SISTEMAS APLICADOS PARA OPTIMIZAR EL MANEJO DE LA ENERGIA ELECTRICA
EN VIVIENDAS DE INTERES SOCIAL (VIS) EN LA ZONA DEL ALTO MAGDALENA
COLOMBIA
INTEGRANTES:
ANCIZAR BARRAGAN ALTURO
ARNOL CORZO MASMELA
MARIA CAMILA MORALES BARRERO
KAREN LIZETH NUPAN GUZMAN
LEIDY JOHANNA DUCUARA GUTIERREZ
YENI VIVIANA PATIÑO MENDIGAÑO
JHON JAIRO RODRIGUEZ CABEZAS
INGENIERIA DE SISTEMAS
UNIVERSIDAD PILOTO DE COLOMBIA
GIRARDOT
2018
SISTEMAS APLICADOS PARA OPTIMIZAR EL MANEJO DE LA ENERGIA ELECTRICA
EN VIVIENDAS DE INTERES SOCIAL (VIS) EN LA ZONA DEL ALTO MAGDALENA
COLOMBIA
INTEGRANTES:
ANCIZAR BARRAGAN ALTURO
ARNOL CORZO MASMELA
MARIA CAMILA MORALES BARRERO
KAREN LIZETH NUPAN GUZMAN
LEIDY JOHANNA DUCUARA GUTIERREZ
YENI VIVIANA PATIÑO MENDIGAÑO
JHON JAIRO RODRIGUEZ CABEZAS
INGENIERIA DE SISTEMAS Introducción ................................................................................................. 1
Problemática............................................................................................................................................................. 5
Objetivo ..................................................................................................................................................................... 6
Objetivos específicos ........................................................................................................................................ 6
Justificación .............................................................................................................................................................. 7
Delimitación ............................................................................................................................................................. 8
Marco referencial .................................................................................................................................................... 9
Antecedentes ....................................................................................................................................................... 9
Marco teórico ................................................................................................................................................... 12
Marco conceptual ................................................................................................................................................ 20
Marco contextual ............................................................................................................................................ 22
Marco institucional ......................................................................................................................................... 24
Marco geográfico ............................................................................................................................................ 26
Marco normativo y legal ............................................................................................................................... 27
Diseño metodológico .......................................................................................................................................... 39
Producto de la Investigación ............................................................................................................................ 41
Conclusiones ......................................................................................................................................................... 45
Referencias ........................................................................................................................................................... 46
UNIVERSIDAD PILOTO DE COLOMBIA
GIRARDOT
2018
Contenido
Introducción
En la actualidad la tecnología está avanzando contantemente gracias a la innovación que
se presenta de manera diaria, abarcando en varios sectores de la humanidad, y así brindando
confort, seguridad, comunicación y satisfacción en todos los aspectos. “desde hace bastantes años
se están desarrollando numerosas soluciones para una mayor integración entre todos los sistemas
y equipos domésticos. La integración tecnológica de los sistemas electrotécnicos en el hogar se
ha venido denominando en muchas ocasiones como Domótica” (Junestrand, Passaret, &
Vázquez, 2005)
Este proyecto se centra en el desarrollo de un sistema de automatizar una vivienda de
interés social para la zona del alto magdalena (Colombia), con el propósito de concientizar a la
comunidad del daño que se está ocasionando al medio ambiente por el mal uso de la energía y la
implementación de la tecnología en la vida cotidiana, y así generar un prototipo de casa
implementada a la domótica.
Problemática
En la actualidad uno de los mayores problemas que se presenta en la zona del alto
magdalena es el alto consumo de energía eléctrica en las viviendas, debido al mal uso de esta.
Teniendo en cuenta que el valor kW por hora en esta zona es costoso. ¿Cómo optimizar la
energía de las viviendas de interés social a través de sistemas aplicados?
La optimización de la energía eléctrica se logra a partir de conciencia ambiental, sin
embargo, la gran mayoría de las personas no conocen el daño que se genera con el uso indebido,
también se refleja que el uso nuevas tecnologías no es muy amplio en la sociedad y el beneficio
que podemos obtener a través de ellas, este proyecto pretende de alguna manera generar
confianza, ahorro y uso de tecnologías, cabe destacar que, para la solución de esta, se
implementara un sistema aplicado para la automatización y el fácil manejo de la energía a través
de un dispositivo móvil.
Objetivo
Diseñar un prototipo automatizado para una vivienda de interés social que brinden
seguridad, confort y ahorro de energía.
Objetivos específicos
1. Controlar de forma remota el sistema de iluminación de la vivienda.
2. Brindar una herramienta de control y ahorro de energía eléctrica.
3. Facilitar la ampliación e incorporación de nuevas funciones mediante el uso de teléfonos
inteligentes.
4. Demostrar como la domótica puede ayudar al mejoramiento de la seguridad de las
viviendas.
Justificación
Este proyecto tiene como finalidad implementar la domótica para el control de una
vivienda para hacerla moderna, ecológica y rentable. Se realizará un estudio global sobre la
domótica y las tecnologías existentes en el mercado. Se resumirán los distintos componentes que
son necesarios para automatizar una vivienda, teniendo en cuenta, que todos los campos de la
tecnología siempre se han tenido como fin mejorar la vida de todos los seres humanos.
