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UNIVERSIDAD NACIONAL TECNOLÓGICA DE LIMA SUR INSTALACIÓN DOMÓTICA Y AHORRO ENERGÉTICO EN EL PABELLÓN “A” DE LA UNIVERSIDAD NACIONAL TECNOLÓGICA DEL CONO SUR DE LIMA TRABAJO DE INVESTIGACIÓN PARA OPTAR EL TÍTULO DE INGENIERO MECÁNICO ELECTRICISTA PRESENTADO POR EL BACHILLER JUAN LUIS MARTINEZ HUAMANÍ LIMA-PERÚ 2014
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UNIVERSIDAD NACIONAL TECNOLÓGICA DE LIMA SUR
INSTALACIÓN DOMÓTICA Y AHORRO ENERGÉTICO EN EL
PABELLÓN “A” DE LA UNIVERSIDAD NACIONAL
TECNOLÓGICA DEL CONO SUR DE LIMA
TRABAJO DE INVESTIGACIÓN PARA OPTAR EL TÍTULO DE INGENIERO
MECÁNICO ELECTRICISTA
PRESENTADO POR EL BACHILLER
JUAN LUIS MARTINEZ HUAMANÍ
LIMA-PERÚ
2014
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DEDICATORIA
Esta tesis se la dedico a mis
queridos padres por ser el
pilar más importante en mi
formación profesional.
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AGRADECIMIENTO
Agradezco a Dios por haberme
dado la oportunidad de formarme
como profesional. A mis padres,
hermanos y amigos por alentarme
para alcanzar este objetivo en mi
vida.
iii
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ÍNDICE
DEDICATORIA…………………………………………………………………............
AGRADECIMIENTO……………………………………………………………...........
ÍNDICE………………………………………………………………………….….........
INTRODUCCIÓN…………………………………………………………..……...........
CAPÍTULO I: PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA………….……………….........
1.1.- DESCRIPCIÓN DE LA REALIDAD PROBLEMÁTICA….…………….
1.2.- JUSTIFICACIÓN DEL PROBLEMA……………………………………..
1.3.- DELIMITACIÓN DE LA INVESTIGACIÓN……………………………..
1.4.- FORMULACIÓN DEL PROBLEMA………….………………………….
1.5.- OBJETIVOS………………………………………………………………..
CAPITULO II: MARCO TEÓRICO…………………………………………………….
2.1.- ANTECEDENTES………………………………………………..............
2.2.- BASES TEÓRICAS…………………………………………………….…
2.3.- MARCO CONCEPTUAL……………………………………………….…
CAPITULO III: DESARROLLO DE LA METODOLOGIA……………………………
3.1.-DESCRIPCIÓN GENERAL PARA LA DOMOTIZACIÓN Y AHORRO
ENERGETICO.DEL “PABELLON A” DE LA UNTECS…………………..…
3.2 DESCRIPCIÓN DEL DISEÑO DE LA APLICACIÓN DOMÓTICA Y
AHORRO ENERGÉTICO DEL “PABELLON A” DE LA UNTECS…………
3.3.-CONSOLIDACIÓN DE RESULTADOS…………………………………
CONCLUSIONES……………………………………………………………………….
RECOMENDACIONES………………………………………………………………..
BIBLIOGRAFIA………………………………………………………………………….
ANEXOS
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ii
iii
iv
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8
8
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INTRODUCCIÓN
El presente trabajo de investigación se basa en el concepto de
automatización y control (Domótica) que ya se tenía hace varios años atrás, no
tuvo un estallido repentino, sino que se ha ido dando conforme ha ido
avanzando esta tecnología. El concepto empieza a expandirse con mayor
rapidez en Europa principalmente, a partir de los años sesenta en adelante,
luego del avance repentino de los dispositivos controladores y de
automatización. A medida que avanza la informática y la electrónica, también lo
hace la Domótica, y ésta va incorporando cada vez más los avances a su
sistema volviéndose mejor, más práctico, accesible y flexible. El término
Domótica proviene de la unión de la palabra en latín "domus" (casa) y "tica"
(que hace referencia a "automática "). Básicamente consta de un sistema de
control (software) encargado de procesar todas las variables de la instalación,
un conjunto de dispositivos encargados de recoger información de los distintos
sensores ubicados estratégicamente en la instalación. El sistema es instalado
en red, de manera que aumenta la capacidad de comunicación entre los
dispositivos y así tener acceso al software de control desde cualquier parte de
la instalación incluso desde un lugar remoto (por ejemplo desde provincia). El
proyecto ha sido diseñado para el “PABELLÓN A” de la UNTECS debido a que
tiene una infraestructura que se presta para la implementación Domótica ya
que posee instalaciones con diversos tipos de ambientes, salones de clase,
laboratorios, baños, pasillos, etc., de esta forma se tiene una instalación con
características que se adecuan al proyecto planteado.
La aplicación de la tecnología de la información y las comunicaciones
permitirán obtener un gran ahorro energético debido al control inteligente de la
energía para la iluminación, la climatización, la seguridad y accesibilidad de las
personas además de proporcionar mayor confort. Por consiguiente el presente
proyecto se puede realizar en nuestro entorno así como en cualquier parte del
país en donde se tenga acceso a la tecnología convirtiéndolo en un proyecto
factible que estará contribuyendo no solo en la automatización sino también en
mejorar el impacto ambiental; así mismo se deja la iniciativa para la creatividad
y la innovación en el desarrollo de proyectos utilizando las tecnologías de la
domótica.
v
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CAPÍTULO I
PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
1.1.- DESCRIPCIÓN DE LA REALIDAD PROBLEMÁTICA
Para la descripción de la realidad problemática se han considerado los
siguientes aspectos:
a. La necesidad de fomentar el ahorro energético utilizando la tecnología.
b. El limitado desarrollo de proyectos en domótica en el Perú, siendo en la
actualidad realizada solo por empresas importantes.
c. Los altos costos y poca información que se tiene sobre domótica sin
considerar los altos beneficios que en el corto plazo ofrecen.
d. No solo es aplicación de la tecnología, también soluciona problemas a
personas con limitaciones funcionales, en general proporciona mejor
calidad de vida a todos los que habitan estas instalaciones domóticas.
e. Finalmente es importante compartir los conocimientos adquiridos sobre
domótica con los estudiantes de la UNTECS y profesionales de otras
universidades.
En el Perú se está comenzando a usar esta tecnología, y es poca la
información que se tiene. Es por esta razón que se desea presentar un
proyecto de instalación Domótica, para aprovechar los beneficios que se
obtiene con la misma, además del ahorro energético, un adecuado nivel de
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comodidad y seguridad. Unos de los principales puntos a destacar en cuanto a
los beneficios que un sistema Domótico proporciona es el ahorro energético en
oficinas públicas y aulas, debido a que en la mayoría de los casos las personas
que trabajan y estudian en estos locales no toman muy en serio la
responsabilidad de mantener luces apagadas o cualquier otro equipo que
consuma energía eléctrica cuando el mismo no está siendo utilizado, también
ocurre esto en las aulas. Esto se debe a que no son estas personas las
responsables de abonar de forma particular la cuenta de la energía eléctrica,
puesto que es un edificio del servicio público del estado.
1.2.- JUSTIFICACIÓN DEL PROBLEMA
La Domótica es una ciencia de evolucionada aplicación práctica, puesto
que hace varios años atrás se limitaba a un tema meramente conceptual,
futurístico y acarreaba consigo el preconcepto de costo elevado. En la
actualidad ya no puede ser considerado como tal, puesto que los constantes
avances en la tecnología de la comunicación, la informática y tecnología de
microprocesadores ha hecho posible la viabilidad práctica y económica de esta
rama de la tecnología, enfocado en el ahorro energético, la seguridad, el
entretenimiento, la intercomunicación entre equipos de la instalación, la
comodidad del usuario, etc., todo con un coste de instalación relativamente
bajo considerando los beneficios obtenidos. Las aplicaciones son diversas:
control de encendido automático de luces (al detectar presencia, por
temporización, mediante sensores medidores de nivel de cantidad de luz, etc.),
control sobre cortinas, acondicionadores de aire, acceso de personas al local,
control sobre alarmas y muchas otras más. Todo esto puede ser, como ya se
mencionó, controlado remotamente, por medio de un computador o incluso un
teléfono celular. La selección del tema se debe principalmente a la escasez de
información y proyectos relacionados con la Domótica en nuestro país. La
Domótica, como principio conceptual estaba orientada al hogar, aunque
actualmente este concepto se expandió a cualquier instalación que implique el
uso de dispositivos eléctricos y electrónicos, cómo edificios de oficinas e
industrias (Inmótica).
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La Domótica en el Perú es incipiente, por ello el mercado es
potencialmente grande, pero debido a la poca difusión, este podría resultar algo
superfluo o innecesario. Es claro que para la gente que está cada vez más
ocupada, es necesario automatizar algunas cosas incluyendo aparatos de uso
doméstico; si por el apuro una persona dejo encendido un aparato, con la
Domótica puede consultar desde la laptop o PC si eso ocurrió, y ordenar en
forma remota apagar el aparato.
1.3.- DELIMITACIÓN DE LA INVESTIGACIÓN
1.3.1.- Espacial: se realizara en el distrito de Villa El Salvador para el
“PABELLON A” de la Universidad Nacional Tecnológica del Cono Sur
(UNTECS).
1.3.2.- Temporal: Comprende el Periodo Setiembre 2013 a Febrero 2014.
1.4.- FORMULACIÓN DEL PROBLEMA
1.4.1.-PRINCIPAL
¿Se podrá implementar un sistema Domotizado en el “PABELLON A” de
la UNTECS?
1.4.2.-SECUNDARIO
¿Cuáles serán los beneficios de implementar la domótica en el
“PABELLON A” de la UNTECS?
1.5.- OBJETIVOS
1.5.1.-PRINCIPAL
Determinar la factibilidad de la implementación Domótica en el
“PABELLÓN A” de la UNTECS.
1.5.2.-SECUNDARIOS
Determinar los beneficios de la implementación domótica en el
“PABELLÓN A” de la UNTECS.
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CAPITULO II
MARCO TEÓRICO
2.1.- ANTECEDENTES
2.1.1.- Historia del hombre y sus orígenes
Desde la prehistoria, cuando los hombres vivían en cuevas, se ha
buscado una constante mejora del medio en el que establecerse, y más
concretamente en su hogar. El descubrimiento del fuego en aquellos tiempos
remotos supuso un adelanto diferencial en cuanto a seguridad y confort, ya que
las llamas ofrecían por un lado protección frente los enemigos ajenos y a la vez
luz y calor.
Posteriores a las cuevas fueron las cabañas (situémonos en el periodo
neolítico) y poco a poco la vivienda se fue transformando con la aplicación de
nuevas técnicas y materiales, con diferencia según la zona geográfica. Más
tarde en la Mesopotamia se inicia la construcción de lo que podríamos
denominar “primeras casas” con piezas de barro, que más adelante también
usarían los egipcios con edificaciones que iban de lo más modesto a
verdaderas mansiones, con jardines, patios interiores, fuentes, dependencias,
etc.
En el siglo V a.C. algunas habitaciones de la casa griega (oikós)
empezaban a tener una función muy específica como es el thalamós, lugar más
íntimo en donde se guardaban los bienes más preciados. Estas casas servirían
en un futuro de modelo para la civilización romana, que incorporaron una
diferenciación aún más clara de las distintas salas; había el tablinum
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(Recibidor), el triclinio (comedor) y los cubiculum (dormitorios), todo alrededor
de un patio central denominado atrium. Algunas de las aportaciones de los
romanos a la arquitectura doméstica fueron la introducción del agua corriente,
que llegaba a las fuentes de las casas mediante los acueductos y las cañerías
de plomo, junto con la invención de un ingenioso sistema de calefacción
consistente en un sistema de cañerías subterráneas mediante las cuales
circulaba agua que previamente se había hecho calentar mediante fuego y
leña.
Ahora haciendo un salto cronológico hasta 1850, fecha de la 2ª
Revolución Industrial. La evolución de las viviendas, que hasta entonces se
había ido desarrollando de forma discreta, se dispara con la aparición de la
electricidad, el agua corriente, el gas, el correo, el teléfono y los
electrodomésticos. Todas estas apariciones de la ciencia y la tecnología se
fueron asimilando paulatinamente. Con inventos como el teléfono, la radio y
más tarde la televisión, que favorecerá que la opinión pública se genere en el
ambiente doméstico y no en el exterior como sucedía hasta entonces (por
ejemplo en el caso romano la opinión se intercambiaba en el forum); en casa
actúan los políticos, juegan los deportistas, cantan los artistas, debaten los
intelectuales y combaten los militares. De esta forma el terreno doméstico ya
está preparado para los inicios de la automatización, que será la tecnología
antecesora de la edificación inteligente.
La automatización, símbolo del progreso durante las ocho primeras
décadas del siglo XX, iba extendiéndose a todo aquello susceptible de ser
automatizado en un edificio. En los años setenta, un edificio moderno debía
estar dotado como mínimo de escaleras, puertas, ascensores, climatización,
sistema de detección de incendios y de intrusos; todo automático.
El hecho que permitiría encaminar la tecnología hacia los edificios
inteligentes fue, sin lugar a dudas, la aparición del microprocesador y en
definitiva de los ordenadores personales. No obstante, el concepto de edificio
inteligente todavía quedaba lejos y el paso más importante para alcanzarlo vino
de la mano del control climático: el ahorro y el confort eran y son factores
prioritarios para un arquitecto, de modo que ingenieros e informáticos
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acercaron sus relaciones como nunca y empezaron a diseñar para
posteriormente instalar sistemas de climatización controlados mediante la
electrónica micro procesada, por autómatas y finalmente por ordenadores
personales.
Entrando en los noventa, el desarrollo paralelo de tres grandes ramas de
la tecnología (telecomunicaciones, electrónica e informática) hace que los
edificios convencionales añadan múltiples mejoras y a su vez los hogares
inteligentes empiecen a ser una realidad más palpable, aunque eso sí más
cerca de un interés promocional que real (nos encontramos en un estado
embrionario y aún no podemos hablar de casas inteligentes). Cualquier edificio
dotado de sistemas inteligentes de climatización de accesos, de iluminación,
etc. era considerado inteligente cuando en realidad las palabras más
adecuadas habrían sido edificio domótico.
