4.4 Data Analysis
4.4.2 Co-localization Analysis
Existe una gran cantidad de aplicaciones susceptibles de ser automatizadas en los edificios, como pueden ser la calefacción, la ventilación, el aire acondicionado, la sonorización, la seguridad, la iluminación, el control de energía, etc. Todas estas se pueden agrupar en servicios tales como confort, seguridad, energía o comunicaciones.
2.1.- Preestudio.
La utilidad de esta fase de análisis junto a la planificación, realizada tras su finalización, es a menudo menospreciada por muchos gestores de proyectos, siendo precisamente las fases mas importantes, tanto para un exitoso desarrollo de la posterior instalación del sistema domótico, como para una positiva percepción del edificio entregado por parte del usuario final.
Las principales recomendaciones que hay que tener en esta fase inicial son:
Conocer lo más detalladamente posible las necesidades y expectativas de los usuarios, con el fin de poder satisfacerlas. Es importante determinar que tipo de usuarios va utilizar el edificio y, en base a ello, estudiar sus necesidades actuales y futuras. Las necesidades de los usuarios determinaran que aplicaciones serán soportadas inicialmente, y estas, las redes y dispositivos que hay que instalar.
Conocer la oferta mexicana regional en materia de domótica en cuanto a instaladores, consultores, distribuidores, etc. En relación a los productos, se debe conocer: el precio, la fiabilidad, la facilidad de uso, el tipo y número de aplicaciones soportadas, etc. Es importante también asegurarse de que el fabricante, distribuidor o instalador de los sistemas seleccionados, responden con una garantía y servicio de postventa adecuados.
Conseguir establecer un conjunto de aplicaciones fáciles de usar y mantener, con un coste acorde a las prestaciones ofrecidas y un nivel máximo de fiabilidad. En los primeros proyectos es preferible implementar un número reducido de aplicaciones domóticas, pudiendo así ir adquiriendo experiencia e ir comprobando el grado de satisfacción de los usuarios, sin comprometer muchos recursos.
Utilizar sistemas domóticos fácilmente ampliables con el fin de que el usuario pueda ir incluyendo prestaciones según sus futuros deseos, es decir, instalar sistemas que sean flexibles y modulares y que no se queden enseguida obsoletos.
2.2.- Gestión del Confort.
La gestión del confort se encarga de facilitar al usuario la obtención de un mayor nivel de comodidad en las actividades que desarrolle dentro de la vivienda o edificio. No tiene relevancia el consumo energético o la seguridad. Su principal objetivo es la interacción del individuo con el medio que lo rodea, para lo cual se debe poder controlar en el mayor grado posible, las variables físicas que afectan y/o modifican el hábitat. En este tipo de servicios importa el bienestar y el rendimiento de trabajo de las personas: calidad de luz, temperatura, ergonomía, acceso a los elementos, etc.
Tiene dos orientaciones distintas:
En Viviendas: El objetivo es el confort y comodidad de sus habitantes por calidad de vida. En Edificios: El objetivo es el confort de los trabajadores para lograr una mejor calidad en
las condiciones de trabajo.
Las aplicaciones que están incluidas dentro de la gestión del confort pueden ser la regulación de la iluminación, de la temperatura, el control de automatismos así como otras aplicaciones y elementos auxiliares.
Regulación de la iluminación: Permite controlar el grado de iluminación o cantidad de luz
de las habitaciones. Se basa en conceptos como cantidad de luz, numero de puntos de luz, su intensidad, tipo de regulación de este tipo de luz (encendido/apagado, variable, etc.). El sistema de regulacion puede ser manual o automatico. En este, el propio sistemas controla a partir de un valor que le da el usuario.
El gobierno del sistema de iluminacion puede ser:
Autónomo: cada habitación independiente.
Centralizado: controla la unidad central, utiliza programación horaria.
Existen diferentes modos de control:
Modo biestable: Es el mas sencillo, todo o nada, las lámparas encendidas o apagadas. Si
se quiere variar la intensidad se deben encender varias luces.