Al implementar la domótica en las viviendas de interés social, se optimiza el consumo de
energía eléctrica innecesaria y de esta manera se incentiva el uso de las nuevas tecnologías a la
comunidad para el ahorro y el buen manejo de la misma. De igual manera, rentablemente será de
ayuda ya que así el servicio económico de luz llegará más bajo a las viviendas.
Para la comunidad esta sería una gran solución en la accesibilidad de este sistema hacia
otros tipos de sociedades como los discapacitados ya que adquiriendo este servicio brindarían
menor movilidad logrando el acceso total a su vivienda.
Delimitación
Se opta por la realización de un prototipo, que demuestre cómo es la implementación de
un sistema inteligente en un hogar, para el manejo automático y a su vez controlando la
iluminación a través del uso de aplicaciones para dispositivos móviles ejecutadas por comandos
programados.
Marco referencial
Antecedentes
En los documentos encontrados en base a la domótica se puede dar a conocer que, en la
actualidad, el uso de estas tecnologías no está tan desarrollado, ya que solo una pequeña
proporción de personas lo pueden tener a su alcance, pero la restante no posee la facilidad
económica o, no son conocedoras de estos desarrollos tecnológicos, que buscan la mejora al
medio ambiente con la reducción de consumos exagerados de energía.
Ayudándolos en ambientes tales como seguridad fuentes energéticas y comunicación.
“El marco actual de la tecnología, la era de la información, ha traído teléfonos
inteligentes, televisores inteligentes, electrodomésticos inteligentes y en genera todo tipo de
artículos o gadgets inteligentes que optimizan ciertas actividades que forman parte de nuestra
rutina, es así, como Florentino Blázquez en su artículo Sociedad de la Información y Educación
analiza que “esta revolución tecnológica constituye a todas luces un elemento esencial para
entender nuestra sociedad, en la medida que crea nuevas formas de socialización, e incluso nuevas
definiciones de identidad individual y colectiva”. Que caracteriza los atributos propios de este
siglo sobre el uso de la información por medio de desarrollos tecnológicos. Por este motivo, llevar
este sistema inteligente a los hogares es una necesidad propia de este siglo. Nuestra apuesta es
aprovechar este mercado emergente en Colombia donde: Solo el 10% de la población posee
sistema demótico en su hogar y existe una expectativa del 77% de interés por quienes no poseen
ningún sistema automatizable en su hogar, lo que traduce en un potencial de demanda significante.
El interés que demuestran los estratos 4 y 6 son muy semejantes, 78% y 79% respectivamente, el
estrato 5 un 74% dado que por su condición ya obtienen en alguna medida objetos suntuosos de
lujo con algún grado de automatización. (Uribe & Correa., 2010, pág. 5)”
(MEDINA, 2016)
Actualmente en la sociedad, algunos de los países desarrollados tienen como
característica la implementación de sistemas de control y de gestión de dispositivos, e incluso se
confundía con el concepto de edificios inteligentes donde busca el progreso y desarrollo de estas
sociedades. Actualmente, la domótica es la parte de la tecnología (electrónica e informática), que
integra el control y supervisión de los elementos existentes en un hogar, apartamento o vivienda,
para conseguir un aumento de la calidad de vida para las personas que viven en ellas
Se ve reflejado en aumento de la calidad de vida donde se busca mejorar en ámbitos como
lo son: el confort, la seguridad.
“El potencial de la domótica consiste en centralizar en un único sistema de control todas
las aplicaciones posibles de automatizar. En su desarrollo actual han intervenido bajo diversas
disciplinas y enfoques las empresas. Se encuentra información dada por (Fuentes, 2017)
“A mediados de 1980 e inicios de 1990 surge el concepto de “edificio inteligente” y con ello
captó la atención de constructores de edificios y del sector inmobiliario. Una nueva propuesta
que integró la comunicación, seguridad, control de temperatura y administración de la energía en
un solo sistema. Lo que se llama en la actualidad Inmótica y se define como el estudio de la
estructura de un edificio que facilita a usuarios y administradores, herramientas y servicios
integrados a la administración y a la comunicación. Cuando se introdujo la Inmótica
mayoritariamente en Europa, Estados Unidos y Japón, los constructores de los edificios se dieron
cuenta que podían aplicar el mismo concepto a las casas donde ellos habitaban; fue así como
surgió el concepto de casas inteligentes y a su estudio, aplicación, difusión y aspectos
relacionados se le conoce como Domótica. Además, se han incorporado conceptos tales como
Casas Inteligentes, Hogares automatizados, Hogar Digital y otros, que en realidad se refieren
tomando en cuenta diferencias culturales y hasta geográficas, a la misma posibilidad.
(Fuentes, 2017)
“En Colombia se encuentran la empresa nacional creó un sistema para controlar
remotamente una vivienda.[…] La cual era accionado desde un computador se lograba controlar
la intensidad de las luces de la casa, cerrar las cortinas, abrir la puerta del garaje, apagar el
televisor, ajustar el termostato del aire acondicionado, verificar el estado de la nevera, abrir las
cerraduras de la puerta principal, ingresar a las cámaras de seguridad internas y externas y hasta
calibrar la hora en la que se encendía o se apagaba su televisor o el sistema de sonido.
