estudio para reducción de consumo energético en colombia
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estudio para reducción de consumo energético en colombia
ESTUDIO PARA REDUCCIÓN DE CONSUMO ENERGÉTICO EN COLOMBIA BASADO EN TECNOLOGÍA DOMÓTICA PAULA ADRIANA CATALINA HUÉRFANO RODRÍGUEZ FUNDACIÓN UNIVERSITARIA KONRAD LORENZ FACULTAD DE INGENIERÍAS INGENIERÍA DE SISTEMAS BOGOTA D.C. 2011 ESTUDIO PARA REDUCCIÓN DE CONSUMO ENERGÉTICO EN COLOMBIA BASADO EN TECNOLOGÍA DOMÓTICA PAULA ADRIANA CATALINA HUÉRFANO RODRÍGUEZ Trabajo de grado Director de Proyecto Ing. MSc. (c) Leidy Johanna Ortiz Arias FUNDACIÓN UNIVERSITARIA KONRAD LORENZ FACULTAD DE INGENIERÍAS INGENIERÍA DE SISTEMAS BOGOTA D.C. 2011 AGRADECIMIENTOS En primer lugar a Dios que me dio la fortaleza para luchar y perseverar durante toda mi carrera universitaria y que gracias a la oración de muchas personas me dio fuerzas para terminar este trabajo de grado, a mi familia que me apoyó durante la realización de este trabajo, se desveló conmigo y me motivo a continuar con el objetivo, a mi directora de Tesis Leidy Ortiz Arias por su labor de acompañamiento a lo largo de la investigación, a mis amigos quienes nunca me dejaron decir no puedo, a Alex, David, Liza y a mi amiga Meli quien a pesar de las circunstancias personales estuvo acompañándome y motivándome con frases de aliento, a la Facultad por haberme brindado apoyo cuando más lo necesité y a todos aquellos que a través de la web, diligenciaron las encuestas para que este estudio pudiera realizarse. 3 CONTENIDO pág. INTRODUCCIÓN.................................................................................................................. 8 1. EVOLUCION DE LA DOMÓTICA A TRAVÉS DEL TIEMPO ........................................ 12 1.1. Historia ..................................................................................................................................... 12 1.2. Domótica en la actualidad ..................................................................................................... 13 1.2.1. Pasarelas residenciales ...................................................................................................... 14 1.2.2. Pasarelas residenciales Multiservicios ............................................................................. 14 1.3. Domótica en el futuro ............................................................................................................. 14 2. REDES DE COMUNICACIONES Y DOMÓTICA .......................................................... 16 2.1. Domótica e Inmótica .............................................................................................................. 16 2.2. El contexto social de la casa Domótica .............................................................................. 17 2.3. Características de una instalación domótica ...................................................................... 18 2.4. Elementos de una instalación domótica ............................................................................. 19 2.4.1. Medios de Transmisión. ...................................................................................................... 19 2.4.2. Dispositivos Aislados........................................................................................................... 19 2.4.3. Los Electrodomésticos inteligentes ................................................................................... 20 2.4.4. Aparatos electrónicos inteligentes..................................................................................... 20 2.5. Tipología de un sistema Domótico ...................................................................................... 20 2.5.1. Sistemas Centralizados ...................................................................................................... 20 2.5.2. Sistemas Descentralizados ................................................................................................ 21 2.5.3. Sistemas Distribuidos (híbridos) ........................................................................................ 22 2.6. Topología de un sistema Domótico ..................................................................................... 23 2.7. Interacción de los equipos. ................................................................................................... 23 2.7.1. Redes Domésticas ............................................................................................................... 25 2.7.2. Redes de acceso ................................................................................................................. 26 2.7.3. La pasarela residencial (pasarela Gateway ..................................................................... 26 2.8. Estado del Arte ....................................................................................................................... 26 2.8.1. Estados Unidos .................................................................................................................... 27 2.8.2. Europa ................................................................................................................................... 28 2.8.3. Japón ..................................................................................................................................... 29 3. PROTOCOLOS DE COMUNICACIÓN ASOCIADOS A LA DOMÓTICA ...................... 31 3.1. X-10 .......................................................................................................................................... 31 3.2. EIB ............................................................................................................................................ 33 3.3. BatiBus ..................................................................................................................................... 34 3.4. EHS........................................................................................................................................... 35 3.5. KNX........................................................................................................................................... 35 4 3.6. CEBus ...................................................................................................................................... 36 3.7. Lonworks .................................................................................................................................. 37 3.8. BACnet ..................................................................................................................................... 38 3.9. SCP........................................................................................................................................... 39 3.10. ZigBee .............................................................................................................................. 39 3.11. Resumen General, sobre algunos Protocolos ........................................................... 40 4. BRECHA TECNOLOGÍCA Y AMBIENTAL RELACIÓN CON LA DOMÓTICA .............. 42 5. CASOS DE ÉXITO A NIVEL MUNDIAL ........................................................................ 51 5.1. Casa internet ........................................................................................................................... 51 5.2. MetalTIC- Hogar Digital (Alicante, España) ....................................................................... 52 5.3. Casa domótica de Premiá de Mar España ......................................................................... 52 5.4. Casa domótica en Somosagua (España) ........................................................................... 53 6. LA DOMÓTICA EN COLOMBIA .................................................................................... 54 6.1. Problemática Actual ............................................................................................................... 54 6.2. Avances en Colombia ............................................................................................................ 54 6.3. Perspectiva a Nivel Nacional ................................................................................................ 55 6.4. Empresas que prestan Servicio de Domótica .................................................................... 56 6.4.1. Bogotá. .................................................................................................................................. 56 6.4.2. Cajicá ..................................................................................................................................... 59 6.4.3. Antioquia................................................................................................................................ 59 6.4.4. Cali ......................................................................................................................................... 60 6.4.5. Análisis empresas ................................................................................................................ 60 6.5. Situación actual del Mercado Colombiano ......................................................................... 62 6.6. Análisis del entorno basado en la percepción de los Usuarios. ...................................... 62 6.6.1. Hallazgos específicos del estudio ..................................................................................... 63 6.6.2. Conclusiones Generales ..................................................................................................... 67 7. AHORRO ENERGÉTICO EN COLOMBIA .................................................................... 68 7.1. Consumo Energético ............................................................................................................. 69 7.2. Domótica y Ahorro energético .............................................................................................. 71 7.2.1. Gestión de Instalaciones .................................................................................................... 71 7.2.2. Usos de Electrodomésticos inteligentes ........................................................................... 73 7.2.3. Edificios bioclimáticos ......................................................................................................... 73 8. APRECIACIÓN SOBRE LA DOMÓTICA EN COLOMBIA ............................................. 76 9. CONCLUSIONES .......................................................................................................... 78 BIBLIOGRAFÍA .................................................................................................................. 86 ANEXO 1. ENCUESTA ...................................................................................................... 92 ANEXO 2. ........................................................................................................................... 95 ENTREVISTA REALIZADA A EMPRESA SMART E.U. BLUE HOME .............................. 95 5 LISTA DE TABLAS pág Tabla 1 Sistemas Domóticos Centralizados, ventajas y desventajas .................................... 21 Tabla 2 Sistemas Domóticos Descentralizados, ventajas y desventajas.............................. 21 Tabla 3 Sistemas Domóticos Distribuidos, ventajas y desventajas ....................................... 22 Tabla 4 Comparativa algunos protocolos actuales. .................................................................. 41 Tabla 5 Resumen General Servicios domóticos empresariales ............................................ 61 6 LISTA DE FIGURAS pág Figura 1 Tipología de Sistema Distribuido ............................................................................... 22 Figura 2 Redes de una Instalación Común ................................................................................ 24 Figura 3 Modelo Reticular del Hogar Domótico ........................................................................ 26 Figura 4 Formato de Trama para protocolo X-10...................................................................... 32 Figura 5 Topología Protocolo ZigBee ......................................................................................... 39 Figura 6 Penetración de Internet y de PCs en Colombia por estratos .................................. 46 Figura 7 Evolución y penetración del Internet 2004-2010 ....................................................... 47 Figura 8 Brecha Digital en el mundo 2005/2006 ....................................................................... 48 Figura 9 Brecha Ambiental en el mundo .................................................................................... 49 Figura 10 Resultados Ítems de Importancia para los encuestados ....................................... 63 Figura 11 Resultado Deseo de Invertir dinero para Ahorro ..................................................... 64 Figura 12 Resultados Tipos de elementos para ahorro energético ....................................... 64 Figura 13 Resultados Consumo energía eléctrica por sitios de la vivienda ......................... 65 Figura 14 Resultado Conocimiento acerca de Domótica......................................................... 65 Figura 15 Resultado Cantidad de Inversión en los hogares ................................................... 66 Figura 16 Resultado Gastos mensuales de energía eléctrica en los hogares. .................... 67 Figura 17 demanda de Electricidad Domótica, últimos meses. .............................................. 69 Figura 18 Consumo de electricidad per cápita .......................................................................... 69 Figura 19 Consumo energético promedio en la vivienda. ....................................................... 70 7 INTRODUCCIÓN Hace algunos años el estudio de la tecnología aplicada al confort, la seguridad y al ahorro en las viviendas se ha hecho mucho más común, pero no lo suficiente como para que la totalidad de la población conozca sus beneficios y adquieran este tipo de tecnologías. La domótica, que integra la tecnología a las viviendas, es la aplicación tecnológica que permite la automatización de dispositivos al interior de las casas, obteniendo beneficios a corto y largo plazo, supliendo las necesidades actuales de ahorro energético y de confort. Los servicios que ofrece una instalación domótica son mucho más confiables y mucho más competitivos que los usados actualmente, estos servicios están integrados en redes internas y externas de comunicación permitiendo el control de los dispositivos en un nodo central, dando al ser humano el manejo óptimo de cada uno de ellos. La domótica se origina del latín domus (casa) y del francés informatique (informática) o robotique (robótica), incorporándose a finales de los años 60 con otros términos de uso público como casa inteligente la cual buscaba integrar dispositivos a las edificaciones en general, usando la tecnología y dotándolas de ―inteligencia‖1. De igual forma, éste concepto hace referencia a la automatización de las viviendas y ésta es entendida como una ciencia la cual desarrolla servicios e integra la tecnología de automatización para satisfacer necesidades del usuario y de todos los habitantes del hogar.2 Los beneficios de la domótica son bastantes y este estudio surgió a raíz de uno de sus pilares principales: el ahorro. El objetivo de este trabajo es determinar las diferentes opciones para implantar a futuro sistemas domóticos en Colombia con fines de ahorro energético, sin embargo el ahorro no es la única ventaja de implantar un sistema domotizado. Expertos coinciden en que los sistemas domóticos mejoran en un 100% el confort y la seguridad; estos tres son ítems trascendentes en las viviendas domóticas y por lo tanto se referencian a continuación. AHORRO Encendido y apagado automático de luces exteriores mediante sensibilización de luminosidad y horarios. 1 HUIDOBRO MOYA, José M. Concepto, campo de aplicación y beneficios. En: La domótica como solución del futuro. Madrid: 2007. p. 15-44 2 BOUNZAS, María J. Panorámica de los sistemas domóticos e inmóticos. Trabajo de grado Ingeniero en Telecomunicaciones. Sevilla: Escuela Superior de Ingenieros. Departamento de Ingeniería de Sistemas y Automática. Área de ingeniería Telemática, 2005. 8 Persianas automáticas para proveer mayor luminosidad. Riego automático. SEGURIDAD: Simulación de Presencia. Alarmas. Llamadas automáticas por teléfono ante anomalías. Sistema anti-incendios Detección de gases tóxicos. Detección de presencia. Controles de Acceso. CONFORT Temperatura ambiente Climatización de piscina. Automatización de determinados electrodomésticos. Domoportero (uso de aparatos telefónicos pre-instalados como portero) Música ambiental. Despertador. TV Control remoto desde PC. 3 Todos estas posibilidades, permiten dar un avance en las comunicaciones; dando al usuario la sensación de tranquilidad y de tener un control sobre todos los elementos pertenecientes al hogar domótico. Una de las razones por las cuales la domótica se empezó a estudiar más a fondo es que esta tecnología permite la gestión de la energía. Las aplicaciones que se brindan al usuario son ilimitadas asociadas todas ellas, a las necesidades particulares.4 Esta investigación está encaminada a estudiar a profundidad la domótica, con el fin de conocer los beneficios de esta tecnología, mostrando las ventajas de su implantación, estudiando las diferentes posibilidades que se tendrían a futuro con la implantación de domótica en Colombia y que ésta sea usada para la reducción de consumo energético, 3 TISCONIA, Edgardo. La vivienda Inteligente. Universidad de Palermo España ESPAÑA. FUNDACIÓN PRIVADA INSTITUT ILDEFONS CERDÀ. Ahorro, confort, seguridad y comunicaciones, la vivienda domótica. Barcelona. Ministerio de Industria y Energía, Dirección General de Industrias y Tecnologías de la Información, 2000. 1 ed. 4 9 así como para el surgimiento de nuevas oportunidades de negocio, dando argumentos para establecerla como un estilo de vida para las viviendas colombianas y minimizando la crisis energética que se vive actualmente. Este trabajo usa el método científico, descubriendo las propiedades de la domótica, fijándose en un problema, identificando la situación actual ambiental y generando posibles soluciones para aliviar esta problemática. Esta metodología permite estudiar hechos y casos de éxito para determinar la reducción energética que la domótica produce, además se plantean las diferentes posibilidades de implantar domótica en Colombia y las condiciones para que esto se dé más rápidamente. En el capítulo uno se enfoca en mostrar a la domótica a través del tiempo, su historia, cómo está actualmente y cómo será el futuro, este capítulo permite establecer ideas de la evolución de esta tecnología y para qué ha sido usada. En el capítulo dos se busca contextualizar al lector en la teoría de la domótica, su significado, sus componentes y su funcionamiento dentro del hogar, describe la topología y tipología de una red domótica y muestra cómo interactúan los diferentes dispositivos domotizados en la vivienda. Además se establece como es la situación de la domótica en países con acceso a ésta y que la usan hace bastante tiempo. El capítulo tres reúne los protocolos que a través del tiempo han servido a la domótica, sus características y donde fueron desarrollados, muestra como algunos de estos protocolos se han vuelto importantes en los sistemas domóticos y establece un comparativo entre los más conocidos y vigentes. El capítulo cuatro define uno de los obstáculos para la implantación de la domótica en Colombia, la llamada brecha digital que hoy día a nivel nacional marca una diferencia entre las personas con acceso a tecnologías y las personas que no tienen este acceso, sin embargo Colombia es un país que en cuanto biodiversidad tiene muchas riquezas, lo que permite determinar que la brecha ambiental colombiana actual es mínima y que podría aprovecharse para generar energía; este capítulo establece la relación entre la brecha digital y ambiental Colombianas, que desventajas y ventajas tiene cada una de ellas en todo el territorio Colombiano. El capítulo seis se establece en determinar la situación actual de la domótica en Colombia, que avances e investigaciones ha tenido esta tecnología, dando una visión global de los servicios que prestan las empresas dedicadas a este mercado, se realiza una encuesta que establece la percepción de los usuarios y da a conocer los posibles campos de acción para que la domótica pueda ser implantada en Colombia con fines de ahorro energético. 10 En el capítulo siete se conoce el beneficio del ahorro energético, se da a conocer de manera clara porque la domótica ahorra energía y que elementos usa para tal fin. El capítulo ocho es una compilación de ideas originadas durante todo el trabajo de grado, se da una apreciación de la situación actual y a futuro, el autor rescata las ideas de los capítulos anteriores y se atreve a dar opciones para que pueda ser implantada la domótica en Colombia. Por último las conclusiones dan los puntos clave para comprender el tema domótico y los posibles caminos a tomar para que la implantación de domótica en Colombia con fines de ahorro energético sea un éxito. 