2.1.2.- Nuestros días
Hasta la actualidad el usuario de una instalación eléctrica convencional
se conformaba sencillamente con iluminarse, calentarse y disponer de acceso
al tendido eléctrico para conectar los electrodomésticos y demás componentes
eléctricos.
Los requisitos de una instalación se limitaban a proteger las líneas y las
personas contra los riesgos eléctricos.
Posteriormente, a las funciones tradicionales se han añadido nuevas
funciones y productos que gestionan la energía y el confort como aparatos que
permiten aplicaciones específicas como programar la calefacción, regular la
temperatura ambiental, gestionar el consumo de energía, etc.
La incorporación de estas instalaciones singulares ha supuesto mayor
complejidad, aumentando el cableado interno de la vivienda y provocando que
una ampliación y/o modificación de dicha instalación se traduzca en largas y
costosas intervenciones por parte del instalador.
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2.1.3.- Situación de la Domótica en el mundo
a) Estados Unidos
Su orientación es hacia el hogar interactivo (intercomunicado), con
servicios como e-working, e-learning, etc.
Ha sido el primer país en promover y realizar un estándar para el hogar
demótico: el CEBus (Consumer Electronic Bus), al que se han adherido mas de
17 fabricantes americanos (AT&T, Johnson, Tandy, Panasonic y otros).
En 1984 se lanza el Proyecto Smart House, originado por la Asociación
Nacional de Constructores (NAHB: National Association of Home Builders). El
principio esencial del Smart House es la utilización de un cable unificado que
sustituye a los distintos sistemas que pueden existir en una vivienda actual:
electricidad, antenas, periféricos de audio-video, teléfono, informática, alarmas,
etc.
La estrategia de marketing de la Domótica se ha desarrollado en varias
fases: inicialmente, las casas-laboratorio (2 en la ciudad de Washington), con
posterioridad las casas-prototipo (15 en distintos estados) y, en último término,
las casas de demostración (100, repartidas por todo el país). El precio medio
de la Domótica incorporada a estas viviendas representaba en torno al 2% del
coste total de la casa.
b) Japón
En Japón, los estudios oficiales hablan de un mercado domótico,
Se prevé que funcionen en el país ocho millones de instalaciones domóticas.
En la actualidad la orientación japonesa no es hacia el hogar interactivo (como
Estados Unidos), sino hacia el hogar automatizado.
La tendencia es incorporar al máximo de aparatos electrónicos de consumo
(equipos de audio, vídeo, TV, fax, etc.), pero sin conexión exterior.
La asociación más activa, en Japón, es la EIAJ (Electronic Industries
Association of Japan) con su proyecto de bus (Home Bus System).
En el principal proyecto de demostración, se realizó, una proyección
sociológica, en el tiempo, es decir, que la casa fue preparada para simular el
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modo de vida de la próxima generación. Esto produjo cierto rechazo popular en
un país con evoluciones sociológicas tan lentas.
c) Europa
En Europa, las iniciativas domóticas empezaron en el año 1984. Dentro
del programa Eureka, seis empresas europeas iniciaron el primer proyecto IHS
(Integrated Home System) que fue desarrollado con intensidad en los años
1987-1988 y que dio lugar al actual programa ESPRIT (European Scientific
Programme for Research & Development in Information Technology), con el
objetivo de continuar los trabajos iniciados bajo el Eureka.
El objetivo final es definir una norma de integración de los sistemas
electrónicos domésticos y analizar cuáles son los campos de aplicación de un
sistema de estas características. De este modo se pretende obtener un
estándar que permita una evolución hacia las aplicaciones integradas de la
vivienda.
El programa ESPRIT, patrocinado por la Comunidad Económica
Europea ha pasado ya por la primera fase (1989-1990), la segunda (1991-
1992) y actualmente se encuentra en la tercera fase.
A cada nueva fase del proyecto se han ido incorporando nuevas empresas y en
este momento podemos decir que se encuentran representados todos los
países de la CEE.
El desarrollo de la Domótica en Francia ha alcanzado un nivel realmente
satisfactorio. Además de los esfuerzos llevados a cabo en materia de
normalización, se han conseguido involucrar en este tema a asociaciones de
constructores, industria eléctrica y electrónica, informática, compañías
suministradoras de energía, etc.
Hay que hacer constar que la plena comercialización de un sistema de
videotexto interactivo (como es el caso del Minitel), ha permitido el desarrollo y
adaptación de muchos componentes a los sistemas demóticos.
En Francia, se han ido realizando importantes aportaciones prácticas
(Casa Lyon Panorama, proyecto HD2000, etc.).
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En España, la iniciativa más importante la están realizando las empresas
eléctricas, que vienen participando en acciones de investigación, promoción y
desarrollo de las viviendas domóticas y que tiene como finalidad dar a conocer
las características y el modo de funcionamiento de los elementos que
conforman un sistema demótico En esta línea de información y difusión se han
llevado a cabo diversas iniciativas y procesos de colaboración.
2.2.- BASES TEÓRICAS
2.2.1.- Domótica
Se entiende como tal la incorporación al equipamiento de nuestras
viviendas y edificios, una práctica intuitiva e innovadora tecnología que permita
gestionar de forma energéticamente eficiente, segura y confortable para el
usuario, los distintos aparatos e instalaciones domésticas tradicionales que
conforman una vivienda (la calefacción, la lavadora, la iluminación, etc.)
El usuario nota que tiene el control, y ese control lo ejerce mediante el
sistema para ahorrar o derrochar (yo controlo, yo decido). Podemos hacer que
una luz se encienda al abrir la puerta, o que se cierren automáticamente el gas
y el agua, se bajen las persianas y se apague la calefacción cuando activamos
la alarma al salir de casa, pero todo ello porque yo quiero, no porque el sistema
quiera (el usuario establece de forma intuitiva, centralizada y eficiente como
quiere que su hogar se automatice).
Para que un sistema pueda ser considerado inteligente ha de incorporar
elementos o sistemas basados en las Nuevas Tecnologías de la Información.
Generalmente, un sistema domótico dispondrá de una red de comunicación y
diálogo que permite la interconexión de una serie de equipos a fin de obtener
información sobre el entorno doméstico y, basándose en dicha red, hará de la
vivienda un entorno más funcional, inmediato y a medida de cada usuario.
Podemos considerar la Domótica como la utilización simultanea de
electricidad, electrónica e informática en la gestión técnica de las viviendas o
bien decir sencillamente que es el lenguaje mediante el cual el usuario y la
vivienda se comunican. Entendemos por gestión técnica la modificación, ya sea
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local o remota, de los parámetros de los servicios y funciones implementados
en la instalación.
Según el destinatario se puede hacer distintas definiciones:
Para el usuario: Aquella que permite una mayor calidad de vida a
través de la tecnología, ofreciéndole un aumento del bienestar y la
seguridad de los habitantes, a la vez de una reducción de las tareas
domésticas y una racionalización de los distintos consumos.
Para el técnico: Aquella que incluye agrupaciones automatizadas de
equipos normalmente asociadas por funciones, que disponen de la
capacidad de comunicarse interactivamente entre ellas a través de un
soporte de comunicación que las integra.
Al hablar del concepto de Domótica en sí, que estaría mucho más cerca de
un sistema de control que de un sistema de gestión, nos encontramos con dos
tipos de filosofía principales.
La primera es la filosofía de los sistemas domóticos restringidos, que
llamamos así porque no permiten utilizar los mecanismos (interruptores,
pulsadores, etc.) que desee el usuario, sino que limitan el abanico de
posibilidades de elección a los modelos y marcas que son compatibles con sus
sistemas, en este grupo nos podemos encontrar con las grandes marcas
eléctricas. Los magnates del mercado eléctrico en Europa, que no potencian ni
imaginan verdaderas soluciones domóticas a la vida cotidiana, aunque
camuflen su dejadez o falta de imaginación en teóricos estándares de
comunicación europeos y otras especies, posiblemente porque su mercado y
facturación siguen estando en el lado eléctrico de la vida, no en el electrónico.
Al otro lado está la otra filosofía, la que dice tú pon lo que quieras y yo te lo
controlaré, con esta filosofía es con la que trabajan los fabricantes del país de
la Domótica, USA (o Home Automation como ellos lo llaman). Estos sistemas
controlan todo lo que se instala en las viviendas y es susceptible de ser
controlado. Toldos, persianas, electro-válvulas, luces, puertas automáticas,
aires acondicionados, televisores, videos, equipos de música, DVD, y ese largo
etcétera de equipos, electrodomésticos y sistemas con los que convivimos día
a día.
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a) Beneficios
Los beneficios que aporta la Domótica son múltiples, y se podría afirmar
que cada día surgen nuevos. Por ello los agruparemos en los siguientes
apartados:
El ahorro energético gracias a una gestión tarifaria e "inteligente" de los
sistemas y consumos.
La potenciación y enriquecimiento de la propia red de comunicaciones.
La más contundente seguridad personal y patrimonial.
La tele-asistencia.
La gestión remota (vía teléfono, radio, Internet, etc.) de instalaciones y
equipos domésticos.
Aumento del bienestar y en definitiva, del confort.
b) Aplicaciones
La Domótica busca el aprovechamiento al máximo de la energía y luz
solar adecuando su comportamiento a nuestras necesidades.
Las posibles aplicaciones son innumerables dadas las posibilidades de
la Domótica, podemos decir tranquilamente que las posibilidades son tan
extensas como puedan ser las pretensiones de los propios usuarios, por ello
trataremos de agruparlas en las más comunes:
En el ámbito del ahorro energético:
Programación y zonificación de la climatización: El usuario personaliza a
qué hora y que zonas de la vivienda desea que estén gestionadas por el
control central.
Racionalización de cargas eléctricas: desconexión de equipos de uso no
prioritario en función del consumo eléctrico en un momento dado.
(Reduce la potencia contratada).
Gestión de tarifas, derivando el funcionamiento de algunos aparatos a
horas de tarifa reducida.
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En el ámbito del nivel de confort:
Control de todos los dispositivos instalados y operativos desde un
dispositivo central simplificando su gestión y optimizando su uso.
Apagado general de todas las luces de la vivienda.
Automatización del apagado/encendido en cada punto de luz. La forma
de encender y apagar la iluminación de la vivienda puede ser
automatizada y controlada de formas complementarias al control
tradicional a través del interruptor clásico. Se puede en esta manera
conseguir un incremento del confort y ahorro energético.
La iluminación puede ser regulada en función del nivel de
luminosidad ambiente, evitando su encendido innecesario o adaptándola
a las necesidades del usuario. La activación de ésta se realiza siempre
cuando el nivel de luminosidad pasa un determinado umbral, ajustable
por parte del usuario. Esto garantiza un nivel de iluminación mínima, que
puede ser especialmente útil para por ejemplo un pasillo o la iluminación
exterior.
La iluminación puede ser activada en función de la presencia de
personas en la estancia. Se activa la iluminación cuando un sensor
detecta presencia. Esto garantiza una buena iluminación, por ejemplo
zonas de paso como pasillos. Asegura que luces no se quedan
encendidas en habitaciones cuando no hace falta.
Regulación de la iluminación según el nivel de luminosidad del ambiente.
Automatización de todos los distintos sistemas/ instalaciones / equipos
dotándolos de control eficiente y de fácil manejo. El hecho de que los
sistemas de la vivienda se pueden programar ya sea para que realicen
ciertas funciones con sólo tocar un botón o que las lleven a cabo en
función de otras condiciones del entorno (hora, temperatura interior o
exterior, etc.) produce un aumento del confort y un ahorro de tiempo.
Integración del portero al teléfono, o del video-portero al televisor. La
señal de audio y control del portero automático se puede integrar en la
red de telefonía interior de la vivienda, para permitir utilizar el teléfono en
lugar de la habitual consola de control de esta instalación.
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Cualquier llamada desde el portero automático puede ser
atendida desde un terminal telefónico, entablando conversación con la
persona visitante y, si es preciso, abrirle la puerta. La señal de vídeo y
control del video-portero automático se puede integrar en la red de
televisión de la vivienda y edificio, para permitir utilizar el televisor en
lugar de la habitual consola de control de esta instalación. Cualquier
llamada desde el video-portero automático puede ser atendida desde el
televisor, reconociendo la persona visitante y, si es preciso, abrirle la
puerta mediante el propio mando a distancia del televisor (u otro de uso
específico).
Opcionalmente, y cuando no hay nadie en la vivienda, podría
pensarse en desviar la llamada desde el portero automático a un número
telefónico, simulando la presencia de un usuario en casa o abrirle la
puerta de acceso de la calle por ejemplo a un mensajero.
El riego automático es una aplicación muy utilizada por la gente que vive
en viviendas unifamiliares. El riego puede ser gestionado por un
controlador que normalmente se limita a regar según la programación
horaria. Pero el riego puede ser más desarrollado y avanzado que eso.
Puede ser activado de forma automática según programación horaria,
pero también según la humedad en el césped, el día de la semana o
cualquier otro valor. Además si el riego está integrado en el sistema de
Domótica se puede controlar el riego de forma remota o según otros
eventos como incendios o robos.
En el ámbito de la protección personal y patrimonial:
Detección de un posible intruso: En caso de intruso el control central se
encarga de hacer saltar las alarmas, a la vez que avisa al propietario del
inmueble y a las autoridades.
Simulación de presencia: Gestión del control de acceso y control de
presencia, así como la simulación de presencia.
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Detección de conatos de incendio, fugas de gas, escapes de agua:
Mediante el nodo telefónico es posible desviar la alarma hacia los
bomberos, policías y hospitales.
Servicios de información, tele-compra, tele-banco, alerta médica (Tele-
asistencia), etc. Para ciertos colectivos estos servicios pueden ser de
gran utilidad (por ejemplo, unidades familiares donde ambos cónyuges
trabajan) ya que producen un ahorro de tiempo.
Se puede detectar averías en los accesos, en los ascensores, etc.
En el ámbito de las comunicaciones.
Control Remoto.
Dentro de la vivienda: a través de un esquema de comunicación con los
distintos equipos (mando a distancia, bus de comunicación, etc.).
Reduce la necesidad de moverse dentro de la vivienda, este hecho
puede ser particularmente importante en el caso de personas de la
tercera edad o personas con discapacidad.
