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Edificios Inteligentes, Domotica e Inmotica




Enviado por Manuel J Chimbo C



    Resumen—En este presente
    documento descubriremos algunos aspectos acerca de la
    domótica, y la Inmótica donde estudiaremos los
    orígenes, aportes hacia automatización, etc. A
    través del estudio del arte realizaremos una
    recopilación de varios documentos donde analizaremos la
    importancia que tiene la domótica en las viviendas y
    edificios. Como sabemos la domótica abarca un mundo de
    aplicaciones, para nuestro estudio nos enfocaremos en los
    edificios inteligentes.

    Index Terms—Domótica,
    Inmótica, Edificios Inteligentes, Dispositivos
    domóticos.

    Introducción

    Como sabemos los sistemas domóticos se
    han convertido de gran importancia para la humanidad, su origen
    se inicia en los años 70, donde a través de
    investigaciones realizadas se realizó la primera
    implementación de un edificio inteligente basado en
    tecnología en ese entonces de X-10. En el transcurso de los
    años la tecnología ha ido avanzando a grandes pasos
    referente a la domótica, los sistemas domóticos fueron
    más allá hasta el punto de que los
    electrodomésticos también fueran capaces de reaccionar
    a procesos automáticos [1].

    En los años 90 los sistemas de
    automatización fueron avanzando hacia departamentos de
    oficinas, viviendas, entre otros lugares donde era importante
    automatizar. En la época actual el uso de los sistemas
    domóticos es importante ya que muchos hogares, edificios se
    implementan los procesos domóticos, pero por otro lado su
    costo es elevado para que personas de menos recursos se decidan a
    implementar estos sistemas [1].

    Domótica es un término muy usado
    por las personas, se refiere a la automatización de las
    casas, aborda un avance de tecnológica y la
    implementación de esto se lo realiza en los controles de
    automatización [2].

    La domótica se refiere a casas
    inteligentes, mientras que la Inmótica trata acerca de
    edificios inteligentes. El rol que tiene la domótica es
    ofrecernos a los usuarios un una eficiencia energética,
    confort y seguridad. A medida que avanzan los años se
    generan nuevas aplicaciones que son de gran ayuda para
    implementarlos en los procesos domóticos [3],
    [4].

    Edificios inteligentes
    (domótica)

    Los hogares inteligentes en la actualidad
    se han convertido en una gran demanda para las personas tanto por
    su ahorro energético como por su confort. Para conseguir
    edificios inteligentes se requieren de muchos dispositivos
    empleados en domótica, para una automatización total
    del edificio. Los dispositivos empleados como sensores de
    temperatura, movimiento, infrarrojos y los actuadores tienen que
    ser adaptables en los edificios dado en la figura 1, así
    como también de fácil manipulación para los
    usuarios, sin embargo a medida que se generan nuevas
    tecnológicas muy útiles para la domótica, se
    genera también inconvenientes en los usuarios respecto a la
    utilización de estos dispositivos. La función principal
    de la automatización de los edificios es balancear la
    energía y el confort, es decir, la eficiencia
    energética controlarla a través de dispositivos de
    automatización ya que al ser edificios estos generan gran
    consumo de energía, nos debemos enfocar a un diseño de
    ahorro tanto de las infraestructuras de los edificios como de la
    implementación de los electrodomésticos. Respecto al
    confort esto dependerá de las necesidades que requiera el
    edificio o el usuario. Los edificios inteligentes están
    diseñados para que puedan adaptarse a entornos generados por
    el medio ambiente o el ser humano, gracias a los sensores
    podremos obtener respuestas inmediatas y soluciones rápidas
    [5], [6], [7], [8], [9].

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    Figura 1. Descripción de un Edificio
    Inteligente [11].

