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REPUBLICA DOMINICANA
UNIVERSIDAD AUTONOMA DE SANTO DOMINGO FACULTAD DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA
ESCUELA DE INGENIERIA ELECTROMECANICA
CURSO EQUIVALENTE A TESIS DE GRADO TITULADO:
EFICIENCIA ENERGÉTICA
TRABAJO FINAL TITULADO:
PROPUESTA PARA EL AHORRO DE ENERGÍA ELÉCTRICA APLICANDO DOMÓTICA EN EL RESIDENCIAL TORRE PLAZA JACQUELINE
PARA OPTAR POR EL TITULO DE:
INGENIERO ELECTROMECANICO MENCION ELECTRONICA
SUSTENTANTES
ANYUDI ANTONIO RAMÍREZ DILONÉ
JOEL AUGUSTO SALAZAR SOTO
HENRY RAFAEL PÉREZ SOSA
AÑO ACADEMICO 2012
Los conceptos expuestos en la presente tesina son de la exclusiva responsabilidad de los sustentantes del mismo.
SANTO DOMINGO, D.N. 2012
Universidad Autónoma De Santo Domingo FACULTAD DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA
ESCUELA DE INGENIERIA ELECTROMECANICA
CURSO EQUIVALENTE A TESIS DE GRADO TITULADO: EFICIENCIA ENERGÉTICA
TRABAJO FINAL TITULADO: PROPUESTA PARA EL AHORRO DE ENERGÍA ELÉCTRICA APLICANDO
DOMÓTICA EN EL RESIDENCIAL TORRE PLAZA JACQUELINE
PARA OPTAR POR EL TITULO DE: INGENIERO ELECTROMECANICO MENCION ELECTRONICA
SUSTENTANTES:
ANYUDI ANTONIO RAMÍREZ DILONÉ CA-2344
JOEL AUGUSTO SALAZAR SOTO CB-6740
HENRY RAFAEL PÉREZ SOSA CB-6775
ASESOR DE CONTENIDO:
ING. MIGUEL BALDERA
ASESOR METODOLOGICO:
ING. PEDRO WENCESLAO DOMÍNGUEZ ROMÁN
AÑO ACADEMICO 2012 SANTO DOMINGO, D.N.
Octubre, 2012
Agradecimientos
Y
Dedicatorias
AGRADECIMIENTOS
A Dios:
Por ser nuestro creador y darnos el privilegio de alcanzar cada meta que nos
propongamos y por estar todo el tiempo presente en nuestras vidas. Gracias por
habernos brindado la oportunidad de concluir felizmente la universidad, por
brindarnos claridad, salud y perseverancia para vencer obstáculos. El sabe mejor
que nadie todo lo que hemos luchado.
A la Universidad Autónoma de Santo Domingo (UASD):
Por habernos amparado en tan prestigiado recinto de estudio durante todo el
transcurso de la carrera, y brindarnos los valiosos conocimientos para aportar a
nuestra sociedad y desarrollarnos como individuos.
A Nuestros Profesores /as:
Quienes supieron brindarnos los conocimientos necesarios y ser pacientes cuando
se nos presentaban dudas. Algunos llegando a ser nuestros amigos. Gracias por
brindarnos las herramientas para un mejor futuro.
A Nuestro Asesor Ing. MIGUEL BALDERA:
Quien careciendo del tiempo para brindarnos su asesoría, hizo espacio en su
agenda siempre que le necesitamos, siempre de manera simpática y objetiva nos
brindó su apoyo y conocimientos en el desarrollo de nuestro trabajo. Gracias
ingeniero.
A los demás:
Agradecemos a todas aquellas personas que de una manera u otra aportaron y/o
colaboraron para hacer realidad este logro. Aunque sus nombres no aparezcan,
ustedes saben quiénes son.
Mil gracias.
Los Sustentantes
DEDICATORIAS
A mis padres Carmen Yuderca Diloné y Antonio Mirope Ramírez quienes me
apoyan desde mi niñez, brindándome su cariño y comprensión. Me enseñaron el
camino recto, mis valores y a no flaquear cuando se tiene una meta. Les doy las
gracias por ser más que solo padres.
A mi esposa Karen Corcino, gracias te doy por brindarme tu amor, estar ahí en
los momentos difíciles y creer en mí. Eres un ejemplo de superación. Siempre
conserva esa chispa que te hace ser quien eres y seguir adelante cada día.
A mis Hermanos que sin saberlo me brindaron su apoyo, cada vez que me
hicieron reír o compartieron conmigo. Aprendí de sus errores y más aun de sus
logros.
A Elvin Guilleard con quien compartí momentos de la carrera y de mi vida, que
me han conducido hasta este punto de superación. Me has mostrado que la
amista sincera existe y que un amigo puede llegar a ser un hermano. Tú amistad
es invaluable.
A Miguel Baldera, gracias por enseñarme aspectos de mi carrera que no conocía
y jamás pensé. Espero que siempre tenga ese deseo desinteresado de enseñar a
los demás, con ese entusiasmo y de las formas tan jocosas que lo caracterizan.
A los demás Familiares y Amigos les digo que no piensen que me he olvidado
de ustedes porque sus nombres no aparecen en mis agradecimientos, es solo que
el espacio disponible para escribirles es reducido. A ustedes les digo que si hoy
forman parte de mi vida es porque son valiosos para mí. Espero siempre formar
parte en su vida.
Anyudi Antonio Ramírez Diloné
DEDICATORIAS
A mí sagrada madre Niobe Soto:
Por todo su amor y apoyo incondicional, siempre con una sonrisa para
reconfortarme.
A mí querido padre Ramos Salazar:
Que me ha dado la mano siempre que lo he necesitado.
A mis abuelos Lidia y Ñeñe:
Los quiero mucho.
A mi Familia:
Manita Nadia y mi manito Oscar, a Titi, mis padrinos Carmen y Ramón, a mi tío
Franklin y a mi otra madre Doña Susana.
A mis amigos y amigas:
Elvin, Massiel, Reny, Mary y todos los que faltan...
Les agradezco a todos por estar ahí para mi, los aprecio y gracias por todo.
Joel Augusto Salazar Soto
DEDICATORIAS
A Mis Padres:
Susana Francisca Sosa Veras
Madre querida, te agradezco todo el esfuerzo que día a día tu realizaste, para
formarnos y estimularnos a que fuéramos profesionales, ya que como bien tú nos
dice el que “nada sabe, nada vale”, en un mundo tan globalizado, el cual demanda
de profesionales competitivos. Reitero las gracias a Dios, por tenerte, por tu
dedicación, protección y acompañamiento constante en todos mis procesos
educativos. Sencillamente, eres un gran ser humano.
Te dedico este regalo con toda mi admiración y respeto, porque te has dedicado
en cuerpo y alma al cuidado de tus hijos. Nuca piensas en ti, sino en los demás.
Tú has sabido cumplir con el don más apreciado que Dios te ha dado como mujer;
ser Madre. Todo lo que pueda manifestar con respecto a ti es poco, en relación
con el gran valor que posees y tienes en mi vida.
Domingo Pérez Mercedes
Padre querido, me siento sumamente orgulloso de tenerte, pues ha sido ejemplo
para nosotras, hombre de grandes valores y de trayectoria militar honorable de
conducta intachable.
Nos has enseñado con tu ejemplo que ser integro, es el valor más grande que
posee un hombre, tus hechos lo han demostrado.
Te dedico este espacio en este trabajo final, porque considero que has jugado un
rol fundamental en nuestras vidas, eres un hombre de gran valía, ha vivido muy de
cerca nuestros procesos como ser humano. Reitero mi orgullo de que seas mi
padre, Dios te de mucha vida y salud para que al igual que mi madre, vean los
frutos de su cosecha.
A Mis Hermanos (as):
Gracias Dios, por los hermanos que me diste, ellos forman parte de mi vida,
hermanos su acompañamiento y compresión en este proceso fue vital.
A Mis Tíos (as):
Agradezco sobre manera el apoyo incondicional y su ejemplo como personas
honestas.
A los demás compañeros, amigos y vecinos:
Gracias por haberme aceptado con mis virtudes y defectos, entiendo que en
alguna medida, el compartir con grupos humanos, nos permite crecer, tanto en lo
académico como en lo humano.
Henry Rafael Pérez Sosa
ÍNDICE
INTRODUCCIÓN i
IMPORTANCIA DEL ROYECTO ii
PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA iii
OBJETIVOS iv
HIPOTESIS v
RESUMEN DEL PROYECTO vi
CAPITULO I: MARCO TEÓRICO
1.1 Conceptos Generales 1
1.1.1 Domótica e Inmotica 1
1.1.2 Eficiencia Energética 3
1.1.3 Clasificación de los Sistemas Domóticos 4
1.1.3.1 Arquitectura Centralizada 4
1.1.3.2 Arquitectura Descentralizada 6
1.1.3.3 Arquitectura Distribuida 7
1.1.3.4 Arquitectura Mixta 8
1.1.4 Topología de la Red 9
1.1.5 Medios de Transmisión 10
1.2 Componentes Básicos del Sistema 14
1.2.1 Tipos de Señales 14
1.2.2 Sensores 15
1.2.3 Actuadores 19
1.2.4 Unidad de Control 21
1.3 Servicios a Gestionar 21
1.3.1 Control de Climatización 23
1.3.2 Gestión de la Iluminación 24
1.3.3 Control de Cargas 24
1.3.4 Gestión del Sistema de Riego 25
1.3.5 Gestión del Sistema de Agua 25
1.4 Los Principales Estándares y Sistemas Domóticos 26
1.4.1 Batibus 26
1.4.2 EIB 27
1.4.3 KNX 28
1.4.4 X-10 30
1.4.5 Lonworks 31
1.4.6 Cebus 32
CAPITULO II: SITUACION ACTUAL DEL RESIDENCIAL TORRE PLAZA
JACQUELINE
2.1 Escenario Actual del Residencial 33
2.2 Distribución de los Consumos Eléctricos Actuales 35
2.2.1 Área de Estacionamiento 35
2.2.2 Área de Jardín 36
2.2.3 Área de Recreación 37
2.2.4 Iluminación de Pasillos y Escaleras 38
2.2.5 Sistema de Ascensor 38
2.2.6 Sistema de Bombeo de Agua 39
2.2.7 Panel de Control Eléctrico del Área Común 41
2.3 Consumo Eléctrico en los Apartamentos 42
2.3.1 Sistema de Iluminación Interior 42
2.3.2 Gasto Eléctrico Debido al Consumo de Agua 43
2.3.3 Sistema de Climatización 44
2.3.4 Electrodomésticos 45
2.4 Métodos Tarifarios de Electricidad Vigente en la República Dominicana 47
2.4.1 Régimen Tarifario 47
2.4.2 Tarifa BTS 48
2.4.3 Tarifa BTD 49
CAPITULO III: PRESENTACIÓN DE PROPUESTAS PARA EL AHORRO DE
ENERGÍA ELÉCTRICA
3.1 Planteamiento para la Reducción del Consumo Eléctrico 52
3.1.1 Zona de Estacionamientos 52
3.1.2 Propuestas de Cambios para el Jardín 53
3.1.3 Zona de Recreación 54
3.1.4 Cambios en la Iluminación de Pasillos y Escaleras 55
3.1.5 Panel de Control Eléctrico 56
3.1.6 Iluminación en el Apartamento 56
3.1.7 Cambios Propuestos en el Sistema del Agua 57
3.1.8 Propuesta para la Climatización 60
3.1.9 Uso de los Electrodoméstico 61
3.1.10 Sistema de Ascensor 61
CAPITULO IV: IMPLEMENTACIÓN DEL SISTEMA DOMÓTICO Y ASPECTOS
ECONÓMICOS
4.1 Conceptos Básicos de la Tecnología Propuesta 62
4.1.1 Software de Configuración del Sistema 72
4.2 Manejo del Activehome 73
4.3 Implementación del Protocolo X-10 en las Distintas Zonas 76
4.3.1 Equipos Sugeridos para el Jardín 76
4.3.2 Control en el Área de Recreación 78
4.3.3 Iluminación de Pasillos y Escaleras 80
4.3.4 Iluminación en el Apartamento 81
4.3.5 Propuestas para la Climatización 82
4.3.6 Control de los Electrodomésticos 82
4.4 Factor Económico 83
4.4.1 Costos de Instalación de los Dispositivos del Sistema X-10 83
4.4.2 Reducción del Consumo Eléctrico en el Residencial 84
4.4.3 Grafica de Reducción del Gasto de Electricidad 85
4.4.4 Relación de Factura Actual y Factura Futura Estimada 86
CONCLUSIÓN 88
BIBLIOGRAFÍA 89
ANEXOS 92
GLOSARIO 100
PLANOS 106
INTRODUCCIÓN
Los recursos utilizados para la obtención de energía eléctrica utilizada en
nuestro entorno en su mayoría no es renovable, por lo tanto el uso correcto,
eficiente y consciente de ellos es una situación a considerar.
En la propuesta que presentaremos planteamos algunas de las problemática que
observamos en el residencial, en la cual no hay conciencia con el uso de la
energía eléctrica, donde recomendaremos como solución la utilización de un
sistema automatizado con tecnología domótica que disminuya el consumo de
energía de forma considerable.
Esta investigación explica los diferentes tipos de protocolos y sistemas
domóticos actualmente utilizados y las características que distinguen a cada uno,
información que sirve de apoyo para la elección correcta del sistema a
implementar.
Partimos con una descripción de las características de los electrodomésticos y
demás equipos eléctricos, así como también las condiciones que influyen en el uso
de ellos, condiciones que serán nuestro principal objeto de estudio, debido a que
son la parte fundamental para lograr su uso correcto, desde el punto de vista
energético.
Cada punto o tema que se aborde en esta tesina estará únicamente enfocado en
lo relacionado con el ahorro de energía eléctrica, con el objetivo de plantear una
solución que minimice el consumo en el residencial en cuestión.
i
IMPORTANCIA DEL PROYECTO
Un diseño inteligente enfocado en el ahorro de energía eléctrica de un
residencial, representa un avance para resolver la problemática del consumo
innecesario de electricidad y de esta manera contribuir con la reducción de la
factura eléctrica, teniendo un impacto económico positivo.