11 1. EVOLUCION DE LA DOMÓTICA A TRAVÉS DEL TIEMPO 1.1. Historia El término domótica fue usado oficialmente en el año 1984 por la empresa American Association of House Builders, primera en pensar en las casas electrónicas; estas fueron construidas por aficionados y de allí partió el concepto de casas inteligentes, no por su ambiente amigable, ni el uso de celdas solares, lo que las hace inteligentes es la interacción de las tecnologías que están en su interior. Desde 1967 hasta hoy día, el término de Casas Inteligentes no tuvo mucha acogida porque su costo era muy elevado, el inventario para la adecuación era antiguo, ofrecía muy poca conectividad entre redes y la tecnología manejada no daba la usabilidad que el usuario necesitaba.5 Mucho antes de que el término domótica surgiera, se hablaba del Protocolo X-10, este era y aún sigue siendo el lenguaje que usan algunos dispositivos para hablarse entre ellos, todos los dispositivos X-10 son compatibles entre sí, combinándose para formar sistemas, permitiéndoles controlar luces y electrodomésticos, aprovechando las instalaciones eléctricas sin instalar cables adicionales; el sistema X-10 desde sus inicios ha tenido una ventaja con relación a otros sistemas domóticos, éste solo utiliza la red eléctrica interna de la vivienda, conectando solo un módulo que maneja las funcionalidades y cualquier otro dispositivo que se conectara a ese módulo podría ser controlado en forma remota. X-10 la tecnología de corrientes portadoras fue desarrollado entre 1976-1978 por ingenieros de Pico Electronics Ltd, proveniente de la familia de chips de la serie X, ideándolo como un circuito para implementarlo en un dispositivo y que pudiera ser controlado remotamente.6 En la domótica existen dos términos importantes y que gracias a estos se han regido los desarrollos a través del tiempo; se refieren a los sistemas domóticos centralizados y los sistemas domóticos modulares, el primero de ellos concentra la inteligencia, en un módulo central, obteniendo información de todos los dispositivos y canalizando las ordenes, por otro lado en los sistemas domóticos modulares (distribuidos), los dispositivos son capaces de procesar la información por sí mismos, actuando de forma independiente y utilizando un bus propietario, pero éste obliga usar cableado extra, los 5 6 HARPER, Richard. Inside the Smart Home: Ideas, Possibilities and Methods. London: Springer. 2003. TISCONIA, Edgardo. La vivienda Inteligente. Universidad de Palermo España 12 sistemas domóticos modulares solo tienen un controlador y un receptor permitiendo tener un control sobre cualquier equipo del hogar, en cambio los centralizados solo tienen control sobre algunos dispositivos ya configurados, por esta razón el estándar X10 se encuentra como parte de los sistemas domóticos modulares. 7 En Estados Unidos surgió el término de Edificios Inteligentes, debido al incremento de la construcción de edificaciones dando origen al primer sistema para la gestión de edificios, integrando y monitorizando ventilación, calefacción y aire, tuvieron así también la necesidad de una red de datos para evitar los largos cableados por toda la edificación y una de las razones que se vivencia desde el pasado, es buscar soluciones a la crisis energética que en ese tiempo empezó a estar presente. La domótica empezó a conocerse hasta los años 2002-2003 tomando auge por el crecimiento y uso de esta tecnología en los edificios, así fuera en dispositivos muy pequeños que algunos de los usuarios de estas edificaciones no percataban, pero que el simple hecho de estar instalados, automatizaban el lugar.8 Actualmente se han creado empresas y viviendas que operan con esta tecnología, regulando el mercado y dando a conocer los beneficios de una casa domotizada. 1.2. Domótica en la actualidad Los cambios actuales en las edificaciones de acuerdo a las necesidades de los individuos, ha hecho que cada vez más el desarrollo de la tecnología se oriente a mejorar la infraestructura de las viviendas para adaptarse a la demanda social. Sin embargo el control de estas tecnologías y el uso de la pasarela residencial, ―aún no son intuitivos‖ (Lastres)*, necesitando un desarrollo mejorado, aumentando su usabilidad. 9 Hoy día el problema de las redes de comunicación entre los dispositivos, está resuelto gracias a la flexibilidad de las tecnologías inalámbricas, reduciendo el precio de los dispositivos que las utilizan, permitiendo distribuir los elementos del sistema y adaptándolos a las necesidades cambiantes; sin embargo se limitan un poco respecto a las tecnologías cableadas; las tecnologías inalámbricas disminuyen la seguridad y la robustez en las comunicaciones, los dispositivos no pueden estar tan alejados y tienen 7 TISCONIA, Edgardo. La vivienda Inteligente. Universidad de Palermo España HUIDOBRO MOYA, José M. Concepto, campo de aplicación y beneficios. En: La domótica como solución del futuro. Madrid: 2007. p. 15-44 9 MÉNDEZ, Francisco Javier. La domótica: nuevas formas de entender la vivienda. En: Directivos Construcción. Diciembre, 2010. no. 239, p. 48 8 13 menor ancho de banda de transmisión;10.. Ver Cap 1.4… por esto vale la pena tener en cuenta las dos tecnologías que existen actualmente, estudiando el ambiente y el lugar de la instalación. En la actualidad la Pasarela Residencial11 juega un papel muy importante en la red del hogar Digital, ésta proporciona la conexión de redes, el control centralizado y las aplicaciones. Hay varios tipos de pasarela residencial. 1.2.1. Pasarelas residenciales de Banda Ancha. Como routers, hubs, o módems ADSL, éstas hacen una adaptación de Datos de la red interna de la vivienda con la conexión de Banda ancha de Internet. 1.2.2. Pasarelas residenciales Multiservicios Proporcionan interfaces para las redes de datos y de control, su potencia las hace complejas pero son capaces de ejecutar aplicaciones con requisitos de tiempo real.12 …Ver cap. 7.4.1… 1.3. Domótica en el futuro La domótica en el futuro tendrá como uno de sus principales dispositivos para el ahorro la bombilla de LEDs creciendo en un 50% en participación en el mercado se verá la ―Revolución de la iluminación de estado Sólido‖13 …Ver cap 7.2… Los Proveedores de Servicio controlarán de forma remota la energía y tendrán el control sobre la demanda. De allí que un papel fundamental del futuro serán los científicos sociales, quienes tendrán partida en el desarrollo del entendimiento de todo el mercado domótico, haciendo que las personas entiendan la tecnología y la usen de la forma más adecuada. 10 HUIDOBRO MOYA, José M. Concepto, campo de aplicación y beneficios. En: La domótica como solución del futuro. Madrid: 2007. p. 15-44 * Carmen Lastres. Gestora de Proyectos de Investigación del Centro de Domótica Integral de la Universidad Politécnica de Madrid. 11 Pasarela Residencial: Dispositivo que conecta las infraestructuras de telecomunicaciones del hogar digital a una red pública de datos. 12 HUIDOBRO MOYA, José M. Concepto, campo de aplicación y beneficios. En: La domótica como solución del futuro. Madrid: 2007. p. 15-44 13 HERRERA QUINTERO, Luis Felipe. Gestión tecnológica para domótica y telecontrol. Trabajo de Maestría en Telecomunicaciones. Bogotá D.C.: Universidad Nacional de Colombia, Facultad de Ingeniería, 2004. 14 Por otra parte, una de las cosas más atractivas para los empresarios es que en el futuro las personas tendrán más poder de inversión para la tecnología domótica gracias a la inversión por etapas que se ha estado planeando. La usabilidad de los productos será mayor siendo un beneficio aún mayor para los empresarios locales, ya que los dispositivos tendrán más atracción.14 Al asegurar que la gran mayoría de las personas migrarán a las ciudades, se prevé que aunque el mercado sea menor, la domótica se usará para ayuda de ancianos y discapacitados, obligando a los proveedores y desarrolladores a plantearse una estructura de tecnología diferente ofreciendo resultados más eficientes y ofreciendo comodidad y cubrimiento de las necesidades. Para las personas discapacitadas, habrá nuevas aplicaciones que facilitarán el acceso a la vivienda, como sensores visuales y vibraciones para personas con dificultad auditiva o visual, el uso del iris como medio de comunicación entre otros que seguramente serán de gran utilidad.15 14 HARPER, Richard. Inside the Smart Home: Ideas, Possibilities and Methods. London: Springer. 2003. MÉNDEZ, Francisco Javier. La domótica: nuevas formas de entender la vivienda. En: Directivos Construcción. Diciembre, 2010. no. 239, p. 48 15 15 2. REDES DE COMUNICACIONES Y DOMÓTICA Este capítulo busca introducir al lector y ponerlo en contexto con los términos más comunes dentro la domótica, además de hacer referencia a los conceptos técnicos y estructura de ésta tecnología, enfocados en la arquitectura, redes y dispositivos electrónicos para esta tecnología en especial. La domótica está compuesta por elementos, que se verán de forma individual y cuando éstos componen una red de tecnología enfocada a prestar un servicio de Seguridad, Ahorro y confort. 2.1. Domótica e Inmótica El término de ―vivienda domótica‖ es en sí donde se instala un sistema de control que permite una mayor calidad de vida a través de la tecnología, reduciendo y racionalizando distintos consumos presentes hoy día, es decir es la superficie en donde los elementos partidarios de la tecnología, se apropian para mejorar los servicios de la vivienda. La vivienda tradicional no difiere de la vivienda domótica, ya que posee la misma infraestructura, electrodomésticos y superficie; lo que la hace diferente es la incorporación de la tecnología para la gestión eficiente de energía y con la comodidad que el usuario necesita. 16 La domótica se originó a través del tiempo por los avances de la Inmótica, éstos dos términos tienen mucho que ver, la primera es la destinada a la automatización de las viviendas como se ha mencionado antes y la segunda es el término adecuado para las otras edificaciones del sector terciario, entre estas hospitales, oficinas, parques y grandes superficies las cuales tienen un consumo energético mayor en todos los sentidos. La inmótica surgió mucho antes y dio los controles para la comunicación, gestión y monitorización de los automatismos integrados en las edificaciones; también conocida como GTE (Gestión Técnica del Edificio) y al igual que la domótica, la inmótica tiene como uno de sus objetos la reducción energética, prestando servicios y cubriendo necesidades para las grandes edificaciones.17 16 ESPAÑA. FUNDACIÓN PRIVADA INSTITUT ILDEFONS CERDÀ. Ahorro, confort, seguridad y comunicaciones, la vivienda domótica. Barcelona. Ministerio de Industria y Energía, Dirección General de Industrias y Tecnologías de la Información, 2000. 1 ed. 17 BOUNZAS, María J. Panorámica de los sistemas domóticos e inmóticos. Trabajo de grado Ingeniero en Telecomunicaciones. Sevilla: Escuela Superior de Ingenieros. Departamento de Ingeniería de Sistemas y Automática. Área de ingeniería Telemática, 2005. 16 2.2. El contexto social de la casa domótica Al manejar el término, contexto de la casa domótica, se refiere a las circunstancias actuales que rodean a la domótica y cuáles de éstas circunstancias ejercen influencias sobre la esta tecnología; para este caso el contexto o las circunstancias actuales que rigen a la domótica, dependen de las costumbres y formas de vida de la sociedad, por esta razón para entender el objetivo de la tecnología domótica en la sociedad actual, se debe identificar y estudiar muy bien a los individuos que componen la colectividad de hoy día . Los dispositivos son actualmente diseñados haciendo observaciones y estudios de las familias y sus miembros, de cómo estos dispositivos digitales, pueden ser utilizados y con qué frecuencia, comprendiendo las diferencias de cada individuo que los usa y sus preferencias, sin embargo muchas veces estos dispositivos son rechazados, contrario a lo que esperaban los fabricantes y diseñadores como consecuencia de los cambios sociales. El contexto moral de la tecnología hoy día se basa en la forma de vida social; el entendimiento de la tecnología se establece en cómo las personas dan sentido a cada avance tecnológico, observando su comportamiento en la adquisición de nuevas tecnologías para el bienestar de sus hogares y de sí mismos, todo esto de acuerdo a las prácticas domésticas actuales. 18 En los últimos tiempos la familia no ha cambiado en su composición, pero si lo ha hecho en las costumbres y hábitos de cada uno de los miembros de ésta. Al aumentar los hogares unipersonales de jóvenes y de parejas sin hijos se conduce a una disminución del tamaño del hogar y al cambio de las viviendas en su infraestructura; en un futuro el ambiente social actual, hará que las viviendas sean para individuos y no para familias, esto conlleva al uso de tecnologías en forma individualizada, brindando más seguridad, ahorro, automatización y confort, redefiniendo los espacios e involucrando cada vez más dispositivos tecnológicos y domóticos en las viviendas. En conclusión las necesidades humanas evolucionan constantemente según los individuos, pero también crecen las posibilidades de que la tecnología crezca, los factores más importantes dentro de una sociedad convergen en el estudio de cambios sociodemográficos como el envejecimiento poblacional, la progresiva disminución de las 18 HARPER, Richard. Inside the Smart Home: Ideas, Possibilities and Methods. London: Springer. 2003. 17 familias, incremento de la vivienda individual, la movilidad laboral y el ritmo de vida actual, son las causas del cambio en la tecnología aplicada a las viviendas. 19 … Ver cap. 3… 2.3. Características de una instalación domótica Una de las principales características de un sistema inteligente es la integración o interoperabilidad de todos sus elementos, esto se logra haciendo uso de un protocolo compartido y definiendo un conjunto común de interfaces de acceso; la vivienda domótica reúne y procesa los sucesos tanto en el exterior como en el interior y esta integración permite la reunión de otras características como que los aparatos sean reconfigurables y actualizables dando la perfecta cohesión con el sistema a cada elemento.20 En general, las características que todo dispositivo digital y vinculado a una instalación domótica debería tener pueden resumirse en: Flexibilidad: permite que el sistema se adapte con facilidad a nuevos dispositivos y subsistemas, es decir si en la actualidad existe un dispositivo adaptado al hogar, más adelante en un futuro, este mismo dispositivo podría relacionarse con otro más actualizado, permitiendo que la inversión anterior no se pierda sino que se transforme para brindar un nuevo servicio. Fiabilidad, dando al sistema la seguridad de un rango mínimo de fallos y reducción de errores para incurrir en consecuencias menores. Esta característica da al usuario la tranquilidad para confiar en los dispositivos y controles que tiene integrados en su casa, olvidándose de eventuales fallas que permitirían acceso o control a individuos ajenos al núcleo familiar. Facilidad de Uso: permitiendo una comprensión para todo el que tenga acceso a la administración del sistema domótico, facilidad en el control de cada componente e instrucciones sencillas para el usuario.21 19 DOMÍNGUEZ, Hugo Martín y SÁEZ VACAS, Fernando. Domótica Un enfoque sociotécnico. Madrid: Fundación Rogelio Segovia para el Desarrollo de las Telecomunicaciones, 2006. 20 DOMÍNGUEZ, Hugo Martín y SÁEZ VACAS, Fernando. Domótica Un enfoque sociotécnico. Madrid: Fundación Rogelio Segovia para el Desarrollo de las Telecomunicaciones, 2006. 21 BOUNZAS, María J. Panorámica de los sistemas domóticos e inmóticos. Trabajo de grado Ingeniero en Telecomunicaciones. Sevilla: Escuela Superior de Ingenieros. Departamento de Ingeniería de Sistemas y Automática. Área de ingeniería Telemática, 2005. 18 2.4. Elementos de una instalación domótica Por otro lado la domótica no sería posible sin infraestructura; los sistemas integrados, la interacción de redes y dispositivos electrónicos, son los elementos que permiten que la tecnología funcione en una superficie hecha para la automatización de la vivienda. 2.4.1. Medios de Transmisión. Los medios físicos que se usan para la transmisión de mensajes, señales y datos de comunicaciones en un sistema domótico son: 22 Corrientes Portadoras. Cable (par trenzado) Radio Frecuencia. Fibra óptica. 2.4.2. Dispositivos Aislados. Los dispositivos son considerados en forma individual y aislados, las funciones que cumplen cada uno y la congruencia con otros dispositivos, los llevan a ser una parte fundamental de las instalaciones domóticas. 2.4.2.1. Los sensores o receptores Dispositivos que pertenecen a los operadores domóticos que recogen la información necesaria de variables monitorizando temperatura (termostatos), intensidad lumínica, detectando fugas de gas, humo y humedad para su posterior procesamiento; los sensores realizan la función que se les asigne, por ejemplo los detectores de radiofrecuencia útiles para percibir avisos de un pulsador de emergencia y los sensores de presencia para evitar intrusiones no deseadas. Los sensores incorporan baterías de alta duración independiente de la corriente eléctrica del hogar y por consiguiente ayudan al ahorro energético. 22 HERRERA QUINTERO, Luis Felipe. Gestión tecnológica para domótica y telecontrol. Trabajo de Maestría en Telecomunicaciones. Bogotá D.C.: Universidad Nacional de Colombia, Facultad de Ingeniería, 2004. 19 2.4.2.2. Los actuadores Otra clase de operadores capaces de recibir órdenes de un sistema de control, recibiendo información digital y analógica, activándose y desactivándose en diferentes mecanismos, modificando el estado de los equipos al interior de la vivienda, como por ejemplo cerrar llaves y tener el control de persianas; entre estos actuadores se encuentran los contactores o relés de maniobra que permiten el paso de corriente hacia el dispositivo donde están conectadas las electroválvulas, útiles para el corte de servicios por alarmas. 2.4.3. Los Electrodomésticos inteligentes Aparatos electrodomésticos que tienen la capacidad de intercomunicación, intercambiando información entre ellos y permitiendo el control remoto y monitorización a través de Internet o teléfono, la complejidad técnica de estos va en aumento y el riesgo de avería es mucho mayor pero la facilidad de uso es la gran ventaja gracias a las interfaces gráficas que manejan. Ahora bien la importancia de los electrodomésticos inteligentes en este estudio es que también contribuyen al ahorro energético, incorporando energías amigables con el medio ambiente, ya que en la vivienda actual son los que más consumen energía eléctrica. 2.4.4. Aparatos electrónicos inteligentes Dedicados a las actividades de ocio y entretenimiento, permite la comunicación entre dispositivos de acceso de servicios externos, hacen uso de las redes multimedia y ancho de banda. Los televisores son el ejemplo para ser un aparato inteligente ya que hoy en día la llegada de la TDT (Televisión Digital Terrestre) se puede interactuar con varias redes externas; otros aparatos como las videoconsolas para jugar, conectarse y reproducir audio y video; los i-radios y teléfonos móviles vistos como los dispositivos de mayor impacto en la expansión de la Red Universal Digital. 23…Ver cap. 5… 2.5. Tipología de un sistema domótico24 La arquitectura de control de la red se da en relación a cómo la instalación se realice y cómo se unen los diferentes puntos de la red; existen tres tipos de arquitectura: 2.5.1. Sistemas Centralizados Caracterizados por tener un único nodo recibiendo toda la información de los diferentes dispositivos, procesándola y enviando órdenes a las diferentes conexiones. Este nodo central dispone de las funciones de control y mando de toda la red. 23 DOMÍNGUEZ, Hugo Martín y SÁEZ VACAS, Fernando. Domótica Un enfoque sociotécnico. Madrid: Fundación Rogelio Segovia para el Desarrollo de las Telecomunicaciones, 2006. 24 Huidobro J.M. (2007). Concepto, campo de aplicación y beneficios. La domótica como solución del futuro. (pp. 15-27). Madrid 20 Los elementos a controlar se cablean hasta el sistema de control permitiendo el envío y recepción de mensajes en toda la infraestructura. Tabla 1 Sistemas Domóticos Centralizados, ventajas y desventajas Ventajas Desventajas Los sensores y actuadores son de Cableado Significativo tipo universal. Sistema dependiente del El coste es moderado. funcionamiento del módulo central Fácil uso. Ampliabilidad Limitada Instalación sencilla Difícil modularidad. 