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UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES “ARAGÓN”. “AHORRO DE ENERGÍA APLICADO A CASAS INTELIGENTES, (DOMÓTICA).” TESIS PROFESIONAL QUE PARA OBTENER EL TÍTULO DE INGENIERO MECÁNICO ELECTRICISTA PRESENTA: JOSÉ LUIS ARREDONDO GARCÍA ASESOR: ING. ADRIAN PAREDES ROMERO 2010 UNAM – Dirección General de Bibliotecas Tesis Digitales Restricciones de uso DERECHOS RESERVADOS © PROHIBIDA SU REPRODUCCIÓN TOTAL O PARCIAL Todo el material contenido en esta tesis esta protegido por la Ley Federal del Derecho de Autor (LFDA) de los Estados Unidos Mexicanos (México). El uso de imágenes, fragmentos de videos, y demás material que sea objeto de protección de los derechos de autor, será exclusivamente para fines educativos e informativos y deberá citar la fuente donde la obtuvo mencionando el autor o autores. Cualquier uso distinto como el lucro, reproducción, edición o modificación, será perseguido y sancionado por el respectivo titular de los Derechos de Autor. AHORRO DE ENERGÍA APLICADO A CASAS INTELIGENTES, (DOMÓTICA). OBJETIVO GENERAL: Establecer los fundamentos del Ahorro de Energía aplicado a Casas Automatizadas, (Domótica). OBJETIVOS PARTICULARES: 1) Establecer los conceptos generales sobre Ahorro de Energía. 2) Conocer los conceptos generales sobre casas automatizadas, (Domótica). 3) Dar los fundamentos y características del equipo utilizado en el diseño de casas automatizadas, considerando el Ahorro de Energía. 4) Utilizar la aplicación del Ahorro de Energía, en el diseño de una casa automatizada a partir de la Domótica. INDICE. ÍNDICE. INTRODUCCIÓN. 1 CAPÍTULO I. CONCEPTOS GENERALES SOBRE AHORRO DE ENERGÍA. I.1.- Introducción. 4 I.2.- Contaminación medioambiental. 4 I.3.- Políticas energéticas. 6 I.4.- Ahorro de energía y efecto invernadero. 8 I.4.1.- Protocolo de Kyoto. 9 I.4.2. Ahorro de energía. 10 I.4.3. Ahorro de agua. 11 I.4.4. Ahorro de gas. 13 I.5.- Rendimiento de la energía. 15 I.5.1. Factores que mejoran el rendimiento 16 I.6.- Generación de electricidad. 16 I.6.1. Turbinas hidráulicas. 18 I.6.2. Turbinas térmicas. 19 I.6.3. Turbinas eólicas. 20 I.6.4. Turbinas submarinas. 20 I.7.- ¿Cómo lograr el ahorro de energía? 21 I.7.1. Cogeneración con Turbinas de Vapor. 21 I.7.2. Cogeneración con Turbinas de Gas. 21 I.7.3. Cogeneración con Ciclo Combinado. 22 INDICE. I.7.4. Cogeneración con Motor Alternativo. 22 I.7.5. Cogeneración con microturbinas. 22 I.8.- Métodos para un ahorro de energía eficaz. 23 I.8.1. Sector de edificios domésticos y comerciales. 23 I.8.2. Sector industrial. 24 I.8.3. Transporte. 24 I.9.- El ahorro de energía en una casa. 25 CAPÍTULO 2. CONCEPTOS GENERALES SOBRE CASAS AUTOMATIZADAS (DOMÓTICA). II.1.- Concepto de Domótica. 26 II.2.- ¿Qué es la Domótica? 27 II.3.- ¿De qué se encarga la Domótica? 28 II.3.1. Gestión energética. 29 II.3.2. Seguridad. 29 II.3.3. Confort. 30 II.3.4. Comunicaciones. 30 II.4.- El estado actual de la Domótica. 31 II.4.1. Los Estados Unidos de América. 31 II.4.2. Japón. 31 II.4.3. Europa. 32 II.4.4. México. 33 II.5.- Funciones y Servicios del Hogar Digital. 34 INDICE. II.6.- Contribución de la Domótica al ahorro y la eficiencia energética. 36 II.6.1. ¿Cómo ahorrar electricidad? 35 II.6.2. ¿Cómo ahorrar combustibles? 36 II.6.3. ¿Cómo ahorrar agua? 37 II.7.- Cálculo de emisiones de gases de efecto invernadero. 37 11.7.1. Cálculo de emisiones de gases de efecto invernadero. 40 11.7.2. Estimación del uso de energía eléctrica de aparatos de línea blanca y línea café. 42 II.8.