Una instalación con tecnología domótica es algo novedoso en nuestro país, en
relación a los factores de ahorro de energía, confort y control de las instalaciones
en el hogar, razón por la cual es un mercado que se puede explotar a mediano y
corto plazo.
Este proyecto aportará en el aspecto de la utilización eficiente de la energía
eléctrica, también con la reducción de contaminación ambiental y esperamos que
sirva como modelo para residencias actuales y futuras de la República
Dominicana.
ii
PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
La situación actual es que existe un consumo eléctrico excesivo por parte de los
residentes del apartamento en cuestión, causado por mantener encendidos
equipos eléctricos cuando no se están utilizando, o utilizan aparatos ineficientes
desde el punto de vista del ahorro de la energía eléctrica.
El residencial Torre Plaza Jacqueline, tomado como objeto de estudio, está
ubicado en Santo Domingo Oeste, será sometido a una serie de mediciones y
estimaciones para monitorear el consumo de energía eléctrica y aislar en cuales
puntos se puede ahorrar electricidad.
La propuesta para solucionar esta problemática es que exista un control
automático en el uso de los equipos, así como el análisis de cuáles deben ser
sustituidos y si existen otros que deban ser incluidos. Con eso se evitará que se
mal gaste la electricidad y que los equipos consuman más de lo que es necesario.
Esto arrojará como beneficio menos contaminación ambiental y menos gastos en
la compra de electricidad a las distribuidoras.
iii
OBJETIVOS
Objetivo general
Proponer la aplicación de la tecnología Domótica a las instalaciones del
residencial Torre Plaza Jacqueline con vista al ahorro de energía eléctrica.
Objetivos específicos
1- Estimar el consumo de energía eléctrica tomando en consideración los
equipos eléctricos y el estado de la instalación eléctrica, para saber la
cantidad de electricidad que se podría ahorrar aplicando domótica.
2- Evaluar si es factible el cambio de los equipos eléctricos según su consumo
de electricidad.
3- Analizar los diferentes sistemas a gestionar por el sistema domótico, con la
finalidad de reducir el consumo eléctrico.
iv
HIPOTESIS
Hipótesis principal
Si aplicamos tecnología Domótica a las instalaciones del residencial torre
plaza Jacqueline, garantizaremos un ahorro de energía eléctrica.
Hipótesis secundarias
1- Si estimamos correctamente el consumo de energía eléctrica,
determinaríamos que tanto la podremos ahorrar al instalar un sistema
domótico.
2- Evaluando el consumo eléctrico de los equipos, podremos determinar si es
factible el cambio de los mismos.
3- Si analizamos los diferentes sistemas a gestionar, por parte de un sistema
domótico, estaremos en capacidad de sugerir aquel que cumpla mejor con el
objetivo de ahorrar energía eléctrica.
v
RESUMEN DEL PROYECTO
Al inicio se muestra una parte conceptual relacionado con los términos usados en
el desarrollo de la tesina, que son de gran importancia para el mayor
entendimiento de la propuesta mostrada.
En la segunda parte, daremos a conocer el estado actual del área de estudio
escogida. En este mismo sentido, se explican los métodos de factura actual
aplicados al residencial.
En la tercera parte, se procede a dar a conocer la solución al problema de
derroche de energía, o mal uso de ella, y las diferentes vías para su solución.
Finalmente se muestra la implementación del sistema domótico y los gastos de
instalación y ahorros en términos de facturación eléctrica.
En el desarrollo de la propuesta realizamos la recopilación de las informaciones
del residencial, equipos instalados, su uso y consumo. En adición a esto se
investigó en fuentes bibliográficas relacionadas y consultamos con profesionales
que laboran en el área, para aportar la solución más viable.
vi
1
CAPITULO 1: MARCO TEÓRICO
1.1 Conceptos Generales
1.1.1 Domótica e Inmotica
La Domótica, se deriva de la unión de dos términos, domó proveniente del latín
domus que significa casa, y tica proveniente de informática. Aunque la explicación
etimológica de la primera parte de la palabra resulta evidente, no ocurre lo mismo
con la segunda. Así, ciertas fuentes, la relacionan con informática, mientras que
otras lo hacen con automática y telemática.1
La domótica es el conjunto de tecnologías aplicadas al control y la
automatización inteligente de la vivienda, que permite una gestión eficiente del uso
de la energía, además de aportar seguridad y confort, en los distintos aparatos e
instalaciones domésticas tradicionales que conforman una vivienda y permitir la
comunicación entre el usuario y el sistema.2
Un sistema domótico es capaz de recoger información proveniente de unos
sensores o entradas, procesarla y emitir órdenes a unos actuadores o salidas. El
sistema puede acceder a redes exteriores de comunicación o información.2
______________ 1
ingecasa@ingecasa.com 2
http://www.cedom.es/que-es-domotica.php
2
Asimismo dejaremos en claro que la palabra domótica sólo es aplicable a
instalaciones dedicadas a la gestión técnica de viviendas, la tecnología aplicada a
edificios no destinados a vivienda, es decir oficinas, hoteles, centros comerciales,
de formación, hospitales y terciarios, se denomina Inmótica.
La Inmótica es la integración total de elementos y servicios del edificio en un
sistema de automatización, con el objetivo de mejorar su eficiencia energética,
reforzar su seguridad, aumentar el confort de sus estancias, y controlar el
funcionamiento de sus instalaciones técnicas. Entre las cosas que permite están:
El control y supervisión del personal.
Controla las instalaciones técnicas del edificio.
Optimiza los recursos del edificio.
Algunas de sus ventajas son:
Confort de las estancias del edificio.
Integración de sistemas.
Control de las instalaciones.3
________________
3 http://isde-ecuador.com/index.php?option=com_content&view=article&id=96&Itemid=112
3
Asumiendo el funcionamiento e instalaciones con estos fines, se debe tomar en
consideración el ahorro de energía y aislamiento térmico, de tal forma que se
consiga un uso racional de la energía necesaria para la adecuada utilización del
edificio.
1.1.2 Eficiencia Energética
Para entender lo que es la eficiencia energética cabe primero conocer ambas
definiciones por separado y luego explicar cómo trabajan juntas.
La eficiencia, es la capacidad para lograr un fin, empleando los mejores
medios posibles.4
La palabra energética es relativa a energía. La energía según la Real
Academia de la Lengua Española es la capacidad para realizar un trabajo.
La eficiencia energética se puede definir como la reducción del consumo de
energía manteniendo los mismos servicios energéticos, asegurando el
abastecimiento y fomentando un comportamiento sostenible en su uso.5
La energía es algo que utilizamos a diario y constantemente desde que nos
levantamos hasta que nos acostamos, pero raramente pensamos en cómo
administrarla no sólo para ahorrar dinero, sino también para ayudar al medio
ambiente.6
____________________________
4 http:// www.wordreference.com/definicion/eficiencia
5 http://twenergy.com/energia-curiosidades/que-es-la-eficiencia-energetica-39
6http://www.donostia.org
4
Para lograr la eficiencia energética, sólo se tienen que cumplir los 4 pasos de
sostenibilidad:
1 - Medir y auditar
2 – Establecer bases
3 – Automatizar y regular
4 – Monitorear y controlar
1.1.3 Clasificación de los Sistemas Domóticos
Los sistemas domóticos son susceptibles de ser clasificados en función de
diferentes criterios. A continuación, se expone una clasificación dependiendo del
tipo de arquitectura empleada.
En un sistema domótico la arquitectura, como la de cualquier sistema de control,
constituye el modo en que se van a ubicar los diferentes elementos de control del
sistema. Existen cuatro arquitecturas básicas: centralizada, descentralizadas,
distribuida y mixta.
1.1.3.1 Arquitectura Centralizada
Es aquella en la que los elementos a controlar y supervisar (sensores, luces,
válvulas, y cualquier otro dispositivo) han de cablearse hasta el centro de control
de la instalación. Todos los elementos sensores reúnen la información del sistema
y se la envían al controlador para que tome las decisiones y se las comunique a
los elementos actuadores.
5
El sistema de control constituye el cerebro de la instalación y su fallo supone
que todo el montaje deja de funcionar.
Figura 1: Arquitectura centralizada
Fuente: www.casadomo.com
Ventajas:
Los elementos sensores y actuadores son de tipo universal.
Coste reducido o moderado.
Fácil uso y formación.
Instalación sencilla.
Inconvenientes:
Cableado significativo.
Sistema dependiente del funcionamiento óptimo de la central.
Reducida ampliabilidad.
Capacidad del sistema (canales o puntos).
Necesidad de un interfaz de usuario.
6
1.1.3.2 Arquitectura Descentralizada
Es justamente la arquitectura opuesta a la centralizada. En esta los elementos
del sistema disponen de inteligencia, en el sentido que es totalmente
independiente. El sistema debe disponer de un bus compartido que permite la
comunicación de todos los elementos.
Figura 2: Arquitectura descentralizada
Fuente: Domótica e Inmotica viviendas y edificios inteligentes, 2da
edición
Ventajas:
Seguridad de funcionamiento.
Posibilidad de rediseño de la red.
Reducido cableado.
Fiabilidad de productos.
Inconvenientes:
Coste elevado de la solución.
Necesidad de un interfaz de usuario.
Sistemas adecuados para edificios terciarios.
Complejidad de programación.
7
1.1.3.3 Arquitectura Distribuida
Es aquella en la que el elemento de control se sitúa próximo al elemento a
controlar, por tanto existen múltiples elementos de control, cada uno dedicado a
una tarea concreta.
En todo sistema domótico con arquitectura distribuida, los diferentes elementos
de control deben intercambiar información entre sí a través de un medio físico.
Figura 3: Arquitectura distribuida
Fuente: Domótica e Inmotica viviendas y edificios inteligentes, 2da
edición
8
Ventajas:
Seguridad de funcionamiento.
Posibilidad de rediseño de la red.
Fiabilidad de productos.
Fácil ampliabilidad.
Sensores y actuadores de tipo universal (económicos y gran oferta).
Coste moderado.
Cableado moderado.
Inconvenientes:
Requiere programación.
1.1.3.4 Arquitectura Mixta
Sistemas que combinan tanto arquitectura centralizada como distribuida. Estos
sistemas disponen de varios pequeños dispositivos distribuidos capaces de
adquirir y procesar la información de múltiples sensores y transmitirlos a módulos
centrales de procesamiento. 7
A la vez que puede disponer de un controlador central o varios controladores
descentralizados, los dispositivos de interfaces, sensores y actuadores pueden
también ser controladores (como en un sistema “distribuido”) y procesar la
información según el programa, la configuración, la información que capta por sí
mismo, y tanto actuar como enviarla a otros dispositivos de la red, sin que
necesariamente pasa por otro controlador.
____________________________
7 CIEC ‐ Colegio de Ingenieros Especialistas de Córdoba CD ‐ Comisión de Domótica
9
Figura 4: Arquitectura mixta
Fuente: www.casadomo.com
1.1.4 Topología de la Red
En los sistemas cableados, la topología de la red se define como la distribución
física de los elementos de control respecto al medio de comunicación (cable). Las
topologías más frecuentes son:
Bus: los elementos comparten la misma línea o bus de comunicación.
Cada elemento suele estar identificado por una dirección única y se
pueden comunicar dos elementos de forma simultánea.
Anillo: los elementos se interconectan formando un anillo cerrado. La
información pasa por todos los elementos.
Estrella: es donde todos los elementos están unidos entre sí a través del
controlador principal.
Jerárquica o Árbol: es una topología que mezcla parte de las anteriores,
en particular de la estrella y del bus.
10
Figura 5: Topología de red
Fuente: Domótica e Inmotica viviendas y edificios inteligentes, 2da
edición
1.1.5 Medios de Transmisión
Como medio de transmisión se entiende: soporte físico que utilizan los
diferentes elementos para intercambiar información unos con otros. Los más
usuales son:
Red eléctrica (corrientes portadoras).
Radiofrecuencia.
Infrarrojos.
Fibra óptica.
11
Corrientes Portadoras
Utilizan líneas de distribución ya existentes en la vivienda para la transmisión de
datos. Las más usadas son las líneas de distribución de energía eléctrica, aunque
también se está comenzado a utilizar la línea telefónica tradicional. Si bien este no
es el medio adecuado para la transmisión de datos, si es una alternativa a tener en
cuenta para las comunicaciones domesticas dado el bajo coste que implica su uso,
ya que se trata de una instalación existente. Sus inconvenientes son la poca
fiabilidad en la transmisión de los datos y la baja velocidad de transmisión.
En este tipo de transmisión se modulan los datos a frecuencias superiores a las
de la red eléctrica (50 – 60 Hz), de este modo no se interfiere con el suministro de
la red, y se debe tomar en cuenta varios factores:
Baja impedancia de la línea (normalmente de unos pocos ohm), con
importantes componentes capacitivos.
Tratar de que la señal modulada posea buena pureza espectral, para evitar
transformar el cableado en una gran antena emisora de frecuencias
armónicas superiores.
Tolerancia a elevados componentes de ruido, causados por los artefactos
que estén conectados. Los cuales ocasionan atenuación o bloqueo de la
información que es enviada por el medio. Sin embargo se puede eliminar
este tipo de interferencia con la implementación de filtros adecuados.
12
Radiofrecuencia
Este tipo de transmisión ha venido procedida por la proliferación de los
teléfonos inalámbricos y sencillos telemandos. Puede ser en principio idóneo para
el control a distancia, dada la gran flexibilidad, pero sin embargo resulta
particularmente sensible a las perturbaciones electromagnéticas producidas tanto
por los medios de transmisión como por los equipos domésticos.
Infrarrojos
La transmisión por infrarrojos está ampliamente extendida en el mercado
residencial para controlar a distancia equipos de audio y video. La comunicación
se realiza entre un diodo emisor que emite una luz en la banda de IR, sobre la cual
se superpone una señal, convenientemente modulada con la información de
control y un fotodiodo receptor cuya misión consiste en extraer de la señal recibida
la información de control.
