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