Modo analógico sin regulador: Modifica el grado de luminosidad de una o varias lámparas
mediante el control electrónico de la tensión o de la corriente suministrada. El gobierno se puede hacer mediante impulsos, tiempo de pulsación o potenciómetro regulable, siendo en general necesario el uso de electrónica de potencia.
Modo analógico con regulador: El más complejo. Permite modificar el nivel de iluminación
teniendo en cuenta distintas variables (nivel de iluminacion exterior, nivel de iluminacion interior, valor de consigna o iluminacion deseada, hora, dia de la semana, estado de las persianas, detector de presencia de personas, etc.). El sistema funciona atendiendo a los valores de los sensores que hacen que la intensidad de las lamparas asociadas al regulador sea mayor o menor.
Regulación de la temperatura: Fue una de las primeras aplicaciones de la automatizacion
de los edificios. Dependiendo de si pretende aumentar o disminuir la temperatura existiran dos sitemas: calefaccion o aire acondicionado. Los sistemas de climatizacion consumen mucha energia por lo que hay que hacer un control energetico.
Calefacción: El control de los elementos de calefacción dependerá del tipo
de fluido térmico y del sistema empleado. El sistema de calefacción puede utilizar combustibles gaseosos (gas natural, metano o propano), liquidos (fuel oil, gasoil, gasolina) o solidos (carbones, hulla, antracita y leña). El equipo de control de calefaccion gestionara a multitud de radiadores. Es el sistema encargado de controlar a mas alto nivel toda la instalacion de calefaccion: activa o desactiva el flujo energetico principal, dispone de señales de entrada (temperatura exterior, paro/marcha manual, temporizacion de activacion y desactivacion, gobierno a distancia por modem, etc.) Disponen de un termostato, un dispositivo que regula automaticamente la temperaturea y la mantiene a in valor determinado.
Refrigeración: Su objetivo es diminuir la temperatura ambiente. Consumen
gran cantidad de energia. Su esquema es el mismo, sistituyendo los radiadores por generadores de aire o aire acondicionado.
Regulación de aire o ventilación: Su objetivo es aportar aire fresco y
purificado en las habitaciones o locales de trabajo y la evacuación del aire viciado por humos, gases, etc. Existen dos tipos distintos: la ventilación natural, que suele ser por rendijas, por ventanas, etc. y la ventilación artificial, una ventilación forzada utilizando un sistema de extracción de aire.
Sistema VAV: El sistema VAV o Volumen de Aire Variable es un sistema
que permite regular de forma individual cada habitación. Utiliza un circuito de circulación por donde se impulsa el aire que luego retorna. Un regulador controla el servomotor que ataca a una compuerta que deja pasar el aire que ya viene impulsado. Un ventilador se encarga de distribuirlo por toda la habitación y el aspirador vuelve a tomar aire de la habitación y lo lleva de retorno para su depuración.
Elementos Auxiliares aplicados al Confort.
Se denominan elementos auxiliares pues se utilizan en funciones complementarias en sistemas de confort, como por ejemplo mandos a distancia infrarrojos, por radio frecuencia, por modem, temporizadores, etc.
Mandos por infrarrojos: Es un sistema emisor de luz infrarroja que
mediante un teclado emiten señales digitales codificadas en forma de luz infrarroja. Tiene un alcance limitado, entre 5 y 20 metros. Tiene un amplio uso. Necesita de un elemento receptor de infrarrojos que, dotado de un receptor (fototransistor de infrarrojos), recibe la señal emitida por el emisor, la decodifica y la procesa para realizar la accion asociada a dicha señal.
Mando por radiofrecuencia: Son iguales que los infrarrojos pero la señal
que emiten es de radiofrecuencia, normalmente una señal modulada en frecuencia sobre la que se codifica el codigo de la tecla pulsada. Tienen un alcance mucho mayor dependiendo de la potencia del emisor y del receptor.