Fibra Óptica
Este medio de transmisión está constituido por un material dieléctrico
transparente conductor de luz. La luz transportada es generalmente infrarroja, por
lo tanto no es visible por el ojo humano. Sus ventajas son: fiabilidad en la
transferencia datos, inmunidad frente a interferencias electromagnéticas, alta
seguridad en la transmisión de datos, distancia entre los puntos de la instalación
ilimitada, y transferencia de gran cantidad de datos. Su principal inconveniente es
el elevado coste de los cables y las conexiones.
13
Velocidad de Transmisión: es la velocidad de intercambio de información
entre los diferentes elementos de control de la red. Esta velocidad depende tanto
del medio de transmisión como del protocolo utilizado. Los sistemas domóticos e
inmoticos suelen utilizar un único protocolo y permitir varios medios de
transmisión, obteniendo distintas velocidades.
Una vez establecido el medio físico y la velocidad de comunicación, hace falta
determinar el protocolo de comunicación que utilizara el sistema, es decir, el
formato de los mensajes que los diferentes elementos de control del sistema
deben utilizar para entenderse unos con otros, de manera que el intercambio de
información sea coherente.
Dentro de los protocolos existentes, podemos clasificarlas en función de su
estandarización:
• Protocolos Estándar: son sistemas utilizados ampliamente por diferentes
empresas, que fabrican productos compatibles entre sí. Es decir, se pueden
utilizar productos de distintos fabricantes y estos serán capaces de interactuar de
manera coherente entre sí. Esto permite elegir entre varios fabricantes el
dispositivo domótico que más convenga para la instalación. El inconveniente es
que suelen ser más caros que los propietarios.
14
• Protocolos Propietarios: son los desarrollados por una empresa, que
únicamente pueden comunicarse con otros productos de dicha empresa. Estos
poseen la ventaja de ser más económicos, pero con el inconveniente de que si la
empresa fabricante desaparece también desaparece el soporte técnico y la
existencia de productos nuevos y de reemplazo.
1.2 Componentes Básicos del Sistema
Dentro de la instalación domótica o Inmótica se encuentran los diferentes
elementos que forman parte de la estructura de control automatizado, entre ellos
están: tipos de señales implicadas, los sensores, los accionadores de señal, los
actuadores, las diferentes interfaces, la infraestructura, las diferentes unidades de
control, así como el software necesario para la configuración, parametrización o
visualización.
1.2.1 Tipos de Señales
Los tipos de señales que pueden aparecer en una instalación domótica, se
pueden clasificar entorno a dos grandes grupos:
a) Continuas: varían de forma continua con el tiempo, pudiendo tomar infinitos
valores posibles.
15
b) Discretas: varían de forma discreta con el tiempo, pudiendo tomar solo un
número finito de valores.
Dentro de las señales discretas, resulta de especial interés la señal que
únicamente puede tener dos estados, ya que muchos dispositivos disponen de
estos dos modos de funcionamiento: encendido o apagado. A estas se les
denomina señales binarias.
Figura 6: Tipos de señales
Fuente: http://bibliotecadigital.ilce.edu.mx
1.2.2 Sensores
Los sensores cumplen una función análoga a los cinco sentidos de los seres
vivos.
Los sensores van conectados a equipos que tienen la función de comandar
acciones o llevar un registro de sucesos, con el fin de proporcionar actuación en
su medio para producir trabajo y control de procesos.
16
Entre sus funciones principales se encuentran: detectar el alcance, la
proximidad y el contacto de las diversas variables físicas de los objetos como
energía, velocidad, aceleración, tamaño, cantidad y demás variables; con el fin de
convertir la medición de estas variables en una señal eléctrica, ya sea, binaria,
analógica o digital. Aunque existen sensores que no emiten una salida eléctrica,
como por ejemplo el termómetro de mercurio o un indicador de presión.
Para valorar la calidad de un sensor hay que atender a sus características:
Figura 7: características de un sensor
Fuente: Domótica e Inmotica viviendas y edificios inteligentes, 2da
edición
17
Tipos de sensores
Existen muchos tipos distintos de sensores que se pueden agrupar en función
de determinados criterios de clasificación.
Figura 8: Tipos de sensores
Fuente: www.senavirtual.edu.co
A continuación mencionamos algunos de ellos:
Figura 9: Sensores según su alimentación
Tipo Atendiendo a su alimentación
Activos Deben ser alimentados eléctricamente a los niveles apropiados, como
por ejemplo: tensión, corriente, potencia, son los más habituales.
Pasivos No necesitan alimentación eléctrica.
Fuente: Domótica e Inmotica viviendas y edificios inteligentes, 2da
edición
18
Acondicionadores de Señal
Las señales que entrega un sensor, en la mayoría de los casos deben ser
acondicionadas y/o adaptadas al controlador o sistema que las recibe. Para
efectuar esta conversión se utilizan los acondicionadores de señal. Existen varios
entandares de acondicionamiento de señal, algunos de tensión (0 a 10V, de -5 a
5V, de 4 a 20mA).
Figura 10: Acondicionador de señal
Fuente: Domótica e inmótica viviendas y edificios inteligentes, 2da
edición.
Los acondicionadores de señal son muy variados, pudiendo ser
acondicionadores para señal discreta, para sensores resistivos, atenuadores
pasivos para señal continua, amplificadores, filtro de señal, convertidor de tensión
a frecuencia (V/F) y de frecuencia a tensión (F/V), convertidores análogos a digital
(A/D) y digitales a análogo (D/A).
19
1.2.3 Actuadores
Los actuadores son dispositivos que convierten una magnitud eléctrica en una
salida, generalmente mecánica, que puede provocar un efecto sobre el proceso
automatizado.
Se denominan actuadores a aquellos elementos que pueden provocar un efecto
sobre un proceso automatizado, modificando los estados de un sistema. Su
función es generar el movimiento de los elementos según las órdenes dadas por la
unidad de control.
El actuador recibe la orden de un regulador o controlador y da una salida
necesaria para activar un elemento final de control, transformando la energía de
entrada en energía de salida utilizable para realizar una acción.
Los actuadores generan una fuerza a partir de líquidos, de energía eléctrica o
gaseosa, por este motivo se requieren de dispositivos que realicen funciones de
fuerza, movimiento, estabilidad, control de fluidos, temperatura o señales de
alarma.
Figura 11: Interfaz de comunicación entre actuador y unidad de control
Fuente: Domótica e inmotica viviendas y edificios inteligentes, 2da
edición.
20
La selección está en función de la aplicación. Es necesario conocer si el tipo de
control del proceso es de interrupción, regulación o rotación. Los actuadores son
de distintas formas según el tipo de montaje que se quiera realizar. Para la
selección se deben tener en cuenta factores como: potencia, controlabilidad, peso,
volumen, precisión, velocidad, mantenimiento y costo.
Los actuadores se conectan a la tarjeta de salida de un sistema inteligente. Si la
actuación es todo o nada, los actuadores serán gobernados por señales digitales,
mientras que si la actuación es variable, los actuadores serán gobernados por
señales analógicas.
Los actuadores se clasifican en tres grupos, según su funcionamiento, que son
hidráulicos, neumáticos, eléctricos y electrónicos.
Figura 12: Tipos de actuadores.
Fuente: www.senavirtual.edu.co y www.orkli.es
21
1.2.4 Unidad de Control
Una unidad de control o autómata, gestiona toda la instalación, recibiendo las
señales que proporcionan los sensores y emitiendo las señales que llegaran a los
actuadores (entradas y salidas). Además posibilita la conexión con las interfaces
de usuarios adecuadas, como pantallas táctiles, mandos a distancias, botoneras u
ordenadores.
La definición científica para una unidad de control es: aquella que integrada en
un escenario dinámico es capaz de realizar unas actuaciones en función de unas
variables ambientales denominadas de entrada, modificando una serie de
variables de salida, que además debe permitir actuar sobre el mismo sistema de
control modificando su comportamiento mediante otras variables denominadas
consignas.
1.3 Servicios a Gestionar
Existe una gran cantidad de aplicaciones susceptibles de ser automatizadas en
edificaciones. Entre estas podemos mencionar, la climatización, la iluminación, el
control de energía, entre otras. Todas estas se pueden agrupar en servicios tales
como confort, ahorro de energético, comunicaciones u otros renglones según la
necesidad del usuario.
A continuación mostraremos los símbolos más utilizados en las diferentes
aplicaciones en los sistemas domóticos.
22
Figura 13: centralita de una instalación domótica, Funciones-Seguridad
Fuente: Manual ilustrado para la instalación domótica
Figura 14: Funciones-confort, Funciones-Ahorro energético.
Fuente: Manual ilustrado para la instalación domótica
23
Figura 15: Funciones-seguridad y Funciones-comunicaciones.
Fuente: Manual ilustrado para la instalación domótica
1.3.1 Control de Climatización
Control de los aparatos de acondicionamiento de la temperatura de la vivienda,
con posibilidad de determinar diferentes zonas de temperatura, con la posibilidad
de activar dichos aparatos mediante una conexión remota, o una programación
preestablecida. Permitirá que el usuario conozca en todo momento la temperatura
por zona, así como su registro histórico, desde la puesta en marcha del sistema.
Mediante la programación del sistema domótico se puede establecer un
funcionamiento automático que contemple días festivos, fines de semanas y
laborables. Por ejemplo: el caso de una oficina, dado que la programación de
encendido para el aire acondicionado de lunes a sábado no es válida para el
domingo que nadie estará en la oficina. Por supuesto, también es posible variar
manualmente el estado de los dispositivos en tiempo real.
24
1.3.2 Gestión de la Iluminación
Control de la iluminación, tanto externa como interna. Resulta útil que las luces
de ciertas zonas se enciendan y apaguen automáticamente, ya que además de
proporcionar comodidad, se genera un ahorro de energía efectivo (se optimiza el
uso de las fuentes de luz natural y se evita que queden encendidas durante largos
períodos de tiempo por olvido del usuario).
Se evalúa la distribución de las fuentes de luz y el consumo que esta produce,
para analizar si la posibilidad de redistribuir mejor el sistema de iluminación y
minimizar el consumo.
1.3.3 Control de Cargas
Se denomina control de cargas a la posibilidad de conectar o desconectar
tomas de red en función de horarios, presencia de personas o información
registrada por cualquier sensor.
Es posible especificar el número de grupos de cargas que se desea controlar,
entendiendo que cada uno de los grupos puede conectar o desconectar un cierto
número de tomas de red.
25
Cuando un grupo de carga no está programado, su funcionamiento es idéntico
al habitual (sin sistema domótico de control), es decir, los tomacorriente disponen
de tensión de red.
1.3.4 Gestión del Sistema de Riego
Con estos sistemas se pueden programar y controlar los sistemas de riego,
adecuándolos a las necesidades de las plantas en cada época del año. Se puede
controlar totalmente el riego, ya se trate de un pequeño jardín o de una instalación
dedicada a la jardinería. Las plantas tendrán asegurada el agua que necesitan.
Puede servir, por ejemplo, para poner en marcha dicho sistema en
determinadas horas del día, en función de la humedad del terreno, el clima y otros
factores que se puedan tomar en cuenta para su manejo.
1.3.5 Gestión del Sistema de Agua
Aquí se puede tomar en cuenta la utilización del agua de la red de distribución
que es acta para el consumo humano tanto en interior, para uso diario en baños,
cocina y área de lavado; así como también en exteriores.
El agua se puede almacenar por cantidades en un tanque de almacenamientos
o a nivel del subsuelo en un pozo, de manera tal que se use de una manera más
eficiente el sistema de bombeo.
26
1.4 Los Principales Estándares Domóticos
Los principales sistemas existentes para automatización domótica e inmotica,
suelen ser la mayoría sistemas propietarios o distribuidos.
Entre estos dos sistemas haremos mención a los más utilizados.
1.4.1 BatiBUS
Este protocolo de domótica está totalmente abierto. El protocolo del BatiBUS lo
puede implementar cualquier empresa interesada en introducirlo en su cartera de
productos.
A nivel de acceso, este protocolo usa la técnica CSMA-CA, (Carrier Sense
Multiple Access with Collision Avoidance) similar a Ethernet pero con resolución
positiva de las colisiones. Esto es, si dos dispositivos intentan acceder al mismo
tiempo al bus ambos detectan que se está produciendo una colisión, pero sólo el
que tiene más prioridad continua transmitiendo, el otro deja de poner señal en el
bus. Esta técnica es muy similar a la usada en el bus europeo EIB.
La filosofía es que todos los dispositivos BatiBUS escuchen lo que ha enviado
cualquier otro, todos procesan la información recibida, pero sólo aquellos que
hayan sido programados para ello, filtrarán la trama y la subirán a la aplicación
empotrada en cada dispositivo.
27
Al igual que los dispositivos X-10, todos los dispositivos BatiBUS disponen de
micro interruptores circulares o mini teclados que permiten asignar una dirección
física y una lógica, que identifican unívocamente a cada dispositivo conectado al
bus.
1.4.2 EIB
El European Installation Bus o EIB es un sistema domótico desarrollado bajo los
auspicios de la Unión Europea con el objetivo de contrarrestar las importaciones
de productos similares que se estaban produciendo desde el mercado japonés y el
norteamericano, países donde estas tecnologías se encontraban desarrolladas.
El objetivo era crear un estándar europeo, con el suficiente número de fabricantes,
instaladores y usuarios, que permita comunicar a todos los dispositivos de una
instalación eléctrica como: contadores, equipos de climatización, de custodia y
seguridad, de gestión energética y electrodomésticos.
El EIB está basado en la estructura de niveles OSI y tiene una arquitectura
descentralizada. Este estándar europeo define una relación extremo a extremo
entre dispositivos, que permite distribuir la inteligencia entre los sensores y los
actuadores instalados en la vivienda.
28
1.4.3 KNX
Konnex es la iniciativa de tres asociaciones europeas, unidas para crear un único
estándar europeo para la automatización de las viviendas y oficinas:
• EIBA, (European Installation Bus Association).
• BatiBUS Club International.
• EHSA (European Home System Association).
