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METROLIGHT | Incorporación de nuevas tecnologías a los equipos de regulación de tráfico Motril, 10 de Julio 2003
Incorporación de nuevas tecnologías a los equipos de regulación de tráfico
Metrolight, s.l.
JORNADA TECNICA SOBRE LA EFICACIA ENERGÉTICA EN INSTALACIONES MUNICIPALESMotril, 10 de Julio de 2003
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Encapsulado epoxi
Contacto de oro
Ánodo
Chip Semiconductor
Cátodo con reflector
indica cátodo
es más corto que el ánodo
partes de un led
Marca plana
Terminal del cátodo (negativo)
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partes de un led
Encapsulado epoxi
Contacto de oro
Ánodo
Chip Semiconductor
Cátodo con reflector
Marca plana
Terminal del cátodo (negativo)
indica cátodo
es más corto que el ánodo
Filamento de aleación de cobre y conduce carga negativa. El cátodo es más corto que el ánodo para facilitar un ensamblaje más rápido y preciso en el circuito.
Filamento de aleación de cobre que conduce carga positiva.
Mantiene todo el paquete estructurado, determina el haz de luz, protege al chip reflector, y extrae el flujo luminoso.
Cable muy delgado que conecta cada terminal a cada uno de los filamentos conductores.
Consiste en dos capas de material emisor semiconductor. Cuando los átomos son excitados por un flujo de corriente intercambiando electrones se produce el efecto luminoso.
Cátodo
Ánodo
Lente Epóxico
Cable Conductor
Chip
Reflector Está por debajo del Chip reflejando y proyectando luz hacia fuera, sólo un 3% se queda atrapada
Cátodo
Ánodo
Lente Epóxico
Cable Conductor
Chip
Reflector
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ventajas principales de los led
Altos niveles de flujo e intensidad dirigida
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ventajas principales de los led
Significante tamaño
para múltiples y diferentes
opciones de diseño
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ventajas principales de los led
Alta eficiencia, ahorro de energía.
Una lámpara halógena de 50W de potencia ilumina 25
lumens/W consiguiendo un total de 1.250 lumens.
Para conseguir la misma iluminación con una lámpara de LEDs
vamos a necesitar 179 LEDs (utilizando LEDs de alta
luminosidad que iluminan 7 lumens/unidad), de esta forma
tendremos la misma iluminación con ambas lámparas pero sin
embargo nuestro consumo con la lámpara de LEDs va ser 4
veces menor, ya que sólo consumirá 13W.
(Datos aproximados)
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ventajas principales de los led
Todos los colores.
El LED es un dispositivo de longitud de onda fija
pero que puede trabajar en una amplia banda del
espectro. Para cubrir todo este ancho de banda
existen en el mercado una gran gama de LEDs que
nos permitirán iluminar con una longitud de onda
especifica, o lo que es lo mismo en un determinado
color (rojo, verde, ámbar, blanco e incluso ultra
violeta)
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ventajas principales de los led
Requerimientos bajos
de Voltaje y Consumos
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ventajas principales de los led
Generación de calor
prácticamente nula
Debido a que el LED es un dispositivo que opera a
baja temperatura en relación con la luminosidad
que proporciona.
Los demás sistemas de iluminación, en igualdad de
condiciones de luminosidad que el LED, emiten
mucho más calor.
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ventajas principales de los led
Alta resistencia
a los golpes y vibraciones
Absorbe las posibles vibraciones a las que pueda
estar sometido el equipo sin producir fallos ni
variaciones de iluminación. Esto es debido a que el
LED carece de filamento luminiscente evitando de
esta manera las variaciones de luminosidad del
mismo y su posible rotura.
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ventajas principales de los led
• Vida útil extremadamente larga (de 50.000 a 100.000 hrs.)
• Sin radiación U.V.
• Pueden ser fácilmente controlados y programados.
Diferentes formas con diferentes ángulos de radiación.