2.5.2. Sistemas Descentralizados Los elementos de la red actúan de forma independiente, disponiendo de funciones de autocontrol y mando, sin embargo comparten la misma línea de comunicación. Para este tipo de sistemas se requiere un protocolo de comunicaciones común en todos los elementos esto con el fin de producir acciones coordinadas. Tabla 2 Sistemas Domóticos Descentralizados, ventajas y desventajas Ventajas Seguridad en el funcionamiento Desventajas Elementos no universales, limitados a la oferta Posibilidad de rediseño de red Coste elevado Cableado reducido Manejados más en la inmótica y no en la domótica Fácil ampliabilidad Complejidad en la programación 21 2.5.3. Sistemas Distribuidos (híbridos) Combinan los sistemas centralizados y descentralizados; la inteligencia del sistema se localiza en diferentes nodos o módulos de control y estos tienen acceso a un grupo de elementos de la red. Los sistemas distribuidos también requieren un protocolo de comunicaciones para las acciones coordinadas de los dispositivos. Tabla 3 Sistemas Domóticos Distribuidos, ventajas y desventajas Ventajas Seguridad en el funcionamiento Posibilidad de rediseño de red Cableado reducido Fácil ampliabilidad Coste Moderado Sensores y actuadores de tipo universal Desventajas Requieren alta programación y configuración Para implantar un sistema Distribuido, se deben tener en cuenta algunos criterios importantes: 25 ¿Cuál será el medio de transmisión de las comunicaciones? ¿Cuál será la topología de la red? ¿Cuál será su velocidad? ¿Cuál será el Protocolo a utilizar? Figura 1 Tipología de Sistema Distribuido 26 25 HERRERA QUINTERO, Luis Felipe. Gestión tecnológica para domótica y telecontrol. Trabajo de Maestría en Telecomunicaciones. Bogotá D.C.: Universidad Nacional de Colombia, Facultad de Ingeniería, 2004. 26 Imagen Modificada tomada de: domótica Como Solución del Futuro. Capítulo 3, Tipología de un Sistema Pag 76. José Manuel Huidobro. Madrid 2007. 22 Bus De Comunicaciones Módulos Sensores y Actuadores 2.6. Topología de un sistema Domótico27 Es la organización física y lógica de los nodos en la red domótica; estas son de varios tipos: Estrella: los actuadores y sensores van cableados hasta la central donde se tratan los datos de todos los nodos. Anillo: los nodos se conectan por bucle cerrado y los datos pasan por los nodos siempre en la misma dirección hasta llegar a su destino. Bus: todos los nodos están ligados sobre una línea que describe la red. Mesh network: red en forma de malla, los datos se pueden enviar por varios caminos. Reenviando y recibiendo mensajes de los nodos más cercanos. 2.7. Interacción de los equipos. Para diferenciar la interacción que tienen los diferentes dispositivos, se toman tres conceptos generales, El exterior, la Frontera y el Interior, todos estos tomados desde el punto de vista de la vivienda. El interior de la vivienda tiene redes domésticas integradas por varios dispositivos domóticos; en el exterior de la vivienda, las redes facilitan la comunicación a distancia con otras redes e individuos, proporcionando medios de acceso remoto a los elementos de la vivienda y en la Frontera se sitúa la pasarela residencial, que intercomunica a los dispositivos externos con los internos. Las redes de comunicaciones se definen por el tipo de información que gestionan, ya sea la información referida a la señal o servicio de cada dispositivo (video, audio, texto…) o la que le atañe al control de los dispositivos (encendido, apagado, intensidad…)28 27 Huidobro J.M. (2007). Concepto, campo de aplicación y beneficios. La domótica como solución del futuro. (pp. 15-27). Madrid 28 DOMÍNGUEZ, Hugo Martín y SÁEZ VACAS, Fernando. Domótica Un enfoque sociotécnico. Madrid: Fundación Rogelio Segovia para el Desarrollo de las Telecomunicaciones, 2006. 23 Tanto los receptores, actuadores y sistemas que hacen parte de los objetos asilados, se interconectan a través de sistemas técnicos y redes, estas nuevas redes son las redes de automatización y control y redes de Tecnologías de información.29 Como ejemplo de la interconexión de estas dentro de la vivienda se puede denotar: Figura 2 Redes de una Instalación Común30 INSTALACIÓN INTERIOR ELÉCTRICA Alarmas antiintrusión Alarmas técnicas Electrodomésticos Control de Persianas Control de Riego Climatización Iluminación RED DE CONTROL DOMÓTICO RED ELÉCTRICA Cuadro general de mando y protección REDES DE ACCESO EXTERIOR PAU RED TELEFÓNICA Teléfono Pasarela Residencial TV RED DE TELEVISIÓN RED DE TECNOLOGIAS DE LA INFORMACIÓN 29 PC Cámara Fax VCR Impresora HUIDOBRO MOYA, José M. Concepto, campo de aplicación y beneficios. En: La domótica como solución del futuro. Madrid: 2007. p. 15-44 30 Figura realizada por la autora, basada en: La domótica Como Solución del Futuro. Capítulo 3, Arquitectura de las Instalaciones. Redes de una instalación 72 p. José Manuel Huidobro Madrid 2007. 24 Profundizando en los conceptos de las redes que permiten que una instalación domótica se haga posible se puede describir: 2.7.1. Redes Domésticas Interconectan los dispositivos al interior de la casa, admitiendo la comunicación entre ellos y permitiéndoles ofrecer servicios conjuntos; estas redes domésticas o internas (HAN Home Area Network), de dividen a su vez en la red de datos para el envío y recepción de mensajes, la red multimedia para soporte de equipos con audio y video; y la red de control a cargo del control y la monitorización de los operadores domóticos. 2.7.1.1. Redes de Datos Permiten compartir recursos y comunicar mensajes en el interior y en el exterior de la vivienda en forma simultánea, empleada para interconexión de ordenadores, impresoras, escáneres entre otros dispositivos. La red de Datos en sus inicios era una red centralizada, los periféricos eran conectados a un solo equipo, pero en la actualidad estas redes han avanzado y en algunas viviendas implantan terminales distribuidas donde se sitúa la inteligencia de la red para poder comunicarse, sin embargo esta al no ser una red impuesta en forma general, distancia el ideal de que las subredes se interconecten entre sí, siendo transparente para el usuario como si fuera una única red. 2.7.1.2. Redes Multimedia Redes de alta capacidad que permiten compartir grandes cantidades de información, se usa como red dedicada para audio y video, esta red usa arquitectura distribuida y en ocasiones usan la pasarela residencial31 para la comunicación entre ellos. 3.7.1.3 Redes de control Responsables de la automatización y control de los dispositivos, actúa como una red independiente y se comunica si es necesario por pasarela residencial, maneja los sensores y el ancho de banda que usa es muy poco. La red de Control es centralizada reduciendo complejidad pero quitando robustez. 25 2.7.2. Redes de acceso Son aquellas que facilitan la comunicación a distancia con otros sistemas situados en el exterior de la vivienda, haciendo posibles nuevos servicios en el hogar, como acceso remoto. 2.7.3. La pasarela residencial (pasarela Gateway) Unión de la red de acceso externo y la red doméstica facilitando la intercomunicación y la convergencia de las tres redes. Denotando en un gráfico todos estos conceptos tenemos (Fig1) 32 Figura 3 Modelo Reticular del Hogar Domótico 33 Internet Red de Datos Red Multimedia Red Telefónica Pasarela Residencial Red de Control Otras Redes 2.8. Estado del Arte En los años 70 se empezó a gestionar el primer sistema para monitorear un edificio, donde sus primeros pasos fueron el control de calefacción, ventilación y aire acondicionado, posteriormente con los avances que se fueron dando en ésta área, se fue ideando control de iluminación y fuego. Asimismo, los nuevos equipos electrónicos fueron involucrando a las redes con el fin de que éstos pudieran comunicarse dando cabida a las tecnologías de información que han permitido el crecimiento para el buen funcionamiento de los dispositivos involucrados en las edificaciones actualmente. Las necesidades que se evidencian con el transcurrir del tiempo son cada vez mayores y las soluciones que involucran a la tecnología y a la sociedad llenan cada vez más las expectativas de las personas; de allí que la vivienda siendo uno de los elementos esenciales para el desarrollo de la sociedad, se ha dejado llevar por los cambios 32 DOMÍNGUEZ, Hugo Martín y SÁEZ VACAS, Fernando. Domótica Un enfoque sociotécnico. Madrid: Fundación Rogelio Segovia para el Desarrollo de las Telecomunicaciones, 2006. 33 Figurara realizada por la autora basada en: Domótica Un enfoque sociotécnico. Capítulo 6: Segundo nivel. Interconexión de equipos 64 p. Hugo Martín Domínguez, Fernando Sáez Vacas. Junio 2006 26 tecnológicos para cumplir con dichas necesidades, éstas llevan a fijarse unos objetivos relacionados a continuación: “Ahorro de trabajo simplificación del trabajo. Facilidad de uso. Control de tiempo. Control Remoto de los dispositivos. Reducción de ruido/Ahorro de energía. Impacto Ambiental. Reducción de Costes.” 34 Es así que las diferentes sociedades en los diferentes países que han participado en el desarrollo de la domótica se tienen los siguientes antecedentes: 2.8.1. Estados Unidos Primer país en promover un estándar para un hogar domótico, el CEBus (Consumer Electronic Bus), se lanza el proyecto Smart House originado por la Asociación Nacional de Constructores NAHB (National Association of Home Builders) con la incorporación de cable unificado.35 A principios de los 90 se empezó a instalar en los edificios este sistema de cable, los SCE (Sistema Cable Estructurado) para facilitar la conexión entre los dispositivos con cableado estándar y tomas repartidas en toda la edificación, a las construcciones que tenían este sistema de SCE, se les asignó el nombre de Edificios Inteligentes. Más adelante estos mismos sistemas se empezaron a expandir hasta las viviendas.36 Las fases que ha tenido la domótica en Estados Unidos en cuanto a marketing fue en primera instancia las ―casas-laboratorio‖, las ―casas prototipo‖ y las ―casas de demostración‖, estas últimas superaban en número a las construcciones de casas anteriores.37 34 GARCIA, Ethel y LOPEZ PEÑALVER, Francisco Javier. El estado del arte de la tecnología al servicio de la construcción. España: 2004. 35 MENDEZ, Héctor; PARK, Hyun y MUÑOZ, David. La Domótica. Disponible: http://html.rincondelvago.com/domotica_4.html 36 HUIDOBRO MOYA, José M. Concepto, campo de aplicación y beneficios. En: La domótica como solución del futuro. Madrid: 2007. p. 15-44 37 MENDEZ, Héctor; PARK, Hyun y MUÑOZ, David. La Domótica. Disponible: http://html.rincondelvago.com/domotica_4.html 27 2.8.2. Europa A partir del año 1984 empezó la domótica a conocerse y en 1987-1988 seis empresas intensificaron su trabajo con el primer proyecto IHS (Integrated Home System) y dentro del programa EUREKA, hoy día gracias a ese proyecto se tienen el programa ESPIRIT (European Scientific Programme for Research & Development in Information Technology) que se enfoca en definir una norma de integración para los sistemas electrónicos domésticos analizando sus campos de aplicación en la vivienda; este programa ya paso por la tercera fase.38 Como el resto de nuevas tecnologías, hay países receptivos por cuestiones sociales, económicas y políticas, Alemania y Francia son en la actualidad probablemente los países más avanzados en automatización de viviendas y edificios.39 En Francia los esfuerzos de normalización de la domótica han llevado a involucrarse a empresas y asociaciones de constructores, industria eléctrica, electrónica, informática y empresas de energía, proyectos como Casa Lyon Panorama y HD2000 son importantes avances que se han realizado en este país. En España la domótica tuvo sus orígenes en los años 90, donde las primeras investigaciones se dieron en el Institut Cerdà, las investigaciones eran mínimas por el desconocimiento en la sociedad, donde los productos eran fabricados y destinados a mercados más desarrollados en otros lugares del mundo, esto debido a que los costos de las instalaciones a nivel local eran muy elevados. Hoy día el proceso de avance en tecnología domótica, es acompañado por instituciones que han seguido y creído en la sistematización de los hogares, estas son: CEDOM (Comité Español para la Gestión Técnica de Edificios y Viviendas). AFME (Asociación de Fabricantes de Materiales Eléctricos). EIBA (Asociación del Bus de Instalaciones Europeas). Institut Cerdà. Ministerio de Fomento. IDEA (Instituto para la Diversificación y Ahorro de Energía). El Mundo de la domótica (revista de sistemas de control y gestión técnica de edificios). 38 MENDEZ, Héctor; PARK, Hyun y MUÑOZ, David. La Domótica. Disponible: http://html.rincondelvago.com/domotica_4.html 39 HUIDOBRO MOYA, José Manuel y MILLAN TEJEDOR, Ramón Jesús. Domótica Edificios Inteligentes. España: Creaciones COPYRIGHT, 2004. 28 Los sistemas domóticos implantados en España son en su mayoría en construcciones nuevas y solo un 40% en hogares ya existentes.40 El mercado español ha crecido notablemente gracias a su estudio de las necesidades de las personas con discapacidad, amas de casa que deseen comodidad, ahorro energético y seguridad en el hogar, todo esto ha hecho de la domótica un medio importante para asegurar al cliente la calidad de la tecnología; los estudios poblacionales llevan al surgimiento de nuevas ideas y a la renovación del mercado domótico. El Gobierno Español ha desarrollado varias iniciativas para fomentar la introducción de la sociedad de la información pero no han tenido los resultados esperados. Una de las tantas iniciativas tan importantes y que tiene visión futura es la tomada a finales del 2003 por ANEI y AENOR con la creación de una norma para la creación de una ciudad digital. España ocupaba hace poco el puesto 29 de clasificación de Tecnologías de la Información y las Comunicaciones, los primeros puestos de esta clasificaciones pertenecen a países nórdicos y los ―Dragones asiáticos”, encabezando Suecia, Dinamarca, Islandia, luego Corea del Sur, Noruega, Holanda Hong Kong, Finlandia y Taiwán; sin embargo el precio de las viviendas puede ser una limitante a la integración de servicios al hogar y al desarrollo futuro de esta tecnología.41 2.8.3. Japón En este país muchas viviendas cuentan ya con instalaciones domóticas, para 1990 según42 se estimaba que las instalaciones domóticas sobrepasarían la cifra de 600.000, y para fin de siglo, se prevé que funcionen en el país ocho millones de instalaciones domóticas. El enfoque de Japón se da hacia la automatización de los hogares, incorporando aparatos de consumo pero sin una conexión exterior. La EIAJ43 se inició con su proyecto Home Bus System en (1987) Informes de varias empresas investigadoras de mercado ―ponen en manifiesto el crecimiento explosivo esperado en torno a la vivienda domótica. Cahners In-Stat Group estima que en el mercado para el equipamiento de las redes domésticas y pasarelas residenciales crecerá desde los 800 millones de dólares en el año 2000 a los 5,7 billones de dólares en el 2004. In-Stat/MDR prevé que, aunque el volumen de ventas de equipos de consumo o electrodomésticos inteligentes está estancado y que muchos proyectos se han parado en los dos últimos años, se espera un crecimiento anual de 53,4% entre el 40 MENDEZ, Héctor; PARK, Hyun y MUÑOZ, David. La Domótica. Disponible: http://html.rincondelvago.com/domotica_4.html 41 HUIDOBRO MOYA, José Manuel y MILLAN TEJEDOR, Ramón Jesús. Domótica Edificios Inteligentes. España: Creaciones COPYRIGHT, 2004 42 MENDEZ, Héctor; PARK, Hyun y MUÑOZ, David. La Domótica (p. 41) 43 EIAJ (Electronic Industries Association of Japan) 29 2002 y el 2007, hasta los casi 4 millones de unidades vendidas, para esta gama de productos”44 44 HUIDOBRO MOYA, José Manuel y MILLAN TEJEDOR, Ramón Jesús. Domótica Edificios Inteligentes. España: Creaciones COPYRIGHT, 2004 30 3. PROTOCOLOS DE COMUNICACIÓN ASOCIADOS A LA DOMÓTICA Este capítulo tiene como finalidad, dar a conocer algunos de los protocolos de comunicación o de control usados a través del tiempo y en la actualidad para implantar sistemas domóticos alrededor del mundo; se busca establecer las ventajas de cada protocolo y su funcionamiento, permitiendo realizar una comparación entre ellos. Lo ideal es que un protocolo de control implemente todos los niveles del modelo OSI: Físico, enlace, red y aplicación, sin embargo el fabricante puede o no utilizarlos dependiendo del dispositivo donde será instalado. Al principio los protocolos eran un sistema sencillo para el control de actuadores y sensores, pero al pasar del tiempo se fueron agregando más funcionalidades de acuerdo a las necesidades de las personas que utilizaban sistemas domóticos en sus viviendas, actualmente el coste de hardware se ha reducido y la red de control crece de manera rápida, el ancho de banda actual permite compartir información entre dispositivos y aplicaciones, donde estos tendrán la menor intervención por parte del usuario, configurándose automáticamente.45 Los protocolos de control que han sido usados a través del tiempo y los algunos existentes aún, convergen a los protocolos: 3.1. X-10 Es uno de los protocolos más antiguos, diseñado por la empresa escocesa ―Pico Electronics‖ teniendo como objetivo la transmisión de datos por la red eléctrica de baja tensión, la idea era obtener un circuito en un dispositivo que se controlara remotamente, sin utilizar otro medio de comunicación sino la misma red eléctrica de la vivienda. 46 El sistema X-10 proporciona al usuario: “Conectar y Funcionar (Plug and Play). Facilidad de manejo. Confort y diversión. Flexibilidad, modularidad y capacidad de crecimiento. 45 HUIDOBRO MOYA, José Manuel y MILLAN TEJEDOR, Ramón Jesús. Domótica Edificios Inteligentes. España: Creaciones COPYRIGHT, 2004 46 Íbid. 31 Rehabilitación de casas, optimizando los recursos con X-10‖47 Este protocolo solo tiene seis funciones, pero es capaz de direccionar órdenes a más de 256 dispositivos, encender, apagar, reducir, aumentar, todo encendido y todo apagado; esto lo hace por grupos de direcciones o códigos de casa(letras A-P) y códigos numéricos (Num 1-16). 48 ―Una trama X-10 está constituida por 11 bits correspondientes a un código de inicio de 2 bits, un código de casa de 4 bits y los últimos 5 bits representan o bien un código numérico o el código de función. Se tratará del código numérico cuando se transmite una trama de dirección y será el código de función cuando la trama que se envía indica una orden concreta al dispositivo con el que se comunicó previamente. Esta trama se transmite siempre dos veces por motivos de seguridad”49 Figura 4 Formato de Trama para protocolo X-1050 Código de Inicio (2 bits) Código de Casa (4 bits) Código Numérico o de Función (5 bits) Este protocolo no es propietario porque cualquier fabricante puede producir dispositivos X-10, pero están obligados a usar los circuitos del diseñador inicial, el precio de los dispositivos es bajo y su facilidad en la instalación, lo han llegado a convertir en el protocolo de control más usado en el mercado norteamericano y europeo. Los tres tipos de dispositivos X-10 son: Los que transmiten órdenes: direccionan a los receptores mediante un código. Los que reciben órdenes: dotados de dos conmutadores giratorios, uno con código de casa y el otro con código numérico o de Función, permitiendo asignar las 256 direcciones posibles. Los que simultáneamente envían y reciben órdenes: confirman y responden la correcta realización de una orden en el sistema.51 47 Tomado de: HERRERA, Luis Felipe. Gestión Tecnológica Para Domótica Y Telecontrol. Facultad de Ingeniería Universidad Nacional de Colombia. Maestría en Telecomunicaciones 2004. 70 p. 48 BOUNZAS, María J. Panorámica de los sistemas domóticos e inmóticos. Trabajo de grado Ingeniero en Telecomunicaciones. Sevilla: Escuela Superior de Ingenieros. Departamento de Ingeniería de Sistemas y Automática. Área de ingeniería Telemática, 2005. 49 BOUNZAS, María y ESTEPA, Alonso. Panorámica de los sistemas domóticos e inmóticos. Tesis de Pregrado no publicada. España: Escuela Superior de Ingenieros. Universidad de Sevilla, 2005. 34 p. 50 Modificada por el autor, basada en: BOUNZAS, María y ESTEPA, Alonso. Panorámica de los sistemas domóticos e inmóticos. Tesis de Pregrado no publicada. España: Escuela Superior de Ingenieros. Universidad de Sevilla, 2005. 34 p. 32 3.2. EIB Promovido por la EIBA (European Installation Bus Associtation), protocolo europeo basado en el modelo OSI definiendo los niveles 1, 2, 3, 4 y 7 (Física, enlace de datos, red, transporte y aplicación)52 usa configuración modular y descentralizada, es decir, los componentes del sistema pueden comunicarse entre sí sin necesidad de una unidad central.53 En sus inicios se utilizó como medio físico un único cable de dos hilos conductores a través del cual se comunicaban los dispositivos del Bus. En la actualidad EIB puede funcionar sobre otros medios físicos como corrientes portadoras, radiofrecuencia e infrarrojo. EIB utiliza la técnica CSMA/CA (Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance), lo que significa que todos los dispositivos están autorizados a iniciar la comunicación si el Bus se encuentra disponible, si los dispositivos intentan acceder al tiempo al Bus de comunicación, detectarían una posible colisión y el que tenga prioridad seguirá trasmitiendo, esto logra maximizar el ancho de banda evitando reintentos. Cada dispositivo EIB tiene dos direcciones, la física y la lógica, cada una con 16 bits, estas direcciones se utilizan una a la vez, la física cuando se configuran los dispositivos de instalación, identificando los dispositivos y sus diferencias; la lógica es la dirección con la cual el dispositivo trabaja en la instalación mientras opera, esta dirección no tiene que ser única, permitiendo configurar dispositivos que reciban la misma orden funcional. Su funcionamiento consiste en que los dispositivos que estén conectados al Bus se comuniquen iniciando con un paquete de órdenes y se dirijan solo a la dirección indicada en el paquete, si los destinatarios no responden en un tiempo determinado la emisión se repite hasta 3 veces, si no se guarda en la memoria del transmisor con un mensaje de error. 