Fuera de la vivienda: supone un cambio en los horarios en los que se
realizan las tareas domésticas (por ejemplo: la posibilidad de que el
usuario pueda activar la cocina desde el exterior de su vivienda, implica
que previamente ha de preparar los alimentos) y como consecuencia
permite al usuario un mejor aprovechamiento de su tiempo.
Transmisión de alarmas.
Intercomunicaciones entre las habitaciones.
Telefonía IP.
Las comunicaciones de voz por Internet utiliza la conexión a
Internet como red de transporte de los datos, para realizar una
comunicación VoIP (Voice Over IP). Se puede realizar las llamadas
desde el ordenador personal hasta otro PC remoto o bien hasta
cualquier tipo de teléfono, basta con disponer de un PC, conexión a
Internet, un equipo multimedia (altavoces y micrófono) y el software
necesario para ello. Pero también existe la posibilidad de integrar, o
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hasta sustituir la telefonía tradicional con la telefonía IP. Como terminal
para realizar las llamadas se puede utilizar por parte del que tiene
contratado el servicio:
El PC, aprovechando los altavoces y micrófonos internos o externos.
El PC, con un teléfono especial conectado al puerto USB.
Un teléfono normal conectado a un hub que a su vez está conectado a
un router.
Un Teléfono o SmartPhone dotado de tecnología WiFi que directamente
integra el software de telefonía IP.
Tal vez la ventaja más tangible para los usuarios finales radique en el
método de facturación de estas llamadas. Mientras que las operadoras
telefónicas tradicionales suelen tarificar las comunicaciones según la
distancia y el tiempo de conexión, el coste de una llamada por Internet
puede no depender de la lejanía del interlocutor. Pero aun siendo
dependiente de su destino, la comunicación tendrá siempre un valor
considerablemente más reducido que el de una llamada telefónica habitual,
pudiendo en algunos casos ser gratis.
c) Características de los sistemas Domóticos
Para valorar el grado de inteligencia de un edificio se han de tener en
cuenta diversas variables observables tanto en sus sistemas automatizados
como en su estructura. La medida en que se contemplan estas variables nos
permitirá decidir si un edificio es inteligente o sencillamente dispone de
funciones automatizadas y los podemos clasificar en tres grandes niveles:
Sistema Técnico.
Usuarios del edificio.
Diseño arquitectónico.
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Sistema Técnico
Este grupo lo componen cuatro variables destacables:
La integración de servicios y sistemas es la convergencia de todas las
estructuras en un solo equipo controlador. De esta variable depende la
rapidez y eficacia del control del edificio.
La flexibilidad es la capacidad de añadir nuevos servicios y elementos a los
sistemas existentes y en funcionamiento. Un edificio inteligente ha de prever
que sus usuarios tendrán nuevas necesidades en el futuro y debe tener un
margen de aceptación de nuevos elementos que ayuden a cubrir dichas
necesidades sin tener que rediseñar completamente la instalación (con la
consiguiente dificultad a nivel técnico y económico que eso pueda suponer).
Otro rasgo característico de un sistema domótico es la capacidad de re-
programación del mismo. El sistema técnico debe permitir modificar los
parámetros de cada dispositivo de acuerdo con las exigencias y
necesidades del usuario. Por ejemplo, el sistema de iluminación debe
permitir cambiar la intensidad de las lámparas o el sistema de control de
temperatura regular la calefacción.
La compatibilidad de formatos de información es imprescindible para tener
una buena interacción entre los automatismos ya que cada uno de ellos
emite un tipo de señal propio que no tiene por qué ser necesariamente el
mismo al resto de dispositivos conectados. Hay dos tipos de señales: digital
y analógica; pero además podemos encontrar diferentes medios físicos para
transmitirlos en una misma instalación: a través de un cable denominado
bus (el más común entre los sistemas domóticos), mediante señales en
información útil para el controlador se utilizan acondicionadores de señales
que transforman la señal propia del dispositivo de forma que sea compatible
con la señal del controlador central.
Usuarios del edificio
Estas características pertenecen al orden social y cultural en la relación
casa/usuario. Serán todas aquellas que se orienten a mejorar una serie de
condiciones:
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Mejora de la calidad de vida.
Seguridad de los habitantes y los bienes del inmueble.
Facilidad de comunicación entre las personas.
Mejora en la realización de las tareas destinadas a los usuarios.
Optimización de los recursos energéticos.
Diseño arquitectónico
A la hora de abordar una instalación domotizada hace falta tener en
cuenta diversas exigencias económicas, ambientales, normativas, etc. Ya que
el diseño de un edificio o una vivienda abarca muchas cuestiones. En este
punto simplemente tendremos en cuenta algunas de las características de las
instalaciones automatizadas.
La normalización es un factor que hoy por hoy se encuentra en proceso
de desarrollo, hay que tener en cuenta que a pesar de las innovaciones
aparecidas, la Domótica es una área relativamente nueva los órganos que
dictan la normativa a seguir han ido creando leyes a medida que se hacía
necesario. También debemos tener en cuenta que la legislación es variable
según la zona geográfica y cambia en función de los progresos de la
tecnología.
El diseño de espacios comunes, es decir, aquellos que comparten los
usuarios del edificio (pasillos, recibidores, habitaciones, servicios, etc.) han de
tener en cuenta su naturaleza en cuanto a iluminación, calefacción, control de
acceso, etc.
También hay que prestar atención a las canalizaciones a la hora de
diseñar el edificio, tanto para los cables de alimentación eléctrica como para las
señales de audio, video, teléfono, etc. Hay que realizar los aislamientos
convenientes y prevenir los accesos a las instalaciones eléctricas para
posibilitar su mantenimiento.
Ya que el ahorro energético es uno de los objetivos primordiales de la
Domótica, es necesaria una dedicación especial en el aislamiento, reduciendo
los coeficientes de pérdida de temperatura. Mediante puertas y ventanas
23
podemos regular la ventilación pero no conviene olvidar aquellos accesos
exteriores de apertura automática, como ahora la puerta principal o la del
garaje.
2.2.2.- Sistemas de control
En cierto sentido, el sistema de control que gobierna una vivienda o un
edificio automatizado es equiparable al cerebro humano (evidentemente, el
grado de inteligencia de un sistema de control artificial es muy inferior al de uno
humano, pero podemos establecer ciertos parecidos fundamentales que nos
servirán para definir los sistemas de control artificiales).
En un edificio automatizado tendríamos un ordenador central en lugar de
un cerebro humano, las señales de entrada vendrían dadas por los sensores y
las señales de salida transmitirían a los actuadores las decisiones tomadas por
el ordenador.
La definición científica para un sistema de control es aquel que integrado
en un escenario dinámico es capaz de realizar unas actuaciones en función de
unas variables ambientales denominadas de entrada, modificando una serie de
variables de salida y que, además, debe permitir actuar sobre el mismo sistema
de control modificando su comportamiento mediante otras variables
denominadas consigna.
a) Evolución de los sistemas de control
Aumentar el confort y la productividad en los edificios es una máxima
presente a las tendencias actuales del mercado. Las pretensiones del
propietario del inmueble hacen que la industria mantenga una evolución
continua aplicando todos los avances de la ciencia. No debemos dejar a un
lado la contribución de las necesidades domésticas en potenciar dicha
evolución. A continuación podemos ver en una tabla los factores más
relevantes que han propiciado esta alza de la industria.
24
Cuadro1: Factores que afectan al desarrollo de los sistemas de control
A los edificios A los hogares
Elevación de la exigencia de
productividad a les empresas
Seguridad de las personas y sus
bienes
Encarecimiento de los costes
energéticos
Incorporación de la mujer al mundo
laboral
Voluntad de reducción de los costes de
operación y mantenimiento Aumento del tamaño de los hogares
Seguridad de les personas y las
instalaciones
Actitud positiva frente las nuevas
tecnologías
Mejora del ambiente laboral Mejora del ambiente doméstico
Aumento del tiempo destinado al ocio
Fuente: Elaboración propia
La evolución de los sistemas viene marcada por la evolución electrónica
e informática. A finales de la década de los cincuenta, el uso del transistor a los
ordenadores marcará el inicio de la fabricación de equipos cada vez más
pequeños, rápidos y versátiles que permitirán satisfacer las necesidades del
usuario.
Diez años más tarde apareció el circuito integrado que posibilitará la
fabricación de diversos transistores en una única pastilla de silicio.
A principio de la década de los ochenta aparece el ordenador personal. El uso
de microprocesadores se extiende y su coste se reduce considerablemente.
Ya en los noventa aparecerán los primeros sistemas de control con
tipología de bus y es a partir de aquí donde los sistemas de control empiezan a
evolucionar de forma similar a la de los ordenadores personales; ya no es
importante que el sistema controle bien los equipos sino que se exige que
25
además el sistema de control sea capaz de mostrar de forma sencilla los
centenares o miles de datos con los que opera.
Con la aparición de los sistemas operativos de interfaz gráfica como
Windows 3.x, Windows'95 y sucesivos, los sistemas se convierten en una
herramienta fácil y práctica de usar para un operario.
2.2.3.- Servicios y funciones
Las prestaciones, servicios y funciones de un sistema domótico las
podemos ubicar en cuatro grandes bloques:
Gestión de la energía.
Seguridad.
Confort (automatismos)
Comunicaciones.
a) Gestión de la energía
La gestión eléctrica del hogar es uno de los argumentos más antiguos para
la implementación de la Domótica. Varias de estas funciones son de gran
importancia para la administración pública, los proveedores de servicio y el
usuario final.
Los servicios de control y gestión de energía se encargan de racionalizar los
diferentes consumos energéticos domésticos en función de diferentes criterios
(ocupación de espacios, tarifa, potencia contratada, etc.). Algunas de sus
funciones son:
Desconexión selectiva de cargas eléctricas: cuando la demanda de
energía eléctrica es superior a la potencia contratada se desconecten
algunos equipos o instalaciones, previamente seleccionados, para evitar
la interrupción del suministro.
Limitación de la activación o funcionamiento de ciertos circuitos como
por ejemplo:
Limitación de la iluminación exterior en función del grado de luminosidad
exterior combinado con la presencia de personas.
26
Desconexión de la calefacción o del aire acondicionado si hay ventanas
abiertas.
Programación de la puesta en marcha de ciertos equipos de potencia
(lavadora, lavavajillas, calentador de agua, etc.) dentro del horario
adecuado.
Zonificación de la climatización: La climatización o calefacción podrá
funcionar según los horarios, los niveles de temperatura deseados u
otros criterios posibles. La forma más básica de controlar la climatización
de una vivienda es la conexión o desconexión de todo el sistema de
climatización. Se puede realizar esto según una programación horaria,
según presencia de personas en el hogar o de forma manual.
Con estos modos de funcionamiento el sistema sólo garantiza el
establecimiento de una temperatura de consigna única para toda la
vivienda, de forma parecida a la existencia de un termostato de
ambiente convencional. Sin embargo se puede hacer muchísimo más
para alcanzar un alto nivel de confort y ahorrar energía.
Cada zona definida en la vivienda tiene requisitos de uso o
condiciones térmicas distintas, que hacen conveniente ser gestionadas
de forma independiente. Esta gestión por zonas puede realizarse
siguiendo una misma programación para cada una de ellas, o bien ser
controlarlas de forma independiente, incrementando, con ello, las
posibilidades de uso y confort para el usuario.
Los criterios seguidos para definir una zonificación de la vivienda pueden
ser variados. De entre los posibles, los más habituales son los dos siguientes:
El uso dado a las dependencias, creando lo que se denomina como
zona día (uso habitual durante el día como el comedor, el salón, etc.) y
zona noche (habitualmente limitada a las habitaciones).
La orientación de la vivienda, considerando los aportes energéticos
solares, creando las dos zonas siguientes: zona norte (estancias no
expuestas a la radiación solar) y zona sur (con incidencia solar).
27
Información estadística de consumos y costes del agua, gas y
electricidad.
Cuadro 2: Funciones del control energético
Regulación Para mantener unos valores dentro de
unos valores prefijados a priori.
Programación
Capacidad de modificar los valores
anteriormente citados en un intervalo
de tiempo.
Optimización
Realizar un diseño a partir de todas las
variables y condiciones para asegurar
un coste mínimo para el usuario.
Desconexión
Para parar un aparato en caso de que
su funcionamiento suponga un coste
superior al adecuado o comprometa la
estabilidad del sistema.
Seguridad
Intervención del sistema en caso de
peligro de sobrecarga para evitar que
se funda el tendido eléctrico u otros
perjuicios.
Fuente: Elaboración propia
Racionalización de cargas eléctricas
Cuando la demanda de energía eléctrica es, en un momento
determinado, superior a la potencia contratada, el sistema domótico puede
desconectar una o varias líneas o circuitos eléctricos (en los que se encuentran
conectados equipos de uso no prioritario y de significativo consumo eléctrico),
con la finalidad de evitar que se interrumpa el suministro a la vivienda por
actuación de las protecciones, en concreto, por actuación del interruptor de
control de potencia y magneto-térmico (ICPM).
28
Esta aplicación es especialmente interesante cuando existe una
electrificación importante en la vivienda, por ejemplo, cuando se dispone de
calefacción eléctrica por suelo radiante y techo de apoyo, termo eléctrico para
agua caliente sanitaria, etc.
Aparte del beneficio descrito con anterioridad, esta aplicación permite
también reducir la potencia contratada por el usuario, reduciendo, a su vez, el
término fijo de potencia y el coste mensual de la factura eléctrica. Y el
proveedor de energía puede evitar los principales picos en las redes de
suministro.
Gestión de tarifas
Existen ciertos equipos domésticos cuyo uso puede derivarse a horas
distintas a las habituales, sin afectar al ritmo de vida de los usuarios.
b) Seguridad
Las aplicaciones de seguridad contemplan tanto la seguridad de las
personas como la seguridad de los bienes materiales. Hay que destacar el
sistema anti-intrusión, en el cual existen dos tipos:
Protección perimetral: Protege de accesos a la parcela y a la misma
vivienda a través de puertas y ventanas. Principalmente se utiliza
barreras infrarrojas de exterior en vallas, el jardín y ventanas y
puertas; y sensores de contacto magnético de puerta/ventana y
sensores de rotura de cristal.
Protección del interior: Protege de intrusión dentro de la misma vivienda.
Se utiliza normalmente sensores de detección de movimiento con
tecnologías infrarroja y ultrasónica.