[…] “Si alguien está intentando abrir su casa, le llegará una alerta a su teléfono. Si tiene
cámaras instaladas, le grabará el registro de todo aquello que entre o salga. Si usted sabe que
todos los días sale de su casa a las 7 de la mañana y olvidó apagar las luces de su habitación,
pues lo podrá hacer desde su teléfono”, apunta González Rubio, quien insiste en que además de
ser innovadora, la propuesta de esta empresa colombiana es amigable con el medio ambiente,
pues reduce los consumos de energía”.(BOHORQUEZ, 2015)
Marco teórico
El término Domótica proviene de la unión de las palabras domus (que significa casa en
latín) y tica (de automática, palabra en griego, 'que funciona por sí sola'). Se entiende por
domótica al conjunto de sistemas capaces de automatizar una vivienda, aportando servicios de
gestión energética, seguridad, bienestar y comunicación, y que pueden estar integrados por medio
de redes interiores y exteriores de comunicación, cableadas o inalámbricas, y cuyo control goza
de cierta ubicuidad, desde dentro y fuera del hogar (Maza, 2012).
Domótica, concepto también asociado al hogar inteligente, es entendido como “vivienda
que integra todos los automatismos en materia de seguridad, gestión de la energía,
comunicaciones y otros servicios” (morales, 2007)
“La domótica se aplica a la ciencia y a los elementos desarrollados por ella que
proporcionan algún nivel de automatización o automatismo dentro de la casa pudiendo ser desde
un simple temporizador para encender o apagar una luz o un aparato a una hora determinada,
hasta los más complejos sistemas capaces de interactuar con cualquier elemento eléctrico de la
casa”. (Huidobro, 2007)
Los espacios habitables con sistemas inteligentes han tenido un importante
crecimiento en los últimos años y con el paso del tiempo se han diversificado unas definiciones
que resultan confusas para asimilar, pero, que con el desarrollo de las nuevas tecnologías se ha
llegado a un cierto acuerdo. Esta terminología abarca un gran número de conceptos que se
utilizan actualmente para referirse a los edificios y viviendas inteligentes, tanto en español como
en lenguas extranjeras, tales como la casa inteligente (“Smart House”), sistemas domésticos
(“Home Systems”), automatización de viviendas (“Home Automation”), domótica
(“Domotique”), edificios inteligentes (“Intelligent Buildings), inmótica, urbótica, gestión técnica
de la vivienda y de los edificios, bio-construcción, viviendas ecológicas, viviendas sostenibles,
etc. Todas estas definiciones se refieren muchas veces a un mismo concepto independientemente
de la forma en que se utiliza. A continuación se describe una clasificación para diferentes tipos
de edificios encontrados en el campo de la domótica según la expone los autores (Vásquez, 2005)
El recinto de domótica: Se dice que una vivienda es domótica cuando incluye una
infraestructura propia de cableado y equipos necesarios para brindar servicios avanzados,
optimizando a la vez las funciones dentro del hogar, planteándose el objetivo de permitir una
mayor calidad de vida a través de la tecnología, ofreciendo una reducción del trabajo doméstico,
un aumento del bienestar y de la seguridad de sus habitantes y un mayor control en el uso de la
energía. Existe una diferencia entre los conceptos de automatización y vivienda inteligente o
domótica, ya que se necesita integrar los sistemas de control, las telecomunicaciones y la gestión
integral de un recinto automatizado dentro de un mismo grupo para que pueda ser llamado
recinto domótica.
La amplitud de una solución de domótica puede variar desde un único dispositivo, que
realiza una sola acción, hasta amplios sistemas que controlan prácticamente todas las
instalaciones dentro de la vivienda o edificio. Los distintos dispositivos de los sistemas de
domótica se pueden clasificar en los siguientes grupos: Controlador Los controladores son los
dispositivos que administran el sistema según la programación y la información que reciben.
Puede haber un solo controlador, o varios distribuidos por el sistema. Los dispositivos que se
pueden utilizar para aplicaciones domóticas pueden ser:
• PLC (Controlador Lógico Programable)
• Microprocesadores
• Ordenador PC
• Sistemas de instrumentación virtual
• Controladores dedicados a tareas específicas en domótica también llamados
drivers (de temperatura, iluminación, etc.)
Actuadores
Los actuadores son dispositivos capaces de recibir una orden procedente de un sistema de
control y realizar una acción que modifique el estado de un determinado equipo o instalación:
encendido o apagado, subida o bajada, apertura o cierre.
Por ejemplo, al caer la noche puede automatizarse el cierre de las persianas. El sistema de
control emitirá entonces una señal al relé de maniobra instalado en el motor de la persiana para
que ésta descienda.
Existen varios modelos de actuadores con aplicación en el hogar. Entre los más comunes
encontramos los contactores o relés de maniobra, que en esencia permiten el paso de corriente
eléctrica hacia el dispositivo al que están conectados (lámpara, motor de puerta de garaje,
persiana, aire acondicionado, etc.) según marque el estado de una señal de control. También son
frecuentes las electroválvulas de corte de suministro para luz, agua o gas, las válvulas para la
regulación de la calefacción por agua caliente, así como las sirenas y demás elementos acústicos
para el aviso de las alarmas en curso (Dominguez, 2007)
Los sensores o detectores son dispositivos capaces de recoger la información de los
distintos parámetros que controlan (el nivel de presión de una tubería, la temperatura ambiente, el
suministro de gas natural.) y de transmitir esta información para su procesamiento. Existen
sensores de muy diferentes características, la instalación de sensores sólo tiene sentido cuando
éstos se integran en un sistema domótica de control capaz de captar, analizar y presentar la
información recogida y actuar en consecuencia.