- Caso práctico de ahorro energético en una vivienda con Domótica. 46 II.9.- Primeras Conclusiones. 46 CAPÍTULO 3. EQUIPO UTILIZADO EN EL DISEÑO DE CASAS INTELIGENTES (DOMÓTICA), CONSIDERANDO EL AHORRO DE ENERGÍA. III.1.- Introducción. 49 III.2.- Estructura de la Domótica (Elementos que componen un sistema Domótico). 51 III.2.1. Pasarela Residencial. 51 III.2.2. Sistema de control centralizado. 57 III.2.3. Los sensores. 58 INDICE. III.2.4. Los actuadores. 59 III.2.5. Los aparatos electrónicos y electrodomésticos dotados de tecnología digital. 60 III.3.- Preinstalación de una vivienda Domótica. 61 III.4.- Conceptos Técnicos. 62 III.4.1. Tipo de arquitectura o Topologías (“hardware” del sistema). 62 III.4.2. Medios de Transmisión de los datos. 63 III.4.3. Velocidad de Transmisión. 67 III.4.4. Protocolos de Comunicaciones. 68 III.5.- Principales tecnologías Domóticas. 69 III.5.1. X10®. 70 III.5.2. ZIGBEE®. 75 III.5.3. KNX® (antes KONNEX). 81 III.5.4. LonWorks® / LONTALK (Local Operating Networks). 89 III.5.5. BACnetTM. 92 III.6.- Comparación de las diferentes tecnologías. 93 III.6.1. KNX® vs LON. 93 III.6.2. X10® vs ZigBee®. 95 III.7.- Las aplicaciones de la Domótica. 95 INDICE. III.8.- Equipo utilizado en aplicaciones de Domótica. 97 III.8.1. Ejemplo de un proyecto pequeño. 97 III.9.- Resumen. 99 III.9.1. Historia de la Domótica: pasado, presente y futuro. 99 III.9.2. X10®: el inicio a finales de los '70. 99 III.9.3. Nacimiento de los Protocolos Estándar: KNX® y LonWorks® (LON). 100 III.9.4. La llegada de los Protocolos Propietarios. 101 III.9.5. Expansión de los protocolos estándar: KNX® vs LON y llegada de los sistemas inalámbricos. 102 III.9.6. El futuro de los sistemas domóticos. 102 CAPÍTULO 4. APLICACIÓN DE AHORRO DE ENERGÍA EN EL DISEÑO DE CASAS INTELIGENTES (DOMÓTICA). IV.1.- Introducción. ¿Qué es una red de control? 104 IV.2.- Elementos de Instalación. 107 INDICE. IV.3.- Pasos para realizar un proyecto domótico. 108 IV.3.1. Determinación de la funcionalidad. 108 IV.3.2. Instalaciones de la casa o edificio. 109 IV.3.3. Cableado del bus de instalación KNX®/TP1. 109 IV.3.4. Selección y montaje de componentes del bus KNX®/TP1. 110 IV.3.5. Representaci6n esquemática de la instalación. 111 IV.4.- Caso real. 114 IV.4.1. Iluminación. 115 IV.4.2. Persianas y toldos. 115 IV.4.3. Tomas de corriente. 116 IV.4.4. Calefacción / Climatización. 116 IV.4.5. Alarmas técnicas. 116 IV.4.6. Control a distancia. 117 IV.4.7. Control telefónico. 117 IV.4.8. Número de módulos. 117 IV.4.9. Sistema KNX®. 118 IV.4.10. Número de módulos de alimentación. 118 IV.4.11. Lista de componentes. 119 IV.4.12. Presupuesto del material. 129 IV.5.- Conclusiones. 131 INDICE. CONCLUSIONES. 132 BIBLIOGRAFÍA. 135 GLOSARIO DE TÉRMINOS. 140 ANEXO.- Otras formas de ahorrar energía. 144 AHORRO DE ENERGÍA APLICADO A CASAS INTELIGENTES, (DOMÓTICA). 1 INTRODUCCIÓN En los últimos años, y dada la fuerte dependencia del exterior que tiene México en cuanto a consumo energético, los actuales gobiernos del país; han ido aprobando leyes y decretos, que tienen como objetivo principal, incentivar el Ahorro de Energía de aquellos usuarios que son consumidores que solicitan grandes cantidades de energía, ya sea para consumo residencial o industrial. Haciendo un poco de historia, se indica que en Marzo de 1995 la revista European Power Notes, publicó un artículo titulado “Energy Revolution in Spreading”, en el que los autores expresan cuáles serán las futuras tendencias para la demanda y el uso de la energía, indicando los más importantes cambios que se avecinan. De ellos, se ofrecen los