51 HUIDOBRO MOYA, José Manuel y MILLAN TEJEDOR, Ramón Jesús. Domótica Edificios Inteligentes. España: Creaciones COPYRIGHT, 2004 52 Íbid. 53 BOUNZAS, María J. Panorámica de los sistemas domóticos e inmóticos. Trabajo de grado Ingeniero en Telecomunicaciones. Sevilla: Escuela Superior de Ingenieros. Departamento de Ingeniería de Sistemas y Automática. Área de ingeniería Telemática, 2005. 33 La topología de este protocolo tiene forma matricial, las líneas, primeras formadas, pueden tener conectados 255 dispositivos, utilizando cada uno un acoplador al bus, en un extremo de las líneas se conecta un aparato acoplador de línea, hasta un máximo de 16 para formar una zona, las zonas conectadas entre sí usan cada una un dispositivo llamado acoplador a la red troncal, luego el sistema podrá conectarse con otro mediante pasarelas.54 3.3. BatiBus Hace varios años, este protocolo era utilizado en los sistemas de control industriales franceses, hoy día se considera obsoleto debido a las limitaciones que posee. Fue desarrollado por la empresa Merlin Gerin Schneider Electric y por ser certificado, es un protocolo abierto el cual lo puede implementar cualquier empresa y sus principales características son: “Basado en el modelo OSI, definiendo las capas 1, 2 y 7. Sencillo de instalar. Bajo coste. Arquitectura flexible que permite que el sistema sea fácil de extender. Comunicaciones: bidireccional, half duplex55 y distribuida. Medio de transmisión: único bus de par trenzado a 4.8 Kbps (TP0). Para el acceso al medio, emplea la técnica CSMA-CA con resolución positiva. Así, si se detecta colisión, el que tiene mayor prioridad es el que continua transmisión.‖56 De la misma forma que EIB su mecanismo de comunicación está basado en que todos los dispositivos BatiBus escuchen lo que se está enviando a otros dispositivos, y solo si la información va dirigida al dispositivo, la pasará de nivel de aplicación para su procesamiento.57 54 HUIDOBRO MOYA, José Manuel y MILLAN TEJEDOR, Ramón Jesús. Domótica Edificios Inteligentes. España: Creaciones COPYRIGHT, 2004 55 Half dúplex: cuando dos equipos se comunican en una red LAN y la información viaja solo en una dirección. Basado en: http://www.mitecnologico.com/Main/ModosDeTransmisionSimplexHalfDuplexYFullDuplex citado en: 29 de mayo 2011. 56 BOUNZAS, María y ESTEPA, Alonso. Panorámica de los sistemas domóticos e inmóticos. Tesis de Pregrado no publicada. España: Escuela Superior de Ingenieros. Universidad de Sevilla, 2005. 22 p. 57 HUIDOBRO MOYA, José Manuel y MILLAN TEJEDOR, Ramón Jesús. Domótica Edificios Inteligentes. España: Creaciones COPYRIGHT, 2004 34 3.4. EHS Se une a otro estándar Europeo con el objetivo de usar un protocolo abierto que permitiera en forma masiva la implementación de domótica, basado en el modelo OSI y sus capas 1, 2, 3 y 7. Este protocolo fue pensado para aquellos hogares que querían satisfacer las necesidades de automatización sin exigir costos superiores, a cambio se reduce la potencia. Este protocolo es abierto, y todas las empresas asociadas a EHSA (EHS Association) pueden desarrollar sus productos y dispositivos haciendo uno de EHS.58 59 Sus características son: ―Sistema descentralizado. Técnica de acceso al medio CSMA-CA. Filosofía plug&play, que permite a los dispositivos configurarse automáticamente y que la ampliación de la instalación resulte más sencilla.‖ 60 3.5. KNX Nace como iniciativa de 3 empresas europeas (EIBA, BCI y EHSA) para integrar y convertir el resultado en un único estándar en la automatización de viviendas, KNX partió en sus inicios de la unión de protocolos existentes EIB, EHS y BatiBus. KNX se basa en tecnología EIB y hereda su topología, el estándar KNX da tres modelos de configuración seleccionables de acuerdo a nivel de instalador: Modo -S: Modo de sistema, los dispositivos son configurados mediante una aplicación y solo tendrán accesos los administradores o instaladores del sistema. 58 BOUNZAS, María J. Panorámica de los sistemas domóticos e inmóticos. Trabajo de grado Ingeniero en Telecomunicaciones. Sevilla: Escuela Superior de Ingenieros. Departamento de Ingeniería de Sistemas y Automática. Área de ingeniería Telemática, 2005. 59 HUIDOBRO MOYA, José Manuel y MILLAN TEJEDOR, Ramón Jesús. Domótica Edificios Inteligentes. España: Creaciones COPYRIGHT, 2004 60 BOUNZAS, María J. Panorámica de los sistemas domóticos e inmóticos. Trabajo de grado Ingeniero en Telecomunicaciones. Sevilla: Escuela Superior de Ingenieros. Departamento de Ingeniería de Sistemas y Automática. Área de ingeniería Telemática, 2005. 21 p. 35 Modo –E: Modo fácil, los dispositivos son configurados en el punto de fábrica para realizar funciones concretas, la configuración en la instalación es mínima, solo para detalles menores, no necesita de PC para su instalación; la funcionalidad es menor que en el Modo-S por su configuración inicial(fábrica). Modo –A: Modo automático, esta sigue la filosofía Plug & Play61 , permite una instalación rápida y sencilla, útil al querer ampliar las redes internas del hogar, éste modo es usado para electrodomésticos y dispositivos de entretenimiento.62 63 En el sistema KNX, igual que en el EIB, los dispositivos se conectan a líneas y cada línea va a contar con su fuente de alimentación, si una línea falla las otras siguen su funcionamiento, lo que permite la facilidad en mantenimiento y ampliación de la red. KNX se ha ido extendiendo a ANubis (Advanced Network for Unified Building Integration and Services) lo que significa la mezcla de protocolos, interfaces, modelos y herramientas para la integración de KNX con LAN o WAN.64 3.6. CEBus CEBus (Consumer Electronics Bus), es un estándar americano desarrollado para conseguir un bus domótico que soportara más funciones que solo apagar y prender luces, estas funcionalidades novedosas se resumían en: Control remoto. Indicación de estado. Gestión de energía. Sistemas de Seguridad. Coordinación de los dispositivos de entretenimiento. Protocolo abierto que utiliza las capas 1, 2, 3 y 7 del modelo OSI, se caracteriza por ser de fácil instalación y por su capacidad de extenderse, muy parecido a EHS. La comunicación entre los diferentes dispositivos se realiza a través de red eléctrica de baja tensión y soporta una topología flexible, aunque las conexiones son tratadas como si 61 La tecnología Plug and Play, permite a un sistema configurar automáticamente los dispositivos al conectarse, éstos funcionan sin necesidad de una configuración con software. 62 BOUNZAS, María J. Panorámica de los sistemas domóticos e inmóticos. Trabajo de grado Ingeniero en Telecomunicaciones. Sevilla: Escuela Superior de Ingenieros. Departamento de Ingeniería de Sistemas y Automática. Área de ingeniería Telemática, 2005. 63 HUIDOBRO MOYA, José Manuel y MILLAN TEJEDOR, Ramón Jesús. Domótica Edificios Inteligentes. España: Creaciones COPYRIGHT, 2004 64 BOUNZAS, María J. Panorámica de los sistemas domóticos e inmóticos. Trabajo de grado Ingeniero en Telecomunicaciones. Sevilla: Escuela Superior de Ingenieros. Departamento de Ingeniería de Sistemas y Automática. Área de ingeniería Telemática, 2005. 36 fuese un Bus, los dispositivos conectados reciben el paquete de datos al mismo tiempo leyendo la dirección y el dispositivo con esa dirección contenida en el mensaje, lo leerá y responderá.65 Una ventaja es que los dispositivos además de recibir mensajes individuales, pueden recibir tramas con destino a todos los dispositivos, conteniendo una dirección Broadcast66 única, a esta acción responden todos. El lenguaje que maneja este protocolo es conocido como CAL (Common Application Language), orientado a comandos controlando los dispositivos y asignando recursos a estos (pedir, usar y liberar) este lenguaje pertenece a la capa de aplicación.67 3.7. Lonworks Tecnología propietaria, usada en la automatización industrial por su gran costo, cada uno de los dispositivos debe tener un microcontrolador llamado ―Neuron Chip‖ para comunicarse. La instalación y configuración siempre debe ser realizada por profesionales, Neuron Chip está constituido internamente por 3 microprocesadores, 2 de ellos son optimizados para la ejecución del protocolo de comunicaciones y el otro ejecuta el programa de control. La producción de este microcontrolador sigue en cabeza de Echelon (creadores), pero concedieron tres licencias a otros fabricantes como Toshiba, Cypres Semiconductor y Motorola. Lonworks se basa en las 7 capas del modelo OSI, lo que permite que cuando se pierda una trama se reenvíe automáticamente, además también se tiene la autenticación del emisor de la trama, útil en muchos casos para asegurar la confiabilidad de la orden dentro del sistema. 65 HUIDOBRO MOYA, José Manuel y MILLAN TEJEDOR, Ramón Jesús. Domótica Edificios Inteligentes. España: Creaciones COPYRIGHT, 2004 66 Broadcast: transmisión de un paquete que será recibido por todos los dispositivos en una red. 67 BOUNZAS, María J. Panorámica de los sistemas domóticos e inmóticos. Trabajo de grado Ingeniero en Telecomunicaciones. Sevilla: Escuela Superior de Ingenieros. Departamento de Ingeniería de Sistemas y Automática. Área de ingeniería Telemática, 2005. 37 La comunicación de los diferentes dispositivos o nodos de Lonworks se establece por LonTalk, desarrollado por la misma empresa Echelon, permitiendo que los programas de aplicación de los dispositivos se envíen mensajes entre sí sin conocer su topología propia. Lonworks con su Neuron chip proporciona un puerto específico de 5 pines, que puede ser configurado para interfaz de transceptores68 funcionando a diferentes velocidades, estos transceptores son de banda estrecha ofreciendo comunicación más robusta, el Neuron Chip tiene una dirección única permitiendo direccionar cualquier nodo sin equivocación alguna y cuando el nodo se instala en una red le asigna una dirección de dispositivo, encaminado los mensajes de forma rápida y eficiente; los dispositivos Lonworks usan el concepto de variable de red, simplificando el diseño de programas para la conexión de dispositivos de diferente fabricante. 69 70 3.8. BACnet BACnet (Building Automation and Control NETwork) protocolo norteamericano abierto que interconectaba sistemas de aire acondicionado y calefacción, realizando una gestión energética inteligente de la vivienda o edificio. Este protocolo soporta 5 tipos de tecnología de red y no se fija solo en capa física y de enlace de red; entre estos se encuentran: Ethernet, ARCNET, MS/TP, PTP y LonTalk.71 El protocolo realiza un esfuerzo por comunicar a dos dispositivos que usan protocolos diferentes, para esto define un conjunto de reglas representando las funciones de cualquier dispositivo, estas funciones son representadas como una colección de objetos (estructuras de datos, colección de información), además los dispositivos también poseen una serie de propiedades que los describen. A la colección de objetos que representan las funciones que realiza un recurso (dispositivo) se le denomina recurso BACnet. 72 68 Transceptor: dispositivo que realiza, funciones tanto de trasmisión como de recepción, utilizando componentes de circuito comunes para ambas funciones 69 BOUNZAS, María J. Panorámica de los sistemas domóticos e inmóticos. Trabajo de grado Ingeniero en Telecomunicaciones. Sevilla: Escuela Superior de Ingenieros. Departamento de Ingeniería de Sistemas y Automática. Área de ingeniería Telemática, 2005. 70 HUIDOBRO MOYA, José Manuel y MILLAN TEJEDOR, Ramón Jesús. Domótica Edificios Inteligentes. España: Creaciones COPYRIGHT, 2004 71 Para más información consulte: HUIDOBRO, José Manuel y MILLAN, Ramón. Domótica Edificios Inteligentes México: Limusa, 2006 72 HUIDOBRO MOYA, José Manuel y MILLAN TEJEDOR, Ramón Jesús. Domótica Edificios Inteligentes. España: Creaciones COPYRIGHT, 2004 38 3.9. SCP Protocolo creado por Microsoft y General Electric, (Simple Control Protocol) busca conseguir la convergencia de los protocolos existentes en Estados Unidos(X-10, CEBus, Lonworks…) siendo un protocolo abierto permite una optimización robusta y segura entre los dispositivos que conformen la red. SCP es un dispositivo P2P (Peer-to Peer) lo que permite que dos dispositivos puedan comunicarse sin pasar por un sistema centralizado, transmite los datos en la red eléctrica de baja frecuencia y más adelanté se quiere que este protocolo soporte otros medios como par trenzado y radiofrecuencia. Cada dispositivo tiene un identificador, intercambiando mensajes punto a punto sin necesidad de un asentimiento previo, posee también la característica de reconocer los dispositivos automáticamente, permitiendo así la ampliación de la red de una forma más rápida. La comunicación con sistemas que usen X-10 y CEBus, no es posible, pero no interfiere sobre las ondas portadoras de este tipo de dispositivos. 73 3.10. ZigBee Estándar de comunicaciones de bajo costo, inalámbrico diseñado por Zigbee Alliance, se basa en el IEEE 802.15.4 de redes inalámbricas de área personal (WPAN), permite la comunicación entre dispositivos de distintos fabricantes. ZigBee se ha desarrollado para satisfacer la demanda de capacidad entre varios dispositivos de baja potencia en una red inalámbrica. ZigBee, tiene dos tipos de recursos, FFD (Full Function Device) y RFD (Reduce Function Device), el primero encargado del control de la red y encaminamiento de paquetes y el segundo encargado de los nodos esclavos; la topología manejada por este protocolo se divide en: estrella, árbol y malla.74 75 Figura 5 Topología Protocolo ZigBee76 73 HUIDOBRO MOYA, José Manuel y MILLAN TEJEDOR, Ramón Jesús. Domótica Edificios Inteligentes. España: Creaciones COPYRIGHT, 2004 74 BOUNZAS, María J. Panorámica de los sistemas domóticos e inmóticos. Trabajo de grado Ingeniero en Telecomunicaciones. Sevilla: Escuela Superior de Ingenieros. Departamento de Ingeniería de Sistemas y Automática. Área de ingeniería Telemática, 2005. 75 ORTEGA, Carlos Alberto; ROQUE, Deyanira y ASBEDA, Leslie. Zigbee: El nuevo estándar global para la domótica e inmótica. Universidad Nacional de Ingeniería. Facultad de Electrotecnia y Computación. Nicaragua: 2008 Disponible: http://www.monografias.com/trabajos-pdf/zigbee/zigbee.pdf 76 Imagen Modificada por el Autor, Tomada de: BOUNZAS, María y ESTEPA, Alonso. Panorámica de los sistemas domóticos e inmóticos. Tesis de Pregrado no publicada. España: Escuela Superior de Ingenieros. Universidad de Sevilla, 2005. 32 p. 39 Árbol Estrella FFD RFD Malla ZigBee puede estar formada hasta por 255 nodos y la conexión entre sus dispositivos puede usar dos sistemas: con balizas y sin balizas; el primero permite a los nodos saber cuándo pueden trasmitir, hay un coordinador de red el cual controla el canal y las transmisiones, este envía un mensaje a todos los dispositivos (broadcast) y cualquier dispositivo que quiera intervenir debe registrarse con el coordinador, determinando si hay mensajes para él, luego entra en estado ―dormido‖ y el coordinador después del ―balizamiento‖ vuelve a ―dormirse‖. En el segundo sistema sin balizas, todos los dispositivos son autónomos y se despiertan en forma regular para establecer su pertenencia a la red, cuando hay un evento los dispositivos despiertan y envían mensajes al coordinador de red que despierta y da la alarma correspondiente, en este sistema el coordinador se alimenta de la red principal en todo el tiempo.77 3.11. Resumen General, sobre algunos Protocolos La (Tabla 4), da un resumen de los protocolos, usados en la actualidad en diferentes lugares del mundo, unos con mayor uso que otros, pero todos con sus diferencias. 77 ORTEGA, Carlos Alberto; ROQUE, Deyanira y ASBEDA, Leslie. Zigbee: El nuevo estándar global para la domótica e inmótica. Universidad Nacional de Ingeniería. Facultad de Electrotecnia y Computación. Nicaragua: 2008 Disponible: http://www.monografias.com/trabajos-pdf/zigbee/zigbee.pdf 40 Tabla 4 Comparativa algunos protocolos actuales. 78 Ventajas Desventajas Funcionamiento Transmite datos a baja velocidad No es necesario de nuevo cableado ya que funciona por la red eléctrica. No proporciona corrección ni detección de errores por lo que cada paquete es enviado varias veces. X-10 Permite al usuario controlar manualmente cualquier aparato conectado a un interruptor remoto al presionar un botón, que corresponde a un receptor particular. No tiene inteligencia para ejecutar tareas en modo automático, para esto requiere la integración de un microprocesador. Envian señales digitalmente codificadas a los módulos de recepción a través del cableado existente. El interuptor remoto puede ser conectado a cualquier toma eléctrica. Un electrodoméstico queda conectado a un receptor, que comprueba continuamente la llegada de señales codificadas a través de la línea eléctrica, que son recibidas e interpretadas por la electrónica situada en el un receptor. Una vez adoptado el sistema , podrá ampliar o modificar su instalación con equipos de cualquiera de los diferentes fabricantes homologados EIB Ahorro de tiempo con la planificación e instalación con ayuda de software. Altos costos en los equipos. Organización Descentralizada Disminución de costes de utilización, por el minimo de interferencias, el óptimo control de los dispositivos garantiza la reducción de consumo de energía Los dispositivos son configurados por una única herramienta independiente del fabricante. Brinda tres modelos de configuración para el nivel de instalador, Modo-S, Modo-E y Modo-A KNX Tiene Herramientas ETS(EIB Tool Software )que facilitan el diseño y la configuración de KNX, donde esta herramienta accede a un conjunto de datos del dispositivo que contiene detalles del mismo, esto con el fin de configurarlo posteriormente en la red, además también sirve para identificar dispositivos nuevos presentes en la red, y si es necesario ajustar un parámetro, la herramienta lo realiza. División jerárquica entre zonas y lineas, el tráfico no afecta a otras lineas consiguiendo una red menos congestionada El sistema se compone de Líneas, si una de estas falla, las otras siguen su funcionamiento, facilitando el mantenimiento de la red. LONWORKS Usa las siete capas del modelo OSI Instalaciónes Complejas, solo para profesionales Soporta gran cantidad de medios de transmisión. Precios altos Reenvio automático tras una pérdida de trama Menor consumo de circuitos, con menor tiempo de espera en el envío y recepción de paquetes. ZIGBEE Menor costo e instalación sencilla sin cableado. Su funcionamiento consiste en que los dispositivos que estén conectados al Bus se comuniquen iniciando con un paquete de órdenes y se dirijan solo a la dirección indicada en el paquete, si los destinatarios no responden en un tiempo determinado la emisión se repite hasta 3 veces, si no se guarda en la memoria del transmisor con un mensaje de error. La comunicación de los diferentes dispositivos o nodos de Lonworks se establece por LonTalk, los programas de aplicación de los dispositivos se envían mensajes entre sí sin conocer su topología propia. Lonworks con el Neuron Chip tiene una dirección única permitiendo direccionar cualquier nodo sin equivocación alguna y cuando el nodo se instala en una red le asigna una dirección de dispositivo, encaminado los mensajes de forma rápida y eficiente. Tasa de Transferencia baja Manipulación de textos pequeños Usan nodos FFD(Full Function Device ) y RFD (Reduce Function Device ) estos No compatible con Bluetooth, por tasa de trasnferencia y capacidad de reducen el consumo porque pueden permanecer dormidos y cuando se requiere soporte. su uso esntra a funcionar en un tiempo mínimo Menor Cobertura por trabajar con WPAN 78 REQUERO, Alfonso. Estado actual y perspectivas de la domótica. Instituto de Ciencias de la Construcción Eduardo Torroja (CSIC). España: 1998. Disponible: http://informesdelaconstruccion.revistas.csic.es/index.php/informesdelaconstruccion/article/view/827/912 visitado en: 30 de mayo de 2011. 41 4. BRECHA TECNOLOGÍCA Y AMBIENTAL RELACIÓN CON LA DOMÓTICA Estos conceptos surgieron a través del tiempo y de los cambios que ha vivido la sociedad y el planeta; entendiendo los dos términos que hoy día para muchas personas no son muy comunes, se define a la brecha digital como la diferencia entre aquellos que tienen acceso a las TICs y aquellos que no, y en materia de brecha ambiental es la diferencia entre aquellos que tienen y los que no tienen recursos naturales suficientes. 