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.
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.
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.
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 usado s 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
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 2
[email protected] http://www.cedom.es/que-es-domotica.php
1
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 2
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 http://twenergy.com/energia-curiosidades/que-es-la-eficiencia-energetica-39 6 http://www.donostia.org 5
3
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. 4
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.
5
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 i nteligentes, 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. 6
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 i nteligentes, 2da edición
7
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 8
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. 9
Figura 5: Topología de red
Fuente: Domótica e Inmotica viviendas y edificios i nteligentes, 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.
10
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.
11
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.
12
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.
13
•
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.
14
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. 15
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 i nteligentes, 2da edición 16
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 17
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).
18
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. 19
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
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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.
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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
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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. 23
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.
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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.
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1.4 Los Principales Estándares Domóticos 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.
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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.
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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.
Aumentar la presencia de estos bus domóticos en áreas como la
o
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 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.
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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.
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• 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 30
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/Z201772006) 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.
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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.
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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.
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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.
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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 270m 2 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.
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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 m 3 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.
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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 m 3o 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 m 3/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.
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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:
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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.
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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
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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
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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.
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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.
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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.
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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 45
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
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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.-
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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. 48
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.
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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.
50
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.
51
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
52
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.
53
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.
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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.
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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). 56
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
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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
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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
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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.
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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.
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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.
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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.
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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-2ON, 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.
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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:
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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.
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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.
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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).
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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.
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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
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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.
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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.
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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 pantall a 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.
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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.
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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.
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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
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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.
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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. 79
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.
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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.
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Figura 39: Conexión 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. 82
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 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).
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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.
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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.
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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.
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Figura 43: Tabla de facturación antes y después del cambio
Fuente: elaboración propia
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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.
88
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YANZA CHÁVEZ, William Geovanny. Estudio Comparativo de Sistemas Informáticos Domóticos. Escuela Superior Politécnica de Chimborazo. RiobambaEcuador 2010.
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90
http://www.albedo.biz
http://www.thefind.com
http://www.senavirtual.edu.co/
91
ANEXOS
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CALCULO DE ILUMINACIÓN DEL PARQUEO
El área del parqueo tiene dimensión de 270m 2 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/
93
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. 94
TABLA 2: CONSUMO MENSUAL DE LOS EFECTOS ELÉCTRICOS RESIDENCIALES Consumo Equipos
Potencia nominal (KW)
Horas
Dias
Factor de
(KWH/M
Uso/Día
Uso/Día
operación
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
0.07
8
30
1
16.8
18"
0.07
8
30
1
16.8
De techo 56"
0.078
8
30
1
16.7
0.1
8
30
1
24
0.3
8
30
1
72
Abanicos De mesa 16" De pedestal
Equipos de Refrigeración Bebedero agua fria Nevera 9-12 pies
95
nevera 15-21 pies
0.525
8
30
1
126
0.65
8
30
1
156
1.5
1
30
1
45
1
0.3
30
1
9
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
0.2
0.17
30
1
1
0.11
0.17
30
1
0.6
Grasa
0.1
1
30
1
3
Licuadora
0.576
0.15
30
1
2.6
nevera 25 pies
Equipos Termicos Estufa Eléctrica Microondas 1.5 pies Horno
Equipos con Motores Batidora Exprimidor Cítricos Extractor de
Área lavado, Limpieza y Aseo personal lavadora 8-14 libras
0.415
1
30
1
12.5
1.44
1
30
1
43
1.1
0.17
30
1
5.6
lavadora 28 libras Planchas Eléctrica
96
Blower
1.4
0.33
30
1
13.9
Equipos de Entretenimiento y Oficina Computadora
0.03
4
30
1
3.6
0.02
1.6
30
1
1
música
0.12
4
30
1
14.4
Nintendo
0.04
2
30
1
2.4
0.006
24
30
1
4.3
0.07
6
30
1
12.6
0.1
6
30
1
18
0.056
6
30
1
9.9
0.175
6
30
1
31.5
0.009
6
30
1
1.6
0.011
6
30
1
2
0.013
6
30
1
2.3
20 Watts
0.02
6
30
1
3.6
Iluminarias40
0.04
6
30
1
7.2
DVD/Video Recorder Equipo de
Teléfono Inalámbrico. TV de tubo 14 " TV de tubo 21 " TV LCD 17"20" TV LCD 32"42"
Iluminarias Iluminarias 9 Watts Iluminarias 11 Watts Iluminarias 13 Watts Iluminarias
97
Watts
Equipos de Servicios Bomba de Agua 1/4 HP
0.187
0.67
30
1
3.8
0.56
0.67
30
1
11.3
1.494
0.67
30
1
30
2
0.67
30
1
142.7
Coser
0.1
0.5
30
1
1.5
Motor Portón
0.625
0.2
30
1
3.8
Bomba de Agua 3/4 HP Bomba de Agua 2 HP Calentador de Agua Maquina de
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.
98
TABLA 3: TARIFAS CONSUMO ELÉCTRICO
Fuente: Proporcionado por EDESUR DOMINICANA
99
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).
100
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.
101
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).
102
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.
103
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.
104
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.
105
PLANOS
106
107
108
109
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