Los objetivos de esta iniciativa, con el nombre de "Convergencia", son:
o Crear un único estándar para la domótica e inmótica que cubra todas las
necesidades y requisitos de las instalaciones profesionales y residenciales
del ámbito europeo.
o Aumentar la presencia de estos bus domóticos en áreas como la
climatización o HVAC (heating, ventilation, and air conditioning).
o Mejorar las prestaciones de los diversos medios físicos de comunicación,
sobre todo en la tecnología de radiofrecuencia.
o Introducir nuevos modos de funcionamiento que permitan aplicar una
filosofía Plug&Play a muchos de los dispositivos típicos de una vivienda.
o Contactar con empresas proveedoras de servicios, como las empresas de
telecomunicaciones y las empresas eléctricas, con el objeto de potenciar las
instalaciones de telegestión técnica de las viviendas.
29
La versión 1.0 del protocolo contempla tres modos de funcionamiento:
1. S.mode (System mode): en esta configuración el sistema usa la misma
filosofía que el EIB actual, esto es, los diversos dispositivos o nodos de la red son
instalados y configurados por profesionales con ayuda del software de aplicación
especialmente diseñada para este propósito.
2. E.mode (Easy mode): en esta configuración sencilla los dispositivos son
programados en fábrica para realizar una función concreta. Aun así deben ser
configurados algunos detalles en la instalación, ya sea con el uso de un
controlador central (como una pasarela residencial o similar) o mediante unos
micro-interruptores alojados en el mismo dispositivo (similar a muchos dispositivos
X-10 que hay en el mercado).
3. A.mode (Automatic mode): en esta configuración automática, con una
filosofía Plug&Play, ni el instalador, ni el usuario final tienen que configurar el
dispositivo. Este modo está especialmente indicado para ser usado en
electrodomésticos, equipos de entretenimiento (consolas, set-top boxes, HiFi,
entre otros.) y proveedores de servicios.
¿Qué nos aportan estos tres modos?
• S.mode: está especialmente pensado para su uso en instalaciones como
oficinas, industrias, hoteles, etc. Sólo los instaladores profesionales tendrán
acceso a este tipo de material y a las herramientas de desarrollo. Los dispositivos
S.mode sólo podrán ser comprados a través de distribuidores eléctricos
especializados.
30
• E.mode: cualquier electricista sin formación en manejo de herramientas
informáticas o cualquier usuario final autodidacta, podrán conseguir dispositivos
E.mode en ferreterías o almacenes de productos eléctricos. Aunque la
funcionalidad de estos productos está limitada (viene establecida de fábrica), la
ventaja de este modo es que se configuran en un instante seleccionando, en unos
micro-interruptores, las opciones ofrecidas con una pequeña guía de usuario.
• A.mode: es el objetivo al que tienden muchos productos informáticos y de uso
cotidiano. Con la filosofía Plug&Play, el usuario final no tiene que preocuparse de
leer complicados manuales de instalación o perderse en un mar de referencias o
especificaciones. Tan pronto como conecte un dispositivo A.mode a la red este se
registrará en las bases de datos de todos los dispositivos activos en ese momento
en la instalación o vivienda y pondrá a disposición de los demás sus recursos.
1.4.4 X-10
X-10 es uno de los protocolos más antiguos que se están usando en
aplicaciones domóticas. Fue diseñado en Escocia entre los años 1976 y 1978 con
el objetivo de transmitir datos por las líneas de baja tensión a muy baja velocidad
(60 bps en EEUU y 50 bps en Europa) y muy bajos costos. Al usar las líneas de
eléctricas de la vivienda, no es necesario tender nuevos cables para conectar
dispositivos.
El protocolo X-10, en sí, no es propietario, es decir, cualquier fabricante puede
producir dispositivos X-10 y ofrecerlos en su catálogo, eso sí, está obligado a usar
los circuitos del fabricante escocés que diseño esta tecnología. Aunque, al
contrario de lo que sucede con la firma Echelon y su Neuron Chip que implementa
31
LonWorks, los circuitos integrados que implementan el X-10 tienen un royalty muy
bajo (casi simbólico).
Gracias a su madurez (tiempo en el mercado) y a la tecnología empleada, los
productos X-10 tienen un precio muy competitivo, de forma que son líderes en el
mercado norteamericano residencial y de pequeñas empresas.
1.4.5 LonWorks
Su arquitectura es un sistema abierto. Echelon presentó la tecnología LonWorks
en el año 1992, desde entonces multitud de empresas vienen usando esta
tecnología para implementar redes de control distribuidas y de automatización. Es
un protocolo diseñado para cubrir los requisitos de la mayoría de las aplicaciones
de control: edificios de oficina, hoteles, transporte, industrias, monitorización de
contadores de energía, alumbrados público y viviendas.
El protocolo LonWorks se encuentra homologado por las distintas normas
Europeas (EN-14908), de Estados Unidos (EIA-709-1) y Chinas (GB/Z20177-
2006) así como por el estándar europeo de electrodomésticos CEDEC AIS.
Además se ha impuesto dentro de la asociación de petroleros como estándar para
el control y comunicación de la red de gasolineras (IFSF) y es ampliamente
utilizado en el control de viviendas y edificios, el control industrial, el control de
transporte ferroviario, naval y aeroespacial, la monitorización remota de
contadores y el alumbrado público.
32
La utilización de LonWorks por una gran cantidad de fabricantes y el éxito que
ha tenido en instalaciones, en las que impera la fiabilidad y robustez, se debe a
que desde su origen ofrece una solución con arquitectura descentralizada,
extremo-a-extremo (peer to peer), que permite distribuir la inteligencia entre los
sensores y los actuadores instalados en la vivienda y que cubre desde el nivel
físico al nivel de aplicación de la mayoría de los proyectos de redes de control.
1.4.6 CEBus
En 1984 varios miembros de la EIA norteamericana (Electronics Industry
Association) llegaron a la conclusión de la necesidad de un bus domótico que
aportara más funciones que las que aportaban sistemas de aquella época.
Especificaron y desarrollaron un estándar llamado CEBus (Consumer Electronic
Bus). En 1992 fue presentada la primera especificación. Se trata de un protocolo,
para entornos distribuidos de control, que está definido en un conjunto de
documentos. Como es una especificación abierta cualquier empresa puede
conseguir estos documentos y fabricar productos que implementen este estándar.
33
CAPITULO II: SITUACION ACTUAL DEL RESIDENCIAL TORRE PLAZA
JACQUELINE
2.1 Escenario Actual del Residencial
El Residencial “Torre plaza Jacqueline” está ubicado en la avenida bolívar 814A
del sector la Esperilla, Santo Domingo Oeste. El encargado de la obra fue el
Ingeniero Leandro Guzmán y aprobado el 2 de diciembre del 1981 por la dirección
de planteamiento urbano.
Figura 16: Mapa que muestra la ubicación del residencial “Torre Plaza Jacqueline”
Fuente: Mapa de Santo Domingo.
34
Figura 17: vista satélite que muestra la ubicación del residencial “Torre Plaza Jacqueline”
Fuente: Google Earth
Su infraestructura está distribuida de la siguiente forma: 12 apartamentos
residenciales, un ascensor, área de recreación, un cuarto de máquinas, jardinería,
estacionamientos con puerta automática.
Figura 18: Vista de elevación del residencial.
Fuente: elaboración Propia 3D.
35
La energía eléctrica que se utiliza en el residencial es suplida por la red de
distribución eléctrica a través de tres trasformadores, ubicados en la parte frontal
del residencial en un poste del tendido eléctrico. Estos toman la electricidad de la
red eléctrica del circuito al que pertenecen, y la distribuyen a un panel de
medidores que indican el consumo eléctrico de los apartamentos y el área común
del residencial, esto mediante una acometida soterrada.
2.2 Distribución de los Consumos Eléctricos Actuales
A continuación daremos una descripción de cada una de las áreas en las que
está distribuido el residencial, atendiendo a los equipos que consumen energía
eléctrica.
Para facilitar la comprensión del consumo de energía eléctrica en todas las
áreas, por equipos, se colocara una tabla con la información de consumo y horas
de uso por dispositivo al final de la sección 2.3.4.
2.2.1 Área de Estacionamiento
El área de estacionamiento es de 270m2 y se encuentra distribuida en 12
parqueos para vehículos.
El acceso vehicular a esta área es a través de un portón, cuya apertura es
mediante un motor AC modelo CAME, con un consumo de 625W, provisto de
control remoto inalámbrico. Cada inquilino con automóvil cuenta con un control
remoto inalámbrico y existe un interruptor manual ubicado en una pequeña caja de
seguridad incrustada en la pared próxima a la puerta. A este interruptor se tiene
acceso mediante una cerradura.
36
El sistema de iluminación está conformado por 3 lámparas de 65W. Dos de
ellas encienden de manera automática, en horario nocturno, y la otra de manera
manual. Las de encendido automático poseen un sistema comandado por
fotoceldas, las cuales determinan el grado de iluminación solar y cuando este se
encuentra por debajo del valor umbral requerido la lámpara enciende.
2.2.2 Área Jardín
Esta área se distribuye en 4 diferentes segmentos. En total ocupa un espacio de
160 m2. En ella se encuentra una diversidad de plantas ornamentales.
Las plantas son regadas manualmente por el empleado de jardinería, el cual
realiza esta acción sin tomar medidas del consumo de agua requerido por las
plantas, o un tiempo estimado de riego. Esto conlleva a un gasto de agua y
energía eléctrica de manera irregular y en ocasiones excesiva. Al mismo tiempo
cabe recalcar que tampoco se toma en consideración si el suelo esta húmedo
desde la última vez que se rego o llovió.
El gasto promedio de agua en el sistema de riego se estimó en unos 6.4 m3 de
agua al mes suministrado por el sistema de bombas de agua del residencial.
Por las noches cuenta con un sistema de alumbrado (con fines de
embellecimiento) conformado por 5 lámparas incandescentes de 65W cada una y
son encendidas de manera manual de 6:00 p.m. a 7:00 a.m.
37
2.2.3 Área de Recreación
Cuenta con un sistema de iluminación conformado por 6 lámparas fluorescentes
de 65 watts cada una. Son puestas en funcionamiento en horario de 6:00 p.m. a
7:00 a.m.
Está conformada por piscina, gazebo, sistema iluminación y baños. Las cuáles
serán detalladas a continuación:
La piscina cuenta con un volumen de agua105 m3o un equivalente a 27,738
galones. Este volumen se mantiene en circulación a través de una bomba de
3/4HP equivalentes a 560 watts. Esta hace pasar el agua a través de un sistema
de filtrado. La bomba es encendida de manera manual, por su encargado, cuando
va a ser usada por bañistas o para mantener el agua dentro de los niveles de
higiene adecuados, esto último ocurre cada 3 días.
El sistema de circulación del agua funciona mediante 4 entradas y 1 salida de
agua, con un flujo de 6 m3/h o 6,000litros/hora.
La piscina cuenta además con sistema de iluminación sumergido, el cual está
provisto de 4 lámparas de halógeno de 100W cada una. Estas las enciende de
manera manual la persona encargada, en horario nocturno.
El uso de la piscina está restringido a un horario establecido, que inicia a las 9
a.m. y culmina a las 10 p.m., que es el mismo del área de recreación.
38
El cambio del volumen de agua, cuando es necesario, es mediante la compra
de camiones de agua.
El gazebo cuenta con una bombilla de iluminación de 65 watt, encendida de
manera manual y una toma eléctrica. La toma eléctrica en toda el área de
recreación solo se encuentra próxima al gazebo por razones de seguridad de los
bañistas en la piscina.
Los baños son dos, están dotados de una bombilla fluorescente de 22W cada
uno en su interior y un bombillo en el pasillo de 22W. Cuentan con ducha, inodoro
y lavamanos uno de cada uno.
2.2.4 Iluminación de Pasillos y Escaleras
La iluminación de pasillos y escaleras se realiza mediante 3 lámparas
fluorescentes de 22 watts cada una, dos en pasillos y una en la escalera. En total
la zona tiene 21 bombillas. Son encendidas de manera manual por el encargado
del área común, en horario de 6:00 p.m. a 7:00 a.m.
2.2.5 Sistema de Ascensor
El motor del ascensor del edificio es del fabricante Lancor-Ziehl. Este nunca ha
sido reemplazado desde la construcción del residencial, sin embargo se encuentra
en óptimas condiciones.
Las especificaciones técnicas del mismo se muestran en placa de motor que se
muestra a continuación:
39
Figura 19: Motor del Ascensor
Fuente: Elaboración Propia
La cabina del ascensor es de la marca Sertinsa, es de un metro cuadrado, con
espacio para cuatro personas e iluminada por 2 lámparas fluorescentes de tubos
de vapor de mercurio.
2.2.6 Sistema de Bombeo de Agua
El suministro de agua potable en todo el residencial se lleva a cabo mediante
dos bombas de agua.
Las bombas centrifugas marca Century de 7.5HP (5.6 KW) cada una, empujan
el agua a través del sistema de tuberías con la presión necesaria para suministrar
el líquido en todo el residencial. Ambas encienden simultáneamente cada vez que
la presión alcanza su nivel más bajo.
40
Figura 20: Especificaciones técnica de la bomba.
Fuente: Elaboración Propia
Para lograr que la presión se mantenga dentro de los límites soportados por el
sistema, se utilizan tres tanques de presión de aire que se encuentran ubicados en
el techo del edificio. Los tanques mantienen la presión del agua en un rango de 20
a 30 psi, mediante el uso de presostato que comandan el encendido y apagado de
las bombas.
Figura 21: Presostato
Fuente: Elaboración Propia
41
Figura 22: Sistema de Bombeo de agua.
Fuente: Elaboración propia
2.2.7 Panel de Control Eléctrico del Área Común
Para el manejo y protección de los equipos de aérea común, existe un panel
eléctrico compuesto por breakers. A este solo tiene acceso el encargado de área
común.
Figura 23: Panel eléctrico Área Común
Fuente: Elaboración propia
42
En la siguiente tabla podemos ver las diferentes cargas que maneja el panel de
breakers.
Figura 24: Cargas controladas
Fuente: Elaboración propia
2.3 Consumo Eléctrico en los Apartamentos
Los apartamentos están distribuidos de la siguiente manera; 3 habitaciones, 3
baños, cocina, sala, comedor, terraza, área de lavado y cuarto de servicio.
2.3.1 Sistema de iluminación interior
La iluminación está compuesta de un total de 20 salidas o tomas de conexión de
luz. Están distribuidas en techos y paredes, siendo las de techos las más
abundantes.