Por lo general, los sensores no se conectan a la red eléctrica, sino que incorporan baterías
de larga duración. De esta manera se consigue una gran flexibilidad en su instalación, que puede
darse con independencia de la presencia de una toma de corriente. En ocasiones, los sensores
pueden comunicarse directamente con los actuadores, sin pasar por el sistema de control
centralizado; en otros casos se integra en un único equipo toda la inteligencia necesaria para
medir una variable física, procesarla y actuar. No obstante, la mayoría de soluciones de mercado
diferencian sensores de actuadores para proporcionar una flexibilidad mayor y un precio más
ajustado.
La variedad de sensores útiles en las viviendas es enorme. Los termostatos de ambiente se
emplean para medir la temperatura de la estancia y permitir su modificación a gusto del usuario
con la ayuda de los sistemas de calefacción y aire acondicionado. El detector de gas, como ya
hemos indicado, se usa para detectar posibles fugas a fin de evitar 9 intoxicaciones y explosiones.
Los sensores de humo y calor se utilizan para detectar incendio. Las sondas de humedad facilitan
la detección de escapes de agua con el propósito de evitar inundaciones que dañen la
infraestructura del edifico, los sensores de presencia se emplean para la detección de intrusiones
no deseadas en la vivienda o bien para automatizar funciones como la iluminación de las
distintas estancias. Los detectores de radiofrecuencia pueden emplearse para detectar avisos de
alerta médica emitidos por un pulsador de emergencia, de funcionamiento similar a los mandos
para apertura de puertas de garaje convencionales (Dominguez, 2007)
Los interfaces se refieren a los dispositivos (pantallas, móvil, Internet, conectores) y los
formatos (binario, audio) en que se muestra la información del sistema para los usuarios (u otros
sistemas) y donde los mismos pueden interactuar con el sistema. Es preciso destacar que todos
los dispositivos del sistema de domótica no tienen que estar físicamente separados, sino varias
funcionalidades pueden estar combinadas en un equipo. Por ejemplo, un equipo de Central de
Domótica puede ser compuesto por un controlador, actuadores, sensores y varios interfaces. A
través de la interfaz de usuario convertimos un sistema domótica en una herramienta de
convivencia. En este sentido, para que una interfaz de usuario pueda ser considerada como
buena, su diseño debe cumplir cuatro criterios (Illich, 1974)
• Debe ser natural.
• Debe ser fácil de aprender.
• Debe ser fácil de usar.
• Debe ser consistente.
Una interfaz natural es aquélla que se maneja intuitivamente, de forma similar a aquélla a
la que el usuario está habituado, y que por ello no provoca en él sentimiento de rechazo.
Adicionalmente, una buena interfaz de usuario debe ser fácil de aprender: ha de proporcionar
ayuda suficiente para usuarios inexpertos (sin que esta facilidad en el aprendizaje se convierta en
un obstáculo para aquellos usuarios más habituados a su manejo). Finalmente, una buena interfaz
debe ser consistente. Una interfaz es consistente cuando mantiene un estilo, asistencia y pautas
de interacción uniformes, con independencia de la tarea a realizar (Illich, 1974)
La aplicación de la tecnología avanzada ha permitido generar un diseño arquitectónico
propio, para integrarlo y desarrollarlo en edificios y casas, para que las personas que habitan y
trabajan en ellas tengan una mejor calidad de vida. Existen abundantes aplicaciones y servicios
domóticas, desde la programación automática de luces y aire acondicionado a la tele vigilancia
profesional, pasando por avanzados sistemas de diagnóstico médico remoto o más sencillos
sistemas de difusión de audio en el hogar. Aprovechando la existencia de hogares conectados en
los que se ubican múltiples equipos inteligentes, la Domótica permite no sólo que éstos
interactúen entre sí, sino también que lo hagan con otros dispositivos que pueden encontrarse en
el exterior de la vivienda, puede ser un automóvil o el servidor de un proveedor de servicios
externo. De este modo se extiende el establecimiento de nuevos servicios y la mejora de los ya
existentes, como son los relativos a seguridad, telecomunicaciones, entretenimiento y confort.
Un sistema de domótica integra aplicaciones y servicios aislados, lo que permite la
creación de nuevos y sofisticados servicios a partir de otros más básicos, en donde el conjunto es
más inteligente que la suma de las partes. Pese a su complejidad creciente, no debemos perder de
vista la finalidad básica de estos sistemas, que tienen por objetivo satisfacer necesidades
humanas, siguiendo el lema de que “la tecnología debe estar al servicio de las personas”, y nunca
a la inversa. 15 Los servicios que ofrece la domótica se pueden agrupar según cuatro aspectos
principales:
• Ahorro energético
• Nivel de confort
•Protección patrimonial
• Comunicaciones
Método de Control de la Iluminación con Domótica: el cambio del estado de una lámpara
es normalmente muy rápido, por lo cual es apto para un control frecuente con el sistema de
domótica. Los principales métodos para cambiar el estado de la iluminación mediante la
domótica son:
• Control por Presencia – El control de presencia (mediante detectores de presencia)
puede encender o apagar la iluminación. Por ejemplo, cuando el sistema de domótica detecta la
presencia de una persona en una habitación, enciende la iluminación, y cuando no la detecta, la
apaga.
• Medir la Luz – Medir la luz en un edificio (incluyendo la luz natural aportado por
el exterior y la luz que llega de otras fuentes) puede regular la iluminación para garantizar una
cantidad de luz establecido con el sistema de domótica. Por ejemplo, cuando está siendo usado
un despacho se puede garantizar un nivel mínimo de luz a distintas horas del día.