    Requisitos para los edificios
    inteligentes

    Adaptabilidad.-

    Se debe tener en cuenta la adaptabilidad de
    los sistemas de automatización en los edificios inteligentes
    ya que deben ajustarse a las necesidades que tengan los edificios
    tanto internos como externos, estas necesidades pueden ser los
    usuarios, los dispositivos que se emplean para su funcionamiento,
    el entorno físico [10].

    Facilidad de uso.-

    Los diferentes dispositivos de
    automatización deben ser de fácil para los usuarios ya
    que estos son los que utilizaran día a día estos
    dispositivos [10].

    Amplia aplicabilidad.-

    Referente a la aplicabilidad, los sistemas
    domóticos en edificios deben tener la capacidad de ofrecer
    muchos servicios respecto a la automatización, dar
    soluciones tanto a la estructura del edificio como los usuarios
    [10].

    Escalabilidad.-

    Debe existir el mismo funcionamiento de una
    vivienda domótica como el de un edifico domótico esto
    hace referencia la escalabilidad, es decir, con respecto a una
    vivienda domótica ofrece menos cantidad de nodos de red como
    de dispositivos por lo que su respuesta a las distintas
    aplicaciones las realiza al instante, en cambio los edificios
    inteligentes ofrecen una mayor cantidad de nodos de red como de
    dispositivos lo que hace que su funcionamiento sea más
    lento. Lo que se quiere es que los edificios operen de igual
    forma que las viviendas domóticas es por eso que se emplean
    dispositivos como de servicios informáticos para así
    alcanzar su mejor funcionamiento [10].

    Seguridad.-

    La seguridad de los edificios debe ser muy
    importante ya que por su gran infraestructura albergan gran
    número de personas, por lo que los diseños de seguridad
    aplicando la domótica deben estar con los últimos
    avances tecnológicos tanto para desastres internos como
    externos [10].

    Uso de los sistemas
    telefónicos.-

    Los sistemas domóticos empleados en
    los edificios deben tener la capacidad de responder a los
    dispositivos móviles sin ningún problema tanto en su
    cobertura como de su capacidad de respuesta ya que en la
    actualidad los usuarios realizan un gran uso de las aplicaciones
    que ofrecen los celulares [10].

    Componentes de un edificio
    inteligente

    Para poder realizar la automatización
    en edificios inteligentes debemos tener presente los dispositivos
    a implementar, Los edificios inteligentes se componen de varios
    elementos entre los que se encuentran los sensores, existen una
    gran variedad de sensores en el mercado capaces de realizar un
    trabajo determinado. Dentro de los edificios se usan muchos de
    estos entre los cuales para determinar la temperatura, humedad,
    detección de agua, la cantidad de luz, entre otros. La
    capacidad de respuesta de los sensores es inmediata y nos
    serán de gran utilidad para determinado uso. Para que los
    edificios funciones correctamente deben hacerlo en tiempo real,
    por ejemplo si ocurre inconvenientes en su estructura, estos
    puedan emitir alertas de evacuación inmediata
    [15].

    DISPOSITIVOS DOMÓTICOS
    PARA EDIFICIOS

    En la figura 2, mostramos las distintas
    aplicaciones que tienen los dispositivos
    domóticos.

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    Figura 2. Uso de los distintos
    dispositivos domóticos en los edificios inteligentes
    [14].

    Los dispositivos empleados para realizar la
    automatización de los edificios inteligentes tenemos los
    siguientes:

    Monografias.comSensores.

    Dispositivos de control.
    Actuadores.

    Sensores

    Son dispositivos capaces de poder detectar
    o monitorear, pueden recoger información del medio que los
    rodea como por ejemplo: temperatura, luz, humedad, agua, etc. Los
    sensores son de gran importancia porque pueden dar respuestas al
    instante de problemas dentro de los edificios inteligentes. En
    algunos casos se pueden comunicar directamente con los
    actuadores, esto dependerá de cómo los técnicos
    realicen la instalación del sistema [12], [13].