La alarma técnica consiste en un conjunto de detectores (incendio, gas,
CO, inundación, etc.) que en caso de producirse fuegos o escapes de fluidos,
posibles errores en la instalación o mal uso involuntario detectan la anomalía y
proceden al corte del suministro mediante la válvula de fluidos, la desconexión
29
de los circuitos eléctricos y otras actuaciones previstas. También pueden
configurarse para que den un aviso de entre los siguientes:
Local: sirenas, timbres, luces, mensajes hablados etc.
Remoto: a las Centrales Receptoras de Alarmas y/o al usuario final
directamente, a través del teléfono convencional, móvil, correo
electrónico o similar.
Además la casa puede estar preparada para actuar
automáticamente según la alarma, adicionalmente del aviso, como por
ejemplo:
Si hay un escape de agua corta el suministro de agua con la electro-
válvula de agua.
Si hay un escape de gas corta el suministro de gas con la electro-
válvula de gas.
Si hay humo puede subir o bajar persianas según necesidad pre-
programada.
También pueden avisar de fallo de suministro eléctrico, fallo de línea
telefónica, etc. Y con algunos sistemas modernos se puede realizar una
re-configuración automática para volver a activar algunos sistemas.
La simulación de presencia consiste en la activación aleatoria de
algunos elementos como la iluminación y las persianas en los
periodos en que la vivienda no está ocupada, creando una sensación
de actividad en su interior.
Las alarmas personales; existen dos tipos de alarmas personales
destinadas al hogar personal:
- Aviso SOS o pánico: se utiliza en casos de emergencias graves
tipo en casos que hay intrusos, de robo o ataques personales
realizados dentro o justo fuera de la vivienda.
- Avisos de asistencia: se utiliza para llamar la atención de
necesidad de asistencia personal principalmente para personas
de tercera edad o gente discapacitada.
30
Las interfaces suelen ser botones en las mismas centrales de
seguridad o botones en los llaveros, y para avisos de asistencia hay
pulsadores de forma reloj o colgante que manda una señal vía radio en
caso de caída o al encontrarse mal.
Las centrales muchas veces tienen sistemas de habla escucha
que permite realizar una conversación con el que ha avisado o por lo
menos escuchar lo que pasa en la vivienda.
Sistema de monitorización personal (video-vigilancia)
Cualquier sistema de seguridad, esté o no homologado, puede ser
instalado en una vivienda y configurado para que avise directamente al
usuario o propietario de la misma. En este caso es el propio usuario
quien gestiona que hacer en caso de que se produzca un evento en la
vivienda. En España, según su legislación vigente, el usuario podrá
instalar cualquier tipo de sistema de seguridad y configurarlo para que le
avise a él directamente, siempre y cuando no instale sirenas exteriores
que perjudiquen a sus vecinos.
Cada vez más están saliendo al mercado productos o sistemas
que pueden ser configurados para avisar directamente al usuario final.
Además suelen incorporar la opción de darse alta en una Central
Receptora de Alarmas y según el tipo de evento, avisar a uno o a
ambos.
Adicionalmente se utilizan cámaras de seguridad que pueden ser
consultadas y/o grabadas remotamente o de forma local para
posteriormente identificar a los intrusos. Las cámaras de vigilancia
pueden ser cámaras convencionales analógicas que están cableadas a
una central capaz de tratar la imagen para acceso local o a través de
Internet (video servidores con o sin IP). O cada cámara puede tener
conexión a Internet (cámaras IP) para el acceso directo a la cámara a
través de Internet o para incluir la imagen en otra interfaz global del
control y la vigilancia de la casa.
31
En las familias modernas normalmente ya no hay una persona
con la responsabilidad global del hogar en la casa todo el día. Y muchas
veces cuando no estamos en casa nos gustaría saber lo que está
pasando por ejemplo cuando llega la asistenta, lo que hace la muchacha
con nuestros hijos, si han llegado los niños del colegio, lo que hacen los
niños cuando les dejamos solos en la casa por la noche, entre otras
actividades; estructurados, podemos definir estas alarmas emocionales
como ejemplo:
Avisos de actividades: como la llegada o salida de terceros (asistenta,
muchacha, jardinero, fontanero, etc.) o de los familiares (hijos, padres,
etc.) a la vivienda.
Avisos de ausencia de actividad: si se queda alguien en la vivienda
(niños, ancianos, etc.) sin realizar ninguna actividad en un determinado
intervalo de tiempo, algo que puede ser una indicación de que ha
pasado algo, como una caída o similar, o que una persona mayor no se
ha levantado por la mañana.
El tipo de aviso se puede se puede estructurar en dos tipos:
Mensajes de texto o hablados, guardados en la misma central, o avisos
en tiempo real a teléfonos fijos, móviles, correo electrónico (e-mail), etc.
que avisan de la conexión o desconexión de la alarma, accesos a zonas
específicas, etc.
Mensajes con imágenes enviados como MMS, o mediante la tecnología
digital streaming, al móvil o por correo electrónico, o películas grabadas
guardadas en el video, PC, según programación horaria o según los
eventos dentro de la casa.
Adicionalmente podemos monitorizar la vivienda en tiempo real de
forma local a través de la televisión, PC o similar o remotamente a través
de Internet para ver las actividades que ocurren dentro del hogar con
cámaras distribuidas por distintas zonas y habitaciones la casa.
32
c) Confort (automatismos)
El campo de automatización de sistemas e instalaciones eléctricas es muy
amplio, dependiendo de las necesidades e ideas del usuario, como más
significativos destacamos:
Accionamiento automático de persianas para evitar los efectos
atmosféricos (viento, lluvia, nieve, etc.) sobre estos elementos para
limitar sus pérdidas térmicas.
Accionamiento automático de la iluminación en función del nivel de
iluminación y de la presencia de personas.
Centralización y supervisión de la información del estado de los sistemas
instalados.
Posibilidad de agrupar un conjunto de acciones en una sola orden. Por
ejemplo: apagar todas las luces, cerrar las persianas y cortar el
suministro de agua, gas y poner el sistema de alarma en estado de
vigilancia con un mismo interruptor con llave.
Utilización de mandos a distancia para las diferentes instalaciones.
d) Comunicaciones
Los servicios y aplicaciones de comunicaciones contemplan el intercambio
de mensajes entre personas y equipos dentro del mismo hogar y desde el
hogar hacia el exterior, algunos de estos servicios son:
Telefonía con central automatizada que permite realizar funciones como:
telefonía IP, interfonía, números abreviados, números prohibidos y
autorizados, conversaciones a tres, llamada en espera, hilo musical, etc.
Aviso telefónico de alarmas.
Mantenimiento y control del sistema domótico a distancia.
33
2.2.4.- Tipos de sistemas domóticos
En un sistema domótico la interacción con el entorno físico del sistema
es un factor muy importante. En el desarrollo de un sistema domótico es
necesario establecer mecanismos para que pueda extraer información del
entorno y realizar acciones sobre él. Por otra parte, hay que destacar que un
aspecto importante de los sistemas domóticos es la integración de los distintos
tipos de servicios que debe ofrecer: automatización, seguridad,
comunicaciones, multimedia, etc. y para ello se valdrá tanto de elementos
hardware (sensores, actuadores, cableado...) como de software (video bajo
demanda, mensajería electrónica, etc.).
Por todo esto, es necesario un lenguaje de modelado específico que
tenga en cuenta estas características y proporcione a los usuarios un sistema
mediante el cual añadan de forma cómoda, eficiente y económica solución a
sus necesidades. Aquí destacaremos los sistemas más extendidos y las bases
de su funcionamiento.
1) Sistema X-10
Entre 1.976 y 1.978 se desarrolló la tecnología X-10 en Glenrothes,
Escocia, por ingenieros de la empresa Pico Electronics Ltd; en la actualidad se
distribuye X-10 en los cinco continentes, siendo su principal mercado los
Estados Unidos. Durante los últimos 15 años se han vendido más de 150
millones de equipos X-10. Desde que empezó su comercialización en 1.978,
millones de instalaciones en todo el mundo avalan este sistema técnicamente
conocido por Power Line Carrier (corrientes portadoras), su funcionamiento se
basa en la utilización de la red eléctrica existente en cualquier tipo de edificio,
ya sea casa u oficina, como medio físico para la comunicación interna de los
distintos componentes del sistema domótico.
Sus más de 25 años de experiencia, con millares de instalaciones
realizadas en España, la multitud de fabricantes que asegura una amplia gama
de productos, continuidad de la tecnología y el importante hecho de no tener
que realizar obras de infraestructura para cableados especiales, son suficientes
34
motivos para recomendar este sistema domótico Domótica destinado para
apartamentos, oficinas y locales, tanto de nueva como de antigua construcción.
Pero además, combinando múltiples productos de dilatada y probada
experiencia, se puede lograr un sistema domótico de altas prestaciones y baja
inversión. Su instalación y configuración es tan sencilla que el propio usuario
puede configurar las aplicaciones que desee en cada momento entre una
amplio abanico de funciones.
Gracias a la flexibilidad que supone el ser un sistema escalable, resulta
todo un interesante y nuevo mundo de bricolaje tanto en seguridad doméstica
como en confort, ahorro energético, comunicación e incluso ocio, pudiendo
manejar a distancia el DVD, las fotos, vídeos y canciones mp3 almacenadas en
nuestro PC para visionarlas en el home cinema de nuestro salón.
La red eléctrica para X-10 sería el equivalente al Bus de otros sistemas
como EIB o LonWorks, claro está, salvando las distancias.
X-10 es el estándar con mayor implantación en el mercado domótico de
corrientes portadoras. La filosofía fundamental de diseño X-10 es que los
productos pueden interrelacionarse entre ellos y la compatibilidad con los
productos anteriores de la misma gama, es decir, equipos instalados de hace
20 años siguen funcionando con la gama actual.
El sistema X-10 ha sido desarrollado para ser flexible. Se puede
empezar con un producto en particular, por ejemplo, un mando a distancia, y
expandir luego el sistema para incluir la seguridad o el control con el
ordenador, siempre que desee, con componentes fáciles de instalar y no
requieren cableados especiales.
X-10 es el lenguaje de comunicación que utilizan los productos
compatibles X-10 para hablarse entre ellos y que le permiten controlar las luces
y los electrodomésticos de su hogar, aprovechando para ello la instalación
eléctrica existente de 220V de su casa, y evitando tener que instalar cables.
Los productos de automatización del hogar X-10 están diseñados para
que puedan ser instalados fácilmente por cualquier persona sin necesidad de
conocimientos especiales.
El sistema X-10 proporciona a los usuarios todo lo que necesitan:
35
Conectar y funcionar (Plug & Play).
Facilidad de manejo.
Confort y diversión.
A los instaladores:
Soluciona problemas economizando proyectos.
Flexibilidad, modularidad, capacidad de crecimiento.
Rehabilitación de casas, optimizando recursos con X-10.
Soluciones inteligentes.
A los promotores:
Instalar un sistema domótico potencia la imagen de empresa innovadora
y de futuro.
Porque tiene la posibilidad de desmarcarse de su competencia, sin que
le suponga grandes costos.
Porque por muy poca inversión puede ofrecer grandes beneficios al
usuario.
¿Cómo funciona?
Los equipos X-10 poseen dos ruedas las cuales son utilizadas
para la configuración en la red eléctrica, la primera es de color rojo y
representa el código de la casa, está identificada con las letras de la A a
la P y la segunda marcada de color negro representa el número del
módulo o numérico que corresponde a dicho dispositivo. Cada
dispositivo tiene su propia dirección única que el usuario escoge rodando
los dos diales en el dispositivo. Si dos actuadores tienen los mismos
códigos de casa y numérico, ejecutarán simultáneamente las órdenes
procedentes por la red eléctrica. Si a dos detectores de presencia X-10
se les asigna los mismos códigos, cosa que puede resultar útil para
encender las luces de escalera desde dos plantas distintas por ejemplo,
mandarán la misma orden. Hay 256 combinaciones, así que puede
extender su instalación hasta 256 puntos de control X-10.
En HAL2000 (otro tipo de sistema del que hablaremos más
adelante) encontraremos los mismos diales que aparecen en los
36
módulos X-10, por lo que lo único que cambiará a la hora de su
identificación será que aquí los diales los gira con el puntero del ratón.
Lleva sólo un par de segundos hacerlo: el usuario define un
nombre para el dispositivo (usará este nombre al dirigir el sistema por
voz), le pone el código correspondiente, prueba el dispositivo en tiempo
real, y puede asignar el dispositivo a un grupo para que pueda operar un
rango entero de dispositivos y luces incluso con una sola orden. Puede
agregar nuevos dispositivos o puede renombrar los existentes todas las
veces que el usuario quiera, fijar su funcionamiento a lo largo de las
horas de un día, una semana, etc.
Las corrientes portadoras funcionan aprovechando la onda que
genera la corriente alterna. Las transmisiones de datos se sincronizan en
el paso del cero a la corriente continua. De esta forma se genera una
serie de códigos formada por el 1 y el 0.
Tipos de dispositivos X-10
Como los sensores de un sistema domótico transmiten órdenes
mientras que los actuadores las reciben; por este motivo X-10 hace una
clasificación y asigna a sus dispositivos unos logos para identificar su
función, son los siguientes:
Transmisores: Estos transmisores envían una señal especialmente
codificada de bajo voltaje que es superpuesta sobre el voltaje del
cableado. Un transmisor es capaz de enviar información hasta 256
dispositivos sobre el cableado eléctrico. Múltiples transmisores pueden
enviar señales al mismo módulo.
Receptores: Como los receptores y transmisores pueden comunicarse
con 256 direcciones distintas. Cuando se usan con algunos
controladores de computadoras, estos dispositivos pueden reportar su
estado.
Bidireccionales: Estos dispositivos toman la señal enviada por los
dispositivos transmisores. Una vez que la señal es recibida el dispositivo
responde encendiéndose (ON) o apagándose (OFF). Los receptores
37
generalmente tienen un código establecido por el usuario para indicar la
dirección del dispositivo. Múltiples dispositivos con el mismo código
pueden co-existir y responder al mismo tiempo dentro de una misma
casa.
Los dispositivos bidireccionales, tienen la capacidad de responder
y confirmar la correcta realización de una orden, lo cual puede ser muy
útil cuando el sistema X-10 está conectado a un programa de ordenador
que muestre los estados en que se encuentra la instalación Domótica de
la vivienda. Este es el caso del programador para PC.
