestructura de control del alumbrado público permitirá expandir la aplicación a otros subsistemas que hasta ahora están siendo atacados de manera aislada: semáforos para mejorar la movilidad, seguridad ciudadana (donde lamentablemente se realiza la colocación de sistemas de CCTV de manera aislada), avisos publicitarios, sistemas de bombeo y riego, entre otros subsistemas que conviven en las ciudades.
Asignación de plan piloto y desarrollo de tecnología
La implementación de este tipo de redes a nivel nacional debe ser realizada de manera progresiva, invirtiendo en un plan piloto que le permita a los funcionarios públicos evaluar los beneficios, compararlos con la inversión y proyectar su aplicación a nivel nacional.
Cálculos realizados nos indican la posibilidad de liberar del sistema eléctrico nacional tanta energía como la que se consume en un estado de grandes dimensiones, como por ejemplo el estado Anzoátegui (en el cual durante el año 2013 se facturó 4.469.169.510 kWh, según el Anuario de Energía 2014, publicado por CORPOELEC).
Proyección de ahorro energético a escala nacional.
El uso de tecnologías abiertas o estandarizadas bajo normas ISO le evitará al estado depender de un solo proveedor o fabricante de equipos. Mejor aún, le permitirá incentivar a las universidades o empresas nacionales al desarrollo de productos que cubran la demanda local e incluso la producción para exportación a los distintos países de nuestra región.
Las oportunidades son múltiples y solo se requiere de voluntad política para planificar y asignar presupuesto, a fin de realizar al menos un plan piloto que permita reconocer los beneficios de estos sistemas y su aplicabilidad en toda la ciudad o a nivel nacional.
El talento nacional tiene el potencial de desarrollar tecnología propia para este sector.
Quisiera cerrar incentivando a todos a apoyar el emprendimiento y los proyectos que se generan tanto en nuestras universidades como en las empresas a nivel nacional. Existe tanto potencial que se pierde al ser aprovechado por distintos países que están brindando oportunidades a los jóvenes profesionales.
El talento nacional puede no solo generar productos que cubran las necesidades en materia de alumbrado, sino también generar empleos y divisas que se inviertan en crear más oportunidades. La planificación y la eliminación de la improvisación deben ser el objetivo que debemos tener en la mira.