    Dispositivo de control

    El dispositivo de control se podría
    decir que es el alma de un sistema de automatización ya que
    si falla el sistema, todo lo demás que esté conectado
    dejaría de funcionar, puede existir tres tipos de conexiones
    del dispositivo de control, en las figuras 3 y 4 se muestra como
    se representa las conexiones de los dispositivos de control [12],
    [13], [16], [19].

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    Figura 3. Conexiones de los dispositivos
    de control [13].

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    Figura 4. Conexiones de los dispositivos
    de control [13].

    Centralizada.

    Distribuida.

    Mixta.

    Centralizada.-: El sistema de
    control centralizada es donde todas las conexiones posibles de
    los dispositivos domóticos llegan a un dispositivo de
    control para ser comandados directamente [12], [13], [16],
    [19].

    Distribuida.-: Un sistema de
    control distribuido trata de ubicar pequeños sistemas de
    control a dispositivos a controlar pero a su vez un sistema
    distribuido tiene que estar conectado a un sistema de control
    central [12], [13], [16], [19].

    Mixta.-: Un sistema de control
    mixto divide el sistema en controles distribuidas para luego ser
    operadas de manera centralizada. En toda instalación de los
    dispositivos de control siempre está presente un control
    centralizado [12], [13], [16], [19].

    Actuadores

    Los actuadores son dispositivos que a
    través de una señal de control pueden modificar otros
    equipos, es decir, pueden encender o apagar otro tipo de
    controles, entre los que tenemos [12], [13]:

    Contactores.

    Electroválvulas.

    Tomacorrientes.

    Dispositivos de audio como
    sirenas.

    Aspecto funcional de un edificio
    inteligente

    Dentro del aspecto funcional de los
    edificios inteligentes tenemos los siguientes:

    Estructura.

    Sistemas.

    Servicios.

    Administración.

    Estructura del
    edificio.-

    Referente a la estructura del edificio
    tenemos n si como se realizó la construcción del mismo,
    los edificios inteligentes deben poseer grandes espacios para los
    respectivos cableados para tener un orden en su armado. El
    edificio debe ser diseñado con la capacidad de ahorrar
    energía eléctrica buscar la eficiencia del recurso
    energía, dentro del edificio tener sistemas de
    generación de energía en caso de problemas en las redes
    públicas [17], [18].

    Sistemas del Edificio.-

    Los sistemas del edificio son las funciones
    que tienen en este caso seria los distintos sistemas como de
    ventilación, calefacción, entre otros. Otros sistemas
    empleados como las telecomunicaciones, seguridad. Los edificios
    inteligentes deben estar diseñados con la capacidad de poder
    soportar cambios tantos en los sistemas mencionados como en su
    infraestructura ya que en ciertos casos los usuarios deciden
    implementar otro tipo de sistema [17], [18].

    Servicios del
    Edificio.-

    Dentro de los servicios que tienen que
    haber en los edificios encontramos los de oficina, hoy en la
    actualidad deben existir oficinas automatizadas ya que aquí
    es donde se llevan a cabo reuniones importantes tanto de negocios
    como de políticas. Entre otros servicios están los de
    estacionamientos, transporte y mantenimiento [17],
    [18].

    Administración del
    edificio.-

    La administración de un edificio
    inteligente es muy importante, aquí se realizaran los
    respectivos mantenimientos de los equipos y de los cableados, se
    tomaran decisiones importantes acerca del manejo de los sistemas
    de automatización [17], [18].

    INTELIGENCIA DE LOS EDIFICIOS
    INTELIGENTES

    La inteligencia de los edificios se mide en
    el grado de automatización que este tenga, es decir, cuando
    dentro de los edificios se halla implementado un gran número
    de dispositivos domóticos como sensores, actuadores y
    dispositivos de control. El dispositivo de control es base
    fundamental dentro de la inteligencia de los edificios
    domóticos ya que es capaz de resolver problemas generados
    interna como externamente en los edificios gracias a los
    dispositivos domóticos, también se considera
    inteligente a un edificio ya que en ciertos caso es capaz de
    realizar instrucciones programadas por el técnico o el mismo
    usuario sin necesidad de que la persona vuelva a reiniciar el
    sistema de automatización [20]. A continuación
    analizaremos que existen tres grados de inteligencias.