79 Al relacionar estos términos se establece que en el mundo a muchos países y regiones les corresponde uno de ellos o ambos, sin embargo ¿qué relación tiene con la domótica? El término de brecha digital se empezó a nombrar a finales de la década de los 70 y principios de los 80, donde el proyecto Minitel (Francia) que buscaba remplazar los directorios telefónicos por computadores con la misma información, puso a pensar a los que dirigían el proyecto, se pensaba si el acceso a esta información sería para todas las personas, porque según el régimen democrático de la fecha, no debía marginarse a ningún ciudadano del acceso a la información. A finales de los 90, Estados Unidos ve el riesgo de marginar a los menos favorecidos del acceso a Internet, ya que éste se veía como la puerta de entrada a la información y el conocimiento, en este país considerado potencia mundial, la mayor parte de la información reposaba allí en internet, y desde este se ayuda a la ciudadanía en general, los sectores que no tienen acceso a la herramienta ni a la tecnología, están en gran desventaja y según investigaciones realizadas por Estados Unidos uno de los factores de que esta situación se dé, es la marginación socioeconómica.80 La brecha digital se nota en aquellos países donde el desarrollo de tecnología es más lento, donde los productos se importan y los costos no son accesibles a toda la población. Colombia es un país que tiene acceso a la información, a internet y a la creación de nuevas tecnologías, sin embargo no todas sus zonas y regiones gozan de este privilegio. En relación con la brecha ambiental, hoy día, muchas personas saben del daño al que se ha enfrentado el ambiente, viendo el planeta y sus catástrofes con el fin de buscar culpables, entre estos la tecnología se juega el puesto principal; ésta es catalogada por muchos como un beneficio para el desarrollo social, sin embargo para muchos otros es la causante del daño ambiental, “pero en sí misma es neutral: por bien o por mal, sus 79 DIAZ, Rubén Raúl. ¿Cancelar entre sí la brecha digital y la brecha ambiental?. Disponible: http://www.eclac.org/socinfo/noticias/noticias/0/36490/bdigitalxbambiental.pdf visitado el: 31 de mayo de 2011 80 VOLKOW, Natalia. La brecha digital, un concepto social con cuatro dimensiones. En: Inegi. Boletín de Política Informática no. 6, México: 2003. Disponible: http://www.inegi.gob.mx/inegi/contenidos/espanol/prensa/contenidos/articulos/tecnologia/brecha.pdf 42 efectos dependen del uso que nosotros hacemos de ella.”81 A principios de los años 70 se desarrolló la primera revolución Verde intentando aplacar el impacto negativo hacia la naturaleza, esta consistía en que las semillas se modificaban para que los cultivos fueran más productivos y los fertilizantes también hacían que la producción terminara más rápidamente, esto agravó la pobreza porque los campesinos que cultivaban sus tierras no tenían acceso a los costos de la semilla y los grandes agricultores se quedaban con las grandes cantidades de dinero. En este caso, las tecnologías fueron útiles para algunos, pero para otros no tanto, las tecnologías bien utilizadas y planeadas para beneficio de todos, pueden ser una solución definitiva al problema ambiental.82 Utilizadas correctamente pueden llegar a enfocar las necesidades de la población sin dañar el medio ambiente, de esta idea surgieron las tecnologías limpias, las cuales deben cumplir con algunos criterios: “Desarrollo de procesos secos, con minimización en el uso del agua, Eficiencia energética, Nuevos materiales que sustituyan los requerimientos de recursos no renovables, Cambios de insumos productivos y diseño que anulen o minimicen la generación de residuos, Procesos que respeten la capacidad de asimilación y dinámica de la naturaleza, Diseño de productos polifuncionales, que minimicen la diversidad y avancen sobre la miniaturización, Revalorización del potencial ecológico que representa la biodiversidad, ecológica y cultural;”83 La crisis actual de contaminación ambiental no se revierte tan rápidamente porque: la tecnología según84 ―responderá solo a la misma lógica con la que fue creada‖. La brecha ambiental se establece en algunos países por la disminución y pérdida total de recursos naturales, pero para otras regiones no se visualiza a corto plazo, esta brecha entre los que sí tienen y los que no, lleva a idear planes, lo que falta verdaderamente para aplacar la brecha ambiental y digital en todo el mundo, es una propuesta para la construcción de una racionalidad productiva alternativa y que con ayuda de la tecnología actual, serviría para construir una productividad ecotecnológica85. 86 81 Revista TUNZA, Tecnología y medio ambiente. Editorial. PROGRAMA DE LAS NACIONES UNIDAS PARA EL MEDIO AMBIENTE, PNUMA. Tecnología y el medio ambiente. En: Revista Tunza. t. 5 no. 3. 83 SARTOR, Aloma. La tecnología y el ambiente. Cátedra Ingeniería y sociedad 84 Ibíd. 85 Ecotecnología: Consiste en usar los avances de la tecnología para conseguir mejorar el medio ambiente mediante una menor contaminación y una mayor sostenibilidad. Definición tomada de: http://www.ecologiaverde.com/la-ecotecnologia/ 86 SARTOR, Aloma. La tecnología y el ambiente. Cátedra Ingeniería y sociedad. Disponible: http://www.frbb.utn.edu.ar/carreras/materias/ing_soc/tecnologia_y_ambiente.pdf 82 43 Si en la actualidad la Tecnología y el ambiente no van de la mano, se podrían seguir enfrentando como ha sido desde hace varios años, la lucha entre tecnología y ambiente comenzó desde los inicios de la vida humana en el planeta, sus habitantes crecieron notablemente y empezaron su lucha para subsistir. En primera instancia solo utilizaban su fuerza y conseguían la comida, pero al pasar del tiempo el desarrollo y el conocimiento permitió ampliar el campo de acción del ser humano cultivando en la tierra para tener los alimentos a la mano, usando el fuego para quemar gran cantidad de bosques y aprovechando estos espacios para el cultivo. Al pasar de los años y con el comienzo de la disputa del poder de tierras y del poder de masas, llevaron a las guerras y a las revoluciones, la revolución industrial y el uso de maquinaria para la vida fueron aumentando los daños irreversibles al medio ambiente, el uso de energía no renovable y el desperdicio producido por las grandes industrias era uno de los problemas que en ese instante hasta hora empezaban a percatarse; tiempo después se proponen medidas para la reducción de consumo energético, obligando a las fabricas a tener un proceso de reutilización y un tope máximo de consumo, los procesos eran largos así que no eran muy útiles;87 Desde esa época, el ser humano empieza a enfocarse en sus necesidades y comienza el ambiente a perder contra la tecnología. Los cambios en el ambiente son provocados por el hombre y el mal uso de la tecnología, pero estas dos deben ir de la mano a través del tiempo. Si bien es cierto muchas regiones no conocen las TICs, ni que significa Internet, muchos no tienen acceso a él, se puede notar la división de sociedades y el desconocimiento de la tecnología, esto depende del nivel de desarrollo del país y de sus costumbres culturales, pero sin embargo hay daño ambiental. La brecha tecnológica y ambiental se haría mínima si se usa la tecnología para mantener los estándares de vida y reducir el impacto sobre el medio ambiente, acelerando la innovación y planeando nuevas estrategias de I&D (Investigación y Desarrollo), brindando al planeta las nuevas tendencias en tecnologías como la domótica. De allí viene su relación y puesta en discusión en este capítulo. La domótica se caracteriza muy bien por el uso de la tecnología, pero como todo avance mal usado puede causar daños irreversibles, la brecha digital que se tiene por esta tecnología en específico reposa en que esta se ve como un lujo, así que los estratos 87 SARTOR, Aloma. La tecnología y el ambiente. Cátedra http://www.frbb.utn.edu.ar/carreras/materias/ing_soc/tecnologia_y_ambiente.pdf 44 Ingeniería y sociedad. Disponible: socioeconómicos medios y bajos no tienen acceso a ella, por precio u otros factores que inciden en que la mayor parte de la población no conozca los beneficios de la domótica, en Colombia muchas poblaciones como parte de Chocó y de Guajira, ni siquiera tiene acceso a energía eléctrica, así que esto ya es una limitante para el conocimiento de la tecnología, acrecentando más la brecha digital que se vive actualmente. Para enfrentar el problema de Brecha digital se deben tener en cuenta estrategias que manejen aspectos como: ―Infraestructura: disponibilidad de equipo de cómputo y conexión a internet con esquemas adecuados de mantenimiento y soporte técnico. Habilidades de uso de esta tecnología. Oferta de información: desarrollo de sitios con contenidos relevantes al contexto y lengua nacional. Cambio cultural con mecanismos de fomento al uso de información formal aplicable al contexto específico en la toma de decisiones.‖88 Aunque estos aspectos son difíciles de integrar en una propuesta para luchar contra la brecha digital, algunas propuestas han salido a flote, en Colombia el Gobierno ha impulsado la propuesta ―Vive Digital‖ que le apuesta a la masificación del internet ayudando a la vez a la apropiación de las TICs, la generación de empleo y reducción de la pobreza. ―Según estudios de Raul Katz, de la Universidad de Columbia, en el caso Chileno aumentar en 10% la penetración de Internet generó una reducción en el desempleo del 2%. Según el UNCTAD Information Economy Report 2010, en países en desarrollo como Filipinas e India, por cada empleo generado en la industria TIC se generan entre 2 y 3.5 empleos adicionales en la Economía. Según el Banco Mundial y el reporte del Foro Económico Mundial, The Global Information Technology Report 2010, hay una correlación directa entre el Network Readiness Index, que mide el uso y desarrollo de las TICs, y su competitividad internacional.‖ 89 Este plan del Gobierno, puede mejorar la gran brecha digital en Colombia, pero aún se sigue viendo a la tecnología y a la domótica como un lujo, por lo cual está siempre se 88 Boletín de Política Informática Núm. 6, La brecha digital, un concepto social con cuatro dimensiones. México: 2003. 4 p. Disponible: http://www.inegi.gob.mx/inegi/contenidos/espanol/prensa/contenidos/articulos/tecnologia/brecha.pdf 89 Ministerio de Tecnologías de la Información y las Comunicaciones. Vive digital Colombia. Tecnología en la vida de cada colombiano WEBSITE Disponible: http://vivedigital.gov.co/index.php 45 ubica en estratos altos y en algunas ocasiones en medios. La Grafica 90 (Figura 5) muestra la penetración del Internet y PCs segmentada por estratos. Figura 6 Penetración de Internet y de PCs en Colombia por estratos En la Grafica (Figura 5) se puede notar que solo el 2% y 8% de estratos 1 y 2 respectivamente, tienen acceso a internet, mientras que un 83% de estratos 5 y 6 tienen acceso continuo a esta herramienta. Desde este sentido la lucha contra la brecha digital se ha masificado notablemente en Colombia, el programa Vive digital, pretende generar aplicaciones y contenidos útiles para que las personas se interesen más por adquirir tecnología, de igual forma que se vivió la era de la telefonía (Figura 691), así se pretende con internet y a futuro con la domótica. 90 Ibid. Ministerio de Tecnologías de la Información y las Comunicaciones. Vive digital Colombia. Tecnología en la vida de cada colombiano WEBSITE Disponible: http://vivedigital.gov.co/index.php 91 46 Figura 7 Evolución y penetración del Internet 2004-201092 La posibilidad de reducción de brecha ambiental y Digital a través del mundo, dependen de las políticas que sean impuestas por cada país, de acuerdo a su cultura, sus costumbres y su desarrollo, todos luchan en forma directa o indirecta por equilibrar la vida tecnológica con el medio ambiente. La domótica usada de manera inteligente y con la visión de que puede llegar a los estratos más bajos a largo plazo, significa un buen comienzo en Colombia para la implantación de esta tecnología y su relación en cuanto a beneficios con el medio ambiente. 92 Ibid 47 Figura 8 Brecha Digital en el mundo 2005/2006 93 93 ITU International Telecomunication Union. Brecha Digital. Disponible: http://www.footprintnetwork.org/images/uploads/Ecological_Footprint_Atlas_2010.pdf 48 94 Figura 9 Brecha Ambiental en el mundo 94 ITU International Telecomunication Union. Brecha Ambiental. Disponible http://www.footprintnetwork.org/images/uploads/Ecological_Footprint_Atlas_2010.pdf 49 En la (Figura 7) y (Figura 8) se puede visualizar la brecha digital y ambiental a nivel mundial. Colombia en el año 2006 tenía un índice de oportunidad entre 0.4 y 0.5 para crecer digitalmente, sin embargo al hacer un comparativo con la (Figura 6) se puede determinar que ha tenido una mayor acogida en los años siguientes, esto no aleja al país de la brecha digital ya que internet solo ha incursionado aproximadamente en el 5,5% de la población con el internet fijo, lo que es muy poco para los avances de la tecnología a nivel mundial, Estados Unidos y Chile países Americanos tienen una oportunidad mayor para acceder totalmente a la era digital y quizá al pasar de los años se logre el acceso total a la TICS, Colombia poco a poco se ha dado cuenta de la brecha digital y la acciones ha ido en buen camino, la transformación del Ministerio de Comunicaciones al Ministerio de Tecnologías de la Información y las Comunicaciones en el 2009, han logrado hacer que muchas personas se interesen y conozcan la tecnología. En cuanto a Brecha ambiental, Colombia está muy bien, ubicada en relación con otros países, se tiene una biocapacidad mayor al 50%, sin embargo no se aprovecha estas ventajas para enlazarlas y disminuir la brecha digital, la tecnología se puede apoyar de la naturaleza, de los recursos renovables, por ejemplo, somos uno de los países que tiene sol todo el año, si esta energía solar fuera aprovechada, toda Colombia tendría energía eléctrica y desde ese punto se podría dar avance a las demás tecnologías; desde que exista conexión eléctrica, pueden llegar las TICs a todo el país. Igual pasa a nivel mundial, si los países se unieran por el rompimiento de la brecha ambiental y digital, se podrían ver grandes cambios positivos, y menos diferencias entre fronteras. 50 5. CASOS DE ÉXITO A NIVEL MUNDIAL Este capítulo tiene por objetivo, mostrar las diferentes implantaciones de domótica a nivel mundial, mostrando los resultados y los beneficios que han traído este tipo de instalaciones; es más común ver avances en Europa y Estados Unidos sin embargo se muestran algunos de los casos más conocidos y establecidos como avance en el estudio de la tecnología domótica. 5.1. Casa internet Liderada por el Grupo Vallehermoso95 y Cisco Systems, la vivienda consta de 180 m2 construidos con un salón, un comedor, tres habitaciones, cocina y dos terrazas; fue abierta al público a finales de 2001. El principal objetivo de este proyecto es la utilización de Internet para el desarrollo de soluciones para las necesidades de la familia o habitantes de la vivienda, su infraestructura se basa en la convergencia de sistemas a través de IP. La instalación de esta casa se establece mediante: Redes: Ethernet, Wireless LAN, Red de audio y video y la red domótica. Control de Electrodomésticos: programación de ―modos de vida‖ y plataforma web. Controles individuales: a través de Webpad96 y paneles de control. Red de video y audio: sistema multiroom con integración de altavoces, base de datos mp3 y múltiples señales de TV. Sistemas de seguridad: aviso de intrusos, escapes, detectan el punto exacto del peligro y avisan al dispositivo IP programado. Otros dispositivos: Tomas con red Ethernet y corriente normal, teléfonos IP, video cámaras, iluminación con control de presencia.97 95 Grupo líder del sector inmobiliario de España. Webpad: Tablet para el control desde el cual se dan las órdenes a los dispositivos domóticos programados. 97 HUIDOBRO MOYA, José Manuel y MILLAN TEJEDOR, Ramón Jesús. Domótica Edificios Inteligentes. España: Creaciones COPYRIGHT, 2004 96 51 5.2. MetalTIC- Hogar Digital (Alicante, España)98 Proyecto qué consistió en el diseño de un espacio demostrativo simulando una vivienda, con 50 m2 cuenta con salón, cocina, dormitorio y baño.99 Este proyecto se encuentra alimentado eléctricamente, usa sistemas de cogeneración utilizando energías renovables, conformado actualmente por placas fotovoltaicas100 y de baterías que almacenan electricidad; a futuro se prevé otra fuente renovable para aprovechar el viento y generar electricidad, lo cual minimizará la dependencia energética de la corriente normal. Esta vivienda utiliza KNX y está compuesto por módulos que permiten el manejo y control de los dispositivos y la integración de los sistemas con el diseño de un autómata programable conectado a los buses y proporcionando comunicación entre los dispositivos y sus controladores.101 5.3. Casa domótica de Premiá de Mar España Esta Casa tuvo como objetivo la promoción de la domótica en España, construida en 1991 con una superficie de 192 m2; totalmente automatizada y gestionada por un ordenador, se reforzó el aislamiento térmico, evitando pérdidas de este tipo, los cristales de puertas y ventanas son de baja emisividad térmica. Una de la esencia de la casa es la conservación y almacenamiento de energía. Se configuró una red de pequeña tensión con pares trenzados, envueltos en aluminio para evitar interferencias, sin embargo el cableado es más complejo que una casa domótica normal porque se utilizó la red ―Bifibus‖ transfiriendo señales de audio, video e informáticas a través de varias tomas de la casa. La calefacción se controla a través de una unidad de programación optimizando el consumo de energía y asegurando el control térmico, la regulación para disminuir el consumo, está dada por optimizar programas de regulación, por ejemplo las horas de uso de electrodomésticos de alto consumo, se realiza en tarifa nocturna, apagado de equipos conectados a la red, todo esto permite que se pueda reducir la potencia contratada a 12 Kw. 98 metal TIC hogar digital. Fondo Europeo de Desarrollo Regional. El Proyecto. Disponible en: www.metaltic.org Visitado en: 23 de Mayo de 2011 99 Servicio de Gestión de la Investigación y Transferencia de la Tecnología, SGITT y Oficina de Transferencia de Resultados de Investigación, OTRI. Know.how en domótica y ambientes inteligentes. Universidad d´Alacant, Universidad de Alicante. España. 100 Fotovoltáico: Dispositivo que convierte la energía luminosa en electricidad. Fuente: http://www.wordreference.com/definicion/fotovoltaico 101 SERVICIO DE GESTIÓN DE LA INVESTIGACIÓN Y TRANSFERENCIA DE LA TECNOLOGÍA, SGITT y OFICINA DE TRANSFERENCIA DE RESULTADOS DE INVESTIGACIÓN, OTRI. Know.how en domótica y ambientes inteligentes. Universidad d´Alacant, Universidad de Alicante. España. 52 Esta casa también usa mandos infrarrojos, cerrando y abriendo puertas, activar toma corrientes, encender luces, regular nivel y activar alarmas. La vivienda se ha dotado con un bus que conecta toda la casa, recibiendo señales de antenas y aparatos electrónicos y permitiendo la comunicación con el exterior con el uso de tecnologías más avanzadas. 5.4. Casa domótica en Somosagua (España) Esta casa recibió el premio a mejor instalación domótica, otorgado por la Dirección General de Industria de la Comunidad de Madrid 2011, el sistema reúne varias características dentro de las cuales están: Control de zonas por climatización independientes, iluminación, seguridad, audiovisuales, persianas, riego y videovigilancia; la vivienda tiene 350 m2, tres plantas y jardín, usando estándar KNX y manejado con dispositivos Apple (Iphone y Ipad). El premio busca potenciar la concienciación social sobre el uso de nuevas tecnologías, para mejorar la calidad de vida de las personas.102 103 102 INGENIERIA DOMOTICA. Noticias. Ingeniería Domótica recibe el ―Premio a la mejor instalación Domótica 2010‖ por una vivienda en Somosagua. Disponible: http://www.ingenieriadomotica.com/noticia3.swf Visitado el: 23 de Mayo de 2011. 103 Dinaster. Noticias. Ingeniería domótica recibe el ―Premio a la mejor instalación domótica‖. Disponible: http://www.dinaster.com/Noticias-Lujo/ingenieria-domotoca-recibe-el--premio-a-la-mejor-instalacion-domotica--0694.html Visitado el: 23 de Mayo de 2011 53 6. LA DOMÓTICA EN COLOMBIA 6.1. Problemática Actual La domótica representa una alternativa de diferenciación interesante desde la perspectiva del beneficio empresarial o el prestigio profesional, pero en Colombia no se ha forjado esta cultura de usar la tecnología como un beneficio, la mayoría de personas lo ve como un negocio que solo los más privilegiados tienen derecho a adquirir; sin embargo la ausencia de soluciones integrales, instalación de equipos de difícil manejo, falta de mantenimiento y demás elementos propios de un mercado que no está a la vanguardia, torna más difícil la implantación de la domótica. En Colombia el término más conocido y usado es la inmótica, utilizada en mayor proporción en los centros comerciales, oficinas y edificios con gran consumo; sin embargo las personas no conocen lo que hay tras esos sistemas que permiten abrir la llave y encender las luces a través de un sensor, muchas personas hacen uso de éstas tecnologías sin saber lo que representan para el futuro. En las viviendas la domótica es usada en el cierre y accionamiento de las puertas, con sistemas de vigilancia capaces de controlarse remotamente, pero estos beneficios solo los tienen personas de clases sociales altas, con la capacidad de pagar por ellos. 