Control a través del modem telefónico: Permite un control a distancia de los
distintos sistemas, exploración del estado de los sensores y receptores, recepción automática de alarmas mediante sistemas de colgado automático. El acceso al modem se realiza mediante un teléfono normal, con una llamada al número telefónico asignado al punto de acceso donde esta conectado el modem, y se envían las señales codificadas con la información de la acción que se quiere realizar en la instalación. El modem, también puede realizar llamadas al usuario para avisarle de alguna alarma.
Control a través de Internet: Permite un control a distancia de los distintos
sistemas utilizando un ordenador remoto que se conecta vía Internet a un ordenador local que gobierna la instalación. La forma de interacción del usuario con el sistema se realiza a través de una aplicación o pagina web.
Temporizadores: Son programadores horarios. Permiten la generación de
ordenes de actuación a distintos receptores dependiendo del plan o secuencia temporal, que pueden ser diario, semanal, mensual, etc. Para ello, normalmente dispone de n salidas que pueden estar o no activas durante una secuencia cíclica temporal. Una orden de temporización se suele configurar indicando: salida a activar, hora de actuación, duración de la señal activa, día de la semana.
2.3.- Gestión de la seguridad.
La seguridad es una de las áreas más importantes, ya que de ella depende la integridad física de las personas y del inmueble. Su principal objetivo es la protección frente a los distintos agentes y/o factores que ponen en peligro la seguridad. Normalmente consiste en una serie de sensores que actúan sobre unas señales acústicas, luminosas o un modem para enviar una señal de alarma a distancia. También pueden actuar sobre electroválvulas para activar válvulas de paso de agua si hay incendio, cerrar el gas, apertura de puertas, corte de aire acondicionado, etc. Existen muchos sistemas propietarios y una abundante legislación al respecto. Los objetivos más importantes son:
Detectar situaciones de peligro o riesgo.
Avisar mediante sistemas sonoros o vía modem.
Realizar actuaciones orientadas a las personas y a las instalaciones. Por tanto se pueden resumir las tareas de un sistema de seguridad en:
Prevención: Se deben determinar potenciales fuentes de peligro.
Reconocimiento: Consiste en validar la señal autentificando su
procedencia. Se suelen utilizar sistemas redundantes que protegen de falsas alarmas.
Reacción ante alarmas: Pueden ser de dos tipos: manual, donde el sistema
envía una señal de alarma remota o telefónica a policía, hospital, etc. y las personas toman las decisiones, y la automática en la que el sistema actúa cortando la electricidad, cortando el gas, abriendo puertas, etc.
De los elementos básicos que componen los sistemas de seguridad cabe citar los siguientes:
Elementos sensores: Son componentes que detectan cambios físicos y
químicos y envían la señal de aviso a la central de alarmas. Se colocan en las distintas áreas a controlar.
Sistemas de control o gestión de las señales (Cental de Alarmas): Procesa
ls señales de los sensores. Suele estar compuesto de: fuente de alimentacion, baterias, teclado, microprocesador y un marcador telefonico-modem. Suelen disponer de sistemas
de conexión y desconexion codificadas o con cerraduras especiales, asi como de sistemas antisabotaje.
Elementos de aviso y/o señalización: Se encargan de avisar de la alarma y
también de disuadir. Se pueden clasificar en:
Locales: Que a su vez pueden ser acústicos (sistemas interiores,
sirenas exteriores, campanas, zumbadores, timbres, altavoces, circuitos emisores de mensajes por sinteis de voz) u opticos (pilotos, bombillas, luces de destellos).
A distancia: Via telefono, via radio, ultrasonidos.
Especiales: Como camaras de circuito cerrado, camaras
fotograficas.
Elementos de Actuación: Se encargan de realizar acciones para proteger a
las personas o al edificio como: cerrar válvulas del gas, cortar la energía, cortar el paso del agua, cortar el aire acondicionado, activar el circuito contraincendios, abrir puertas y ventanas, etc.
Tipos de sistemas de Seguridad.
Sistemas de Alarmas Técnicas: Se activan cuando se produce una
variación de un parámetro físico o químico en el medio. Sirven para detectar incendios, inundaciones, escape de gas, etc. Cada sensor se asocia con un actuador que puede paliar el efecto de la alarma. Se dispone de salidas acústicas, luminosas y telefónicas para avisar al usuario de la existencia de la alarma.