43
Las salidas en su mayoría cuentan con una sola bombilla, exceptuando las que
se encuentran en las zonas de sala y comedor. Estas últimas cuentan con
lámparas decorativas de un promedio de 4 bombillas incandescentes, y cada
bombilla esta promediada en 40 watts.
Estas lámparas no figuran en el plano debido a que fueron instaladas por los
residentes del apartamento, según su gusto particular, en sustitución de la salida
de luz única que estaba establecida. Las demás salidas cuentan con bombillas
fluorescentes, promediadas en 22 watts.
Cada salida cuenta con un interruptor único, es decir que no existen zonas
en las que más de una salida se energice al accionar un interruptor.
2.3.2 Gasto Eléctrico Debido al Consumo de Agua
Las tomas de agua en el apartamento están ubicadas en las siguientes zonas:
baños, cocina y área de lavado. Los baños están compuestos de tres tomas de
agua: ducha, inodoro y lavamanos. En la cocina únicamente esta la toma de agua
del fregadero, y el área de lavado consta de dos tomas de agua.
El consumo de agua en los apartamentos se refleja en la facturación eléctrica
del área común, en lo concerniente a la electricidad usada por el sistema de
bombeo de agua del residencial.
No existe un control o racionalización del agua por parte de los usuarios en los
apartamentos o un medidor que permita determinar en cuales se consume más
agua.
44
El agua caliente es provista por dos sistemas: calentador a gas y eléctricos.
Estos están distribuidos en 9 apartamentos que utilizan sistema a gas y 3 con un
sistema eléctrico. Los eléctricos tienen un consumo estimado en 2 KW.
2.3.3 Sistema de Climatización
El control del clima interior de los apartamentos se efectúa mediante tres
formas; aires acondicionados, ventiladores (abanicos) y ventilación natural.
Los aires acondicionados promedian un consumo de 12,000 BTU (1,250 watts)
y una existencia promedio de 2 por apartamento. Estos son de dos tipos: ventana
y Split, siendo los Split los de menor consumo y más utilizados.
Los abanicos son de pedestal. Promedian un consumo de 70 watts y una
estimación de 3 por apartamento.
El uso de estos equipos eléctricos, se lleva a cabo de manera manual. Esto lo
establece cada usuario, es decir, cada quien puede colocar el funcionamiento del
aire acondicionado a la temperatura que desee o de igual modo la velocidad de un
ventilador.
La ventilación natural se lleva a cabo a través de la apertura de las ventanas.
45
2.3.4 Electrodomésticos
La gama de electrodomésticos existentes, son los mismos que se encuentran
en una vivienda tradicional (televisión, radio, lavadora, plancha, microondas, entre
otros), por lo cual la forma de disponer de ellos es también la habitual.
A continuación se muestran tablas y gráficos con los valores promedio de
consumo eléctrico para electrodomésticos y los demás equipos anteriormente
mencionados.
Figura 25: Tabla de consumo estimado de electricidad
Fuente: Elaboración propia
46
Figura 26: Grafico de consumo eléctrico del área común y apartamentos
Fuente: Elaboración propia
Figura 27: Distribución del consumo eléctrico del residencial
Fuente: Elaboración propia
47
2.4 Métodos Tarifarios de Electricidad Vigentes en la República Dominicana
2.4.1 Régimen Tarifario
La resolución 237-98 establecida por la secretaria de Estado de Industria y
Comercio, es la que establece el Régimen Tarifario del Servicio Público de
Distribución y Comercialización de Electricidad, es la que comprende la opción de
tarifas según tipo de cliente, nivel de consumo y tensión de suministro, sus
condiciones de aplicación y las fórmulas que establecen su estructura.
Los clientes podrán elegir libremente cualquiera de las opciones tarifarias que
están en vigencia, con las limitaciones establecidas en cada caso y dentro del
nivel de tensión que les corresponda. Los distribuidores estarán obligados a
aceptar la opción que los clientes elijan.
Salvo acuerdo entre el cliente y el distribuidor, la opción tarifaria tomada por el
cliente regirá por un plazo mínimo de doce meses consecutivos.
Este régimen tarifario entro en vigencia en la fecha de toma de control de las
distribuidoras por las empresas adjudicatarias de la capitalización de la CDEEE y
debía expirar el 31 de diciembre de 2006. 8
____________
8 Secretaria de estado de industria y comercio, EDESUR, Resolución No.237.-
48
Opciones Tarifarias Para Clientes en Baja Tensión
Son clientes en baja tensión aquellos que están conectados con su empalme a
redes cuya tensión es inferior a 1,000 voltios.
La división de las tarifas en nuestro país está dividida en varios renglones, pero
para nuestro estudio solo mencionaremos 2 de ellos:
Tarifas BTS.
Tarifa BTD.
2.4.2 Tarifas BTS (Baja tensión sur) Tarifa Simple
Las tarifas BTS, las hay del tipo BTS1 y BTS2. La tarifa simple comprende los
siguientes cargos, que se sumarán en la factura del cliente:
Cargo fijo mensual.
Cargo por energía.
Aplicación de los Cargos
Cargo fijo mensual: Es una variable dependiendo del consumo del cliente,
y se aplicara incluso si dicho consumo es nulo.
Cargo por energía: se obtendrá multiplicando los kilowatts-hora de
consumo de energía por su precio unitario.
49
Limitaciones Para Optar a la Tarifa BTS
Solo podrán optar a esta tarifa los clientes cuyo suministro se efectué en baja
tensión y su potencia conectada sea inferior a 10 kilowatts. Para evitar que el
cliente no sobrepase dicha potencia, el distribuidor podrá exigirle la instalación de
un límite de potencia de manera que se cumpla dicha condición, el que será de
cargo del cliente.
Se entenderá por potencia conectada a la máxima potencia que el cliente puede
demandar, dada la capacidad de su empalme.
2.4.3 Tarifa BTD (baja tensión en demanda) Tarifa Potencia Máxima
La tarifa BTD comprende los siguientes cargos, que se sumaran en la factura del
cliente.
Cargo fijo mensual.
Cargo por energía.
Cargo por potencia máxima.
Aplicación de los Cargos
Cargo por potencia máxima: se obtendrá multiplicando la potencia máxima
del cliente en kilowatt por su precio unitario y se aplicara incluso si el
consumo de energía es nulo.
50
Para aquellos clientes que tengan medidor simple de energía, la potencia
máxima será igual a la potencia que tenga contratada con el distribuidor.
Para aquellos clientes que tengan medidor de energía y demanda máxima, la
potencia máxima será igual al mayor valor que resulte de comprar la demanda
máxima del mes con el promedio de las dos más altas demandas máximas
mensuales registradas dentro de los últimos 12 meses.
Se entenderá por demanda máxima de un mes, el más alto valor de las
demandas integradas en periodos sucesivos de 15 minutos, medidas durante las
24 horas de cada día del mes.
Los clientes que opten por esta tarifa y no tengan un medidor con indicación de
demanda máxima, deberán contratar libremente una potencia máxima con el
distribuidor, la que regirá por un plazo mínimo de un año. Durante dicho plazo, el
cliente no podrá disminuir ni aumentar su potencia contratada sin el acuerdo del
distribuidor. Al término de la vigencia anual dela potencia contratada, el cliente
podrá contratar una nueva potencia.
Recargo por Factor de Potencia Medio Mensual
La facturación por consumos efectuados a instalaciones cuyo factor de potencia
medio mensual es inferior a 0.90, se recargara en un 1% por cada 0.01 en que
dicho factor baje de 0.90.
51
El factor de potencia (FP) no es básicamente la cantidad de electricidad que se
está desperdiciando en la instalación medida, o un indicador del correcto
aprovechamiento de la energía eléctrica.
Hacemos referencia a lo que es el factor de potencia ya que el residencial
posee facturación BTD para el área común, en lo que se ve reflejado la potencia
reactiva, la cual actualmente ronda entre0.88, dicho factor, y eso trae a su vez un
recargo a pagar de un 1 % de la energía consumida.
Un alto consumo de energía reactiva puede producirse como consecuencia de:
Un gran número de motores.
Presencia de equipos de refrigeración y aire acondicionado.
Una sub-utilización de la capacidad instalada en equipos
electromecánicos, por una mala planificación y operación en el sistema
eléctrico, y un mal estado físico de la red eléctrica.
Teniendo claro los tipos de tarifas que forman parte en la facturación de este
residencial según la información suministrada por la distribuidora, tomamos una
muestra de las facturas en base a un año, para visualizar mediante un gráfico y
tablas el consumo del residencial.
52
CAPITULO III PRESENTACIÓN DE PROPUESTAS PARA EL AHORRO DE
ENERGÍA ELÉCTRICA
3.1 Planteamientos Para la Reducción del Consumo Eléctrico
A continuación demostramos las diversas ideas para reducir el consumo de
energía.
3.1.1 Zona de Estacionamiento
Para ahorrar energía en esta zona proponemos la eliminación de 2 de las 3
lámparas que iluminan actualmente esta área. Determinamos que la altura y
ubicación de las lámparas actuales no es la correcta, en relación al espacio a
iluminar.9
Para lograr la iluminación requerida, bastaría con colocar una sola lámpara LED
de 100W en el vértice central frontal del apartamento, a una altura de 7 metros
desde el nivel del suelo (el lugar marcado en verde en la fotografía).Su sistema de
encendido seria por fotoceldas, las cuales anteriormente mencionamos.
9
ver planos
53
Figura 28: Nueva ubicación de lámpara propuesta
Fuente: Elaboración Propia
Nota: en esta imagen solo se muestran dos de las tres lámparas de iluminación
(marcadas en rojo) del parqueo, porque la tercera esta fuera de foco, hacia la izquierda.
La parte correspondiente al motor AC de apertura del portón principal,
consideramos que es efectiva, por lo cual no proponemos ningún cambio en esta
parte.
3.1.2 Propuestas de Cambios Para el Jardín
Los cambios propuestos para esta zona, implican reducir el consumo de agua
innecesario. Esto implica una reducción en el consumo eléctrico efectuado por las
bombas de agua del residencial.
54
Proponemos que el sistema de riego solo se active mediante un sensor de
humedad y durante el tiempo requerido por las plantas.
Lo anterior se puede lograr a través de implementar un sistema de riego
mediante el uso de aspersores. Estos serían puestos en funcionamiento a través
de una electroválvula.
Las 5 luces de jardín serán sustituidas por bombillas de 13 watts fluorescentes
cada una, tipo espiral (twist), colocadas dentro de una lámpara que evita que se
mojen. Su encendido será mediante el sistema de iluminación del área de
recreación.
3.1.3 Zona de Recreación
Aquí consideramos que debe existir un sistema de control que solo permita el
uso de la electricidad en el horario establecido para esta área.
La iluminación debe distribuirse de la siguiente manera: de las 6 bombillas de
iluminación de las que esta provista el área, 2 encenderán ante la ausencia de luz
natural. Las 4 restantes, encenderán al detectarse la presencia de un usuario y
los niveles de luz diurna sean bajos. Para lograr este encendido automático, se
dotara el área de sensores de movimiento.
El corte automático de energía eléctrica en el horario nocturno (10:00 p.m.),
indicara a los usuarios que es hora de retirarse de la zona.
55
En la piscina el encendido de la bomba de circulación de agua será mediante el
sistema domótico. Al activar el interruptor de encendido de la bomba, el sistema
domótico determinara (mediante sensores) si esta debe ser puesta en
funcionamiento.
Las luces sumergidas de la piscina encenderán a través del sistema domótico,
mediante la señal de un sensor de iluminación y movimiento.
Cada tres días de manera automática, la bomba de circulación encenderá por
una hora, para mantener el agua dentro de los niveles de uso adecuados para los
bañistas.
3.1.4 Cambios en la Iluminación de Pasillos y Escaleras
Nuestra propuesta es eliminar una de las dos luces de pasillo, debido a que se
encuentran muy cercanas entre sí. Esta luz a eliminar seria la que está más
próxima a la escalera.
Las luces de pasillo encenderían a través del sistema domótico mediante la señal
recibida de un sensor de iluminación.
Las bombillas en la escalera únicamente encenderán ante la presencia de
personas y determinarse que el nivel de luz está por debajo del adecuado. Para
este fin, será necesario dotar de sensores de movimiento e iluminación la zona de
escalera. Para evitar accidentes, deberá existir un retardo de apagado de estas
luces de 5 minutos.
56
Las bombillas, de estas dos zonas, deben ser sustituidas por bombillas
fluorescentes del tipo espiral (twist) con valor de potencia de 18 watts. Este valor
de potencia es suficiente para el área a iluminar.
3.1.5 Panel de Control Eléctrico
Al implementar el sistema de control domótico, no será necesario que la
persona encargada utilice más este panel para comandar los equipos eléctricos
conectados, excepto en caso de emergencia.
El sistema domótico se encargara de llevar automáticamente el gestionamiento
de las acciones que sobre él se realizan.
No se propone ningún otro cambio para este panel, solo indicar que para evitar
daños, en caso de averías eléctricas, los componentes del sistema domótico, del
área común, deberán ser instalados después del conexionado de este panel.
3.1.6 Iluminación en el Apartamento
Proponemos que las 20 salidas o tomas de conexión de luz estén comandas por el
sistema de control domótico. El cual, a través de sensores, determinara si es
necesario su encendido o apagado.
Este sistema contara con un retardo de inactividad de 5 minutos, es decir, las
luces se apagaran al transcurrir este tiempo sin recibir respuesta de actividad en la
zona.
Las bombillas deben ser sustituidas en su totalidad, por bombillas fluorescentes de
18 watts tipo espiral (twist).
57
3.1.7 Cambios Propuestos en el Sistema de Agua
Con el objetivo de minimizar el consumo eléctrico de las bombas ocasionado por
el consumo de agua, proponemos lo siguiente:
Sustitución de los grifos de lavamanos y fregadero actuales, por grifos de
funcionamiento automático. El modelo sugerido es el FlywayFW-1111.
Estos grifos cuentan con un sensor de proximidad, que mediante una
válvula automática, da paso al flujo de agua. Esto permite el uso racional
del agua y evita que cualquiera de los grifos pueda ser dejado abierto por
error. Con ellos se lograría un ahorro significativo del agua.