Inalámbricos: Una unidad que permite conectarse a través de una
antena y enviar señales de radio desde una unidad inalámbrica e
inyectar la señal X-10 en el cableado eléctrico (como los controles
remotos para abrir los portones de los garajes). Estas unidades no están
habilitadas para controlar directamente a un receptor X-10, debe
utilizarse un módulo transceptor.
Dispositivos X-10
Llegado este punto hemos realizado una selección con algunos
módulos de tipología X-10 actualmente en el mercado y que están
destinados a satisfacer algunas de nuestras necesidades:
Módulo para lámparas: el módulo de lámpara básico, forma parte de
cualquier sistema de Domótica, es un receptor de señales X-10 que va
enchufado a la red y permite el control de encendido y apagado así
como atenuar la luminosidad de una lámpara. Soporta una intensidad de
40w a 300 w. Tan sencillo como conectarlo en el enchufe actual de la
lámpara, y luego esta se conecta al módulo.
Módulo de aparato: permite enchufar cualquier electrodoméstico para
controlarlo con este dispositivo. El módulo de Domótica para aparatos es
similar al de lámpara pero permite intensidades de hasta 2500w y por el
contrario no lleva atenuador. Puede ser activado remota o localmente, es
decir en el mismo enchufe o a distancia.
38
Módulo para casquillo: permite controlar bombillas directamente de hasta
100Watios. Es el módulo domótico de lámpara que se enrosca
directamente en el casquillo de la bombilla. Controla el encendido de
cualquier luz ya sea de interior o de exterior, y solo basta con enroscar el
módulo en el lugar donde antes estaba la bombilla. El módulo es de tipo
encendido y apagado.
Módulo universal: módulo que controla el encendido y apagado de
aparatos de bajo voltaje o contactos sin tensión por medio de un relé.
Módulo receptor de radio-frecuencia: es uno de los componentes más
importantes que podemos encontrar por parte de la Domótica, ya que
recibe las señales de los mandos a distancia y envía las órdenes
correspondientes para encender y apagar luces y aparatos.
Módulo receptor universal: este módulo se conecta directamente al PC.
Este receptor tiene una antena externa de doble fijación y un cable de 2
metros, que permite colocarlo donde nos sea más idóneo o donde haya
mejor recepción.
Módulo transmisor: este módulo envía las ordenes de encendido y
apagado. Es tan pequeño que se instala dentro de las cajitas de los
interruptores actuales. Gracias a este tamaño, no hace falta cambiar
todos los interruptores de la casa.
Módulo en aparato: este módulo puede controlar hasta 2000w en
lámparas y 3600w en cargas resistivas. Este módulo se instala detrás
del enchufe que se quiere controlar, quedando totalmente oculto y
conservando los mismos mecanismos existentes. Es muy seguro para
los niños, ya que se puede tener la corriente cortada en todos aquellas
tomas que no tienen nada conectado.
Detector de movimiento: se trata de un sensor que detecta los
movimientos. No necesita cables y transmite por radio-frecuencia
cualquier percepción de movimiento.
Sensor de puertas y ventanas: este sensor es imprescindible para
cualquier sistema de seguridad. Funciona con baterías, y su instalación
39
requiere un mínimo esfuerzo. Se auto-chequea el funcionamiento
periódicamente de forma automática.
Sirena interior: es una sirena que se puede colocar en cualquier sitio de
la casa. Es muy segura, ya que tiene unos sonidos muy elevados.
Detector de rotura de cristales: el detector se coloca al cristal y funciona
bajo dos parámetros; detecta las vibraciones del cristal y escucha el
sonido de alta frecuencia de la rotura del cristal. Está diseñado para
lunas fijas o escaparates y no necesita cables para su instalación,
además actúa por radio-frecuencia.
2) Sistema HAL2000
HAL2000 representa un verdadero hito tecnológico y lleva la informática
en el hogar con gran paso, un poco más lejos, su vocación actual es ser una
herramienta para el entretenimiento y la productividad. HAL2000 ofrece una
plataforma que posibilita una verdadera integración electrónica en la casa, para
beneficio de nuestra conveniencia personal.
Con HAL2000 integrado en su sistema domótico, el usuario puede
acceder a su propio hogar y controlarlo desde su propia voz.
Este producto de software nos permite integrar una gama de dispositivos
eléctricos y electrónicos en la casa. Le permite programar estos dispositivos,
fijar su funcionamiento, y dejar que ellos interactúen mutuamente entre ellos. El
usuario puede programar HAL2000 simplemente para encender luces, radios o
cualquier otro aparato eléctrico mientras está lejos.
Con HAL2000 se podría hacer esto con cualquier dispositivo
cronometrado barato que podemos adquirir en cualquier tienda de electrónica o
centro comercial. Pero tales dispositivos no pueden hacer que sus aparatos
interactúen entre sí. Con HAL2000, el usuario puede tener un sensor
inalámbrico de detección de movimiento y puede hacer que su PC de
respuesta a ese movimiento detectado.
Puede enviar un mensaje a un beeper o teléfono móvil, encender la
televisión en un canal específico (el vídeo-portero por ejemplo), hacer sonar
una sirena, encender todas las luces en el jardín, y así sucesivamente.
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HAL2000 también ofrece servicios de telefonía totalmente integrados.
Recibe voz, fax y correos electrónicos (e-mail) y puede notificarlos en su
teléfono móvil. También transmite toda clase de información de Internet, el
tiempo, la programación de televisión, noticias… y puede advertirlo en su
beeper si sus acciones en bolsa han adquirido un nivel prefijado.
HAL2000 es verdaderamente excepcional e innovador. Por primera vez,
la automatización de la vivienda y la convergencia electrónica está disponible
en plataforma Windows. Y excede con mucho la funcionalidad de otros
sistemas tradicionales… a un fragmento de su coste.
Otra de las características más impresionantes de HAL2000 es que el
usuario puede hacer uso de su propia voz para operar el sistema.
HAL2000 confía en la tecnología de reconocimiento de voz innovadora de
Lermout & Hauspie (creadores de la potente herramienta de traducción Power
Translator). El usuario puede usar el micrófono al aire libre, un teléfono
inalámbrico o se puede llamar desde cualquier dispositivo de casa para mandar
una orden, y HAL2000 no necesita hacerle aprender órdenes complicadas. Con
unas frases sencillas como todos los días de la semana a las 5 PM, enciende la
luz de la entrada durante dos horas.
¿Cómo funciona?
La utilización de HAL2000 es muy sencilla. Solo se necesita un kit de
sensores de movimiento optativo. Éste viene con un módulo transceptor RF-
X10 que se conecta en una toma de corriente de pared y tres sensores de
movimiento inalámbricos, operados por pilas que atornillará en una pared o en
un techo. Cada sensor tiene dos diales para que pueda darles un código X-10
disponible. Cuando detecten su entrada, el transceptor captura el código por
medio de las señales de radio frecuencia enviadas por los sensores, y lo
convierte en señales X-10 que pasa a la línea eléctrica; estas señales llegan a
HAL2000 a través del interfaz de su ordenador, y el sistema responderá de la
manera que previamente había especificado, quizás de diferente forma en
función de unas determinadas condiciones, como la hora, la fecha… Preparar
41
un sensor X-10 en HAL2000 es tan simple como preparar cualquier otro
módulo X-10.
Para poder utilizar HAL2000 se necesita un PC. No hace falta que sea
un PC especialmente potente o de última generación. Sin embargo,
encontraremos que una vez empieza haciendo uso de los rasgos más
avanzados de HAL2000 como el reconocimiento de voz, seguridad, el control
térmico de su hogar, preferirá ejecutar HAL2000 en un PC dedicado (no querrá
que los niños desordenen el sistema).
HAL2000 viene entregado en un CD-Rom. No hay ningún grueso manual
en papel, el usuario encontrará todas las instrucciones en la ayuda del CD
(puede imprimirlo sí así lo desea). El archivo de ayuda es sumamente rápido e
interactivo, y cuando se sitúe encima de las muchas opciones de pantalla,
accederá a las ayudas contextuales que le ayudaran a encontrar lo que está
buscando.
El software incluye un pequeño manual de comienzo rápido que guía al
usuario a través de un proceso de instalación simple. Los diseñadores del
software pensaron en alguna protección extra, así que, contra la piratería del
software necesitará llamar a un centro de asistencia técnica HAL2000 para
darle su código de acceso personal. Una vez hecho esto, todo está listo para
comenzar. En la caja del kit HAL2000, el usuario encontrará también un
dispositivo de interfaz X-10 entre su PC y la línea de corriente y un módulo de
lámpara X-10 por ejemplo. La interfaz de PC a X-10 se conecta entre el puerto
serie de su ordenador y cualquier toma de corriente de pared. Este dispositivo
transmite las señales X-10 desde el PC a la instalación eléctrica, y su línea de
corriente cuida del resto enviando las instrucciones X-10 a los receptores de X-
10 (en principio el módulo de lámpara). El usuario necesitará conectar este
módulo de lámpara a una toma de corriente de pared para posteriormente
conectar una lámpara (incandescente) al módulo.
Ampliando HAL2000
Ahora se sabe que HAL2000 usa la tecnología X-10 para controlar lo
que es eléctrico en una casa. De hecho el usuario también puede controlar y
42
puede automatizar cosas tales como termostatos, acondicionadores de aire,
videos, instalaciones de alta fidelidad, etc.
Por supuesto, controlar estos dispositivos necesita algo más que
HAL2000 y estamos hablando de un PC y X-10. Se necesitará periféricos
adicionales. Pero lo mejor es que la mayoría de estos periféricos son Plug &
Play (conectar y funcionar) y no le costarán nada.
Calefacción: Muchas casas ofrecen termostatos electrónicos estos días.
HAL2000 interactúa mutuamente con el termostato preguntando a su sensor de
temperatura y controlando su calefacción a los niveles que queremos. Sin
embargo, el usuario seguramente no podrá usar su termostato actual. Porque
la mayoría de los termostatos nunca se ha diseñado para comunicar con un
ordenador (o con cualquier otro dispositivo controlador). Así que su termostato
necesita ser uno de los que sí pueden trabajar con HAL2000.
Necesita reemplazar su termostato por uno soportado por el sistema
HAL2000. La lista incluye termostatos de RCS, Enerzone y Xencom. Éstas no
son marcas europeas típicas. Las más recomendables son de la marca
COCONZ. COCONZ ofrece termostatos que son soportados a través de
HAL2000 y tienen certificado su uso en Europa. Una vez tiene uno, puede
reemplazar su termostato actual simplemente conectando el nuevo de la misma
manera. El equipo puede venir con una caja adicional que necesitará conectar
en la instalación eléctrica que va del sistema calorífico al termostato; esta caja
recibe y envía señales a través de la tecnología X-10.
Instalar esta central requiere la intervención de un profesional. Por otro
lado, los kits para HAL2000 son bastante sencillos y fáciles de instalar por el
usuario mismo. Una vez el termostato se instala, tiene un tiempo determinado
para configurar el HAL2000. Puede llamar al sistema desde donde quiera que
el usuario esté, y pedir al termostato la temperatura actual, aumentar o bajar la
temperatura un par de grados, o a la temperatura que desee. Y, por supuesto,
se puede programar el termostato perfectamente en el PC, y fijarlo para horas
específicas o fechas específicas. El usuario encontrará que es mucho más fácil
de programar el termostato de esta manera, incluso más que en el propio
43
termostato. Además de todo esto, estas aplicaciones se pueden llevar a cabo
desde un móvil, o el mando del coche, etc.
Hablar con HAL2000
HAL2000 nos permite que controle, programe y automatice varios
dispositivos eléctricos y electrónicos de nuestra vivienda, incluidas luces,
aparatos, termostatos, equipo de audio y video, seguridad… El usuario ha
comprobado como HAL2000 es algo más que un sistema de automatización
del hogar: permite la verdadera separación de todos los dispositivos, incluido
algo muy importante. Además, HAL2000 interactúa con Internet y le permite
pedir boletines meteorológicos, leer las noticias, decir lo que está previsto ver
en su televisión y le advierte cuando sus acciones preferidas van más allá de
los límites que usted ha definido.
Y esto es justo el principio. HAL2000 es un producto vivo y continuará
evolucionando con nuevos rasgos que el usuario podrá descargar (a priori
gratuitamente) desde el Web. HAL2000 realmente es el Sistema Operativo de
su Hogar.
Una vez instalado HAL2000 en el PC, se puede automatizar, controlar y
fijar toda esta funcionalidad en sus pantallas. Aun cuando se decida no usar la
innovadora tecnología de reconocimiento de voz que incluye el sistema
HAL2000, el usuario puede sacar un valor increíble del sistema a través de su
interfaz de usuario gráfica, de muy fácil uso. Desde las pantallas gráficas es
posible comunicarse de una forma intuitiva y muy visual con su sistema. En
este caso, su pantalla de PC actuará como una verdadera consola de control
interactiva. El usuario no necesita ser un programador, todo sigue la máxima
señale y pulse El único momento en el que tiene que hacer uso de su teclado
es cuando de nombre a sus dispositivos, o cuando teclee un texto que le
gustaría que HAL2000 leyera en momentos predefinidos (tecnología de texto-a-
voz).
44
3) Sistema DOMOLON
El sistema DOMOLON se define como un sistema de automatización de
viviendas de arquitectura distribuida, multimedia, con protocolo LonWorks
modular, ampliable, y compatible con la instalación eléctrica convencional, de
tal manera que permite realizar la preinstalación Domótica de la vivienda en
fase de construcción, sin necesidad de decidir en esta fase la instalación del
sistema.
DOMOLON es un sistema de automatización de viviendas basado en
una arquitectura distribuida y multimedia. Se compone básicamente de nodos
de control estándar, nodos de supervisión, nodos exteriores, unidad de
alimentación y nodos de comunicaciones. Todos los elementos del sistema
DOMOLON se conectan a una misma red de comunicaciones (red Domótica),
con topología tipo bus, para tomar la alimentación e intercambiar información
entre ellos.
El sistema DOMOLON utiliza como medio de comunicación básico un
par trenzado a una velocidad de transmisión de 39Kbps, pero puede incorporar
nodos de control cuyo medio de transmisión no es el básico (39Kbps), línea de
potencia y radio. A esta característica se la denomina multimedia. Además,
aunque la velocidad elegida para el medio de transmisión básico del sistema
DOMOLON es de 39Kbps, ésta se puede variar en función de las necesidades
de la red en cuanto a volumen de tráfico de datos.