Sistemas Antirrobo: Se encargan de impedir la entrada de personas ajenas
al edificio o vivienda y de disuadirlas en sus intentos. Utilizan detectores de presencia, sensores de rotura de cristales, etc. y simuladores de presencia que encienden luces y abren y cierran puertas.
Sistemas de Control de Acceso: Permiten controlar el paso de personas
mediante detectores de metales, barreras infrarrojas, etc. Incluso identifican a las personas que entran y salen mediante tarjetas magnéticas de identificación, llaves codificadas, teclado con clave de apertura, lector de huellas dactilares, pupilas, activación por voz, o cualquier otra señal biométrica. También se puede hacer una identificación manual mediante video portero con una pequeña cámara, un cable de video y una pantalla.
Sistemas de alarma medicas: Controlan parámetros biológicos como:
presión arterial, azúcar en la sangre, etc. Disponen de sensores en el cuerpo y emisores de señales de alarma local o remota por modem.
2.4.- Gestión de la energía.
Trata de controlar y optimizar el gasto energético de todos y cada uno de los distintos sistemas que utilizan energía en el edifico. Su utilización es muy importante para reducir los gastos de los usuarios y bien recibida por las suministradoras y los gobiernos.
Divide el edificio en circuitos prioritarios en los que no se corta nunca la corriente (iluminacion, enchufes, etc.) y circuitos no prioritarios, que son los que se controlan en funcion de la enrgia consumida. La gestion de la energia se encarga de:
Uso racional de la energía. Estrategias para consumir solo la energía
necesaria sin despilfarros. Para ello el usuario debe estar informado y utilizar sistemas que permitan la regulación.
Prioridad en la conexión de cargas. Establece una tasa máxima de
consumo simultáneo y un orden de prioridad en los actuadores para desconectarlos en orden cuando se sobrepasa. Se necesita un sistema que lea los consumos de cada circuito. Permiten la desconexión de cargas eléctricas en función del consumo eléctrico instantáneo.
Uso de tarifas especiales. Aprovecha las horas valle donde es mas barato
el Kwh y utiliza sistemas receptores que tengan funcionamiento acumulador como: sistemas acumuladores de agua caliente, calefacción por acumulación, lavadoras, etc. Deriva el funcionamiento de los equipos a zonas horarias con tarifas más económicas.
Utilización de sistemas de acumulación. Se alimentan en tramos horarios
de menor coste y luego entregan la energía acumulada normalmente en forma de calor. Utilizan sistemas temporizadores para activarse.
Zonificación de la calefacción y aire acondicionado. Consiste en permitir la
activación por habitación o zona según horario, calendario, presencia en las habitaciones, temperatura, humedad, etc. La instalación de climatización en el edificio se divide en varias zonas independientes de regulación y programación.
Programación de la climatización. El usuario puede programar el
funcionamiento de la instalación según sus necesidades o deseos. El usuario puede modificar en cualquier momento la programación. Se puede seleccionar entre modo de funcionamiento manual o programado.
Entre los dispositivos utilizados para gestionar la energía, se encuentran:
Racionalizador: Es un aparato que mide el consumo energético de una
instalación, y cuando se llega a unos niveles prefijados conecta o desconecta unos u otros dispositivos. Su objetivo es que en ningún momento se supere la máxima potencia contratada para la instalación. Existen dos tipos de racionalizadores:
Racionalizador amperimetrico. Compara constantemente la energía
eléctrica consumida con la de referencia o contratada y si se supera actúa sobre los circuitos no prioritarios.
Racionalizador cíclico. Permite racionalizar las desconexiones para
que no haya sistemas más penalizados que otros, estableciendo una rotación y tiempos de desconexión.
Sistemas acumuladores: Los sistemas acumuladores permiten utilizar las
horas de tarifa nocturna, que tienen hasta un 50% de ahorro por Kwh que las horas diurnas.