Marco conceptual
La protoboard nos permite probar circuitos electrónicos detectando así el buen
funcionamiento o los diferentes fallos y errores antes de construir un prototipo definitivo. Consta
de una matriz de orificios en los cuales se insertan diferentes componentes electrónicos como
resistencias, diodos, led, circuitos integrados, etc. Estos orificios están conectados a unos rieles
de material conductor (aleación de cobre, estaño y fosforo) creando así las diferentes líneas de
conducción que posee el protoboard. ( Madness Electronics, 2018)
Fuente: https://tuelectronica.es/wp-content/uploads/2016/02/protoboard_03.jpg
Arduino Mega es una tarjeta de desarrollo open-source construida con un
microcontrolador modelo Atmega2560 que posee pines de entradas y salidas (E/S), analógicas y
digitales. Esta tarjeta es programada en un entorno de desarrollo que implementa el lenguaje
Processing/Wiring. Arduino puede utilizarse en el desarrollo de objetos interactivos autónomos o
puede comunicarse a un PC a través del puerto serial (conversión con USB) utilizando lenguajes
como Flash, Processing, MaxMSP, etc. Las posibilidades de realizar desarrollos basados en
Arduino tienen como límite la imaginación. El Arduino Mega tiene 54 pines de entradas/salidas
digitales (14 de las cuales pueden ser utilizadas como salidas PWM), 16 entradas análogas, 4
UARTs (puertos serial por hardware), cristal oscilador de 16MHz, conexión USB, jack de
alimentación, conector ICSP y botón de reset. Arduino Mega incorpora todo lo necesario para
que el microcontrolador trabaje; simplemente conéctalo a tu PC por medio de un cable USB o
con una fuente de alimentación externa (9 hasta 12VDC) (Ojeda, sf)
Fuente:
https://www.ardobot.co/media/catalog/product/cache/1/thumbnail/500x500/85e4522595efc69f496374d01 ef2bf13/a/r/arduino-mega-2560-r3.jpg
Modulo Bluetooth HC-05nos permite realizar comunicaciones inalámbricas a una
distancia de 10 mts máximo. Ten en cuenta que estos dispositivos son fáciles de manejar, por sus
comandos AT. Dichos comandos se envian por un puerto serial. También es de bajo consumo ya
que trabajan a 3.3V. Los módulos son para aplicaciones sobre todo con microcontroladores, PIC
o tarjetas Arduino. Sacando ventaja de su tamaño 12.7mmx27mm (puede variar dependiendo el
tamaño).
Fuente: https://encrypted-
tbn3.gstatic.com/shopping?q=tbn:ANd9GcToJWEFzP0UVppCjR0zb85t9_byGCFSFPLJ6RSdF
_nEREnIPyQe4FjQkgLku4uwhFoJRMbfudXkxVw&usqp=CAc
Marco contextual
Actualmente la zona del alto del Magdalena-Colombia cuenta con 152.271 habitantes
según el censo del DANE en 2005, donde su principal fuente o consumo de energía eléctrica es
la ciudad de Girardot que cuenta con una población de 95.496 habitantes. Según un artículo
realizado por el periódico EL TIEMPO, Girardot es la ciudad en la cual los habitantes consumen
más energía eléctrica, debido a que el kilovatio cuesta 384 pesos. ¿Pero porque se consume tanta
energía eléctrica?
Esto se debe a que actualmente la ciudad de Girardot, hay un gasto excesivo de energía
eléctrica debido a que se implementan electrodomésticos que consumen mucha energía, como lo
son los ventiladores, los televisores e incluso los refrigeradores para enfriar las bebidas o
mantener en buen estado los alimentos perecederos. Mucho de los girardoteños no saben
implementar el termino de ahorrar energía, ¿a qué se debe esto? Puede ser que no se ha tenido
una campaña de sensibilización sobre el uso de la energía, que se debe ahorrar cuanto más se
pueda
• Ventajas
Ahorro de energía: Nos permite ahorrar el uso excesivo de la iluminación, la
climatización, los electrodomésticos y entre otros elementos que realizan consumo diariamente
en una vivienda.
Accesibilidad: Nos permite el manejo de diferentes componentes o dispositivos en el
interior de los hogares. Esta se ajusta a las necesidades que tenga el usuario que habita en la
vivienda.
Seguridad: La domótica actualmente en las viviendas o hogares de interés social, dispone
de controles, alarmas y sensores, con tal de detecta futuros incendios, fugas, inundaciones y entre
otros.
• Desventajas
- Su precio aún es demasiado alto.
- Al ser una tecnología totalmente nueva en este siglo, puede llegar a experimentar fallos
en su sistema, ya sea por medio de su software o hardware.
- Puede tener problemas el usuario.
Circunstancias porque se va a implementar:
La circunstancia o motivo principal por lo que se decidió implementar domótica, es por el
uso excesivo de la energía eléctrica en las viviendas de interés social ubicadas en la provincia del
alto magdalena. Además, por la seguridad de poder apagar cualquier dispositivo electrónico
desde cualquier lugar, por medio de la conexión a internet o Wifi de nuestros Smartphone.
A quien puede beneficiar y quien puede obtener la tecnología domótica:
Esta tecnología beneficiara a la provincia del alto magdalena. Cualquier persona puede
llegar a tener su vivienda con la tecnología de domótica, pero el problema radica en que su
instalación es demasiada costosa, por tal motivo se le es más fácil obtener esta tecnología a la
gente de clase alta y no a la de clase media.