Entre las características que destacan al sistema DOMOLON se
encuentra la de ser de arquitectura distribuida tanto de capacidad de proceso
como de ubicación física de los diferentes elementos de control, con topología
de la red básica tipo bus.
Cada elemento del sistema tiene su propia capacidad de proceso y
puede ser ubicado en cualquier parte de la vivienda. Esta característica
proporciona al instalador domótico una libertad de diseño que le posibilita
adaptarse a las características físicas de cada vivienda en particular.
45
Protocolo de comunicaciones
Una vez establecido el soporte físico y la velocidad de comunicaciones,
un sistema domótico se caracteriza por el protocolo de comunicaciones que
utiliza, que no es otra cosa que el idioma o formato de los mensajes que los
diferentes elementos de control del sistema deben utilizar para entenderse
unos con otros y que puedan intercambiar su información de una manera
coherente.
Dentro de los protocolos existentes, se puede realizar una primera
clasificación atendiendo a su estandarización:
Protocolos estándar: los protocolos estándar son los que de alguna
manera son utilizados ampliamente por diferentes empresas y estas
fabrican productos que son compatibles entre sí.
Protocolos propietarios: son aquellos que desarrollados por una
empresa, solo ella fabrica productos que son capaces de
comunicarse entre sí.
La preinstalación Domótica
La preinstalación Domótica es la posibilidad de dejar preparada una
vivienda, para que con el menor número de actuaciones, se le pueda instalar el
sistema domótico en el momento que el usuario lo demande.
Para que un sistema pueda ofrecer una verdadera preinstalación
Domótica en una vivienda, debe de ser compatible con la instalación eléctrica
actual, de tal manera que el usuario pueda, en la fase de construcción, elegir la
preinstalación Domótica y la instalación eléctrica convencional y con
posterioridad, realizar cualquier tipo de automatización de su vivienda.
El sistema DOMOLON se caracteriza por poder realizar la preinstalación
Domótica de la vivienda, sin necesidad de realizar la instalación en la fase de
construcción.
46
Nodos
La red Domótica DOMOLON, está compuesta por una serie de nodos
que se conectan unos con otro a través del bus de comunicaciones, el cual
lleva dos hilos para datos y dos para la alimentación. Podemos hacer una
clasificación de los distintos tipos de nodos:
Nodos de control estándar: son los encargados de controlar los
parámetros de cada estancia. Cada uno soporta dos circuitos
independientes de conmutación y dos entradas extra para sensores. La
funcionalidad del nodo depende del programa (firmware) que se cargue
en el nodo. ISDE suministra un conjunto de programas con las diferentes
funcionalidades que cubren la mayoría de las necesidades de control de
las estancias de una vivienda.
Nodos de supervisión: son los que se encargan de realizar la interfaz
con el usuario. Cada función que el usuario necesita para supervisar y
controlar el sistema está preparada para funcionar en el correspondiente
nodo. De esta manera, el usuario puede elegir para su vivienda las
funciones que considere necesarias. Destacamos:
Nodo de alarmas técnicas (agua, gas, humo y fuego).
Nodo de vigilancia de intrusión (simulación de presencia, vigilancia).
Nodo de sirena interior (prueba de avisador acústico externo y rearme
de alarmas).
Este nodo presenta en la pantalla de televisión la situación de los
elementos de supervisión y el usuario puede controlar su vivienda con el
mando a distancia.
Nodos exteriores: dentro de este tipo de nodos se agrupan aquellos que
siendo de uso dedicado se instalan en el exterior de la vivienda. Dentro
de ellos podemos destacar el nodo de sirena exterior y el nodo medidor
de luz exterior.
47
Unidad de alimentación
La unidad de alimentación es la encargada de suministrar energía a
los diferentes elementos activos de la red Domótica (sensores, nodos,
electro-válvulas, etc).
La unidad de alimentación incorpora una batería (para vigilancia de
intrusión) con autonomía suficiente para ocho horas de ausencia de
suministro eléctrico. Opcionalmente se puede suministrar la unidad de
alimentación redundante para casos en los que se requiere una alta
fiabilidad. Básicamente la unidad de alimentación se compone de dos
partes:
Cargador de baterías.
Supervisor de Alimentación.
4) Sistema European Installation Bus (EIB)
El sistema EIB se puede utilizar tanto en viviendas residenciales de poca
superficie como en grandes edificios. Hay que remarcar que el sistema EIB es
un sistema descentralizado, es decir, que los sensores y actuadores funcionan
directamente sin que la información pase por una unidad principal.
La gran ventaja del sistema EIB es que el cableado va en paralelo con la
linea de corriente, consiguiendo de este modo una reducción de las
posibilidades de incendio del hogar, menos costes de instalación y facilidades
para una posible ampliación del sistema.
¿Cómo funciona?
En el sistema EIB podemos conectar hasta un total de 11.520 dispositivos.
Principalmente encontramos 15 áreas o zonas, en cualquiera de estas un
máximo de 12 líneas y dentro de estas hasta 64 componentes.
Debido al hecho que el sistema EIB es descentralizado (como se ha
dicho anteriormente) la forma por la cual los sensores y actuadores realizan
sus funciones se asigna a una dirección física, que consta de tres nombres (a,
48
b, c). En principio el nombre de zona o área (a) seguido del nombre de línea (b)
y en último lugar el nombre del componente (c).
Los componentes del sistema EIB son programables individualmente,
cada componente integra un microprocesador, una memoria EEPROM, una
RAM, una ROM y este conjunto forma un acoplador de bus.
Los sensores son los elementos que recogen la información exterior
convertible en información (telegrama) y la transmiten al bus que la hace llegar
a su actuador correspondiente por medio de su dirección física.
La transmisión del telegrama y por lo tanto, el acceso al bus debe estar
debidamente controlado para garantizar un intercambio ordenador de
información entre dispositivos. En el instanbus (tipo de bus del sistema EIB) los
bloques individuales de datos se transmiten por medio de la línea del bus, de
forma que únicamente un paquete de datos de un dispositivo del bus se puede
transmitir en un momento determinado. Por motivos de fiabilidad, el instanbus
utiliza un sistema descentralizado de acceso al bus.
Los telegramas importantes pueden perder prioridad gracias a un
mecanismo incluido en el telegrama. El intercambio de datos en el instanbus
viene condicionado a los sucesos de forma que únicamente se transmiten
telegramas si pasa algún suceso.
En el sistema EIB una vez el sensor transmite la información al bus, el
actuador reconoce la dirección física y procesa la información y actúa de
acuerdo con las necesidades establecidas por el sistema.
5) Tecnologías ZigBee
Las tecnologías inalámbricas han adoptado con el paso del tiempo una
manera más sencilla y cómoda de utilizar toda clase de dispositivos con el fin
de mejorar el confort y las comunicaciones en general
ZigBee comunica una serie de dispositivos haciendo que trabajen más
eficiente entre sí. Es un transmisor y un receptor que usa baja potencia para
trabajar y tiene como objetivo las aplicaciones que requieren comunicaciones
seguras con baja tasa de envío de datos y maximización de la vida útil de sus
49
baterías. Es ideal para conexiones con diversos tipos de topología, lo que a su
vez lo hace más seguro, barato y que no haya ninguna dificultad a la hora de
su construcción porque es muy sencilla.
ZigBee es la tecnología inalámbrica del futuro que no tiene competencia
fuerte con las tecnologías existentes debidos a que sus aplicaciones son de
automatización de edificios, hogareñas e industriales, especialmente para
aplicaciones con usos de sensores.
Cuadro 3: Comparativo de Sistemas Domoticos
Fuente: Elaboración propia
2.2.5.- Dispositivos
Para poder implementar estas funciones la Domótica se apoya en multitud de
dispositivos distribuidos a lo largo de la casa en función de las necesidades.
Básicamente estos dispositivos los podemos clasificar en tres bloques:
a) Sensores
Encargados de captar cualquier tipo de cambio físico en el interior de la
vivienda y transmitir la información a la unidad de control para que esta actúe
convenientemente. De esta manera el controlador puede saber si hace frío o
calor, si hay mucha o poca luz, si hay personas dentro del edificio o no, si las
50
ventanas están abiertas o cerradas, etc. Aportan información i/o órdenes al
sistema. Por ejemplo: pulsadores, detectores, termostatos, etc. Encontramos
sensores de temperatura, humedad, gas, luminosidad, incendio, intrusión,
consumo.
b) Actuadores
Son aparatos que mediante las órdenes que la unidad de control le
envía actúa y transforma aquellos datos en acciones físicas como la subida de
las persianas, llamada telefónica, calentar el horno, etc. Generalmente
conectan y desconectan. Por ejemplo: salidas de tipo relee, reguladores.
c) Unidad de control
Es la parte más importante del sistema domótico ya que todo el
entramado eléctrico/electrónico/informático está íntimamente conectado a dicha
unidad. Se ocupa de gestionar la información y enviar los datos necesarios
hacia el actuador correspondiente con la finalidad de resolver el problema.
Dependiendo de cada solución o fabricante, hay equipos que son
controladores/sensores/actuadores al mismo tiempo, ya que en un único
equipo se dispone de toda la inteligencia necesaria para medir una variable
física, procesarla y actuar en consecuencia (por ejemplo, un termostato). Pero
la mayoría de las soluciones del mercado, sean propietarias o no, se
construyen diferenciando los sensores de los actuadores con objeto de aportar
mayor flexibilidad y menor precio de cara a la instalación e integración en una
vivienda.
Respecto a los sensores es interesante distinguir entre los estándares
(utilizables por cualquier instalación convencional) que generalmente se
acoplaran al sistema domótico utilizando entradas binarias y los sensores
propios de cada tecnología.
51
Dependiendo del sistema domótico que el usuario elija podemos encontrar:
Arquitectura Centralizada
En estas arquitecturas existe una unidad central, encargada de procesar
la información recibida desde los diferentes dispositivos o sensores y enviar
órdenes a los actuadores correspondientes. Cuando un elemento sensor
transmite una señal a la unidad central, ésta en función de la programación
establecida por el usuario transmitirá a su vez una serie de órdenes a los
actuadores. Son sistemas modulares a los que se les puede ir agregando
placas para expandir su alcance. Su ventaja fundamental es la simpleza de su
instalación por lo que su coste es menor frente a las arquitecturas distribuidas.
Se integran perfectamente con estas arquitecturas distribuidas, las cuales
extienden aún más sus posibilidades.
Arquitectura Distribuida
Son arquitecturas potentes que permiten implementar variadas
aplicaciones y servicios y prácticamente no tienen limitaciones en el tamaño de
la edificación a automatizar. En estos sistemas de cableado tipo bus, cada
elemento cuenta con la capacidad de tratar la información que recibe y pueden
actuar de forma autónoma. Poseen un alto grado de flexibilidad, dejando
agregar dispositivos al bus sin inconvenientes y en cualquier lugar de la red.
Hay que destacar que algunos sistemas usan un enfoque mixto, esto es,
son sistemas con arquitectura descentralizada en cuanto a que disponen de
varios pequeños dispositivos capaces de adquirir y procesar la información de
múltiples sensores y transmitirlos al resto de dispositivos distribuidos por la
vivienda. Hoy en día hay buenos sistemas centralizados y distribuidos, todos
ellos con elevadas prestaciones. Ambas arquitecturas tienen sus ventajas y sus
inconvenientes, lo cual a priori no ayuda a decidir cuál es la mejor solución para
una vivienda.
52
2.2.6.- Sistemas cableados o inalámbricos
Se pueden clasificar las centrales en tres tipos a escala tecnológica:
a) Centrales cableadas
Todos los sensores y actuadores están cableados a la central, la cual es
el controlador principal de todo el sistema. Esta tiene normalmente una batería
de respaldo, para en caso de fallo del suministro eléctrico, poder alimentar a
todos sus sensores y actuadores y así seguir funcionando normalmente
durante unas horas.
b) Centrales inalámbricas:
En este caso usan sensores inalámbricos alimentados por pilas o
baterías y transmiten vía radio la información de los eventos a la central, la cual
está alimentada por red eléctrica y tiene sus baterías de respaldo.
c) Centrales mixtas:
Combinan el cableado con el inalámbrico.
2.2.7.- Medios de transmisión
En todo sistema domótico los diferentes elementos de control deben
intercambiar información unos con otros a través de un soporte físico (par
trenzado, línea de potencia o red eléctrica, radio-frecuencia, infrarrojos, etc.).
Cada protocolo utiliza un medio de transmisión específico. A continuación
enumeramos los siguientes tipos de medios:
a) Líneas de distribución de energía eléctrica (corrientes portadoras)
Si bien no es el medio más adecuado para la transmisión de datos, sí es
una alternativa a tener en cuenta para las comunicaciones domésticas dado el
bajo coste que implica su uso, ya que se trata de una instalación existente.
53
Para aquellos casos en los que las necesidades del sistema no
impongan requerimientos muy exigentes en cuanto a la velocidad de
transmisión, la línea de distribución de energía eléctrica puede ser suficiente
como soporte de dicha transmisión. Dada las especiales características de este
medio y, sobretodo, su idoneidad para las instalaciones domesticas lo hacen
poseedor de una serie de ventajas e inconvenientes tales como el nulo coste
de instalación, la facilidad del conexionado y la poca fiabilidad además de la
baja transmisión de datos.
b) Soportes metálicos
La infraestructura de las redes de comunicación actuales, tanto públicas
como privadas, tiene en un porcentaje muy elevado de cables metálicos de
cobre como soporte de transmisión de las señales eléctricas que procesa. En
general se pueden distinguir dos tipos de cables metálicos: el par metálico y el
coaxial.
Par metálico
Son cables formados por varios conductores y pueden dar un soporte a
un amplio rango de aplicaciones en el entorno doméstico. Están diseñados
para transportar señales de voz, datos y alimentación de corriente continua.
Coaxial
Un par coaxial es un circuito físico asimétrico, constituido por un
conductor filiforme que ocupa el eje longitudinal del otro conductor en forma de
tubo. Este tipo de cables permite el transporte de las señales de video y
señales de datos a alta velocidad. Dentro del ámbito de la vivienda, el cable
coaxial puede ser utilizado como soporte de transmisión para señales de tele-
difusión que provienen de las antenas de televisión, televisión por cable, radio y
señales de control y datos a baja y media velocidad.