Figura 29: Grifo Automáticos
Fuente: www.ebay.com
58
59
Utilizar boquillas de grifo tipo perliza (perlizadores). Estas boquillas dan la
sensación de que el flujo de agua es el mismo, cuando en realidad reducen
el paso del agua hasta un 70%. Estas, anexadas al sistema de grifos
automáticos, permiten que menos agua pase a través de la válvula.
Figura 30: Perlizadores para grifos
Fuente: http://www.economizando.info
60
Solo en casos donde se desee llenar un recipiente, existirá el inconveniente
del tiempo de espera, por esta razón, las perlizas no deben ser instaladas
en el área de lavado, debido a que en esta zona un retardo en el agua,
significa mayor tiempo de encendido de la lavadora, lo cual resulta
contraproducente para nuestros fines.
3.1.8 Propuestas Para la Climatización
Para una climatización más eficiente del aire, es decir una reducción del
consumo eléctrico, las propuestas son las siguientes:
Sustitución de los aires acondicionados actuales, por aires acondicionados con
tecnología inverter. Esta tecnología cuenta con unos sensores que facilitan el
ajuste automático de su funcionamiento. Consumen hasta un 50% menos
electricidad que los aires convencionales instalados actualmente.
Figura 31: Tecnología Inverter
Fuente: http://www.panasonic.asia/ecoideas/ecoproducts/air_conditioner01.html
61
Deben emplearse, en la zona a climatizar, detectores de movimiento. El sistema
de control domótico apagara el aire acondicionado tras haber transcurrido 30
minutos de inactividad. Para evitar que los aires en las habitaciones se apaguen
mientras el o los usuarios duermen.
El caso anterior es posible, debido a que las personas se mueven al dormir
mínimo 5 veces por hora. Esto imposibilita que el sensor de movimiento deje de
captar movimiento en la habitación mientras se está dormido.
3.1.9 Uso de los Electrodomésticos
Para el uso más eficiente de los electrométricos proponemos sustituir la toma de
corriente convencional por otras controladas por el sistema domótico.
Para la activación de una toma eléctrica en particular, se utilizara un sensor de
movimiento, el cual detectara movimiento en la habitación, enviando así una señal
al actuador para que active las tomas eléctrica de esa zona, y dicho dispositivo se
apagara o encenderá de acuerdo a su configuración.
Solo para la toma eléctrica del área de lavado se configurara una hora en el
retardo para el corte de energía. Esto debido a que algunas lavadoras tardan
hasta 45 minutos en su ciclo de lavado.
3.1.10 Sistema de Ascensor
El sistema de ascensor está en buen estado. No proponemos ningún cambio
sobre los componentes eléctricos del mismo.
62
CAPITULO IV: IMPLEMENTACIÓN DEL SISTEMA DOMÓTICO Y ASPECTOS
ECONÓMICOS
4.1 Conceptos Básicos de la Tecnología Propuesta
El protocolo X-10 es un estándar para la transmisión de información por
corrientes portadoras. Utiliza modulación de ondas, siendo la señal de red 220/110
VAC la onda portadora. Como moduladora se utiliza una señal de muy bajo voltaje
a una frecuencia de 120KHz.
Figura 32: Onda Portadora
Fuente: Domótica e inmotica viviendas y edificios inteligentes, 2da
edición.
La onda modulada actúa a lo largo de los ciclos como generadora de código
digital. El protocolo X-10 se sirve de 11 ciclos de tensión alterna, la misma de red,
para insertar o no en cada ciclo la señal de 120KHz. En general, la existencia de
esta señal representa un uno y su ausencia un cero. Los primeros cuatro bits
representan el código de inicio.
63
La velocidad binaria son 60bps (bits por segundo), ya que la frecuencia de la
red eléctrica es de 60Hz.
La trama de once ciclos se divide en tres campos de información:
Dos ciclos representan el código de inicio.
Cuatro ciclos representan el código de casa (letras A-P).
Cinco ciclos representan o bien el código numérico (1-16) o bien el
código de función (encender, apagar, aumento de intensidad, entre
otras).
Para aumentar la fiabilidad del sistema, esta trama (código de inicio, código de
casa y código de función o numérico) se transmite siempre dos veces,
separándolas por tres ciclos completos de corriente. Hay una excepción, en
funciones de regulación de intensidad se transmiten de forma continua (por lo
menos dos veces) sin separación de tramas.
El código de direccionamiento es sencillo ya que a todos los elementos se les
puede cambiar su dirección física manipulando el propio dispositivo. Cada
elemento lleva una o dos ruedas giratorias susceptibles de ser manipuladas con
un simple destornillador, con lo que se puede determinar el código de casa y el
código de unidad. Algunos dispositivos solo poseen una rueda giratoria para el
código casa y su código aparato es siempre el 1 y no puede cambiarse.
64
Figura 33: pasos para instalar un dispositivo X-10.
Fuente: www.homesystems.com
Dispositivos
A continuación mostraremos algunos dispositivos que se utilizan en esta
tecnología y pudiéramos utilizar en nuestra propuesta de instalación. Los
agruparemos de acuerdo a su tipo: programadores, actuadores, emisores y filtros.
Programador PC
Este dispositivo es la interfaz habitual entre el PC y la instalación X-10. Dispone
de varias funciones, la más importante es la de la comunicación directa entre el
PC y los dispositivos de la instalación. Para ello se habrá instalado en el PC algún
software para este fin.
65
Estos permiten alojar en su interior macros (ordenes agrupadas en una única
instrucción virtual) y funciones de programación horaria sin necesidad de conectar
el ordenador. De esta forma, cuando el programador detecta una señal X-10 en la
red definida como macro, este genera la serie de instrucciones asociadas a dicha
instrucción mediante la macro. Por ejemplo, si se ha programado la macro A-2-
ON, que hace que se encienda el elemento A-4 y se apague el A-5, cuando el
programador detecte una instrucción A-2-ON en la red (actúa como receptor),
generara a continuación primero la orden A-4 ON y luego la A-5 OFF (funcionando
como un emisor). Además, como la orden A-2-ON llega a todos los dispositivos
conectados en la misma red, obviamente si hay alguno con la propia dirección A-2,
se activara.
Los programadores utilizan baterías para mantener la programación en caso de
caída de tensión.
Figura 34: Programado PC X-10
Fuente: elaboración propia.
66
Actuadores en X-10
A continuación se muestran algunos ejemplos de dispositivos X-10 que se
encuentran en contacto directo con los dispositivos que se quieren controlar
(luces, aparatos eléctricos, entre otros).
Los actuadores son de diversos tipos:
De pared: se conectan directamente a una toma eléctrica de pared. Su misión
es detectar una instrucción X-10 que circule por la instalación eléctrica, y en caso
de que ésta vaya dirigida hacia él, actuara en consecuencia conectando o
apagando el aparato eléctrico que se encuentra enchufado al mismo, y siempre
que este aparato no tenga su propio interruptor desconectado.
Para lograr esto hay que asignarles una dirección mediante las dos ruedas para
este fin, código casa y código aparato.
Existen diferentes tipos de módulos de pared X-10 en función de la carga que
puede conectárseles y no solo de la potencia que pueden conmutar.
De Zócalo: para conectar entre un zócalo convencional y la bombilla. Este
actuador tiene una conexión muy simple, sin necesidad de cableado, ni de obra, ni
de instalación previa. Su programación es diferente de los anteriores, para ello hay
que proceder de la siguiente forma:
67
Primero, hay que desconectar la corriente. Retirar la bombilla del zócalo e
insertar el módulo de zócalo en la lámpara.
Segundo, insertar la bombilla en el zócalo.
Tercero, restablecer la corriente. La lámpara no se encenderá.
Cuarto, con cualquier controlador X-10 con el código casa del zócalo,
presionar tres veces seguidas, en intervalos de 1 segundo, el código
unidad deseado para la bombilla, antes de que pasen 30 segundos desde
que se restablezca la corriente. A la tercera vez que se pulse el código
unidad, la lámpara se encenderá y el código quedara almacenado en la
misma.
Quinto, para volver a cambiar el código, apagar la lámpara, desconectarla
de la corriente, conectarla de nuevo y volver al cuarto pasó.
Pulsadores Empotrables: se alojan en las cajas de mecanismos
convencionales, sustituyendo a los interruptores y pulsadores habituales para el
control de luces y aparatos. Las cargas conectadas se activan o desactivan por
dos razones: porque se accione el pulsador incluido en el dispositivo o porque
reciban una señal X-10 que coincida con la que tiene configurada.
Para configurarle la dirección, hay que quitar el pulsador, y aparecerán a la vista
las dos ruedas con la dirección casa y aparato. Hay que conectar la toma de
tensión, y conectar el dispositivo a la carga. Se vuelve a colocar la tapadera del
pulsador y ya está listo para recibir señales X-10 desde cualquier fuente. Estas
acciones deben efectuarse sin tensión en la red.
68
Módulos de Lámpara y Aparato: se alojan en las cajas de mecanismos
convencionales instaladas en la pared o en los falsos techos. Tienen la misma
función que los de pared. Los módulos deben conectarse con las cargas mediante
cables. Así mismo, se alimentan de la red mediante una conexión que debe
realizarse también con cables y es a través de esta conexión que recibe cualquier
información codificada en el formato X-10 con el mismo código con el que está
configurado.
De la misma forma que en dispositivos anteriormente descritos, existen
diferentes tipos de módulos de cable.
Emisores: son dispositivos X-10 que generan, de alguna forma, señales X-10.
A continuación mostraremos algunos de estos dispositivos: receptor de RF,
Emisores de RF, de sobremesa y de cable.
Receptor de RF: este tipo de modulo es en realidad un emisor de X-10, ya que
su misión es la de generar en la red eléctrica señales de este tipo cuando recibe
señales de radiofrecuencia procedentes de cualquier dispositivo emisor
compatible.
Algunos de estos dispositivos también se comportan como módulo de aparato,
capaz de conmutar cargas resistivas de hasta 5 amperes o inductivas de hasta 2
amperes.
Emisores de RF: existe una gran variedad de dispositivos que generan señales
de radiofrecuencia que pueden ser interpretadas por el receptor RF anterior para
ser convertidas al estándar X-10.
69
Estos pueden ser mandos a distancia de sobremesa, capaces de generar
señales para 16 aparatos distintos, mandos de llavero y mandos universales, ya
que además de generar señales compatibles X-10, emiten señales para aparatos
de televisión, videos y más. Éste dispone de botones suficientes para generar
señales X-10 para todos los aparatos, solo es necesario programarles su código
casa.
Cuando los mandos disponen de pocos botones, como el tipo llavero, es
necesario programarles el código casa y aparato del primero de sus botones y los
siguientes generan las señales consecutivas. Es decir, si en el mando de llavero
se programa la pareja de botones superiores como C4 (ON y OFF) los siguientes
generarían las C5, C6 y C7.
Muchos de estos mandos también incorporan la función de atenuación de luces
(bombillas incandescentes solamente).
Los sensores de presencia e iluminación también forman parte de los emisores
de radiofrecuencia. Estos funcionan a pilas, y pueden generar cuatro señales
diferentes de X-10 para activar y desactivar dos aparatos o dos macros cuyas
direcciones deben ser correlativas. Es decir, al sensor se le programa una única
dirección (por ejemplo la C4), de forma que cuando detecta movimiento emite una
señal que activa dicho código (C4-ON).
70
Esta señal debe ser detectada por cualquier detector RF situado en su radio de
acción. Cuando transcurre un tiempo (configurable) sin detectar movimiento, envía
una señal con el código opuesto (C4-OFF). Por otro lado, cuando el sensor
detecta ausencia de luz, emite una señal con el código correlativo (C5-ON) y
cuando detecta luz, emite el opuesto (C5-OFF).
Este tipo de sensor puede detectar movimiento e iluminación, así como modificar
los tiempos de activación.
Emisores de Cable: se trata de un emisor para colocar en un falso techo o en
una caja de mecanismo. Genera una señal X-10, configurada mediante un
destornillador de forma habitual, cuando se cierra un contacto seco o de baja
tensión (6-18V, AC, DC o audio). Puede utilizarse de tres formas:
1. En modo 1 enciende todos los módulos de lámpara de iluminación
empotrables que tengan el mismo código casa que él.
2. En modo 2 hace que todos los módulos de lámpara, de iluminación
empotrables que tengan el mismo código casa que él, parpadeen.
3. En modo 3 enciende solo cualquier dispositivo que tengo los mismos
códigos casa y aparato que él.
Filtros: Los números de códigos que identifica a los módulos X-10 son limitados,
por esta razón es bastante probable que dos residencias cercanas tengan
componentes instalados con los mismos códigos. Como la red eléctrica es
compartida con todas las residencias, podría darse el caso de que las señales
generadas por los emisores de una, actúen sobre los módulos de la otra. Para
evitar este hecho, existen los filtros.
71
Otra misión de los filtros es la de aislar de la red X-10 los aparatos que pudieran
crear perturbaciones en la misma, como podrían ser algunos ordenadores,
refrigeradores de gran tamaño o potencia, entre otros. Aunque esto no se produce
de forma general, puede darse el caso de que algún modulo X-10 no reciba
correctamente las señales de los emisores debido a las perturbaciones
procedentes de estos aparatos. De ser así existe la posibilidad de aislarlos
mediante filtros y pueden seguir alimentándose de la energía eléctrica de la misma
red.
A continuación una imagen con algunos modelos de estos dispositivos:
Figura 35: Actuadores X-10
Fuente: www.homesystems.com
72
4.1.1 Software de Configuración del Sistema
El sistema no necesita ningún software adicional para su gobierno, pero existen
en el mercado, programas que proporcionan la posibilidad de manejar y programar
los dispositivos desde el PC. Estos programas necesitan un módulo especial X-10
que haga de intermediario entre el sistema y el ordenador y desde éste se pueden
activar, desactivar, hacer temporizaciones y regulaciones con un simple
movimiento de ratón. Con la aplicación telnet adecuada o mediante un navegador
web, se podría gobernar un sistema desde cualquier parte del mundo a través del
Internet, pero estos sistemas resultan complicados para su utilización.
También existe la posibilidad de gobernar la vivienda a través de un teléfono fijo
o móvil ya que hay en el mercado diferentes módulos para este fin.
