- Introducción
- Edificios
inteligentes (domótica) - Requisitos para
los edificios inteligentes - Componentes de
un edificio inteligente - Aspecto
funcional de un edificio inteligente - Conclusiones
- Referencias
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].
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.
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:
Sensores.
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].
Figura 3. Conexiones de los dispositivos
de control [13].
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
[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.
Estudiante de Ingeniería
Eléctrica Universidad Politécnica Salesiana.