54
c) Fibra óptica
La fibra óptica es el resultado de combinar dos disciplinas no
relacionadas, como son la tecnología de semiconductores (que proporciona los
materiales necesarios para las fuentes y los detectores de luz), y la tecnología
de guiado de ondas ópticas (que proporciona el medio de transmisión, el cable
de fibra óptica).
La fibra óptica está constituida por un material dieléctrico transparente,
conductor de luz, compuesto por un núcleo con un índice de refracción menor
que el del revestimiento, que envuelve a dicho núcleo. Estos dos elementos
forman una guía para que la luz se desplace por la fibra. La luz transportada es
generalmente infrarroja, y por lo tanto no es visible por el ojo humano.
Algunas de sus múltiples ventajas y escasos inconvenientes son la gran
fiabilidad en la transferencia de datos, la inmunidad frente a interferencias
electromagnéticas y de radiofrecuencias, la elevada seguridad en la
transmisión de datos y el elevado coste del cableado y las conexiones.
d) Conexiones wireless (sin hilos)
El uso de mandos a distancia basados en transmisión por infrarrojos
está ampliamente extendidos en el mercado residencial para tele-comandar
equipos de audio y vídeo.
La comunicación se realiza entre un diodo emisor que emite una luz en
la banda de IR, sobre la que se superpone una señal, convenientemente
modulada con la información de control, y un fotodiodo receptor cuya misión
consiste en extraer de la señal recibida la información de control.
Los controladores de equipos domésticos basados en la transmisión de
ondas en la banda de los infrarrojos tienen las siguientes ventajas: comodidad
y flexibilidad y que admiten un gran número de aplicaciones.
Al tratarse de un medio de transmisión óptico es inmune a las
radiaciones electromagnéticas producidas por los equipos domésticos o por los
demás medios de transmisión (coaxial, cables pares, red de distribución de
energía eléctrica, etc.).
55
La introducción de las radiofrecuencias como soporte de transmisión en
la vivienda, ha venido precedida por la proliferación de los teléfonos
inalámbricos y sencillos telemandos.
Este medio de transmisión puede parecer, en principio, idóneo para el
control a distancia de los sistemas domóticos, dada la gran flexibilidad que
supone su uso. Sin embargo resulta particularmente sensible a las
perturbaciones electromagnéticas producidas, tanto por los medios de
transmisión, como por los equipos domésticos.
Sus principales ventajas e inconvenientes son la alta sensibilidad a las
interferencias, la fácil intervención de las comunicaciones y su dificultad para la
integración de las funciones de control y comunicación, en su modalidad de
transmisión análoga.
2.2.8 Impacto en la sociedad (valoración personal)
Este apartado intentará reflejar las repercusiones que, como todos los
inventos tecnológicos asimilados para la sociedad, podría tener la Domótica en
distintos ámbitos (personal, social, económico y medio-ambiental).
Como estos impactos aún no se han producido a gran escala por la relativa
falta de implantación de instalaciones automatizadas la información en este
punto del trabajo se basa en gran medida en hipótesis que son susceptibles de
no cumplirse en un futuro.
a) Impactos personales
Entendiendo por personales las consecuencias que la tecnología del
control integrado pueda tener para el individuo que la utilice podemos afirmar
que esta repercutirá en el estilo de vida en la medida en la que el individuo
asuma sus aplicaciones. Podría ser, de la misma forma que surgirán nuevas
funcionalidades, que algunas de estas aplicaciones desaparecieran por falta de
demanda, incluso se podría dar el caso que la Domótica no llegara más allá de
los hogares y edificios de las clases con mayor poder adquisitivo, que es la
situación actual. Entonces hablaríamos de impactos personales diferenciados
por la forma en la que los hombres y mujeres se verían afectados por un
invento que revolucionaria el uso de sus casas y que dependería de factores
56
como el sexo, la edad, la posición social, el rol familiar o profesional (si nos
referimos a la automatización de edificios de oficinas), factores culturales, etc.
Del mismo modo una persona de avanzada edad valoraría más aplicaciones
como la tele-asistencia o las alarmas médicas que un empresario que quizás
se decantaría por una gestión energética más eficiente.
Santiago Lorente, profesor de Sociología de las Tecnologías de la
Información en la Escuela Técnica Superior de Ingenieros de
Telecomunicaciones (Madrid) y actual miembro del CEDOM nos dice en su
libro La Casa Inteligente que los grupos más receptivos a las nuevas
tecnologías son, por otro lado, los jóvenes que están más familiarizados con la
cultura electrónica, informática... y tienen unos hábitos que les permiten
asimilar mejor las innovaciones tecnológicas. Por otro lado los profesionales
(principalmente empresarios) han sido los impulsores de la aplicación de
nuevas tecnologías desde la Revolución Industrial, porque les ofrecen un mejor
rendimiento y un claro aumento de la productividad en las fábricas, mejores
comunicaciones y todo un conjunto de prestaciones que después de una
inversión representan un incremento de capital notable.
Además son los profesionales quienes están más en contacto con los
avances que puedan afectar a sus campos laborales y se deben poner al día
para no quedar atrás en el competitivo mundo de la industria.
El estudio del profesor Lorente no se detiene aquí sino que continua y lo
hace incidiendo en que son los padres a nivel general, las mujeres y los
individuos con más de 45 años quienes tienen más dificultad en el uso de los
artefactos tecnológicos. Convendría aclarar que las posibles dificultades que la
mujer pueda tener en este sector no responden a cuestiones de índole sexista
sino al hecho de que, tradicionalmente, las familias y el sistema educativo
potenciaban más a los niños que a las niñas. Si bien este fenómeno tiende a
desaparecer aún es existente en numerosos focos de nuestra sociedad.
La dicotomía más habitual representada por el escepticismo frente los
inventos (creciente a medida que el individuo madura) y la voluntad de
incorporar nuevas tecnologías constantemente nos puede llevar a plantear una
actitud conciliadora entre las dos tendencias, que valora la máquina en su
57
concepción inicial, como instrumento al servicio de los humanos. Dicho de otra
forma, la tecnología por sí sola no puede ser mala, pero si el uso irresponsable
que se pueda llevar a cabo con ella.
Para hacer una aproximación de las aplicaciones que tendrán más salida
al mercado, analizaremos unos resultados realizados en la Comunidad
Europea sobre el interés de los usuarios potenciales de sistemas domóticos.
Las encuestas del Instituto Louis Harris y el gabinete Marketing Office ponen de
manifiesto la existencia de una considerable demanda de sistemas que
proporcionan una serie de servicios en términos como es el confort, la
seguridad o la gestión de energía que ocupan el interés principal de las
personas de la encuesta.
Sobre los futuros impactos personales que la Domótica causará en sus
usuarios, nuestra opinión personal es que si logra implantarse paulatinamente
no debería producirse un cambio radical en la concepción del hogar, sino que
el uso de los dispositivos automáticos poco a poco debería ser algo habitual,
natural, normal. No se debería otorgar una importancia excesiva a los aparatos,
ya que al final existen para hacer la vida más sencilla.
Esto tampoco quiere decir que no tenemos que valorar el ahorro
energético, la seguridad de las personas, etc., pero el usuario no debería
obsesionarse con la tecnología; es decir, el hecho que podamos obtener la
imagen de una montaña con una resolución perfecta con apretar un simple
botón no implica desistir de alcanzar la cima de esta.
Paradójicamente las tecnologías de la información nos permiten abrir las
puertas al mundo desde nuestra casa, pero a la larga nos pueden hacer más
domésticos si no comprendemos que la finalidad última es nuestro bienestar.
b) Impactos sociales
La pregunta fundamental que entraña este trabajo es: ¿La implantación
de edificios inteligentes y casas domóticas conduce a una sociedad mejor? Es
decir, el aumento del bienestar que nos ofrece esta tecnología será tangible a
toda la sociedad o serán las diferencias entre clases las que aumenten? La
respuesta es compleja.
58
Empezando por los edificios inteligentes, se ha visto como la
automatización de las fábricas lleva inevitablemente a la substitución de
trabajadores por máquinas, la cual cosa aumentará la producción y también el
paro laboral. Puede pasar lo mismo en otros tipos de edificios, donde los
guardias de seguridad sean remplazados por un sistema de vigilancia
integrado, los cajeros de las entidades bancarias por un ordenador que
gestione los ingresos mediante Internet, etc. Esta pérdida de puestos de trabajo
ser ve atenuada (que no compensada) por la creación de nuevas profesiones
en el sector de las telecomunicaciones, la informática y la electrónica, ya que
crece la demanda de la gente que fabrique, controle y repare las máquinas.
Por otro lado las condiciones en los puestos de trabajo aumentarían con
los sistemas orientados al confort, y algunos empleos serian menos complejos
de desarrollar con la ayuda del control integrado. Tomemos el ejemplo de un
conserje que tenga que cerrar las puertas de 50 despachos cada noche; esta
tarea quedaría reducida a pulsar un botón con un sistema que controlara las
puertas del edificio.
Una visión más utópica sería la de una sociedad en que hubiera una
reducción del trabajo, pero nadie perdiera su empleo; es decir, que se
trabajaran menos horas con el mismo sueldo. Asimismo, es evidente que
ningún empresario modernizaría su negocio si no recuperara el capital. El ansia
de multiplicar la producción, ahorrar energía y controlar el mercado es lo que
potencia la implantación de nuevas tecnologías a los edificios privados. Desde
nuestro punto de vista, las instituciones públicas deberían ser las primeras en
gozar de los avances que la Domótica puede ofrecer a los usuarios, además
del ahorro de energía que se lograría permitiría la optimización de los recursos
del Estado con la financiación que suministra la ciudadanía.
En cuanto a las viviendas particulares, en un futuro no muy lejano se
empezarán a hacer cotidianas conceptos como e-working, e-learning, e-
business, etc. ¿La posibilidad de realizar determinadas tareas desde casa con
la más absoluta comodidad conduce necesariamente a una sociedad más
doméstica? Si la tele-educación, que ya en nuestros días empieza a asomar la
cabeza, llega a suplantar al concepto de enseñanza actual, una institución tan
59
antigua como es la escuela podría llegar a desaparecer para dar lugar a clases
por video-conferencia. Sucedería lo mismo con el tele-trabajo, la tele-compra,
etc. Entonces la vida social de los institutos, los puestos de trabajo (tenemos en
cuenta empleos que se realizan con ordenadores) y los numerosos sectores se
verían notablemente reducidos.
Hay que cuestionarse hasta qué punto un bienestar es asumible, como
puede afectar la comodidad a nuestro hogar y en definitiva nuestra sociedad y
cultura, para traducirse en un bienestar colectivo. No obstante el bienestar es
una idea abstracta, muy subjetiva. Si bien para algunas personas es sinónimo
de vivir rodeado de máquinas que lo hagan todo, hay otros que entienden por
bienestar la vida rural por poner un ejemplo.
c) Impactos económicos
Ahora mismo no podemos hablar de un mercado de masas por lo q hace
a los sistemas domóticos, pero curiosamente tampoco hay un verdadero
mercado de élite, la cual cosa es sorprendente si tenemos en cuenta la enorme
oferta y variedad de productos de los que ya disponemos. Además, un estudio
realizado por el Instituto Tecnológico de Massachussets afirma que la
productividad podría amentar hasta un 12% con un re-diseño de las oficinas
(con control integrado). Lo que sucede es que la población no está
concienciada de las innovaciones por culpa de la falta de estudio de mercado
por parte de las empresas comercializadoras. No se ha hecho una campaña de
información efectiva y los compradores potenciales no están al corriente de la
oferta existente.
Ahora bien, la escasa presencia de edificios inteligentes en nuestro país
se debe atribuir aún más, como mínimo, a tres causas más:
- En primer lugar por el desmesurado precio de la vivienda que ya resulta
demasiado caro como para introducir automatismos que eleven su coste.
- En segundo lugar, el hecho que no se haya producido una fusión entre el
sector eléctrico y electrónico, tutelado por el primero de los industriales, y por
informáticos e ingenieros de telecomunicaciones posteriormente, de forma que
hay desconocimiento de la oferta incluso por parte de los profesionales del
sector. Un buen ejemplo de esta situación es que las empresas distribuidoras
60
de dispositivos domóticos se ven con dificultades para encontrar instaladores
eléctricos que sepan manipular sus productos. Es imposible que la población
permanezca informada en este sentido si entre los profesionales se da tal
disgregación.
- La tercera causa viene dada por otro sector profesional implicado
directamente con los edificios inteligentes: la construcción. Según la opinión de
Santiago Llorente, registrada en una entrevista sobre Domótica: los promotores
son gente muy inculta, tan solo interesados en su beneficio y no en la
innovación (...) a la cadena de productores de las viviendas (promotor,
constructor, arquitecto, aparejador, administración) les falta no tan solo la
imaginación creativa sino que también el conocimiento del mercado porque
simplemente no se estudia...
Las causas anteriores, sumadas al poco interés de los consumidores por
la tecnología que no está orientada al ocio (plataformas digitales) o a la
comunicación interpersonal (telefonía móvil) dificultan la integración de la
Domótica a todos los niveles de la sociedad, pero la historia nos muestra que
muchos inventos que en principio adquirían poquísimas personas han
terminado afianzándose y resultando tan populares como la televisión o el
coche.
d) Impactos medio-ambientales
Tanto o más importante que el incremento del bienestar personal es el
bienestar ambiental que nos afecta a todos. Todo invento, estructura o
actividad debe ser respetuosa con el medio con el que interacciona, y la
Domótica demuestra estar a la altura de las circunstancias, respondiendo a
necesidades que priman sobre el confort: ahorro energético y optimización de
los recursos.
Como ya se ha dicho en apartados anteriores, las inquietudes por
aprovechar más los recursos naturales encontraban solución en la arquitectura
sostenible, anterior a los edificios inteligentes; de esta forma no se deberían
contemplar estas dos tendencias arquitectónicas como fenómenos
independientes sino que los dispositivos automáticos deberían estar al servicio
de los edificios bioclimáticos ya que las innovaciones de dichos edificios es
61
formal y estructural (tienen que ver con la orientación de las construcciones, la
disposición de las habitaciones, ventanas, sistema de ventilación, etc.) mientras
que la Domótica consiste en instalar aparatos a cualquier edificio, la cual cosa
hace compatibles las dos proposiciones.