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100.000 h
20.000 h
4.000 h
ventajas principales de los led
LED
fluorescente
halógeno
horas
LED
fluorescente
halógeno
vida media
pérdida deluminosidad
45.000 h
5.000 h
1.500 h
100.000 h
20.000 h
4.000 h
-20 % -30 %
fluorescente
halógeno
LED
fluorescentehalógeno
LED
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La utilización de leds en semáforos | propuesta
La propuesta es sustituir la iluminación utilizada en la
actualidad, consistente en lámparas incandescentes tipo
Kripton y lámparas halógenas, por la tecnología digital LED.
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La utilización de leds en semáforos | propuestaMETROLIGHT
LED: (del inglés Light Emitting Diode). Un diodo electroluminiscente
(LED) consiste en un dispositivo electrónico que emite luz
monocromática (un solo color) cuando pasa corriente a través de él.
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Al agruparse suficientes LEDs en una matriz, éstos pueden emitir la
cantidad de luz necesaria para reemplazar un halógeno en múltiples
aplicaciones como la señalización y la iluminación ornamental,
destacando entre todas su aplicación en semáforos de tráfico.
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La utilización de leds en semáforos | propuestaMETROLIGHT
Se ahorra hasta un 90% del consumo de electricidad
y en costos de mantenimiento,
debido a la extremadamente larga vida útil de estos
productos (10 años como mínimo).
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La utilización de leds en semáforos | propuestaMETROLIGHT
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Los productos de LED se comercializan en el mercado internacional
desde hace 5 años.
Sin embargo, no más del 4% de las lámparas de halógeno utilizadas
en todo el mundo en tráfico han sido reemplazadas por tecnología de
LED, como consecuencia del alto precio de estos productos.
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La utilización de leds en semáforos | propuestaMETROLIGHT
La tecnología no se limita al mercado de la señalización
de tránsito y tiene futuras aplicaciones industriales en
iluminación y señalización dinámica, incluso en servicios
médicos y laboratorios.
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La utilización de leds en semáforos | propuestaMETROLIGHT
Debido a su rentabilidad, las lámparas a LED para la señalización luminosa dan
la respuesta esperada, puesto que las lámparas de LED utilizan solo 10% de la
energía consumida por las lámparas incandescentes, tienen una esperanza de
vida 50 veces superior y generan importantes ahorros de energía y de
mantenimiento, satisfaciendo el objetivo de conseguir una mayor fiabilidad y
seguridad pública.
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La utilización de leds en semáforos | propuestaMETROLIGHT
Gracias a su bajo consumo,
la utilización de los LED implica
ventajas medio ambientales
derivadas de una menor emisión de CO2.
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La utilización de leds en semáforos | propuestaMETROLIGHT
Se estima que solo, en una ciudad típica con 5.000 intersecciones, el
cambio de los semáforos incandescentes actuales por los de Led
provocaría un ahorro energético anual de 64 millones de kilovatios al
año de electricidad y reduciría en varias megatoneladas menos la
emisión del gas causante del efecto invernadero, a lo que habría que
añadir un ahorro monetario de 10 millones de dólares por año por
estos conceptos.
ahorroMETROLIGHT | Incorporación de nuevas tecnologías a los equipos de regulación de tráfico Motril, 10 de Julio 2003
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La utilización de leds en semáforos | propuestaMETROLIGHT
Los módulos remplazan directamente el conjunto óptica,
lámpara y cristal / policarbonato de color.
No es necesario ningún accesorio adicional de montaje y
son provistos con el burlete de sellado (cuerpo-módulo).
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leds en semáforos
características principales unidades ópticas
Muy bajo consumo
Del 5 al 15 % de su similar con lámparas incandescentes.Ahorran energía, una lámpara LED puede lograr ahorros de hasta el 90% en consumo de energía al reemplazar un foco incandescente.
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leds en semáforos
características principales unidades ópticas
Respetan
el
medio
ambiente
La energía ahorrada
se traduce en menos
generadores eléctricos
trabajando y un mejor
medio ambiente para
todos.
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leds en semáforos
características principales unidades ópticas
Mínimo mantenimiento.
Hasta 10 años de vida útil.
Simple recambio.