    Grado 1

    Podemos decir que es la inteligencia
    básica de un hogar domótico donde puede tener
    dispositivos básicos para su automatización, o dentro
    de los edificios una automatización no integrada donde no
    abarca gran complejidad en su cableado

    [21].

    Grado 2

    Dentro del grado 2 se tiene un edificio
    integrado, es decir, donde sus sistemas de automatización
    están implementados en un nivel de eficiencia
    energética y confort [21].

    Grado 3

    En el grado 3 tenemos un sistema de
    automatización total, abarca un gran número de
    dispositivos domóticos y cumple con los estándares como
    un sistema de control, sistema de ahorro de energía y un
    sistema de seguridad. Estos sistemas previamente mencionados
    hacen que sea llamado un edificio inteligente de forma integral
    [21].

    ANÁLISIS DE
    RESULTADOS

    Analizaremos las figuras 3 y 4 donde
    tenemos conexiones de los distintos sistemas de control
    previamente mencionados. En la figura 3 tenemos un sistema de
    control generalizado donde las conexiones de todos los
    dispositivos domóticos, sensores y actuadores se dirigen
    hacia un dispositivo central de control para ser de aquí
    comandados directamente hacia los distintos lugares de su
    ubicación. Con respecto a la figura 4 se tiene un sistema de
    conexión distinto al central en este caso hay dispositivos
    que su conexión se realiza a un bus de datos para luego ser
    enviados a un sistema de control central. Por ultimo tenemos un
    sistema mixto este sistema trata se realizar conexiones
    distribuidas de los distintos dispositivos domóticos para
    luego ser operadas a través de un sistema
    central.

    Conclusiones

    La domótica en la actualidad es de
    gran ayuda para los seres humanos en varios aspectos importantes
    entre los cuales tenemos la eficiencia energética este
    podría ser un tema fundamental porque con la aplicación
    de sistemas domóticos en edificios buscaríamos reducir
    el consumo de energía, en ciertos casos existen edificios
    donde no se pensó la implementación de sistemas de
    automatización por ende hay un consumo excesivo de
    energía eléctrica por tal razón cuando se requiera
    la construcción de edificios se implemente el uso de
    sistemas domóticos y así reducir los impactos
    energéticos. Como segundo punto tenemos el confort, la
    domótica nos ha solucionado una serie de inconvenientes para
    las personas donde podemos realizar un control de luces,
    electrodomésticos o incluso realizar programaciones previas
    para luego se desarrollen solas. Por ultimo hablaremos de la
    seguridad en los edificios es muy sustancial referirse a este
    tema ya que al ser edificios grandes albergan un gran número
    de personas en su interior, debe existir sistemas automatizados
    capaces de poder solucionar problemas tanto en su infraestructura
    como de su medio ambiente donde la respuesta de evacuación
    sea inmediata.

    Referencias

    • [1] Libro: Manual de la
      Domótica Autores: Jose Manuel Huidobro Moya y Ramon
      Jesus Millan Tejedor.