Marco institucional
Este proyecto de investigación se está llevando a cabo por 6 estudiantes de la facultad de
ingeniería, de la carrera de ingeniería de sistemas, con el acompañamiento del docente
ANCIZAR BARRAGAN ALTURO, de la universidad piloto de Colombia seccional alto
magdalena, con el fin de realizar de manera práctica y sencilla el modelo y funcionamiento de
una automatización una vivienda o edificación de cualquier tipo empleando conocimientos
adquiridos tanto en temas de robótica como en sistemas, este proyecto tendrá un enfoque a la
mejora de la vivienda ayudando a la reducir el consumo energía eléctrica con beneficio a las
misma.
Presentado por:
Maria Camila Morales Barrero
Karen Lizeth Nupan
Arnol Corzo Masmela
Leidy Johana Ducuara Tecnóloga en mantenimiento de equipos
Sena-Girardot Cundinamarca
Jhon Jairo Rodríguez cabezas Tecnólogo en mantenimiento de equipos
Sena-Girardot Cundinamarca
Yeni Viviana Patiño
Tecnóloga del programa análisis desarrollo
de sistemas de información. Sena-Girardot
Cundinamarca
Marco geográfico
El área geográfica en la cual se realizará la investigación sobre el tema de “DOMOTICA”
es en la provincia del Alto Magdalena, que actualmente es una región del departamento de
Cundinamarca. Se encuentra localizada en las coordenadas geográficas 4°18′18″N 74°48′06″O
con una superficie total de 4045 km2 y una población total de 152.271 habitantes según el censo
del DANE en el 2005. Limita al norte con la Provincia del Magdalena centro, al sur con el Rio
Magdalena y el departamento del Tolima, al oriente con las Provincias del Tequendama y
Sumapaz y al occidente nuevamente con el Rio Magdalena y el Tolima.
Está compuesta por ocho (8) municipios, de la cual la capital de esta provincia es Girardot
con un total de 95.496 habitantes y una superficie total de 129 km2, siendo uno de los municipios
de esta provincia, que más consumo de energía hace y también donde el kilovatio es el más
costoso en toda la región de Cundinamarca.
Marco normativo y legal
En Colombia, el sistema de domótica debe tener especificaciones técnicas, como su
voltaje que para líneas alternas es 120 V AC y su frecuencia es de 60 Hz.
La normalización requiere de importantes conocimientos técnicos que se deben adquirir
durante el desarrollo profesional.
En general, la normativa es la encargada de establecer, para que cada aspecto tenga las
exigencias técnicas que se han de satisfacer en el proyecto. fomentando e impulsando la
necesidad y el uso de determinadas soluciones constructivas y creativas. Por eso, en esta etapa de
la investigación se ha establecido diferentes normas y disposiciones legales aprobadas a nivel
nacional que se aplican a este tipo de instalaciones, clarificando que “las normas son de
aplicación voluntaria mientras que las disipaciones legales son de obligado cumplimiento. En la
actualidad se están desarrollando trabajos de normalización relacionados con la domótica tanto
en organismo europeos (CENELEC; CEN) como en organismos internacionales (ISO/IEC)”
(PATIÑO, 2016)
En la siguiente ilustración se observa los principales organismos autorizados para la elaboración
de Normas. Se distingue entre su campo de aplicación (general, eléctrico y telecomunicaciones)
así como su ámbito geográfico (internacional, europeo y nacional).
Ilustración 1: organismos de normalización
Fuente: http://repositorio.utp.edu.co/dspace/bitstream/handle/11059/7287/621382H565.pdf?sequence=1
En el ámbito de aplicación internacional contamos con:
ISO
International Organization for
Standardization (Organización
Internacional para la Estandarización).
Es una norma adoptada por un organismo
internacional de normalización tal como ISO
y debe ser accesible al público.
IEC
International Electrotechnical
Commission (Comisión Internacional
Electrotécnica).
Es una organización de normalización en los
campos: electrónico y tecnologías relacionadas. La
IEC es una organización líder en el mundo en la
publicación de estándares internacionales para
tecnologías relacionadas con electricidad y
electrónica, que cuenta con más de 65 países
miembros, entre los que se cuenta Colombia. La
importancia de los estándares IEC para Colombia se
ve reflejada en el hecho de que muchas normas
NTC son adopciones idénticas de los estándares
IEC.
• ISO/IEC 14543 Tecnología de información
arquitectura de sistemas de hogares
electrónicos (Home Electronic Systems–
HES)
• IEC 60364 Instalaciones eléctricas de bajo
voltaje
UIT
International Telecommunication
Unión (Unión Internacional de
Telecomunicación).
Es el organismo especializado en
telecomunicaciones de la Organización de las
Naciones Unidas (ONU), encargado de regular las
telecomunicaciones a nivel internacional entre las
distintas administraciones y empresas operadoras.
Tabla 1: organismo de normalización internacional
En el ámbito de aplicación nacional contamos con:
INCONTEC Instituto colombiano de normas técnicas y
certificación, es el Organismo Nacional de
Normalización de Colombia.
RETIE
Reglamento Técnico de Instalaciones
Eléctricas
Fue creado por el Decreto 18039 de 2004, del
Ministerio de Minas y Energía en Colombia,
El objetivo de este reglamento es establecer
medidas que garanticen la seguridad de las
personas, vida animal, vegetal y la
preservación del medio ambiente,
previniendo, minimizando o eliminado los
riesgos de origen eléctrico.