6.2. Avances en Colombia Las empresas locales han desarrollado soluciones en domótica, recibiendo apoyo y acompañamiento de entidades como el SENA (Servicio Nacional de Aprendizaje), BID (Banco Interamericano de Desarrollo), Presidencia de la República y Colciencias, promoviendo el intercambio de experiencias entre los empresarios Nacionales y los extranjeros, donde se adquieren nuevos conocimientos y posteriormente se aplique en las empresas colombianas. Otras empresas tienen poco interés por fomentar el inicio de esta tecnología y han hecho que ésta tenga un avance lento y por consiguiente que no se conozca mucho; según estudios, las PYMEs (Pequeña y Mediana Empresa) son las mayores dinamizadoras de la economía, sin embargo estas microempresas importan aplicaciones lo que no permite el desarrollo interno de la domótica. Las empresas que trabajan con la tecnología en Colombia, están enfocadas a unas políticas de conciencia, desarrollando dispositivos que vinculen la automatización con el 54 objetivo de ahorrar energía, frenando el calentamiento global por las emisiones de CO2 de algunos dispositivos actuales.104 Sin embargo si estos dispositivos no están conectados a una red que permita su control y el ahorro de energía no va a tener avances; por esta razón es importante que las empresas de domótica influyan y establezcan también sus propias políticas, mostrándoles a los Usuarios los diferentes beneficios de la tecnología domótica. A la hora de masificar la comercialización de la domótica en Colombia, el principal obstáculo es la falta de conocimiento acerca del tema y de sus beneficios, las personas conocen solo un poco de sistemas inteligentes con la instalación de dispositivos de control de puertas y seguridad alejando a los demás objetivos de la domótica y uno de los más importantes hoy día el Ahorro energético.105 6.3. Perspectiva a Nivel Nacional Colombia es una de los países dinamizadores económicos en el sector de la construcción y esto debería ser una ventaja para la expansión de ésta tecnología, sin embargo este objetivo se visualiza a largo plazo, lo que provocará a su vez y en paralelo, la aparición de software domótico nacional. Colombia tiene muchas posibilidades que los servicios de tecnología domótica se establezcan en las viviendas, esto se puede asegurar ya que el crecimiento exponencial de usos de tecnologías como el Internet, la telefonía celular y la integración del PC, han aumentado los índices de conectividad de todo el país. Al nombrar anteriormente que la falta de conocimiento sobre la tecnología domótica es uno de los mayores limitantes para su expansión en Colombia, se suman otras a raíz de la instalación propia de ésta tecnología. El uso limitado de Banda ancha para el óptimo funcionamiento de la tecnología, el miedo de los usuarios a conexiones nuevas en el hogar, instalaciones complejas en la interconexión de los dispositivos, la infraestructura no adecuada para las instalaciones por falta de espacio, cableado, tomas de red, conlleva a la prohibición por parte del usuario a obras en la vivienda disminuyendo la demanda de mercado. 104 INVESTIGACIÓN PARA el desarrollo de software en Domótica orientado al sector doméstico y empresarial de Colombia. [Anónimo] 105 HERRERA QUINTERO, Luis Felipe. Gestión tecnológica para domótica y telecontrol. Trabajo de Maestría en Telecomunicaciones. Bogotá D.C.: Universidad Nacional de Colombia, Facultad de Ingeniería, 2004. 55 Todas estas limitantes pueden ser disminuidas si las empresas dan un plan de acción aplacando y dando forma a nuevas ideas para la expansión de la domótica en un futuro próximo.106 La principal labor de las empresas dedicadas a ésta tecnología en Colombia, es asegurar que la domótica se vuelva un tema de dominio público, hacer que las personas se interesen por adquirir los productos, así la demanda proporcionará que la oferta crezca y que los avances alrededor de esta tecnología tan importante hoy día aumenten considerablemente a través del tiempo. 6.4. Empresas que prestan Servicio de Domótica Según107, en Colombia hay poco menos de 200 empresas dedicadas al desarrollo de aplicativos en domótica, la oferta solo está presente del estrato socioeconómico 4 en adelante. La búsqueda de las personas o Clientes radica para ellos en mostrar el Confort y seguridad, la mayoría de estas empresas no realizan demostraciones de ahorro energético sino de automatización de los dispositivos del hogar, tener instalaciones domóticas en Colombia es hasta el momento un lujo y no una posibilidad de usar la tecnología para el bienestar del medio ambiente. En Colombia las empresas han surgido por grandes factores de oportunidad, en Bogotá se establecen un mayor número de empresas por la acogida que ha tenido en los estratos altos, otras empresas también están dedicadas a otra actividades de tecnología como soporte y auditoria de proyectos y algunas de estas integran sus servicios para brindar al usuario una solución completa. Algunas de las empresas consolidadas en Colombia son: 6.4.1. Bogotá. La capital del País es una de las ciudades con más movimiento comercial y poblacional, muchas empresas de domótica se sitúan en la capital, logrando que esta tecnología se vaya conociendo un poco más a través del tiempo. La mayoría de estas empresas están ubicadas en estratos 4, 5 y 6 que es donde la tecnología domótica tiene más acogida. Las 106 íbid INVESTIGACIÓN PARA el desarrollo de software en Domótica orientado al sector doméstico y empresarial de Colombia. [Anónimo] 11 p. 107 56 siguientes son empresas situadas en Bogotá algunas con más experiencia que otras, pero que siguen el objetivo de expandir la tecnología: Control 4108 Esta empresa abre sus puertas en Colombia en 2009, originaría en Estados Unidos, de manera local maneja una línea de productos alámbricos e inalámbricos para el hogar, dentro de sus expectativas quieren estar presentes en los hogares colombianos, generando un mejor estilo de vida. La empresa busca que los sistemas del hogar trabajen mejor y en forma conjunta (centralizada), sus productos se enfocan a varios aspectos como teatro en casa, Iluminación, temperatura, audio distribuido y seguridad, todos estos controlados bajo una misma plataforma. 6.4.1.1. Domótica109 Empresa consolidada hace 4 años, su principal actividad se centra en integrar sistemas domóticos en cualquier lugar, sus productos combinan tecnología y sistemas para el diseño inteligente, ofrecen dentro de sus servicios recintos más seguros, confortables, lugares con mayor comunicación e información de estado de los dispositivos, recintos sostenibles (ecológicos) y lugares con individualización de espacios. 6.4.1.2. B Smart BlueHome110 Está constituida hace tres años y fue ayudada por el Fondo Emprender del SENA (Servicio Nacional de Aprendizaje), la empresa se enfoca a la automatización de espacios solo usando el celular sin incurrir en gastos adicionales, evitando el uso de controles adicionales, su enfoque se da en el confort y su mercado objetivo se encuentra en estratos 4, 5 y 6 (Anexo 2), se enfocan en desarrollar el producto final, importando una muy pequeña cantidad de dispositivos, las instalaciones se realizan con el protocolo ZigBee y usan a la vez tecnología Bluetooth. 6.4.1.3. Indomo111 Es especialista en la integración de tecnologías de la mejores marcas del mundo, instalan tecnología domótica en Hoteles, hogares y oficinas, sus objetivos de seguridad, confort, 108 Control 4. WEBSITE Disponible: www.control4col.com Domótica Mi Hogar Inteligente. WEBSITE Disponible: www.mihogarinteligente.com 110 B SMART BlueHome. WEBSITE Disponible: http://www.bluehome.com.co/ 111 Indomo. WEBSITE Disponible: http://www.indomo.com.co 33 57 gestión remota, accesibilidad y ahorro para los diferentes lugares contribuye al crecimiento y conocimiento de la tecnología domótica, entre sus servicios de hogar se encuentra el de control de iluminación, control de cargas eléctricas, de temperatura, alarma, CCTV (Circuito cerrado de Televisión), sonido, cerraduras biométricas y escenarios. 6.4.1.4. Tac Ingeniería S.A.S.112 Provee la aplicación de sistemas domóticos, ofreciendo servicios de distribución e integración de hardware y software bajo estándares abiertos para la automatización en el sector residencial, industrial y comercial. Integran las TI y las TE (Tecnologías de la Energía) para lograr optimizar el consumo de energía y ofrecer soluciones rentables. 6.4.1.5. iHcontrol113 Es una empresa que surgió por una alianza con iHcontrol Inc en Silicon Valley, California, la empresa se apoya en la tecnología Apple e Insteon114, los productos son adaptables en hogares ya construidos y no requieren de obras adicionales. 6.4.1.6. Otras empresas en Bogotá Otras empresas ubicadas en Bogotá y que trabajan dentro de sus servicios la domótica son: Technology Innovate115 Ingaut S.A.S116 Grupo Sayros117 ELYTE Electrónica y Telecomunicaciones118 IQ Environment119 Deca TSC Soluciones S .A.S120 TechnoImport121 Alta Smart Buildings122 112 TAC Ingenierías S.A.S. WEBSITE Disponible: http://www.tacingenieria.com/perfil.html iHcontrol WEBSITE Disponible: http://www.ihcontrol.com 114 Insteon: Solución de automatización de la iluminación inalámbrica 115 Technology Innovate. WEBSITE Disponible http://www.t-isas.com 116 Ingaut S.A.S. WEB disponible: http://www.facebook.com/pages/INGAUT-SAS/115710502934?v=info 117 Grupo Sayros. WEBSITE Disponible: http://www.gruposayros.com/ 118 ELYTE Electrónica y Telecomunicaciones. WEBSITE Disponible: http://www.elyteonline.com/index.html 119 IQ Environment. WEBSITE Disponible: www.iqenvironment.net 120 Deca TSC Soluciones S .A.S. WEBSITE Disponible: http://www.deca.com.co/ 121 TechnoImport. . WEBSITE Disponible: http://www.technoimport.com.co/index.htm 113 58 6.4.2. Cajicá La Gran población de la capital y la expansión de zonas urbanas, ha llevado a aquellos que negocian con Finca raíz a comprar en las afueras de la capital, aunque esta empresa no se dedica de lleno a la domótica, uno de sus servicios son este tipo de instalaciones estableciéndose en un lugar donde el lujo es una de las características. 6.4.2.1. HomeRobotik123 Tiene dentro de su portafolio de servicios la división de domótica, en la cual presta servicios como: video vigilancia, calefacción, aire acondicionado, alarmas, iluminación, persianas, citofonía, video portero, control de acceso redes y cableado. Además también implantan en el campo de la inmótica y brindan otras soluciones como robótica. 6.4.3. Antioquia Pertenece a una de los departamentos más desarrollados y urbanas en Colombia, lo que indica que también debe estar informada de las últimos avances tecnológicos, muchas universidades como la Bolivariana, han expandido el conocimiento de la Tecnología domótica en esta ciudad. 6.4.3.1. Domotik124 Es una empresa que se dedica a la integración de sistemas domóticos e inmóticos, no ven a esta tecnología como un lujo sino como una necesidad, entre estas se encuentra la de ahorro energético, por esta razón implementa sistemas como el de iluminación. 6.4.3.2. Casa Inteligente125 Integra tecnología para el hogar y la industria (domótica e inmótica), implantan y desarrollan elementos para integrar los dispositivos en el hogar, usa sistema centralizado y cuentan con tres tipos de tecnología: cableada, inalámbrica y UPB (utiliza el cableado eléctrico como Bus de datos), este sistema permite control total de la vivienda y reúne los 4 pilares de la domótica, seguridad, confort, ahorro y comunicaciones. 122 Alta Smart Buildings. WEBSITE Disponible: http://alta.com.co/ HomeRobotik. WEBSITE Disponible: http://colombia.homerobotik.com/domotica.html 124 Domotik. Tu espacio Inteligente. WEBSITE Disponible en: http://www.domotiksite.com/ 125 Casa Inteligente. WEBSITE Disponible: www.casainteligente.com 123 59 6.4.4. Cali Tercera ciudad más poblada de Colombia, es uno de los principales centros económicos del país, su rápido desarrollo la ha posicionado como una de las ciudades principales y es por esta razón que empresas de domótica se han empezado a posicionar allí. 6.4.4.1. Seguridad y Domótica Ltda.126 Implementa tecnología domótica e inmótica, usa sistemas de vigilancia, alarmas, sistemas de detección de incendios y ofrece la integración de sistemas de diferentes fabricantes y trabajando con múltiples plataformas. Además la empresa da soporte y mantenimiento preventivo y correctivo para instalaciones, audita y da asesoría a proyectos de ingeniería domótica. 6.4.5. Análisis empresas En resumen las empresas en Colombia prestan varios servicios y han conseguido experiencia a través del tiempo, en la (Tabla 5) se puede observar la descripción de algunos de los servicios más significativos y con más acogida por las empresas de domótica en Colombia. 126 Seguridad y Domótica Ltda. WEBSITE Disponible: http://seguridadydomotica.com/ 60 Tabla 5 Resumen General Servicios domóticos empresariales Empresas Servicios Servicio de Control de Audio y Video Automatización de dispositivos de Luz o Iluminación Control de la temperatura y Climatización Interfaces de fácil manejo Automatización de Cortinas, fuentes, chimeneas o puertas Control remoto y monitoreo por Celular y/o PC Adaptable y flexible con otros dispositivos Robótica Sanitaria, para el ahorro de agua Sistemas de Seguridad y/o video portero Construcción de hogares inteligentes Instalación de Sistema Domótico Uso de Bluethooth Regulación de instalaciones y artefactos para ahorro energético. Implementación de SIstemas de energias renovables Mantenimiento CCTV Riego Automatizado Control de Incendios Tiempo en el mercado Protocolo usado Control4 Mi Hogar Blue Home Inteligente Tac Ingeniería iHcontrol HomeRobotik S.A.S Indomo Domotik Casa Inteligente Seguridad y Domótica SI SI SI SI SI SI NA SI SI SI SI SI SI SI SI SI SI SI SI NA SI SI SI SI SI SI SI SI SI NA SI NA SI NA NA SI NA NA NA SI SI SI SI SI NA SI SI SI NA NA SI SI SI SI SI SI NA SI SI NA SI NA SI SI SI NA NA SI NA SI NA SI NA NA NA NA NA NA NA NA NA SI NA SI SI NA SI SI SI SI NA SI NA NA NA NA NA SI NA NA SI NA SI SI SI SI SI SI SI SI NA NA SI NA SI SI NA NA NA NA NA NA NA SI SI NA NA SI SI SI NA NA NA NA SI NA NA NA NA NA NA NA SI NA SI NA SI SI SI SI NA NA NA SI NA NA SI SI SI SI NA NA NA SI NA NA NA SI NA NA NA NA NA NA NA NA NA NA NA SI 2 años 4 años 3 años NA NA NA NA NA 7 años NA ZigBee NA ZigBee NA NA NA NA NA NA NA 61 6.5. Situación actual del Mercado Colombiano En el mercado Colombiano uno de los retos más grandes es el diseño de software que satisfaga las necesidades en cuanto a servicio, beneficio y costo. Para el cumplimiento de este objetivo es necesaria la ayuda del Gobierno y del sector privado para que Colombia se integre con la Sociedad de la Información y las tecnologías.127 Las estrategias de Marketing son muy necesarias para la adecuación de sistemas domóticos a las viviendas, el estudio de los individuos es una forma de saber sus necesidades y ofrecer lo que se quiere. En Colombia las empresas venden por la interfaz de Usuario, la cual es ofrecida por los mismos proveedores, haciendo énfasis en la relación costo-beneficio, permitiéndole al usuario tener acceso a la telegestión128 de su vivienda, convirtiendo la idea en una idea atractiva para el Cliente. En la mayoría de los casos los sistemas domóticos son adquiridos por población de estrato 4 en adelante, esto debido a que lo precios e implementación son costosos para el resto de la población. 6.6. Análisis del entorno basado en la percepción de los Usuarios. Este análisis muestra situaciones y recopila opiniones de algunos hogares de hoy día en la capital del país en cuanto a ahorro energético y la concienciación que hay en las personas a cerca de éste tema. La totalidad de las encuestas se realizaron en Bogotá ya que en la capital, se concentra la mayor parte de las empresas de domótica, por esta razón es importante determinar si hay conocimiento por parte de la ciudadanía acerca de esta tecnología y de su uso para disminuir el consumo de energía eléctrica. La encuesta se realizó a 100 personas entre los 20-50 años de edad, residentes en la capital del país, con 7 preguntas básicas del consumo y conocimiento de técnicas para el ahorro energético. (Anexo 1) Los principales Objetivos que se plantearon con este estudio son: 1. Conocer el interés de las personas por el ahorro energético. 2. Observar el conocimiento que se tiene de las tecnologías para ahorro energético 127 HERRERA QUINTERO, Luis Felipe. Gestión tecnológica para domótica y telecontrol. Trabajo de Maestría en Telecomunicaciones. Bogotá D.C.: Universidad Nacional de Colombia, Facultad de Ingeniería, 2004. 128 Telegestión: permite controlar y supervisar equipos y señales de entrada/salida situados en instalaciones distantes. Definición de: http://www.actualidad.snellservicios.com/snell2006/telegestion.htm 62 3. Obtener información específica de la implantación de la domótica (en qué lugares de la vivienda es más beneficioso para el ahorro energético) 4. Conocer la posible Inversión de las personas para automatización de sus casas. La encuesta se realizó a través de la web, no se preguntó estrato socioeconómico por ser un estudio general de la situación actual y la concienciación del ahorro energético en las familias de la capital colombiana. 6.6.1. Hallazgos específicos del estudio En cuanto a los resultados de cada una de las preguntas, se puede concluir. 6.6.1.1. En escala de 1 a 10, siendo 1 el valor más bajo ¿qué importancia le da a los siguientes temas dentro de su hogar? Figura 10 Resultados Ítems de Importancia para los encuestados Se puede observar que entre las personas encuestadas, hay una proporción considerable de éstas que le dan máxima importancia a la seguridad en sus hogares, incluso más que la que le pueden prestar a otros aspectos como el ahorro y comodidad, sin embargo siguen siendo consideradas como importantes al haber recibido las calificaciones más altas de parte de un gran número de encuestados. Es también notable que de todos los aspectos, la tecnología parece tener menos importancia para los encuestados, pues el número de personas que dieron una calificación alta a este aspecto no fueron tantas como en los otros, y de hecho, en calificaciones medias se ve una marcada ventaja con respecto a las demás, diferencia 63 que a niveles de calificación bajos, si bien no tuvo mucha frecuencia, sí tuvo más que las demás (en algunos casos siendo la única con esa calificación). 6.6.1.2. ¿Invertiría Dinero en tecnología para que su hogar tuviera mayor ahorro? Figura 11 Resultado Deseo de Invertir dinero para Ahorro Claramente se puede notar con los resultados, que un 90% de las personas encuestadas, estarían dispuestas a inventir en tecnología para ver ahorro en sus hogares, lo que indica que es imposible la instalación de domótica con fines de ahorro energético, las personas están dispuestas a invertir en tecnología para ver resultados de ahorro en sus viviendas. 6.6.1.3. ¿Qué elementos usa usted para el ahorro energético en su hogar? (bombillas ahorradoras, desconexión de equipos sin uso continuo, etc…) Figura 12 Resultados Tipos de elementos para ahorro energético 64 Notablemente las personas han optado por ahorrar con dispositivos energéticos, sin embargo estos dispositivos nombrados por las personas no están relacionados claramente con tecnología domótica, los dispositivos que las personas utilizan en sus hogares para ahorro energético, son ideas que se han vendido a través del tiempo, lo que puede traer una ventaja a la incersión de nuevas ideas en el mercado para tecnología domótica. 6.6.1.4. Califique el consumo de energía eléctrica en los diferentes lugares de su casa. Figura 13 Resultados Consumo energía eléctrica por sitios de la vivienda Estos resultados pueden indicar el sitio o los sitios más adecuados para implantar domótica en los hogares,por ejemplo, la implantación de estos sistemas en la sala y habitación que según la encuesta realizada tienen consumos altos, aumentaría el ahorro energético notablemente; también se puede afirmar según los resultados que el mínimo consumo se establece en Baños y Exteriores, lo cual haría de la implantación en estos lugares de la vivienda, algo obsoleto. 