    • [2] Lorente, S. Information and
      Communication Technologies: From Theory to Applications,
      2004. Proceedings. 2004 International Conference on DOI:
      10.1109/ICTTA.2004.1307644 Publication Year: 2004 , Page(s):
      121 – 122 IEEE CONFERENCE PUBLICATIONS

    • [3] Pagina web
      disponible//http://tesis.pucp.edu.pe/repositorio/bitstream/
      handle/123456789/1502/RODRIGUEZ_BUSTINZA_WALLY_
      CONTROL_DOMOTICO_LIBRE.pdf?sequence=1

    • [4] Pagina web
      disponible//http://www.frsn.utn.edu.ar/tecnicas3/problemas/
      Reconocimiento %20de %20voz.pdf

    • [5] Kordik, P. ; Hasaj, M. ;
      Tvrdy, M. ; Snorek, M. Computer Modeling and Simulation,
      2009. EMS "09. Third UKSim European Symposium on DOI:
      10.1109/EMS.2009.104 Publication Year: 2009 , Page(s): 154 –
      159 Cited by: Papers (4)

    • [6] Preuveneers, D. ; Berbers, Y.
      Intelligent Environments (IE), 2012 8th International
      Conference on DOI: 10.1109/IE.2012.18 Publication Year: 2012
      , Page(s): 157 – 164

    • [7] Qela, B. ; Mouftah, H.
      Computational Intelligence for Measurement Systems and
      Applications (CIMSA), 2011 IEEE International Conference on
      DOI: 10.1109/CIMSA.2011.6059912 Publication Year: 2011 ,
      Page(s): 1 – 7 Cited by: Papers (2)

    • [8] Corno, F. ; Razzak, F. Smart
      Grid, IEEE Transactions on Volume: 3 , Issue: 4 DOI:
      10.1109/TSG.2012.2214407 Publication Year: 2012 , Page(s):
      2128 – 2135 Cited by: Papers (1)

    • [9] De Paola, A. ; Lo Re, G. ;
      Morana, M. ; Ortolani, M. Sustainable Internet and ICT for
      Sustainability (SustainIT), 2012 Publication Year: 2012 ,
      Page(s): 1 – 5 Cited by: Papers (1)

    • [10] Kistler, R. ; Knauth, S. ;
      Klapproth, A. Emerging Technologies and Factory Automation,
      2008. ETFA 2008. IEEE International Conference on DOI:
      10.1109/ETFA.2008.4638410 Publication Year: 2008 ,
      Page(s):295 – 302 Cited by: Papers
      (2)

    • [11] Pagina web
      disponible//http://www.robsan.com.mx/

    • [12] Pagina web
      disponible//http://ocw.um.es/ingenierias/domotica/materialde-clase-1/tema-1-introduccion-domotica-edificio-inteligente-vocw.pdf

    • [13] Pagina web
      disponible//http://www.campusvirtual.urjc.es/moodle/plugin
      file.php/1880897/mod_resource/content/1/Tema2Sensores.pdf

    • [14] Pagina web
      disponible//http://semiinfo2014.blogspot.com/

    • [15] Título A multi-agent
      architecture for intelligent building sensing and control
      Autor Sharples, Sue; Callaghan, Vic; Clarke, Graham
      Título de publicación Sensor Review Tomo 19
      Número 2 Páginas 135-140

    • [16] Título: Instalaciones
      de telecomunicaciones para edificios Autor: Falcone Lanas,
      Francisco Javier; [et al.] Editor: Marcombo isbn:
      9788426718150 Año: 2013 Paginas: 556 Idioma:
      Español

    • [17] Pagina web
      disponible//http://ict.udlap.mx/people/ingrid/ingrid/Tesis_
      EI/EI.html

    • [18] Pagina web
      disponible//http://www.ub.edu.ar/investigaciones/tesinas/59
      _galvagni.pdf

    • [19] Pagina web
      disponible//http://www.fenercom.com/pdf/publicaciones/ladomotica-como-solucion-de-futuro-fenercom.pdf

    • [20] Pagina web
      disponible//http://www.palermo.edu/ingenieria/downloads/
      CyT3/CYT308.pdf

    • [21] Pagina web
      disponible//http://www.revista.unam.mx/vol.1/art3/edificios
      .html

    Autor:

    Manuel Jesús Chimbo
    Campuzano.

    Monografias.com

    Estudiante de Ingeniería
    Eléctrica Universidad Politécnica Salesiana.

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