CRC
Comisión de regulación de comunicaciones.
es una entidad orientada a promover la
competencia y la inversión mediante la
construcción de mercados competitivos en el
sector de TIC, con el objetivo de generar
condiciones que permitan que la población
tenga acceso a la sociedad de la información y
se apropie de sus beneficios.
Tabla 2: organismo de normalización nacional
Legislación vigente
Directivas europea
Directiva CE 2006/95 /CE de Baja
Tensión
Su finalidad es la de garantizar la seguridad en el empleo de cualquier material eléctrico.
Directiva CE 89 /336/CEE de Compatibilidad
Electromagnética.
Cuyo objetivo es garantizar la protección de los equipos y las personas contra los problemas
que puedan causar las perturbaciones
electromagnéticas que provocan los dispositivos
eléctricos y electrónicos.
En Colombia explícitamente no existen normas que se refieran a sistemas inteligentes, ni
a conceptos relacionados. Sin embargo, existe un programa Colombia Inteligente, donde se
encuentran normas en revisión por comités con el fin de disponerlas e implementarlas en las
redes inteligentes en Colombia. Algunas de ellas se refieren a medidores de energía y protocolos
de seguridad y comunicación.
En la siguiente tabla se muestran algunas de ellas:
Directivas internacionales
NFPA 72 Código nacional de alarmas de incendio y señalización.
NFPA 101 Código de seguridad humana.
NFPA 730
Guía para la seguridad de edificios, describe las prácticas y características de la construcción, protección y
ocupación. Cubre una evaluación de vulnerabilidad de la seguridad, diseñando un plan de seguridad, protección
interior, protección exterior ymedidas de seguridad para las unidades de ocupación.
NFPA 731
Norma para la instalación de sistemas electrónicos de seguridad de edificios, cubre la aplicación, ubicación,
instalación, desempeño, prueba y mantenimiento de los sistemas de seguridad físicos y sus componentes.
Reglamento colombiano de construcción
sismo resistente NSR-10
Sus principales objetivos son asegurar la
calidad en la edificación y promover la
sostenibilidad e innovación. Entre otros
requisitos, la nueva normativa obliga a que
los edificios construidos bajo su aplicación.
Reglamento técnico para redes internas de
telecomunicaciones RITEL
Establece las medidas relacionadas con el
diseño, construcción y puesta en servicio de
las redes internas de telecomunicaciones en
Colombia, además Este reglamento deben
cumplirlo todas las edificaciones sujetas a la
ley de la propiedad horizontal y establece las
especificaciones técnicas en materia de
comunicaciones para el interior del edificio
con la finalidad de garantizar a los
ciudadanos, el acceso a las
telecomunicaciones (Radiodifusión sonora y
Televisión terrestre y vía satélite, redes
telefónicas, redes de banda ancha por cable y
radio), no se hace referencia expresa a la
domótica, si bien es cierto que podría ser uno
de los documentos más fácilmente
ampliables, para recoger la legislación en lo
referente a la domótica.
NTC 4440 EQUIPOS DE MEDICIÓN DE
ENERGÍA ELÉTRICA.
Intercambio de datos para la lectura de m
editores, tarifa y control de la carga.
Intercambio de datos locales directos
(26/10/2005) constituye una adopción
idéntica por traducción de la norma IEC
62056-21 y se encuentra en revisión por parte
del comité 144 (medidores de energía
eléctrica).
Código Eléctrico Colombiano – NTC 2050
Cuyo objeto es la salvaguardia de las
personas y de los bienes contra los riesgos
que pueden surgir por el uso de la
electricidad. Basada en la norma técnica
NFPA 70 versión 1996, encaja dentro del
enfoque que debe tener un reglamento
técnico y considerando que tiene plena
aplicación en las instalaciones para la
utilización de la energía eléctrica, incluyendo
las de edificaciones utilizadas por empresas
prestadoras del servicio de electricidad, se
declaran de obligatorio cumplimiento los
primeros siete capítulos con las tablas
relacionadas (publicados en el Diario Oficial
No 45.592 del 27 de junio de 2004) incluidas
las tablas del capítulo 9 de NTC 2050 y la
introducción en los aspectos que no
contradigan el presente reglamento.
NTC IEC 61000-4-30
Compatibilidad electromagnética (CEM)
parte 4-30: técnicas de ensayo y de medida de
la calidad de suministro.
NTC 5907 MEDICIONES DE
ELECTRICIDAD.
Sistemas de pago. especificación de
transferencia estándar (STS). protocolo de la
capa de aplicación para sistemas portadores
de códigos en una sola dirección
(21/03/2012).
NTC-ISO/IEC 27001
Tecnologías de la información. técnicas de
seguridad. sistemas de gestión de la seguridad
de la información (SGSI). Requisitos
(22/03/2006)
Esta norma es una adopción idéntica por
traducción de la norma iso/iec 27001 y
actualmente se encuentra bajo revisión del
comité de normalización 181 del Icontec
(gestión de la tecnología de la información).
Esta norma propone una metodología basada
en procesos y en el modelo PHVA para
gestionar el riesgo y mejorar la seguridad de
la información dentro de las organizaciones
(cualquier organización en general), de
manera que está alineada con las normas ISO
9001 e ISO 14001. La norma presenta un
listado de las definiciones relacionadas con el
tema, luego expone los lineamientos
generales para implementar y gestionar el
SGSI, las responsabilidades de la dirección de
la compañía, y las auditorías y procesos de
revisión con miras a la mejora continua del
sistema SGSI.