Reemplazo directo de ópticas | retrofit
Coches de 200mm Rojo
Coches de 200mm Verde
Coches de 200mm Ambar
Peatones Rojo
Peatones Verde
Flecha Negativa Roja
Flecha Negativa Ambar
Flecha Positiva Verde
Ciclista Rojo
Ciclista Verde
retrofit
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leds en semáforos
características principales unidades ópticas
Mayor seguridad operativa
Dada la durabilidad de los LED’s, es
recomendable emplear sólo una
unidad roja para el “ALTO” en los
semáforos y no dos, como se hace
en los semáforos de luz
incandescente y de halógeno.
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Focos a prueba de luz solar.
Los rayos ultravioleta no afectan la coloración de los focos.
Condición neutral cuando esta apagado. Lente incoloro.
No tiene efecto de luz fantasma causada por luz solar.
leds en semáforos
características principales unidades ópticas
METROLIGHT
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leds en semáforos
características principales unidades ópticas
Alto contraste
con luz solar.
Mejor visión
a elevadas distancias.
No tiene efecto
de luz fantasma
causada por la luz solar.
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METROLIGHT
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leds en semáforos
características principales unidades ópticas
Señalización luminosa uniforme
Característica que se acrecienta enormemente con el paso del tiempo
Un led quemado solo representa una pérdida porcentual de la luz total
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METROLIGHT
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Unidad óptica sellada
Mayor seguridad vial
dado que los semáforos de LED ofrecen mayor
brillantez y luminosidad.
leds en semáforosMETROLIGHT
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leds en semáforos
características principales unidades ópticas
Recuperación rápida de su inversión
Como consecuencia de los
ahorros de energía, el bajo
mantenimiento y la durabilidad
de los semáforos del LED, la
inversión se recuperará en menos
de la mitad de la vida útil de los
mismos.
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Diseñados para reemplazo directo en secciones actuales.
Cumplen con estándares y normas internacionales
Resistentes al polvo y humedad.
Montaje a prueba de agua.
Esperanza de vida entre 10 y 20 años.
Estimado de fallos menor al 3% después de 200.000 horas
de funcionamiento.
Temperatura de operación: -40º C a + 80º C.
Gran resistencia al impacto, evita el vandalismo.
Pérdidas menores al 1% de luz con el fallo de 1 LED.
Con mayor rango de resistencia a las vibraciones
provocadas por el viento y el tráfico.
además ...
características principales unidades ópticasMETROLIGHT
METROLIGHT | Incorporación de nuevas tecnologías a los equipos de regulación de tráfico Motril, 10 de Julio 2003
Diseñados para reemplazo directo en secciones actuales.
Cumplen con estándares y normas internacionales
Resistentes al polvo y humedad.
Montaje a prueba de agua.
Esperanza de vida entre 10 y 20 años.
Estimado de fallos menor al 3% después de 200.000 horas
de funcionamiento.
Temperatura de operación: -40º C a + 80º C.
Gran resistencia al impacto, evita el vandalismo.
Pérdidas menores al 1% de luz con el fallo de 1 LED.
Con mayor rango de resistencia a las vibraciones
provocadas por el viento y el tráfico.
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características principales unidades ópticas
además ...
Las unidades ópticas se fabrican en dos
tamaños, 300 mm y 200 mm de diámetro y se
adaptan a cualquier caja de semáforo
estándar, lográndose de esta manera un
recambio rápido y sencillo de las unidades
existentes.
La elevada eficiencia lumínica de los LEDs
comparada con las lámparas incandescentes,
hace que sean la solución ideal para sistemas
donde el bajo consumo es preponderante.