Entre los programas que existen en el mercado hemos seleccionado el
ActiveHome, debido a que es un programa fácil de manejar y de rápido
aprendizaje.
Esta aplicación permite realizar las siguientes acciones:
Asignar una dirección a cada dispositivo conectado.
Conectar el PC a la red domótica mediante un interfaz.
Programar los eventos y macros.
73
4.2 Manejo del ActiveHome
El software ActiveHome sirve de interfaz de control sobre el hardware X-10. Los
dispositivos que se desean controlar deben estar conectados a módulos X-10. El
software permite:
Crear una representación gráfica de los módulos y controlar las luces y
aparatos desde el ordenador.
Crear calendarios de eventos que se ejecutan automáticamente.
Definir macros que controlan grupos de módulos.
Definir calendarios de viajes que hacen que la casa parezca habitada
cuando el usuario está fuera, mediante el encendido de luces y aparatos.
Crear informes impresos que muestran los diferentes aspectos del
sistema, como módulos instalados, tiempos de eventos definidos, entre
otras funciones.
Configuración
Primero debe instalarse el software ActiveHome versión 3.318 en el computador.
Para ejecutarlo solo basta con pulsar sobre su icono.
En el entorno del programa, se puede dividir por zonas los componentes de la
instalación domótica X-10.
74
Instalación de los Dispositivos
Antes de empezar a trabajar con el programa se deben instalar físicamente los
dispositivos X-10 a la red eléctrica.
Después se debe conectar el módulo de programación al PC.
Por último se colocan los módulos virtuales que representan a los verdaderos en
el entorno ActiveHome y se les asocia el mismo código que a estos.
Figura 36: Imagen de un actuador en ActiveHome
Fuente: Elaboración propia, impresión de la pantalla del software.
Para actuar sobre cada uno de los aparatos conectados a los módulos,
simplemente habrá que situar el ratón sobre el botón ON-OFF y pulsarlo. De esta
forma, el interruptor cambia de estado y dicha acción se transmite al aparato
conectado. Si el modulo permite regulación de intensidad, aparecerá en el icono
correspondiente una barra de desplazamiento (ver figura anterior) que puede
desplazarse hacia arriba o hacia abajo con el ratón, modificando la intensidad
luminosa de una bombilla incandescente. Las bombillas fluorescentes no permiten
esta variación de intensidad, solo la función de apagado y encendido.
75
Macros
Una macro permite crear escenas o secuencias de eventos en cualquier lugar de
la instalación. No hay límite sobre el número de aparatos a controlar desde una
macro ni del número de macros.
Existen dos tipos de macros: estándar y rápidas.
Las estándar se almacenan en el disco duro de la PC y por lo tanto este debe
permanecer encendido para su ejecución. En las rápidas esta condición no es
necesaria, ya que se descargan a la propia interfaz (módulo de programación)
aunque su número está limitado según el módulo de programación disponible.
Las macros solo se pueden ser llamadas activando su código por otro dispositivo
o fijando una temporización.
Programación de Eventos
La programación de eventos (timer designer) permite apagar o encender un
dispositivo en una fecha determinada.
Se puede indicar la hora de encendido y la de apagado.
76
Figura 37: Pantalla del programa ActiveHome (timer designer)
Fuente: Elaboración propia, impresión de la pantalla del software.
4.3 Implementación del Sistema X-10 en las Distintas Zonas del Residencial
Para visualizar la distribución de los dispositivos X-10, que en lo adelante
mencionaremos, diríjase a la sección de planos.
4.3.1 Equipos Sugeridos Para el Jardín
Control de Riego del Agua
Los dispositivos a instalar en esta zona son: sensor de humedad, electroválvula,
transmisor y receptor X-10, y aspersores.
77
El Sensor de humedad propuesto es el Watermark. El cual no requiere
mantenimiento. Posee compensación interna para los niveles de salinidad
normales para aguas de riego.
La electroválvula sugerida es la 2W025-08 que funciona a 12V DC, con
diámetro de conexionado de 1/4", normalmente cerrada, soporta 116 psi máximos
de presión.
Receptor UM506 y Transmisor PF284, para la conversión de señales
provenientes del sensor al sistema X-10 y el encendido de la electroválvula
respectivamente.
Aspersores: según el gusto de los residentes o el encargado.
Figura 38: Diagrama de conexión para el control de riego
Fuente: Elaboración Propia
78
Sistema de Iluminación del Jardín
Los dispositivos a instalar son: módulo de dispositivo XPFM y sensor de
iluminación.
Módulo de dispositivo XPFM: es el encargado del corte o suministro de energía
eléctrica a las lámparas de jardín. Su ubicación será debajo de la escalera del
primer piso, junto a la caja de breakers.
Sensor de iluminación: se utilizaría la dirección del módulo PHS01 ubicado en
el área de recreación (propuesto más adelante). El objetivo será encender las
luces decorativas solo en ausencia de luz natural.
4.3.2 Control en el Área de Recreación
Los dispositivos a instalar en esta zona son: sensor de movimiento, lámpara con
sensor de movimiento e iluminación, Tomacorriente X-10, zócalos de lámpara,
módulos dispositivo XPFM, receptor de RF, módulo de programación.
Sensor de movimiento: modelo MS14A. Se debe disponer de 3 de estos
sensores, para abarcar el área en cuestión. Su ubicación la mostraremos en el
plano. Se les debe configurar la señal de apagado (OFF) con un retardo de 5
minutos para las luces tras no detectar movimiento en el área. El sensor a utilizar
en los baños se deberá colocar en el techo del pasillo común de los mismos, con
el objetivo de que solo se active cuando una persona pase por debajo de él.
79
Lámpara con sensor de movimiento e iluminación: modelo PHS01, esta
lámpara cuenta con sensor de iluminación y movimiento integrados, que permite
su encendido automático. Esto ocurre bajo dos condiciones: nivel de luz por
debajo del umbral y movimiento en la zona. Se aprovechara la señal de
iluminación, para comandar que las luces del área no enciendan durante el día.
Toma corriente: modelo XPR-W, de este tipo solo se utilizara 1. A través del
mismo se tiene control de ambas tomas de salida eléctrica. Su ubicación se
muestra en el plano de ubicación de dispositivos.
Zócalo de lámpara: modelo PMS04. De estos se requieren 5. Su ubicación se
mostrara en el plano.
Modulo dispositivo: modelo XPFM. De estos son necesarios 2. Uno encargado
del suministro de energía eléctrica para las luces del fondo de la piscina y otro
para la bomba de circulación de agua de la piscina.
Receptor de RF: transceiver modelo V572ABW. Este dispositivo posee una
recepción de 60 metros, desde su ubicación, de las señales emitidas por los
sensores X-10. Para su protección contra el medio ambiente, cuenta con un
encapsulado a prueba de agua, el cual es empotrable a la pared.
Módulo de programación: modeloCM11A.Mediante una macro instrucción de
horario, alojada en el mismo, se inactivaran todos los dispositivos de la zona,
exceptuando el PHS01. Permitiendo el uso de energía eléctrica solo en el horario
establecido entre 9:00 a.m. y 10:00 p.m.
80
4.3.3 Iluminación de Pasillos y Escaleras
Los dispositivos a instalar en esta zona son: sensores de movimiento, receptores
de RF, zócalos de lámpara, modulo dispositivo.
Sensores de movimiento: se requieren 5 del modelo MS14A. Deben ser
ubicados en la pared de fondo de la escalera, en el punto común entre dos niveles.
El mismo enviara las señales de movimiento en la escalera. Cuando el sistema de
control reciba señal de movimiento de cualquiera de estos sensores y el nivel de
luz sea bajo, las luces de escalera encenderán. Es decir, si el sensor se encuentra
entre el nivel 1 y el 2, las luces que encenderán serian únicamente las
correspondientes a esos niveles. El retardo de la señal de apagado se debe
ajustar para 5 minutos, tras no percibir movimiento en la escalera.
Receptores de RF: de estos son necesarios 5, del modelo TM751A. Este se
encargaría de recibir las señales de los sensores de movimiento.
Zócalo de lámpara: modelo PMS04, de los cuales se requieren 5, uno para
cada luz de escalera. Estos recibirán su señal de encendido directamente de los
sensores de movimiento.
Modulo dispositivo: modelo XPFM, encargado de encender las luces de pasillo.
Este se activara tras recibir la señal de encandecido (ON) correspondiente al nivel
de intensidad luminosa transmitida por la lámpara con sensor de movimiento e
iluminación PHS01 del área de recreación. El apagado ocurrirá al recibir la señal
de apagado (OFF) proveniente del sensor PHS01, correspondiente al nivel de luz.
81
4.3.4 Iluminación en el Apartamento
Los dispositivos a instalar en esta zona son: sensores de movimiento e
iluminación, zócalos de lámpara, transceiver, módulo de lámpara.
Sensores de movimiento e iluminación: modelo MS14A de los cuales se
requieren 12. Los mismos comandaran el encendido de las luces, del área en la
que se encuentran instalados, tomando dos valores para realizar esta acción: debe
haber movimiento en la habitación y los niveles de iluminación deberán estar por
debajo del nivel de umbral. La señal de apagado de la luz, se deberá programar
con un retardo de 5 minutos y será la proveniente del sensor de movimiento.
Zócalo de Lámpara: modelo PMS04 de los cuales se requieren 18. Estos se
instalaran en todas las tomas de luz, exceptuando las que están provistas de
lámparas decorativas.
Transceirver: solo es requerido uno de estos dispositivos, su modelo es el
V572ABW. Este trasmite los datos recibidos de los dispositivos X-10 por RF, hacia
la red X-10.
Módulo de Lámpara: modelo XPFM, de los cuales serían necesarios 2. Su
función es comandar el encendido de lámparas de iluminación de más de una
bombilla, como es el caso de las lámparas decorativas. Estarán gobernados por
las señales recibidas por los sensores de movimiento e iluminación.
82
Figura 39: Conexión de un XPFM para una lámpara
Fuente: http://www.X-10.com
4.3.5 Propuestas Para la Climatización
Los dispositivos a instalar son: módulo de aparato y sensores de movimiento.
Módulo de aparato: modelo XPFM, encargado del encendido del aire
acondicionado, siempre que este tenga su propio interruptor activado. Su señal de
encendido y apagado la recibe de los sensores de presencia ubicados en la
habitación donde está el aire acondicionado.
Sensores de movimiento: se utilizaran los instalados para el sistema de
iluminación del apartamento, correspondientes a cada habitación con aire
acondicionado instalado.
4.3.6 Control de los Electrodomésticos
Para el control de los electrodomésticos, utilizaremos los siguientes dispositivos:
tomacorrientes X-10 y sensores de movimiento.
83
Tomacorrientes: modeloSR227. Se instalaran en todas las tomas eléctricas.
Donde se requiera conectar una nevera o refrigerador, un modem, una caja de
cable de TV u otros dispositivos que necesiten estar energizados constantemente,
se utiliza la salida que no es X-10 disponible de esta toma eléctrica.
Sensores de movimiento: se utilizan los mismos provistos para el sistema de
iluminación por habitación en el apartamento. Su función es enviar la señal de
activación de la toma eléctrica y tras 30 minutos sin movimiento en la zona, los
sensores enviaran la señal de apagado.
4.4 Factor Económico
4.4.1 Costos de Instalación de los Dispositivos del Sistema X-10
La siguiente tabla muestra los precios unitarios de cada dispositivo X-10 y en
razón de la cantidad a instalar se indican el coste total de instalación por área.
Además se muestra cuanto será el gasto a cubrir por cada apartamento
(residentes).
84
Figura 40: Tabla de costos de dispositivos X-10
Fuente: elaboración propia
4.4.2 Reducción del Consumo Eléctrico en el Residencial
La siguiente tabla muestra la cantidad de potencia que se puede lograr reducir,
en los distintos dispositivos de consumo de energía eléctrica de realizarse los
cambios sugeridos.
85
Figura 41: Tabla de reducción de consumo eléctrico
Fuente: elaboración propia
4.4.3 Grafica de Reducción del Gasto de Electricidad
La siguiente gráfica, muestra en valores porcentuales la reducción del gasto de
energía eléctrica de todo el residencial, según su categoría.
86
Figura 42: Grafica de reducción del gasto de electricidad
Fuente: elaboración propia
4.4.4 Relación de Factura Actual y Factura Futura Estimada
La siguiente tabla muestra los valores de facturación promedio actuales, en
comparación a los esperados luego de la implementación propuesta.
87
Figura 43: Tabla de facturación antes y después del cambio
Fuente: elaboración propia
88
CONCLUSIÓN
En la propuesta antes planteada se explicó el análisis para la implementación
del sistema domótico para el ahorro de energía, se abundó sobre los temas
principales a considerar en cuanto a tipos de tecnologías domóticas, lo que
permitió el desarrollo del proyecto dentro de los estándares domóticos utilizados
en la actualidad.
Mediante la estimación del consumo de todos los equipos conectados,
auxiliados de la documentación brindada por los organismos pertinentes, pudimos
determinar una solución que a corto y mediano plazo disminuiría el gasto eléctrico
en el residencial donde desarrollamos la investigación. Indicando de este modo
que con la automatización de las luminarias y de la red de tomas eléctricas, se
logra un control del consumo bastante exhaustivo, lo que permite de esta manera
considerar en un futuro estos tipos de diseños para ser implementados como un
estándar en las nuevas y preexistentes construcciones.
En este proyecto se puso de manifiesto el término de eficiencia energética en
el hecho de que después de la implementación del proyecto se reflejara un menor
consumo en las áreas donde se realice la instalación.
La domótica auxiliada de la electrónica, la electricidad y la mecánica puede
brindar soluciones competitivas a los diversos problemas que se le presentan al
ingeniero en el día a día. Ejemplo de esto es la solución que planteamos.
Esperamos que sea de utilidad como referencia para las personas interesadas en
el tema.
89
BIBLIOGRAFÍA
CIEC - Colegio de Ingenieros Especialistas de Córdoba. CD ‐ Comisión de
Domótica.
ROMERO MORALES, Cristóbal. Domótica e Inmotica viviendas y edificios
inteligentes. Editora alfa omega RA-Ma. 2da edición. 2007.