6.6.1.5. ¿Ha oído hablar de domótica para la automatización de hogares? Figura 14 Resultado Conocimiento acerca de domótica 65 Este resultado es muy diciente para el estudio que se está tratando, se puede notar que un 68% no conoce de domótica, más de la mitad de las personas encuestadas, no tenian idea de esa palabra ni de lo que significaba; esto marca negativamente ek estudio, ya que mostrando estos resultados, el primer paso sería capacitar y enseñar a las personas los beneficios de la tecnología domótica en los hogares. 6.6.1.6. Dé un promedio de ¿cuánto invertiría para que su casa fuera automatizada y pudiera tener control sobre sus dispositivos? Figura 15 Resultado Cantidad de Inversión en los hogares Visualizando la (Figura 14) se establece que un 43% de las personas encuestadas no invertirían más de dos millones, así que se puede concluir que estan interesados en conseguir tecnología domótica pero a un precio bajo y comodo. Otro porcentaje también considerable, muestra que el 20% de las personas encuestadas no invertiría en domótica para automatización de dispositivos, mostrando así el desinteres de las personas por automatizar sus hogares y por el uso de tecnologías. 6.6.1.7. ¿Cuánto gasta mensualmente en energía eléctrica? 66 Figura 16 Resultado Gastos mensuales de energía eléctrica en los hogares. Según la respuesta de las personas, la mayor parte de ellas (56%) se encunetran pagando un rango de enrgía entre $50.000 y $100.000, esto indica que la mayor parte se encuentran en estratos 3 y 4, además se puede concluir que el mayor gasto de energía se encuentra en estos estratos socioeconómicos anteriormente nombrados. 6.6.2. Conclusiones Generales Se puede notar que en el caso de querer vender a la domótica en los hogares, debe apelarse a la forma en que ésta ayuda a mejorar la seguridad y comodidad en las casas, sin dejar de lado el importante ahorro que se genera a partir de su uso, y si bien es bueno hacer referencia al adelanto tecnológico que representa, posiblemente no sea muy tenido en cuenta por parte de los potenciales consumidores al momento de tomar una decisión. Aún el Ahorro no es el factor más importante para las personas encuestadas, lo que indica que se debe realizar campañas de concienciación para que el ahorro pueda originarse desde los hogares. Las personas encuestadas no conocen sobre la tecnología domótica como fuente de ahorro energético, si supieran sus beneficios, muchos de ellos buscarían implementar la domótica en sus hogares. Se notó que dentro de las personas encuestadas, el 43% invertirían sumas de 1 a 2 millones de pesos, con esta suma se pueden implantar dispositivos básicos para el ahorro energético, sin depender de lujo ni otros factores de confort. 67 7. AHORRO ENERGÉTICO EN COLOMBIA El consumo de energía hoy día en Colombia es alto para la población en general y mucho más para estratos socioeconómicos superiores; los proveedores de servicio de energía eléctrica se ven beneficiados ya que el consumo que se genera en las viviendas con tantos aparatos electrónicos conectados a la red eléctrica de la casa es bastante razonable. Por este motivo se ha aumentado la emisión de gases del efecto invernadero, produciendo un cambio negativo a la atmósfera. La problemática está en que los recursos para todo el consumo energético que se produce actualmente se verán disminuidos notablemente al paso del tiempo. El abastecimiento de la producción para toda la demanda de las Familias colombianas pone en riesgo la materia prima presente en la naturaleza. La necesidad de mejorar los procesos de eficiencia energética y el empleo de energías renovables alternativas se hace presente en los hogares con la implementación de la domótica. Al monitorizar el consumo de las viviendas implementando domótica y presentando al usuario su consumo, implantando sistemas de generación de electricidad por celdas solares y permitiendo al usuario gestionar la energía de toda la red; se está contribuyendo al ahorro energético en Colombia. 129...ver sección 7.2… El primer factor de consumo es la iluminación; si este se redujera, también se reduciría el consumo energético; esto se logra diseñando la iluminación del hogar para que aporte a establecer los niveles de iluminación y utilizar la menor cantidad de energía posible. La intensidad con que se maneja la iluminación dentro y fuera de la vivienda domótica es uno de los factores para que se consuma menos energía dentro del hogar. Una de las determinaciones que se tomó hace algún tiempo en Colombia, fue cambiar las bombillas tradicionales o incandescentes por lámparas fluorescentes, de descarga y basadas en LEDs. Éstas últimas aportan al ahorro energético en mayor escala ya que producen una muy buena calidad de luz, e integradas a un sistema domótico el control de la potencia y el color de la luz daría un ahorro notable. Los LEDs como fuente de 129 HUIDOBRO MOYA, José M. Concepto, campo de aplicación y beneficios. En: La domótica como solución del futuro. Madrid: 2007. p. 15-44 68 iluminación en una instalación domótica son de gran usabilidad ya que se pueden integrar a la infraestructura de la casa; otra solución es integrar el sistema alternativo de generación de energía como la tecnología fotovoltaica la cual es complementada por la domótica, gestionando con inteligencia el consumo de energía eléctrica. 7.1. Consumo Energético La energía eléctrica se mide dependiendo del trabajo en un tiempo determinado, la unidad de medida es Kilovatios-hora kWh y durante los últimos meses se ha visto una disminución de consumo de electricidad gracias a métodos manuales que se han inculcado, por ejemplo las bombillas ahorradoras, que aunque no es el método más efectivo ayuda al ahorro energético. En la Siguiente Gráfica (Figura 16) 130 se visualiza la demanda de electricidad a principio del 2011 en GWh (1000 KWh). Figura 17 demanda de Electricidad Domótica, últimos meses. Figura 18 Consumo de electricidad per cápita131 130 Imagen Descargada de: Energiaenlinea.com, Todo sobre la industria energética, todos los días. Estadísticas Latino América. Demanda de Electricidad. Disponible: http://www.energiaenlinea.com 131 Imagen Tomada de: http://datos.bancomundial.org/indicador/EG.USE.ELEC.KH.PC 69 Electricidad. Se puede notar que el consumo por persona de energía en Colombia a aumentado en los últimos años, la (Figura 17) muestra el consumo hasta el año 2008, sin embargo la línea de tendencia siempre va al aumento, 974 Kwh por una persona es bastante, este estudio realizado por el Banco Mundial muestra los resultados y mediciones a nivel país, de lo cual se puede determinar que uso conciente se hace de la energía y que tan efectivos son los estudios que se proponen. La siguiente gráfica (Figura 18) muestra el consumo de energía en una casa promedio. Figura 19 Consumo energético promedio en la vivienda.132 Se puede observar que la mayor parte de consumo en la vivienda se debe a la Climatización, esto debido a que las personas que cuentan con este servicio de aire acondicionado y calefacción no cuentan con una conciencia de ahorro energético, estos elementos duran encendidos en todo el día, así no haya habitantes en las viviendas, esto produce el aumento de consumo por este factor en específico. 132 Imagen Modificada por el Autor. Tomada de: http://www.casainteligente.com/Page_OptimizandoEnerg.php 70 Colombia ha estado luchando por disminuir el consumo de los recursos energéticos, promoviendo el URE (Uso Racional de la Energía) y desarrollo de fuentes no convencionales para generación de energía. La primera tarea radica en un proceso de sensibilización a los usuarios, capacitación y asistencia técnica. El Gobierno, hace pocos años promovió una ley que fomentara el uso racional de la energía, la Ley 697 De 2001133, que define el URE como un asunto de interés social, público y de conveniencia nacional, esto indica que el uso de fuentes no convencionales, el ahorro y todo lo que esté relacionado con el URE debe ser de interés social, así que toda la población debería percatarse de las formas como se puede economizar energía y/o como generar energía sin disminuir recursos naturales. 7.2. Domótica y Ahorro energético Cada día crece más la conciencia ecológica de los países en general, esto facilita la introducción de soluciones tecnológicas como la domótica para el ahorro energético, gracias a la automatización de funciones y control de operaciones, el consumo de recursos naturales escasos baja notablemente según134 un 25%.135 La utilización de los diferentes dispositivos tecnológicos y la debida adecuación de estos en la vivienda, donde se juega con las franjas horarias en el momento que el precio de la energía es más económico y a la vez que los electrodomésticos conectados se mantengan en espera mientras no se usan, el control de iluminación instalando dispositivos hará que las luces se adecuen al medio, a la presencia de personas y al lugar donde se tenga instalado el dispositivo, la climatización gestionada inteligentemente también adecuada a la temperatura del medio serán variables que los dispositivos encargados de esta tarea, tendrán que evaluar para tener una reacción inmediata, disminuyendo o aumentando los grados de climatización. Todos estos aspectos se integran para que la domótica reduzca notablemente el consumo de energía dentro de la vivienda.136 7.2.1. Gestión de Instalaciones Estos permiten controlar de una forma eficiente los dispositivos de calefacción, climatización y ventilación, optimizando el consumo energético que se presenta al interior de la vivienda; controles como ― regulación de la temperatura, zonificación de la 133 Ley 697 de 2001 disponible: http://www.lawea.org/documentos/Colombia_Ley_697.pdf HUIDOBRO, José Manuel y MILLAN, Ramón. Domótica Edificios Inteligentes. Ahorro Energético Cap 8 p. 294 México: Limusa, 2006 135 HUIDOBRO MOYA, José Manuel y MILLAN TEJEDOR, Ramón Jesús. Domótica Edificios Inteligentes. España: Creaciones COPYRIGHT, 2004 136 DOMÓTICA noticias. Las ventajas del uso de la domótica. En: Domótica usuarios. Hogar Digital. http://www.domoticausuarios.es/las-ventajas-del-uso-de-la-domotica/2602/ Mayo 28, 2011. 134 71 temperatura, programación de la temperatura, desconexión selectiva de cargas eléctricas no prioritarias antes de alcanzar la potencia contratada, gestión de la tarifa nocturna o programación temporal de cargas, regulación automática de la intensidad luminosa según el nivel de la luz ambiente, desactivación de la iluminación o cierre de grifos si no se detecta presencia en un tiempo determinado.‖137 Para todos los controles existentes el usuario solo debe definir intervalos en los cuales el sistema alcanzará por ejemplo una temperatura, logrando así cambios en ésta y su estabilidad durante lapsus de tiempo; para fomentar más el ahorro, la vivienda se divide en subsectores de regulación y programación aumentando eficacia global de toda la instalación ya que todos los sectores no tienen las mismas características ambientales ni los usuarios tienen las mismas necesidades. 138 Una de las formas de ahorro energético es el uso de energía fotovoltaica, la domótica complementa esta tecnología y el efecto fotovoltáico se relaciona estrechamente con el uso de celdas solares, éstos dispositivos convierten la radiación solar en energía que conectados a la red eléctrica (SFIR)139, reducen el consumo que un usuario tiene y que viene de un proveedor de servicios140. Las celdas solares no son el único elemento, el sistema fotovoltaico está compuesto por:141 7.2.1.1. Generador Fotovoltáico Corazón del sistema compuesto por módulos interconectados en serie o paralelo, dependiendo el tipo de carga que se conecte. 7.2.1.2. Inversor Convierte la corriente eléctrica directa (DC) a corriente alterna142 (AC.), es un conversor estático con control, protección y funciones de filtrado, utilizado para interconectar una fuente de energía eléctrica con un sistema eléctrico de servicio público. 137 HUIDOBRO, José Manuel y MILLAN, Ramón. Domótica Edificios Inteligentes. Ahorro Energético Cap 8 p. 294 México: Limusa, 2006 138 HUIDOBRO MOYA, José Manuel y MILLAN TEJEDOR, Ramón Jesús. Domótica Edificios Inteligentes. España: Creaciones COPYRIGHT, 2004 139 SFIR: Sistemas Fotovoltaicos Interconectados a la Red Eléctrica. 140 ARISTIZABAL, Andrés Julián. Dimensionamiento e instalación de un sistema fotovoltaico interconectado a la red eléctrica y desarrollo de equipo para analizar calidad de potencia, empleando LABVIEW. Universidad Nacional de Colombia. Manizales: 2004. 141 ARISTIZABAL, Andrés Julián. Dimensionamiento e instalación de un sistema fotovoltaico interconectado a la red eléctrica y desarrollo de equipo para analizar calidad de potencia, empleando LABVIEW. Trabajo de Tesis ingeniero Electricista. Manizales: Universidad Nacional de Colombia. Facultad de Ingeniería y Arquitectura, 2004 72 7.2.1.3. Panel General de Servicios Punto de acople común (PCC- point of common coupling) donde se puede disponer de la energía libremente, un medidor interno registra la energía que consume la red y la que se entrega al sistema interconectado en un instante dado. 7.2.2. Usos de Electrodomésticos inteligentes Los avances que ahora incorporan en los electrodomésticos también ayudan a reducir el consumo energético, la tecnología integrada en ellos permite por ejemplo el ahorro de consumo de agua y de energía al poder programarse en horario nocturno, los hornos cocinan más rápido disminuyendo el tiempo de consumo y los refrigeradores usan sustancias ecológicas para el enfriamiento utilizando menos energía.143 7.2.3. Edificios bioclimáticos Se trata de un enfoque de la domótica, el cual cambia el diseño arquitectónico de la vivienda para que se adapte al medio ambiente reduciendo el consumo energético.144 La vivienda bioclimática viene desde hace algunos años, el diseño de edificios tenía muy en cuenta que la arquitectura debía enfatizar en temas bioclimáticos, esto visto desde una perspectiva económica en la crisis de petróleo de 1973. Según145 Estudios realizados indican que las viviendas bioclimáticas reducen el consumo energético en climatización y calefacción en aproximadamente el 60%, respecto a las viviendas tradicionales, lo cual tiene una reducción en facturación de un 80%, contribuyendo a su vez en disminuir el gasto de iluminación en un total de 20%.146 147 Para la construcción de una casa bioclimática se deben conocer con anterioridad las características ambientales del entorno en donde se va a realizar la obra, esto afecta a todos los procesos en la elaboración de la vivienda, ya que los materiales deben ser 142 Corriente alterna.: Durante un instante de tiempo un polo es positivo y el otro negativo mientras que en el instante siguiente las polaridades se invierten tantas veces como ciclos por segundo o hertz posea esa corriente. Tomado de: http://www.asifunciona.com/electrotecnia/ke_corriente_alterna/ke_corriente_alterna_1.htm 143 HUIDOBRO MOYA, José Manuel; MILLAN TEJEDOR, Ramón Jesús y ROLDÁN MARTÍNEZ, David. Domótica En: Tecnologías de Telecomunicaciones. España: Creaciones COPYRIGHT, 2005. p. 329-350. 144 DOMÍNGUEZ, Hugo Martín y SÁEZ VACAS, Fernando. Domótica Un enfoque sociotécnico. Madrid: Fundación Rogelio Segovia para el Desarrollo de las Telecomunicaciones, 2006. 145 HUIDOBRO, José Manuel; MILLAN, Ramón y ROLDÁN, David. ―Tecnologías de Telecomunicaciones‖ Cap 14, p 350. 146 HUIDOBRO MOYA, José M. Concepto, campo de aplicación y beneficios. En: La domótica como solución del futuro. Madrid: 2007. p. 15-44 147 HUIDOBRO MOYA, José Manuel; MILLAN TEJEDOR, Ramón Jesús y ROLDÁN MARTÍNEZ, David. Domótica En: Tecnologías de Telecomunicaciones. España: Creaciones COPYRIGHT, 2005. p. 329-350. 73 adecuados al objetivo de la construcción bioclimática. El clima de la región constituirá la ubicación de la vivienda, ésta debe tener buena captación de luz en su fachada y de ventilación, el color de la casa debe absorber la radiación solar incidente, por ejemplo los colores claros protegen del calor y los oscuros conllevan al calentamiento y una transmisión mayor al interior de la vivienda. Los espacios interiores deben ser ubicados conforme al edificio, por esta razón y por la diversidad de factores externos, las divisiones internas pueden ser modificadas para la adecuación de espacios y acomodándose a las necesidades del usuario.148 El buen uso de la domótica puede ayudar al aspecto económico y ecológico en los hogares colombianos, para este fin las personas que usan la energía eléctrica deben tomar conciencia del consumo que se da actualmente y de su impacto al medio ambiente. Para ahorrar energía como primera instancia, se dirige la atención al control de la iluminación, implementando esto en domótica, el sistema se adaptaría al nivel de iluminación del ambiente o luz externa, usando energía solo cuando sea necesaria, apoyándose de otros dispositivos inteligentes como toldos, persianas con el fin de dejar entrar la luz solar, el sistema permite el control de apagado o encendido de la vivienda, evitando que por error alguna luz quede encendida; otro concepto asociable al ahorro energético es el que tiene que ver con la climatización, el aire acondicionado y el calentador son algunos de los electrodomésticos con mayor índice en consumo de energía, y un sistema domótico que controle estos con relación a la temperatura exterior , puede ayudar para la disminución de consumo energético en las viviendas actuales. La monitorización de consumo energético en el hogar es de vital importancia ya que el usuario puede determinar el costo de su consumo y disminuir el uso de energía, agua, gas entre otras.149 148 HUIDOBRO MOYA, José Manuel y MILLAN TEJEDOR, Ramón Jesús. Domótica Edificios Inteligentes. España: Creaciones COPYRIGHT, 2004 149 ASOCIACIÓN ESPAÑOLA DE DOMÓTICA CEDOM e INSTITUTO PARA LA DIVERSIFICACIÓN Y AHORRO DE LA ENERGÍA IDEA. Contribución de la domótica al ahorro y la eficiencia energética. Cómo ahorrar energía instalando domótica en su vivienda, Gane en confort y seguridad. España: AENOR, 2008. p. 12-15. Disponible: http://www.cedom.es/fitxers/documents/ponencies/Presentacion%20IDAE%2026-9-08.pdf 74 75 8. APRECIACIÓN SOBRE LA DOMÓTICA EN COLOMBIA A través de este trabajo de grado me he podido dar cuenta cuantas tecnologías tenemos a nuestro alcance, además que Colombia es un país muy rico y puede valerse de su riqueza para generar beneficios a la población en general con el uso de tecnologías, la domótica usada para automatización de las viviendas genera ahorro y este ahorro integrado con otras fuentes de energía, reducirían notablemente el consumo de energía eléctrica, brindando hasta un 50% de ahorro en la vivienda a largo plazo. En Colombia la domótica se ha ido extendiendo a través de las empresas que venden esta tecnología, muchos edificios ya son automatizados, pero las viviendas que tienen acceso a la domótica son muy pocas y la mayor parte de estas son en estratos altos, las empresas están enfocadas actualmente a brindar y vender confort para los usuarios, esta no es la solución que se espera, ya que toda la población debería tener el mismo acceso a estas tecnologías, se puede entender que los precios que se manejan en Colombia para productos de domótica, no son del todo cómodos, pero las empresas deberían enfocarse a productos de costos medianos para que el acceso a estos se dé en los sectores de estratos más bajos con una inversión mínima. El Gobierno Nacional, un factor clave en la expansión de tecnología domótica y sus planes de reducción de brecha digital, pueden aportan en la culturización y educación de las personas para aumentar el interés hacia el uso de tecnología domótica. Actualmente solo el 36% de la población de estratos 1 2 y 3 tienen acceso a una de las tecnologías que ha tenido fuerza en los últimos 10 años, el internet, este porcentaje es muy poco con relación al de muchos países a nivel mundial y se debe tener una visión en el tiempo que ha tomado que el internet se consolide en Colombia. Varios factores afectan al largo tiempo que toman las tecnologías para expandirse, una puede ser que no toda la población tiene acceso a servicios públicos, ni a electricidad, lo que ocasiona que muchas tecnologías ni siquiera hayan tocado estos sectores de la población, otra que las personas que tienen acceso, no conocen de los beneficios y por consiguiente no invierten en tecnologías y por último los grandes costos al tener que importar productos y servicios de otros países más desarrollados. Colombia debe enfocarse en disminuir la brecha digital y realizar planes para que toda la población se dé cuenta de las tecnologías actuales que contribuyen a la disminución del consumo energético y que a la par se den cuenta de las ventajas domóticas al automatizar las viviendas. Las viviendas no necesitan un cambio drástico, ni obras en su interior, solo necesitan de la instalación de algunos dispositivos para el control de la energía, en los lugares de la casa con más consumo como la habitación, la cocina y la sala, con dispositivos enfocados a estos lugares, el ahorro energético que se logre con la 76 domótica marcará la diferencia para que en un futuro, Colombia sea productora de dispositivos enfocados a tecnología domótica y que sea un país reconocido por los grandes avances en uso de tecnología para ahorro energético. 