200mm 300mm
led estándar
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modelos de semáforos
mínimo | noche
idc en mA (potencia en W)
máximo | día
consumoreferenciasen placa
óptica desemáforo
Coches rojo
Coches ámbar
Coches verde
Peatones rojo
Peatones verde
Flecha negativa roja
Flecha positiva verde
Ciclista rojo
Ciclista verde
Flecha negativa ambar
SB125RYG
SB125RYG
SB125RYG
PB56R
PB55G
FNB88RY
FPB46G
CB62RG
CB62RG
FNB88RY
80 mA ( 1,92 W )
85 mA ( 2,04 W )
90 mA ( 2,16 W )
50 mA ( 1,20 W )
65 mA ( 1,56 W )
90 mA ( 2,16 W )
55 mA ( 1,32 W )
60 mA ( 1,44 W )
70 mA ( 1,68 W )
90 mA ( 2,16 W )
310 mA ( 7,44 W )
340 mA ( 8,16 W )
350 mA ( 8,40 W )
140 mA ( 3,36 W )
185 mA ( 4,44 W )
240 mA ( 5,76 W )
170 mA ( 4,08 W )
155 mA ( 3,72 W )
200 mA ( 4,80 W )
260 mA ( 6,24 W )
Condiciones de medida Número de leds
Tensión de alimentación: Vdc = 24V (corriente continua)
Variación de la medida entre placas: < +/- 20%
Parámetro medido: corriente de alimentación Idc
200 mm 125 leds
300 mm 257 leds
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costos semáforo estándar vs. semáforo led
duración típica de la bombilla 6 meses
duración máxima estimada de los leds 10-11 años | 10 años AIInGaP
sistematradicionalde bombilla
nuevosistemade leds
gran pérdida de luminosidaddespués 5.000 horas.
pérdida de luminosidad después 10.000 horas 5 a 10 %
señalación luminosa no uniforme señalación luminosa uniforme
bajo contraste con la luz solar.problemas de visualización a distancia.
alto contraste con luz solar.visibilidad mejor a distancias superiores.
seguridad
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METROLIGHT | Incorporación de nuevas tecnologías a los equipos de regulación de tráfico Motril, 10 de Julio 2003
seguridad
efecto "fantasma" a causa del reflejo de la luz solar en su la parábola a través de la lente.
efecto fantasmainexistente (ninguna parábola)
costos semáforo estándar vs. semáforo led
sistematradicionalde bombilla
nuevosistemade leds
condición no neutral con semáforo apagado por la utilización de lentes coloreadas.
condición neutral con semáforo apagado.no se utilizan lentes coloreadas.
en caso de bombilla quemada el semáforo se apaga.
la ruptura del filamento puede causar un corto circuito dañando el controlador.
cada unidad utiliza varios diodos LED.
un led quemado solo representa una perdida del 0,5 % en la luminosidad.
posibilidad de avería (MTBF) a 70°C 1.500.000 horas.
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Limpieza anual semáforo interna y externamente.
Limpieza anual externa (lente)
No necesita limpieza interna (unidad sellada)
costos semáforo estándar vs. semáforo led
sistematradicionalde bombilla
nuevosistemade leds
mantenimiento
Reemplazo semestral de las bombillas, posibilidad de rupturas a causa de estimulaciones mecánicas (vibraciones y choques)
Mantenimiento preventivo semestral.
Reemplazo de la unidad después de más de 10 años.
Baja sensibilidad a vibraciones y choques.
Ningún mantenimiento preventivo
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150 W x 24h x 365 dias = 1.314 KW
Costo para 1 KW = 0,084 €Total. 110,38 €
10 W x 24h x 365 dias = 87,6 KWAhorro 95%
Costo para 1 KW = 0,084 €Total. 7,36 €Ahorro 103,02 €
costos semáforo estándar vs. semáforo led
sistematradicionalde bombilla
nuevosistemade leds
costeenergético
Con bombilla 150 WLente de 300 mm
Con pantalla LED de 15 WLente de 300 mm
Hipótesis de sistema con 8 semáforos vehiculares de 300 mm
110,38 € x 8 semáforos = 883,04 € 7,36 € x 8 semáforos = 58,88 €
Ahorro anual en el costo
energético 824,16 €
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costemantenimiento
Los costos han sido deducidos por la media de los datos provistos por algunas empresas para el mantenimiento de sistemas semafóricos tradicionales.Se examina el reemplazo periódico de las bombillas, la mano de obra de dos personas, los costos de los equipos necesarios y por lo menos una intervención extraordinaria.Con un sistema semafórico a led, se puede considerar una sola intervención anual para la limpieza de las lentes externas:
costos semáforo estándar vs. semáforo led
sistematradicionalde bombilla
nuevosistemade leds
Costo medio 269 € Costo presupuesto 40,35 € aprox.
Ahorro presunto anual en el costo de mantenimiento:
228,65 €
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gracias por su atención
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