NTC 5753 MEDIDA DE LA ENERGÍA
ELÉCTRICA.
Glosario de términos
Esta norma proporciona definiciones de
términos específicos que pueden ser usados
en las normas sobre medida eléctrica,
tarifación y control de cargas y sistemas de
intercambio de información cliente empresa
de servicios públicos.
NTC 5908 MEDIDORES DE
ELECTRICIDAD.
Sistemas de pago. especificación de
transferencia estándar (STS). protocolo de
nivel físico para portadores de código de
tarjeta magnética (21/03/2012).
ANSI/TIA/EIA-568-B.1
Estándar de Cableado de Telecomunicaciones
de Edificios Comerciales, Parte 1:
Requerimientos Generales, Abril de 2001.
ANSI/TIA/EIA-568-B.2
Estándar de Cableado de Telecomunicaciones
de Edificios Comerciales, Parte 2:
Componentes de Cableado de par trenzado
balanceado, abril de 2001.
ANSI/TIA/EIA-568-B.2 Estándar de Cableado de Telecomunicaciones
de Edificios Comerciales, Parte 2:
Componentes de Cableado de par trenzado
balanceado, apéndice 1 Especificaciones de
desempeño de transmisión para cableado de 4
pares 100 ohm, categoría 6, junio de 2002.
Tabla 3: legislación vigente en Colombia
(PATIÑO, 2016) pág. 33 – 40.
Diseño metodológico
Este proyecto tiene una metodología aplicada, ya que, satisface las necesidades de una
comunidad, como también es científica por que realizamos un estudio para innovar en el
contexto. Esto se iniciará controlando de forma remota el sistema de iluminación de la vivienda y
se logró de la siguiente forma se elaboró una maqueta básica en un material conocido como
madera o “triple” se le hicieron los diferentes cortes y modificaciones para hacerlo igual al plano
que se diseñó previamente, de acuerdo al plano se abrieron e instalaron las diferentes conexiones
de cada habitación de la casa con LED los cuales se encenderán en dos secciones mediante una
aplicación móvil en el celular llamada APK, se utilizó un arduino, un módulo bluetooth y una
protoboard con jumper y otros componentes para lograr el objetivo de este proyecto, en la línea
de código del el arduino se declaró dos variables que hace referencia a las dos secciones por las
cuales alumbra la maqueta para finalizar se realizaron las modificaciones y los retoques a la
maqueta modelo para este proyecto que se piensa implementar a futuro para ahorrar energía y
modernizar una vivienda de interés social.
Al realizar este prototipo podemos obtener una herramienta de control y ahorro de energía
eléctrica, puesto que, se está mitigando el alto consumo de energía eléctrica mediante
aplicaciones gratuitas y componentes que son comprados una sola vez y que pueden durar mucho
tiempo, además que podemos ahorrarnos la molesta tarea de desplazarnos hasta donde este el
interruptor para apagar las luces de una vivienda real.
Costos del prototipo
Producto Cantidad Valor
Madera 3 triples 3.000
Kit arduino Mega y bluetooth 1 kit 100.000
Protoboard y componentes 1 18.000
LED 8 3.000
Materiales extras (pinturas, tornillos, cortes,
silicona, cinta)
8.000
Total gasto: = 132.000
El costo de un diseño de domótica en una vivienda de interés social real es aproximadamente de
$1.000.000, teniendo en cuenta que la casa es de 6x12𝑚𝑡𝑠2 de igual forma el precio puede variar
de acuerdo a las necesidades del cliente, teniendo en cuenta el tipo y la calidad de los productos
partiendo de esto el precio puede aumentar o disminuir.
Producto de la Investigación
Se realizó un estudio detallado acerca de la utilización de un sistema domótica, donde se
logró obtener un prototipo de aplicación que es capaz de optimizar y manejar de manera remota
iluminación de una vivienda acogidas a norma ISO y IEC “Comisión electro técnica
internacional”
El código de lenguaje
Prototipo
Conclusiones
La implementación de un sistema de domótica en Colombia ha tenido poco acogimiento
en la sociedad, ya que, el número de empresas no se encuentran familiarizadas en el desarrollo y
fabricación de los equipos, que, a su vez sale más costoso la compra por ser equipos importados,
que dificulta el diseño del sistema.
Se observa que en Colombia se pueden crear empresas que manejen el diseño y/o
construcción de una vivienda domótica, dado que, puede contribuir a la potencialización del
comercio y ayudando a incrementar el empleo.
Actualmente hay una ausencia de reglamentación para esta clase de tecnologías ya que no
dispone de directivas específicas para el sector de la domótica que deban aplicarse en cualquier
instalación.
Con el desarrollo del prototipo se logró automatizar la iluminación de la vivienda
“maqueta” a través de un dispositivo móvil. Para la gestión de encender las luces en la maqueta
de domótica, se logró implementar una aplicación para Android tipo apk, con esta aplicación se
implementó un menú de opciones que funciono como un interruptor normal usados en las
viviendas de interés social para poder encender/apagar las luces de nuestra maqueta y además se
logró una interfaz gráfica en la aplicación, para que así mismo sea de mayor gusto y agrado la
implementación de este software, que sea de fácil manejo al usuario el uso de esta.
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RAMA EDITORIAL.