Control selectivo de las cargas: Consiste en ir desconectando dispositivos
por orden de prioridad en función del nivel de consumo sobrepasado con respecto al máximo. Hay un elemento general de desconexión de cargas y un elemento por dispositivo. El controlador recibe toda la información de las medidas de corriente y en función de los consumos y el orden de prioridad, desconecta o no la carga. El control de cargas puede estar en función de parámetros ambientales y de confortabilidad. El confort suele estar en contraposición del ahorro, pero la persona es responsable directamente y es ella la que tiene el control manual de todos los dispositivos y quien toma la decisión final. Tener en cuenta los parámetros ambientales puede mejorar el ahorro, por ejemplo, controlar la cantidad de luz exterior que entra para apagar o no las luces, subir persianas y apagar luces, controlar la temperatura abriendo ventanas y desconectando el aire acondicionado, etc.
Es el área menos desarrollada de la gestión técnica, aunque crece en la actualidad debido a las nuevas posibilidades de las telecomunicaciones. Aunque hay soluciones, son poco integradoras, debido al problema de enviar distintos tipos de señales por la misma línea. Se debe disponer de una red que permita la transmisión de información (voz, datos, imagen, control) por el mismo canal a altas velocidades.
Algunos de sus principales objetivos son:
Control remoto de equipos e instalaciones. Activación remota de equipos e
instalaciones domesticas o de edificios.
Transmisión de alarmas. Envió hacia el exterior de cualquier alarma que se
produzca en la vivienda o edificio.
Los elementos de un sistema de comunicación son:
Emisores de señal. Son los que generan la información, la codifican y la
ponen en el medio. Pueden ser emisores o emisores/receptores. La información puede ser de dos tipos: datos y protocolos de control y señalización.
Receptores de señal. Son los encargados de decodificar la información y
presentarla al usuario o destinatario.
Medio físico de transmisión. A través de ellos circula la información. Puede
se par o hilo trenzado, cable coaxial apantallado, fibra óptica, radiofrecuencia, infrarrojos, ultrasonidos.
Se puede distinguir dos tipos de comunicaciones: internas y externas:
Comunicaciones internas: permiten la transmisión y el intercambio de
información dentro de la propia instalación. Algunos ejemplos son:
Circuito cerrado de TV. Son sistemas de vigilancia o seguridad que permiten la supervisión mediante cámaras de TV de diferentes zonas de una edificación en uno o varios monitores de TV.
Sistemas avanzados de videoporteria. Permiten visualizar la señal del videoportero desde cualquier equipo de TV y el desvió de llamadas del portero automático a un número de teléfono programado.
Sistema de gestión a distancia. Permite la gestión de la instalación a distancia sin necesidad de cableado, utilizando telemandos, ya sea por radiofrecuencia o infrarrojos.
Sistemas de intercomunicación por telefonía. Permiten la gestión eficaz de las comunicaciones de voz dentro del mismo edificio. Suelen aprovechar la infraestructura de la instalación interior de telefonía.
Sistemas de comunicación de datos. El sistema mas conocido de comunicación de datos consiste en el uso de redes de área local, que permite compartir los recursos y la información de los diferentes ordenadores y dispositivos (impresoras, escaner, etc.) de la red local.
Otros sistemas, como los de entretenimiento: juegos, video, multimedia, etc.
Comunicaciones externas: Permiten la transmisión o el intercambio de
información de la instalación con el exterior. Algunos ejemplos son:
Control remoto del sistema vía telefónica. Permite la gestión de cargas desde un teléfono convencional aprovechando la línea telefónica.
Control remoto del sistema a través de Internet. Permite la gestión de cargas desde un ordenador remoto que se conecta vía Internet a un ordenador local conectado a la instalación.
Sistema de recepción y distribución de la señal de TV. Permite la recepción de la señal de TV ya sea terrestre, satélite o por cable y su distribución por el edificio.
En la actualidad están apareciendo las denominadas pasarelas residenciales, que permiten interconectar una red inmótica con una red de comunicación de datos como una red local o incluso con Internet. La convergencia entre estos tres tipos de redes (control, datos y entrteniemiento) se