2.2.9 Previsión de futuro
La penetración imparable de la tecnología en los hogares, como
consecuencia de la disminución de precios, la competencia y el ciclo de vida de
estos productos, hará mucho más posible y accesible la Domótica para todos.
Si bien existe normativa suficiente para distintos ámbitos del hogar digital y
conectado que pretende la Domótica (REBT, reciente ICT, etc.), no existen
normas específicas que guíen la actuación de este conglomerado de actores
que se dan cita en el sector, lo que, en opinión de algunos expertos, se
solucionaría con un reglamento concreto.
El concepto de ambiente inteligente muestra una visión de la sociedad
de la información en el que se enfatiza la facilidad de uso, el soporte eficiente
de los servicios y la posibilidad de mantener interacciones naturales con el ser
humano. El objeto central se materializa a grandes rasgos en un individuo
rodeado de interfaces inteligentes e intuitivas que se encuentran integradas en
partes y objetos corrientes, todo esto en un entorno que sea capaz de
reconocer y responder a la presencia y necesidades de diferentes individuos,
de una forma completamente discreta e imperceptible más que a través de los
resultados. Un entorno por otra parte, que no se limita a ningún lugar físico
determinado, sino que comprende a todos ellos: la casa, el coche, el lugar de
trabajo, etc.
62
2.3.- MARCO CONCEPTUAL:
DOMOTICA:
Conjunto de sistemas capaces de automatizar una vivienda, aportando
servicios de gestión energética, seguridad, bienestar y comunicación, y que
pueden estar integrados por medio de redes interiores y exteriores de
comunicación, cableadas o inalámbricas, y cuyo control goza de cierta
ubicuidad, desde dentro y fuera del hogar. Se podría definir como la integración
de la tecnología en el diseño inteligente de un recinto cerrado.
AUTOMATIZACION:
Del vocablo griego antiguo: “auto” que significa "guiado por uno mismo"; es
el uso de sistemas o elementos computarizados y electromecánicos para
controlar maquinarias o procesos. Como una disciplina de la ingeniería más
amplia que un sistema de control, abarca la instrumentación, que incluye los
sensores, los transmisores de campo, los sistemas de control y supervisión, los
sistemas de transmisión y recolección de datos y las aplicaciones de software
en tiempo real para supervisar, controlar operaciones o procesos.
DISPOSITIVO:
Del latín disposĭtus (“dispuesto”); un dispositivo, es un aparato o mecanismo
que desarrolla determinadas acciones. Su nombre está vinculado a que dicho
artificio está dispuesto para cumplir con su objetivo.
SISTEMA:
Un sistema (del latín systēma, proveniente del griego σύστημα) es un objeto
complejo cuyos componentes se relacionan con al menos algún otro
componente; puede ser material o conceptual.1 Todos los sistemas tienen
composición, estructura y entorno, pero sólo los sistemas materiales tienen
mecanismo, y sólo algunos sistemas materiales tienen figura (forma).
63
INTERFAZ:
En informática se utiliza para nombrar a la conexión física y funcional entre
dos sistemas o dispositivos de cualquier tipo dando una comunicación entre
distintos niveles. Su plural es interfaces.
TERMOSTATO:
Es el componente de un sistema de control simple que abre o cierra un
circuito eléctrico en función de la temperatura.
ACTUADOR:
Es un dispositivo capaz de transformar energía hidráulica, neumática o
eléctrica en la activación de un proceso con la finalidad de generar un efecto
sobre un proceso automatizado. Este recibe la orden de un regulador o
controlador y en función a ella genera la orden para activar un elemento final de
control como, por ejemplo, una válvula.
INTERRUPTOR DIFERENCIAL:
Es un dispositivo electromecánico que se coloca en las instalaciones
eléctricas de corriente alterna, con el fin de proteger a las personas de las
derivaciones causadas por faltas de aislamiento entre los conductores activos y
tierra o masa de los aparatos
DIMMER:
Sirve para regular la energía en uno o varios focos, con el fin de variar la
intensidad de la luz que emiten (siempre y cuando las propiedades de la
lámpara lo permitan).
64
CAPITULO III
DESARROLLO DE LA METODOLOGIA
3.1.-DESCRIPCIÓN GENERAL PARA LA DOMOTIZACIÓN Y AHORRO
ENERGETICO.DEL “PABELLON A” DE LA UNTECS
La UNTECS es una universidad orientada al estudio, desarrollo de
investigación y aplicación de nuevas tecnologías para formar profesionales de
calidad, la cual cuenta con diversas áreas para el buen desarrollo profesional
de sus estudiantes. El PABELLON A cuenta con aulas iluminadas y modernos
laboratorios.
3.1.1 Situación Actual
Las universidades públicas en lima son pocas, una de las cuales se
encuentra en V.E.S. debido a ello se necesita una universidad moderna con el
objetivo de dar una educación de calidad con ambientes adecuados y el confort
que la modernidad trae.
Se necesita que en la actualidad nuestra universidad este incluida en la
gama de universidades que ofrezcan la más alta excelencia en la calidad de
sus egresados.
65
3.1.2 Descripción actual del pabellón a ser Domotizado.
El Pabellón a ser domotizado está ubicado en el cono sur de lima, en el
Sector 3 Grupo 1A 03 - Cercado (Av. Central y Av. Bolívar) - Villa El Salvador.
La edificación es una estructura de concreto con ladrillos; cuenta con
barandas metálicas de seguridad, pasadizos amplios, escaleras, aulas,
laboratorios y servicios higiénicos.
Imagen 1: Pabellón “A” de la UNTECS
Fuente: Toma fotográfica propia.
3.1.3 Gestión de Control Energético.
En este tema se consideró como criterio fundamental el uso
indispensable pero racionalizado de los recursos energéticos necesarios para
ofrecer el servicio en la universidad que son:
_ Energía Eléctrica.
_ Climatización.
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3.2 DESCRIPCIÓN DEL DISEÑO DE LA APLICACIÓN DOMÓTICA Y
AHORRO ENERGÉTICO DEL “PABELLON A” DE LA UNTECS
“CUADRO DE CARGAS DEL PABELLÓN A”
Tabla N° 1: Cálculo Justificado de la Demanda Máxima del TG
Circuito Descripción Área (m2) Carga (W/m2) Área x Carga (W) P.I (W) M. D. (W)
CG-1 TD-1 229 50 11450 11450 24803.39
145 10 1450 1450 5144.41
CG-2 TD-2 280 50 14000 14000
123 10 1230 1230
CG-3 TD-3 280 50 14000 14000
123 10 1230 1230
SUB TOTAL 1180 36.746 43360 29947.80
Totales P.I (W) M.D (W) Factor de Diversidad (%) Demanda Máxima (W)
66560 54247.80 0.60 32548.7
CUADRO DE CARGAS DE TD-1
Descripción P.I (W) F.D (%) M.D (W)
laboratorio de computo Nº 3 (30 und x 200 W) 6000 0.9 5400
luminarias 3 salones de 1000W 3000 0.9 2700
Proyectores 1und. X 200W 200 1 200
aire acondicionado 1000 0.9 900
SUB TOTAL 10200 9200
CUADRO DE CARGAS DE TD-2
Descripción P.I (W) F.D (%) M.D (W)
Luminaria 4 salones. de 1000W 4000 0.9 3600
Laboratorio de software 30 comp. de 200w 6000 0.9 5400
Proyectores 4 und. De 200w 800 1 800
aire acondicionado 1000 0.9 900
SUB TOTAL 11800 10700
CUADRO DE CARGAS DE TD-3
Descripción P.I (W) F.D (%) M.D (W)
luminarias 4 salones de 1000W 4000 0.9 3600
Proyectores 4 und. De 200w 800 1 800
SUB TOTAL 1200 4400
Fuente: Elaboración Propia
67
“CUADRO DE CARGAS DEL PABELLÓN A CON EL SISTEMA ZigBee”
Tabla N° 2: Cálculo Justificado de la Demanda Máxima del TG
CUADRO DE CARGAS DE TD-1
Descripción P.I (W) F.D (%) M.D (W)
laboratorio de computo Nº 3 (30 und x 200 W) 6000 0.9 5400
luminarias 3 salones de 1000W 3000 0.7 2100
Proyectores 1und. X 200W 200 1 200
aire acondicionado 1000 0.8 800
SUB TOTAL 10200 8500
CUADRO DE CARGAS DE TD-2
Descripción P.I (W) F.D (%) M.D (W)
Luminaria 4 salones. de 1000W 4000 0.7 2800
Laboratorio de software 30 comp. de 200w 6000 0.9 5400
Proyectores 4 und. De 200w 800 1 800
aire acondicionado 1000 0.8 800
SUB TOTAL 11800 9800
CUADRO DE CARGAS DE TD-3
Descripción P.I (W) F.D (%) M.D (W)
luminarias 4 salones de 1000W 4000 0.7 2800
Proyectores 4 und. De 200w 800 1 800
SUB TOTAL 1200 3600
Totales P.I (W) M.D (W) Factor de Diversidad (%) Demanda Máxima (W)
66560 51847.80 0.60 31108.7
Fuente: Elaboración Propia
Circuito Descripción Área (m2) Carga (W/m2) Área x Carga (W) P.I (W) M. D. (W)
CG-1 TD-1 229 50 11450 11450 24803.39
145 10 1450 1450 5144.41
CG-2 TD-2 280 50 14000 14000
123 10 1230 1230
CG-3 TD-3 280 50 14000 14000
123 10 1230 1230
SUB TOTAL 1180 36.746 43360 29947.80
68
Todos los tableros eléctricos deberían contar con interruptor diferencial,
ya que aparte que se usa como seguridad para las personas por algún
contacto directo, también el recalentamiento de los conductores por efectos
de fuga de corrientes no detectadas son una fuente de desperdicio de
energía. La interrupción automática de la corriente ante una falla de este
tipo nos ayudara también a evitar estos desperdicios.
En los laboratorios se recomienda usar un termostato para automatizar el
encendido o apagado de equipos de aire acondicionado. La persona fija la
temperatura que desea en el ambiente y el termostato se encarga de
mantenerla, activando o desactivando el equipo climatizador. Debido a que
también las computadoras necesitan una temperatura adecuada para evitar
recalentamientos.
Imagen 2: Plano de planta primer y segundo piso
Fuente:Cenip
Se recomienda en las aulas el interruptor crepuscular ya que
automatiza el encendido y apagado de las lámparas en base al nivel de
luz ambiental existente, cuando hay penumbra la luz se enciende.
Cuando hay suficiente luz natural se apaga. El nivel de luz natural de
69
referencia es regulable por el usuario. Esto ayudaría a tener la luz
necesaria para poder visualizar y estar atentos a lo que los docentes
enseñan,
En los pasillos y escaleras se recomienda un temporizador ya que
tiene la función de apagar una lámpara o carga eléctrica luego de unos
minutos de haberla encendido manualmente (mediante un pulsador). El
tiempo de apagado es regulable por el usuario. Otra opción sería el
interruptor horario, programa el horario de funcionamiento de las
cargas eléctricas conectadas, a gusto del usuario, las cargas eléctricas
se encienden a determinadas horas, también se apagan a determinadas
horas de acuerdo a la programación.
Imagen 3: Plano de planta tercero y azotea.
Fuente: Cenip
En los salones del tercer piso se recomienda un dimmer ya que tiene
la función de regular la luminosidad de acuerdo a la luz natural en el
ambiente, manteniéndola constante de acuerdo al nivel de luz que se
desea.
70
Se instalara un tablero de control de los dispositivos ya mencionados
cerca de los tableros eléctricos para que tengan comunicación y ser
controlados de acuerdo a la necesidad del aula.
La programación de los equipos se realizaran en el mismo equipo y en el
tablero.
Se debe aclarar que como este mercado aun no es tan conocido por la
mayoría de personas. Las empresas que comercializan estos productos
y sistemas las quieren monopolizar haciendo que sus productos solo
sean compatibles con sus sistemas es por ello que se recomienda para
evitar contratiempos que los productos sean de la misma marca.
3.3 CONSOLIDACIÓN DE RESULTADOS
Se obtiene un menor valor en el cálculo de la carga requerida que se
toma como ahorro en el cálculo de 1440 w lo que es equivalente a 40
fluorescentes de 36w con esto se podría ahorrar en la iluminación de casi
dos salones de clase. .
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CONCLUSIONES
Se recomienda implementar esta tecnología ya que generaría un ahorro
en el consumo de energía eléctrica, generaría un mayor confort, y la
UNTECS estaría en la vanguardia de la modernidad.
La UNTECS es una Universidad accesible para las personas con
discapacidad con esta tecnología lo es más.
Existe un aporte para los estudiantes de la UNTECS para seguir
investigando.
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RECOMENDACIONES
Se recomienda utilizar esta tecnología con productos de la misma marca
para evitar incompatibilidades.
Se recomienda esta tecnología pensando también en las personas con
discapacidad para que la UNTECS sea más accesible.
Se recomienda seguir investigando sobre esta tecnología ya que se van
a abrir muchas puertas con oportunidades de trabajo.
73
BIBLIOGRAFIA
1. Romero Morales Cristóbal, Domótica e Inmótica, Viviendas y Edificios
Inteligentes,
Ra-Ma, Madrid Primera Edición, España. 2004; 80-150
2. Acuña Rodrigo Agost, Ahumada Ojeda Jonhson, Avendaño Arriaga Mariela,
Domótica-La casa Inteligente,
Universidad de Concepción, Chile 2001
3. Home Monitoring-SmartHomeUSA.com, Dispositivos de monitoreo,
http://www.smarthomeusa.com/Shop/Home-Monitor/
Smart Home Systems, Inc., 1997
4. Falcón Márquez Odalys Rosa, Propuesta de Sistema de gestión y control de
energía en la Universidad de Ciencias Informáticas,
http://www.revistaciencias.com/publicaciones/EkkEyluylExypDsBir.php
RevistaCiencias.com, Cuba Septiembre 2008.
5. MTECHPERU
http://www.mtechperu.com/domotica.php
6. LCNPERU
http://www.lcnperu.com/
7. BTICINO DEL PERU
http://www.bticino.com.pe/
74
ANEXOS
Anexo 1
12 Soluciones para el ahorro de energía:
75
76
77