77 9. CONCLUSIONES La Tecnología domótica permite la automatización de dispositivos al interior de las viviendas, brindando beneficios y supliendo las necesidades actuales de ahorro energético y de confort. Los servicios integrados en las redes de la instalación domótica son mucho más confiables y mucho más competitivos que los actuales, ya que el control de los dispositivos es a cargo del ser humano. La tecnología domótica cubre la necesidad actual para la gestión energética a través de dispositivos que permiten controlar el consumo, dando soluciones para problemáticas ambientales originadas por excesos producidos por los entes de la sociedad actual. La evolución de la domótica a través del tiempo se ha visto marcada por las diferentes necesidades de las personas, a futuro la domótica se enfocará a la ayuda de personas de bajos recursos económicos y discapacitadas (con el uso de sistemas biométricos, entre otras soluciones, que no solo serán aprovechadas por este grupo de personas sino por la población en general). Todos los componentes de una instalación domótica son pieza clave para el funcionamiento óptimo del sistema, desde receptores, actuadores y otros dispositivos que hacen parte de la red domótica, estos deben ser flexibles, fiables y fáciles de usar, permitiendo la interacción exitosa entre e usuario y la vivienda domotizada. La tipología y topología del sistema domótico, depende de la arquitectura y de la forma en que cada uno de los dispositivos está ubicado, de la configuración del dispositivo central y de su funcionamiento. Los módulos centrales y distribuidos son configurados para que los diferentes nodos (dispositivos) puedan ser controlados desde el interior, hasta en el exterior de la vivienda. Las redes de automatización y control y redes de Tecnologías de información son las encargadas de la interconexión de los dispositivos asociados al sistema, estas deben poder comunicarse con las redes externas, de la frontera (pasarela residencial) y del interior de la vivienda. Para implantar domótica en Colombia, los protocolos que más influirían en esta visión serían en primera instancia aquellos que no necesiten cableado adicional, entre estos 78 ZigBee por ser inalámbrico y de bajo costo y otros como X-10 y SCP por usar la red eléctrica para la comunicación. ZigBee es un estándar abierto basado en IEEE 802.15.4 usando ancho de banda de 250 kbps y consumiendo menos energía que otros protocolos por la gestión que tiene del estado dormido sobre los dispositivos, el bajo coste de ZigBee lo hace más atractivo; trabaja en una banda de frecuencias de 2.4 Ghz (mundial) y con distancia de transmisión desde los 10 metros hasta los 75 metros. El consumo energético en los últimos años ha alcanzado altos niveles con relación a años anteriores; en el 2008 el consumo per cápita era 974 Kwh, y actualmente a nivel nacional se consumen aproximadamente 4350000 Kwh, estos consumos podrían reducirse aún más con soluciones tecnológicas como la domótica. La Brecha digital que se vive en Colombia, donde los estratos más bajos no tienen acceso a las TICs se ha disminuido poco a poco gracias a los programas del Gobierno y del Ministerio de Tecnologías de la Información y las Comunicaciones, ampliando el mercado de la domótica en Colombia y no percibiendo a esta tecnología como un lujo sino como necesidad a la disminución de consumo energético. En Colombia el ciclo de vida de la tecnología domótica está en sus inicios, de la misma forma como estuvo la telefonía. La domótica se ha visto más accesible a los estratos altos, sin embargo a futuro el interés de adquirir en parte los beneficios de la domótica, involucraría a estratos medios y a medida que la brecha digital se rompa estará también en estratos bajos. La labor de las empresas dedicadas a la domótica en Colombia, es asegurar que ésta se vuelva un tema de dominio público, relacionando sus beneficios por más pequeñas que sea la instalación, esto hará que las personas se interesen por adquirir productos de domótica, y que los avances a nivel nacional aumenten considerablemente a través del tiempo. En Colombia el uso y compatibilidad con otras tecnologías como generadores fotovoltaicos, es una de las más grandes armas para combatir el consumo energético, aprovechando la ubicación del país geográficamente y buscando obtener beneficios de energía renovable como la luz solar. 79 80 GLOSARIO ACTUADORES: reciben órdenes del sistema de control, información digital y analógica, activándose y desactivándose en diferentes mecanismos, modificando el estado de los equipos al interior de la vivienda AHORRO ENERGÉTICO: cualquier acción que tienda a hacer más eficiente el consumo de energía sin menoscabo de la calidad del servicio obtenido por el uso de esta. AUTOMATIZACIÓN: tecnología que trata de la aplicación de sistemas mecánicos, electrónicos y de bases computacionales para operar y controlar la producción. BACnet: (Building Automation and Control NETwork) protocolo norteamericano abierto que se esfuerza por comunicar a dos dispositivos que usan protocolos diferentes, soportado 5 tipos de tecnología de red. BATIBUS: protocolo abierto francés, obsoleto actualmente por sus limitaciones, fue un protocolo basado en el modelo OSI, definiendo las capas 1, 2 y 7. BIOCLIMÁTICOS: característica que se basa en que el objeto que las posea, aproveche los recursos disponibles (sol, vegetación, lluvia, vientos) para disminuir los impactos ambientales, intentando reducir los consumos de energía. BRECHA AMBIENTAL: diferencia entre aquellos que tienen y los que no tienen recursos naturales suficientes. BRECHA TECNOLÓGICA: diferencia entre los que tienen acceso a las TICs y los que no. CAL: (Common Application Language) perteneciente a la capa de aplicación, es orientado a objetos, dando comandos y controlando los dispositivos y asignando recursos a estos (pedir, usar y liberar). CASAS INTELIGENTES: es el concepto en viviendas del futuro, donde la tecnología es aplicada convenientemente para lograr un mayor confort, ahorro de energía y mayor seguridad. CEBus (Consumer Electronics Bus): estándar o protocolo abierto americano, utiliza las capas 1, 2, 3 y 7 del modelo OSI, se caracteriza por ser de fácil instalación y por su capacidad de extenderse, la comunicación entre los diferentes dispositivos se realiza a través de red eléctrica de baja tensión y soporta una topología flexible. CONVERGENCIA DE REDES: proceso adaptativo en el que las redes que se desenvuelven en un mismo medio desarrollan características parecidas aunque estas tengan un origen diferente. Definición modificada, aplicada a las redes 81 CRISIS ENERGÉTICA: gran carestía (o una subida de precio) en el suministro de fuentes energéticas a una economía. CSMA/CA: (Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance) característica que permite escuchar el medio para saber si existe presencia de portadora en los momentos en los que se ocupa el canal, evitando colisiones, es decir que dos host hablen al mismo tiempo. DOMÓTICA: 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. EFICIENCIA ENERGÉTICA: se entiende el conjunto de actividades encaminadas a reducir el consumo de Energía en términos unitarios, mejorando la utilización de la misma, con el fin de proteger el medio ambiente, reforzar la seguridad del abastecimiento y crear una política energética sostenible. EHS: protocolo europeo abierto, basado en el modelo OSI y sus capas 1, 2, 3 y 7, una de sus características es que tiene filosofía plug&play, que permite a los dispositivos configurarse automáticamente y que la ampliación de la instalación resulte más sencilla. EIB: protocolo europeo basado en el modelo OSI definiendo los niveles 1, 2, 3, 4 y 7 usa configuración modular y descentralizada. ESPIRIT: (European Scientific Programme for Research & Development in Information Technology) programa europeo predecesor del proyecto HIS y que actualmente continua con el trabajo del programa EUREKA. FFD (Full Function Device) dispositivo de funcionalidad completa encargado del control de la red y encaminamiento de paquetes, funcionando como Coordinador o Router ZigBee. FIABILIDAD: característica de un sistema cuando es seguro y da un rango mínimo de fallos, reduciendo errores para incurrir en consecuencias menores. FLEXIBILIDAD: característica que permite que un sistema se adapte con facilidad a nuevos dispositivos y subsistemas. FOTOVOLTAICO: dispositivo que convierte la energía luminosa en electricidad. GATEWAY: conversor de protocolos. Nodo específico de la aplicación que conecta redes que de otra forma serían incompatibles. Punto de una red que actúa como punto de entrada a otra red. 82 GTE (Gestión Técnica del Edificio) provee soluciones flexibles, simples y evolutivas para controlar el conjunto de sistemas de consumo en un edificio, además de garantizar la interoperabilidad entre los diferentes equipos y simplificar su mantenimiento. HAN Home Area Network: conjunto de dispositivos de todo tipo, informáticos (PCs y sus periféricos) o no (electrodomésticos) instalados en un hogar y conectados entre sí. Todos ellos pueden incluso ser operados a distancia mediante Internet. I+D (Investigación y Desarrollo): abarca todas las actividades metódicas y sistemáticas sobre una base de métodos científicos con el cometido de adquirir más conocimientos. IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) en español Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos, es una asociación técnico-profesional mundial dedicada a la estandarización cuyo objetivo es fomentar la innovación tecnológica y excelencia en beneficio de la humanidad. IHS: (Integrated Home System): proyecto iniciado por seis empresas europeas en los años 1987 y 1988 dentro del programa EUREKA iniciado en 1984. INFRAESTRUCTURA: conjunto de elementos o servicios que están ocultos y que son considerados como necesarios para que una organización pueda funcionar o bien para que una actividad se desarrolle efectivamente. INMÓTICA: incorporación de sistemas capaces de automatizar y/o controlar los equipamientos de edificios de uso terciario o industrial (oficinas, edificios corporativos, hoteleros, empresariales y similares), de sistemas de gestión técnica automatizada de las instalaciones, con el objetivo de reducir el consumo de energía, aumentar el confort y la seguridad de los mismos. INTERCONEXIÓN: es una comunicación efectuada entre dos o más puntos, con el objetivo de crear una unión entre ambos, ya sea temporal para efectuar una transmisión puntual o fija; u on-line, comunicando permanentemente dos máquinas. INTEROPERABILIDAD: capacidad de comunicación entre diferentes programas y máquinas de distintos fabricantes. Es el correcto funcionamiento de los servicios que se prestan sobre dos redes interconectadas. KNX: protocolo europeo que une características de los protocolos EHS, BatiBus y EIB. KWh (Kilovatios-hora) es una unidad de energía, el kilovatio-hora se usa generalmente para la facturación de energía eléctrica, dado que es más fácil de utilizar que la unidad de energía del Sistema Internacional de Unidades. LONWORKS: protocolo propietario distribuido en Estados Unidos y en Europa. Usado en la automatización industrial por su gran costo, debe tener un microcontrolador llamado 83 ―Neuron Chip‖ para comunicarse. Se basa en las 7 capas del modelo OSI, y usa el lenguaje LonTalk. MEDIOS DE TRANSMISIÓN: los medios físicos que se usan para la transmisión de mensajes, señales y datos de comunicaciones en un sistema domótico. MICROCONTROLADOR: circuito integrado que incluye en su interior las tres unidades funcionales de una computadora: unidad central de procesamiento, memoria y periféricos de entrada y salida. Son diseñados para reducir el costo económico y el consumo de energía de un sistema en particular. MODELO OSI: (Open System Interconection) modelo de referencia de Interconexión de Sistemas Abiertos creado por ISO (International Organization for Standardization), norma universal para protocolos de comunicación y dividiendo las tareas de la red en siete niveles. PASARELA RESIDENCIAL: dispositivo que conecta las infraestructuras de telecomunicaciones (datos, control, automatización…) del hogar digital a una red pública de datos. Permite la conectividad entre el hogar y el mundo exterior para poder controlar desde afuera, el resto de dispositivos de la instalación domótica PRODUCTIVIDAD ECOTECNOLÓGICA: eficiencia medible a través de resultados en el tiempo para usar los avances de la tecnología y conseguir el mejoramiento del medio ambiente mediante una menor contaminación y una mayor sostenibilidad. PROTOCOLOS DE COMUNICACIÓN: serie de normas que usan los equipos informáticos para gestionar sus diálogos en los intercambios de información. Dos equipos diferentes de marcas diferentes se pueden comunicar sin problemas en el caso en que usen el mismo protocolo de comunicaciones. REDES: conjunto de equipos informáticos conectados entre sí por medio de dispositivos físicos que envían y reciben impulsos eléctricos, ondas electromagnéticas o cualquier otro medio para el transporte de datos para compartir información y recursos. RFD (Reduce Function Device): dispositivo de funcionalidad reducida encargado de los nodos esclavos, tiene capacidad y funcionalidad limitadas con el objetivo de conseguir un bajo coste y una gran simplicidad. SCE: es una serie de estándares definidos por la TIA/EIA (Normas de telecommunications industry association) que definen como diseñar, construir y administrar un sistema de cableado que es estructurado. SCP (Simple Control Protocol): protocolo abierto creado por Microsoft y General Electric, busca conseguir la convergencia de los protocolos existentes en Estados Unidos, 84 transmite los datos en la red eléctrica de baja frecuencia y usa un dispositivo P2P (Peer-to Peer) lo que permite que dos dispositivos puedan comunicarse sin pasar por un sistema centralizado. TIC: (Tecnologías de la Información y la Comunicación) desarrolladas para gestionar información y enviarla de un lugar a otro. URE (Uso Racional de la Energía) WPAN (Wireless Personal Area Networks), Red Inalámbrica de Área Personal, utilizadas para conectar varios dispositivos portátiles personales sin necesidad de usar cables. X-10 protocolo de comunicaciones usado para el control remoto de dispositivos y para la comunicación entre ellos. ZigBee: protocolo de comunicaciones inalámbrico que permite la comunicación entre dispositivos de distintos fabricantes, ZigBee se ha desarrollado para satisfacer la demanda de capacidad entre varios dispositivos de baja potencia en una red inalámbrica. 85 BIBLIOGRAFÍA ALEGSA.com.ar Diccionario de informática. http://www.alegsa.com.ar/Dic/interconexion.php Alta Smart Buildings. WEBSITE Disponible: Bogotá D.C. Definición de interconexión. http://alta.com.co/ Empresa ubicada en ARISTIZABAL, Andrés Julián. Dimensionamiento e instalación de un sistema fotovoltaico interconectado a la red eléctrica y desarrollo de equipo para analizar calidad de potencia, empleando LABVIEW. Trabajo de Tesis ingeniero Electricista. Manizales: Universidad Nacional de Colombia. 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Arquitectura Bioclimática http://es.wikipedia.org/wiki/Arquitectura_bioclim%C3%A1tica Disponible: WIKIPEDIA. Carrier sense multiple http://es.wikipedia.org/wiki/Carrier_sense_multiple_access Disponible: Access. WIKIPEDIA. IEEE Disponible: http://es.wikipedia.org/wiki/IEEE WIKIPEDIA. Investigación y Desarrollo. http://es.wikipedia.org/wiki/Investigaci%C3%B3n_y_desarrollo WORDREFERENCE.COM Fotovoltáico. http://www.wordreference.com/definicion/fotovoltaico 91 Disponible Disponible: en: ANEXO 1. ENCUESTA 1. En escala de 1 a 10, siendo 1 el valor más bajo ¿qué importancia le da a los siguientes temas dentro de su hogar? Tecnología Ahorro Comodidad Seguridad 2. ¿invertiría dinero en tecnología para que su hogar tuviera mayor ahorro? Explique su Respuesta. Si No 3. ¿Qué elementos usa usted para el ahorro energético en su hogar? (bombillas ahorradoras, desconexión de equipos sin uso continuo, etc…) 4. Califique la cantidad de consumo de energía eléctrica que tiene en los diferentes lugares de su casa. Mínimo Medio Alto Excesivo Habitación Sala Cocina Baños Exteriores Otros 5. ¿Ha oído hablar de Domótica para la automatización de hogares? Si No 92 6. Dé un promedio de Cuánto invertiría para que su casa fuera automatizada y pudiera tener control sobre sus dispositivos. 1’000.000-2’000.000 2’000.000-5’000.000 5’000.000-10’000.000 No invertiría 7. ¿Cuánto gasta mensualmente en energía eléctrica? Menos de $ 40.000 Entre $50.000 y $100.000 Entre $100.000 y $150.000 Más de $150.000 Visualización de la Encuesta en el Servidor Survey Monkey 93 94 ANEXO 2. ENTREVISTA REALIZADA A EMPRESA SMART E.U. BLUE HOME Entrevistado: Nelson Fabián Leiva Ruiz, estudiante de Ingeniería en Telecomunicaciones, tecnólogo en Electrónica, tecnólogo en Telecomunicaciones. 1. ¿Qué avances ha tenido la empresa en Colombia? Bueno, la empresa tiene aproximadamente unos tres años de creada, y en estos años se ha hecho un fuerte trabajo en el desarrollo del producto final con una gran inversión a bordo, estando ya en sus últimas etapas de desarrollo. Nos hemos presentado a muchas ferias de tecnología y productos para el hogar, y se puede decir que ya tenemos un reconocimiento de la marca; pero como el producto no ha sido terminado con todas las especificaciones que se plantearon como objetivo en un principio, no se ha tenido el éxito comercial esperado. 2. ¿Cómo está el mercado nacional? ¿Si hay demanda? Al ser un producto de lujo, tal que su objetivo más grande es brindar el mayor confort al usuario, su mercado objetivo se encuentra en los estratos 4, 5 y 6. Nos hemos dado cuenta que en generar la gente se muestra muy interesada en un producto de este tipo; y teniendo en cuenta que las empresas de la competencia existentes no tienen una fuerte penetración en el mercado, pues existe una gran oportunidad, ya que incluso las personas que ya cuentan con esta tecnología instalada, están dispuestas a aceptar nuevas propuestas. Además también están interesados es el producto distribuidores de tecnología y constructoras, dado que se puede ofrecer como valor agregado en la venta de bienes raíces o como producto complementario en la venta de productos para el hogar. 3. ¿De dónde importan los dispositivos? Como ya te había mencionado antes, nosotros desarrollamos los dispositivos, así que nada es importado, todo es desarrollo nuestro. Por cuestiones de economía, se mandan importar algunos componentes ya que sale más barato; pero casi todo se consigue dentro del país. 4. ¿Cuáles son los costos que manejan para instalaciones domóticas? Pues el costo es variable dependiendo del nivel de automatización que quiera el usuario, ya que todo el sistema se basa en módulos inalámbricos independientes de luces, persianas, audio y vídeo, chimeneas, alarmas, temperatura y puertas. Como te dije, algunos de estos módulos están aún en etapa final de desarrollo, pero los costos están en 95 $1'600.000 para la central y en promedio $300.000 para los módulos, dependiendo del mismo. 5. ¿Qué protocolo usan para las instalaciones? Usamos el protocolo de comunicación ZigBee que como sabrás es realmente una suite de protocolos para comunicación inalámbrica que funciona en la banda libre de 2.4Ghz. Sus principales beneficios son su bajo costo y bajo consumo, tiene un alcance máximo de 100m entre nodos, que obviamente se reduce con los obstáculos llegando solo a unos 30m; pero con antenas de mayor ganancia pueden alcanzar hasta 1000m de distancia en espacio libre. La velocidad nominal usada para la comunicación es de 9600 baudios por segundo. 6. ¿Qué arquitectura utilizan? ¿Centralizada, distribuida? Utilizamos arquitectura centralizada que se basa en el la misma configuración de los módulos de comunicación. La central usa un dispositivo ZigBee configurado como coordinador para que haga la selección del canal de frecuencia apropiado y gestione la comunicación con los otros módulos de la red; dependiendo de la tarea a realizar este puede trasmitir en modo broadcast o en unicast. Los demás dispositivos están configurados como Router/End Device y estos solo trasmiten en modo unicast a la central datos de configuración, de estado o de sensores. 7. ¿Cómo programan los módulos para que reconozcan cada uno de los dispositivos de la casa? Tenemos que la central por defecto asigna una identificación de la red y un canal de frecuencia para la red que va a operar. Los demás módulos se configuran uno a uno en secuencia con la central; la misma les va asignando una identificación de nodo para la red, y estos le transmiten una identificación del tipo de modulo para que el servidor web o la aplicación móvil de acceso puedan generar un menú de control. Hay que anotar que la central genera una interfaz con un servidor web para una red local wi-fi o Internet, así como para una red Bluetooth que obviamente es necesario para que el usuario tenga acceso a la red y al control de los módulos o actuadores finales. 96