Gewiss SPA. Manual ilustrado para la instalación domótica. Impreso en España,
2009.
Secretaria de estado de industria y comercio. EDESUR, Resolución No.237.-
ALEJANDRE MADRID, José Mari. Sistema de Control Domótico de una Vivienda.
Universitat Rovira I Virgilio. Tarragona-España 2009.
YANZA CHÁVEZ, William Geovanny. Estudio Comparativo de Sistemas
Informáticos Domóticos. Escuela Superior Politécnica de Chimborazo. Riobamba-
Ecuador 2010.
FERNÁNDEZ MOLINA, Pablo. Diseño de nodos inteligentes para instalaciones
domóticas basadas en bus. Universitat Politécnica de Catalunya. Cataluña-España
2008.
90
Sitios WEB visitados
http://www.ingecasa.com
http://www.cedom.es/que-es-domotica.php
http://isdeecuador.com/index.php?option=com_content&view=article&id=96&Itemid
=112
http://www.inmotiza.com/inmotica-domotica.php
http://www.wordreference.com/definicion/eficiencia
http://twenergy.com/energia-curiosidades/que-es-la-eficiencia-energetica-39
http://www.wordreference.com/definicion/eficiencia
http://www.donostia.org
http://culturacion.com
http://www.marmitek.com
http://www.activehomepro.eu
91
http://www.albedo.biz
http://www.thefind.com
http://www.senavirtual.edu.co/
92
ANEXOS
93
CALCULO DE ILUMINACIÓN DEL PARQUEO
El área del parqueo tiene dimensión de 270m2 se recomienda para esta sección una
iluminación promedio (E) en Lux de 20 a 50 lux por ser un lugar externo de transito
moderado. Calcularemos el flujo de luz en lumens para escoger la fuente de luz a utilizar y
la altura de la misma basada en este parámetro.
Datos:
A=270m2
E=Nivel de iluminación=30Lx
Tenemos entonces:
Ф= ExA= (30Lx) x (270m2)=8100 Lm=8100 Lumens
Para este valor de lumen se escogerá una bombilla de 100w LED que ofrece 8500
lumens, se colocara a una altura de 7 metros, dicha altura se recomienda por el
tipo de instalación y la cantidad de lúmenes de la fuente.
Figura 44: tabla de los rangos de lm para la altura correspondiente
Flujo de la lámpara (lm) Altura (m)
3000 ≤ ΦL < 10000 6 ≤ H < 8
10000 ≤ ΦL < 20000 8 ≤ H < 10
20000 ≤ ΦL < 40000 10 ≤ H <12
≥ 40000 ≥ 12
Fuente: http://edison.upc.edu/curs/llum/
94
Figura 45: Tabla de iluminación recomendada según actividades
Fuente: http://edison.upc.edu/curs/llum/
TABLA 1: DE EQUIVALENCIA ENTRE LAS BOMBILLAS Y CONSUMOS
Fuente: Manual comparativo entre lámparas fluorescentes, LEDs e Incandescente.
95
TABLA 2: CONSUMO MENSUAL DE LOS EFECTOS ELÉCTRICOS
RESIDENCIALES
Equipos Potencia nominal (KW) Horas
Uso/Día
Dias
Uso/Día
Factor de
operación
Consumo
(KWH/M
es)/Equip
o
Acondicionadores de
Aire de Ventanas
8000 BTU 0.85 8 30 0.65 132.6
12000 BTU 1.35 8 30 0.65 210.6
18000 BTU 2.1 8 30 0.65 327.6
24000 BTU 2.83 8 30 0.65 441.5
Acondicionador de Aire
tipo Split
12000 BTU 1.25 8 30 0.65 195
18000 BTU 1.95 8 30 0.65 304.2
24000 BTU 2.65 8 30 0.65 140.4
Abanicos
De mesa 16" 0.07 8 30 1 16.8
De pedestal
18" 0.07 8 30 1 16.8
De techo 56" 0.078 8 30 1 16.7
Equipos de
Refrigeración
Bebedero
agua fria 0.1 8 30 1 24
Nevera 9-12
pies 0.3 8 30 1 72
96
nevera 15-21
pies 0.525 8 30 1 126
nevera 25
pies 0.65 8 30 1 156
Equipos Termicos
Estufa
Eléctrica 1.5 1 30 1 45
Microondas
1.5 pies 1 0.3 30 1 9
Horno
Eléctrico 1 0.3 30 1 9
Olla Arrocera 0.6 0.25 30 1 4.5
Sandwichera 1.5 0.4 30 1 18
Equipos con Motores
Batidora 0.2 0.17 30 1 1
Exprimidor
Cítricos 0.11 0.17 30 1 0.6
Extractor de
Grasa 0.1 1 30 1 3
Licuadora 0.576 0.15 30 1 2.6
Área lavado, Limpieza y Aseo
personal
lavadora 8-14
libras 0.415 1 30 1 12.5
lavadora 28
libras 1.44 1 30 1 43
Planchas
Eléctrica 1.1 0.17 30 1 5.6
97
Blower 1.4 0.33 30 1 13.9
Equipos de Entretenimiento y
Oficina
Computadora 0.03 4 30 1 3.6
DVD/Video
Recorder 0.02 1.6 30 1 1
Equipo de
música 0.12 4 30 1 14.4
Nintendo 0.04 2 30 1 2.4
Teléfono
Inalámbrico. 0.006 24 30 1 4.3
TV de tubo 14
" 0.07 6 30 1 12.6
TV de tubo 21
" 0.1 6 30 1 18
TV LCD 17"-
20" 0.056 6 30 1 9.9
TV LCD 32"-
42" 0.175 6 30 1 31.5
Iluminarias
Iluminarias 9
Watts 0.009 6 30 1 1.6
Iluminarias
11 Watts 0.011 6 30 1 2
Iluminarias
13 Watts 0.013 6 30 1 2.3
Iluminarias
20 Watts 0.02 6 30 1 3.6
Iluminarias40 0.04 6 30 1 7.2
98
Watts
Equipos de Servicios
Bomba de
Agua 1/4 HP 0.187 0.67 30 1 3.8
Bomba de
Agua 3/4 HP 0.56 0.67 30 1 11.3
Bomba de
Agua 2 HP 1.494 0.67 30 1 30
Calentador
de Agua 2 0.67 30 1 142.7
Maquina de
Coser 0.1 0.5 30 1 1.5
Motor Portón 0.625 0.2 30 1 3.8
Fuente: Proporcionado por EDESUR DOMINICANA
Nota: Esta es una información estimada para ayudar a identificar los efectos
eléctricos donde se debe poner énfasis en un plan de consumo.
El consumo real de los equipos variara de acuerdo a como se utilicen, las
condiciones en la que estos operen y la demanda real de los mismos, de acuerdo
a sus especificaciones técnicas.
99
TABLA 3: TARIFAS CONSUMO ELÉCTRICO
Fuente: Proporcionado por EDESUR DOMINICANA
100
GLOSARIO
A
Actuadores - Los actuadores son elementos que generan el movimiento de los
elementos según las órdenes dadas por la unidad de control.
Accionadores de señal – Es un elemento electro-mecánico tal que a partir de una
señal eléctrica, puede modificar su estado (activarse/desactivarse), pudiendo a
veces transformar la naturaleza de la señal.
Adjudicatarias - Se aplica a la persona o entidad que recibe una cosa,
especialmente una obra o el derecho a comerciar con un producto.
C
Casa inteligente (Smart house) - Es una casa con un diseño arquitectónico
propio y una tecnología avanzada, todo esto integrado y desarrollado en conjunto
para que las personas que la habitan vivan aún más cómodamente.
E
Eficacia - Capacidad para convertir la electricidad en luz visible. Esta se expresa
en lúmenes entre vatios (Lm/W).
101
Echelon- Es considerada la mayor red de espionaje y análisis para interceptar
comunicaciones electrónicas de la historia. Controlada por la comunidad UKUSA
(Estados Unidos, Reino Unido, Canadá, Australia, y Nueva Zelanda), ECHELON
puede capturar comunicaciones por radio y satélite, llamadas de teléfono, faxes y
correos electrónicos en casi todo el mundo e incluye análisis automático y
clasificación de las interceptaciones.
Electroválvula - es una válvula electromecánica, diseñada para controlar el flujo
de un fluido a través de un conducto como puede ser una tubería. La válvula está
controlada por una corriente eléctrica a través de una bobina solenoide.
F
Flujo luminoso - se define como la potencia (W) emitida en forma de radiación
luminosa a la que el ojo humano es sensible. Su símbolo es Φ y su unidad es el
lumen (lm).
I
INVERTER - Es una tecnología que adapta la velocidad del compresor a las
necesidades de cada momento, permitiendo consumir únicamente la energía
necesaria. De esta manera se reducen drásticamente las oscilaciones de
temperatura, consiguiendo mantenerla en un margen comprendido entre +1ºC y -
1ºC y gozar de mayor estabilidad ambiental y confort.
102
Gracias a un dispositivo electrónico de alimentación sensible a los cambios de
temperatura, los equipos Inverter varían las revoluciones del motor del compresor
para proporcionar la potencia demandada. Y así, cuando están a punto de
alcanzar la temperatura deseada, los equipos disminuyen la potencia para evitar
los picos de arranque del compresor. De esta manera se reduce el ruido y el
consumo es siempre proporcional.
Intensidad luminosa - Se conoce como el flujo luminoso emitido por unidad de
ángulo sólido en una dirección concreta. Su símbolo es I y su unidad la candela
(cd).
Iluminancia - Es la relación del flujo luminoso incidente en una superficie por
unidad de área de la misma, expresada en lux (lx), (lumen/metro cuadrado).
Interruptor magneto-térmicos - es un dispositivo capaz de interrumpir la
corriente eléctrica de un circuito cuando ésta sobrepasa ciertos valores máximos.
Su funcionamiento se basa en dos de los efectos producidos por la circulación de
corriente eléctrica en un circuito: el magnético y el térmico (efecto Joule). El
dispositivo consta, por tanto, de dos partes, un electroimán y una lámina
bimetálica, conectadas en serie y por las que circula la corriente que va hacia la
carga.
L
Luminancia – Es la relación entre la intensidad luminosa y la superficie aparente
vista por el ojo en una dirección determinada. Su unidad es candela por metro
cuadrado (cd/m2).
103
Lux - es la unidad derivada del Sistema Internacional de Unidades para la
iluminancia o nivel de iluminación. Equivale a un lumen /m².
Lumen - (lm) es la unidad del Sistema Internacional de Medidas para medir el flujo
luminoso, una medida de la potencia luminosa emitida por la fuente.
M
Manómetro - Es un instrumento de medición que sirve para medir la presión de
fluidos contenidos en recipientes cerrados. Esencialmente se distinguen dos tipos
de manómetros, según se empleen para medir la presión de líquidos o de gases.
P
Plug& Play - Es la tecnología que permite a un dispositivo informático ser
conectado a una computadora sin tener que configurar, mediante jumper o
software específico (no controladores) proporcionado por el fabricante, ni
proporcionar parámetros a sus controladores.
PLC -PLC (Power Line Carrier), no utiliza la red eléctrica para la transmisión de
datos sino que solo el tramo de baja tensión, debido a que las señales de datos no
pueden atravesar los transformadores.
Presostato - Conocido como interruptor de presión. Es un aparato que cierra o
abre un circuito eléctrico dependiendo de la lectura de presión de un fluido.
104
R
Royalty - Es el pago que se efectúa al titular de derechos de
autor, patentes, marcas o know-how (transferencia de tecnología) a cambio del
derecho a usarlos o explotarlos, o que debe realizarse al Estado por el uso o
extracción de ciertos recursos naturales, habitualmente no renovables. No hay que
confundirlo con la venta de patentes, ya que esta se efectúa con otros objetivos
muy distintos.
S
Sensores - Son los elementos encargados de recoger la información de los
diferentes parámetros que controlan (la temperatura ambiente, la existencia de un
escape de agua, la presencia de luz solar suficiente en una habitación, etc.) y
enviarla al sistema de control centralizado para que actúe en consecuencia.
SMD - Dispositivos de montaje superficial, que se basa en tecnología de montaje
superficial.
Alumbrado público - Es la iluminación de las vías públicas, parques públicos, y
demás espacios de libre circulación que no se encuentren a cargo de ninguna
persona natural o jurídica de derecho privado o público, diferente del municipio,
con el objetivo de proporcionar la visibilidad adecuada para el normal desarrollo de
las actividades.
105
T
Tipología- define como la cadena de comunicación usada por los computadores
que conforman una red para intercambiar datos.
Terminal - Es un dispositivo electrónico o electromecánico de hardware, usado
para introducir o mostrar datos de una computadora o de un sistema de
computación.
Telegestión – Es una tecnología que permite la lectura del consumo eléctrico y la
realización de operaciones de forma remota gracias al desarrollo de un sistema de
última generación de comunicaciones entre los contadores inteligentes, que
sustituyen a los contadores eléctricos tradicionales, y la compañía eléctrica.
U
UPNP - (Universal Plug and Play) es un conjunto de protocolos de comunicación
que permite a periféricos en red, como ordenadores personales, impresoras,
pasarelas de Internet, puntos de acceso Wi-Fi y dispositivos móviles, descubrir de
manera transparente la presencia de otros dispositivos en la red y establecer
servicios de red de comunicación, compartición de datos y entretenimiento. Está
diseñado principalmente para redes de hogar sin dispositivos del ámbito
empresarial.
106
PLANOS
107
108
109
110
111
HOJA DE EVALUACIÓN
SUSTENTANTES:
__________________________
Anyudi Antonio Ramírez Diloné
_______________________
Joel Augusto Salazar Soto
______________________
Henry Rafael Pérez Sosa
__________
Calificación
__________
Calificación
__________
Calificación
ASESOR:
__________________
Ing. Miguel Baldera
JURADOS:
_____________________
Ing. Martin Rojas Guillen
________________________
Ing. Fernando López Terrero
AUTORIDADES:
______________________________
Ing. Amparo Céspedes
Director de la Escuela de Ingeniería
Electromecánica
______________________________
Ing. José Reyes Acevedo
Decano de la Facultad de Ingeniería y
Arquitectura
Fecha del Examen: 10 de Octubre del 2012