puntos más importantes: En los próximos 15 ó 20 años, gran parte de la electricidad será generada por equipos situados en los propios edificios o centros comerciales (autogeneración1 y cogeneración2, incluso trigeneración3 de energía), y no en las hoy, poco eficientes plantas de producción actuales (plantas generadoras o centrales eléctricas), (European Power Notes, 1995).Los avances en el diseño y materiales han reducido drásticamente los consumos de energía en algunos edificios y complejos hasta en un 90% con respecto a lo que se consumía en 1970. El mundo está en una etapa de búsqueda de la mayor rentabilidad en todos los procesos energéticos, optimizando en todo lo posible, los recursos disponibles. Estas tendencias y cambios, más otros que están emergiendo ahora, pueden facilitar el camino hacia el empleo eficiente y sostenible de la Energía. No obstante, y hasta que llegue ese momento, habrá que ir adoptando medidas técnicas, entre las que hay que considerar: Ahorro de Energía y recuperación de calor. Centralización de producción de frío y calor. El mayor empleo de máquinas de absorción. Evitar el uso de energía eléctrica (como fuente única). Empleo de motores térmicos. 1 Autogeneración.- A través de plantas generadoras. 2 Cogeneración.- A través de plantas generadoras instaladas dentro de los ciclos de autogeneración. La energía de combustibles fósiles primarios es la construcción de sistemas de Cogeneración o de Energía y Calor Combinados (ECC). Para el objetivo de este trabajo de tesis, esta forma de cogeneración de energía es la propuesta; aún a sabiendas, de que pueden existir otros tipos de generación a través de la forma tradicional de obtención de energía eléctrica por medio de Centrales Generadoras hidroeléctricas y termoeléctricas. Así como del tipo de turbina: Pelton o Francis. Sin embargo, ese análisis está fuera del objetivo de esta tesis. 3 Trigeneración.- Es la suma de todas las posibilidades de generación dentro del sistema. Aquí se trata de aprovechar las diversas opciones ecológicas de generación de energía (solar, eólica, composta, etcétera). AHORRO DE ENERGÍA APLICADO A CASAS INTELIGENTES, (DOMÓTICA). 2 Empleo de sistemas de cogeneración y trigeneración (autoproducción eléctrica). Regulación completa de zonas a climatizar (frío / calor). Sistemas pasivos en edificios. Una familia típica estadounidense gasta cerca de $1,300 USD4 al año en consumo de energía; mientras que, una familia europea gasta en promedio 1,000 € en ese mismo periodo de tiempo. Desgraciadamente, se desperdicia una gran cantidad de esa energía. Cada año se desperdicia a través de ventanas y puertas mal instaladas una cantidad de energía equivalente a la cantidad de energía que se recibe del oleoducto de Alaska. Así mismo, para generar la electricidad a partir de combustibles fósiles que se necesita para una sola casa, se arroja al aire circundante más dióxido de carbono que dos vehículos convencionales. Si cada consumidor, toma algunas medidas de bajo costo para aumentar la eficiencia energética en su hogar, puede reducir los gastos de energía entre un 10 y 50%, a la vez que contribuye a reducir la contaminación del aire (esto es mejor que el cambio de horario). Finalmente para México, se tiene un consumo promedio de $10,000 pesos (incluyendo el subsidio que otorga el gobierno Federal), (Secretaría de Energía, 2006). La clave para lograr estos ahorros radica en elaborar un plan de eficiencia energética global para el hogar. Para abordar este criterio, se debe visualizar cada una como un sistema energético formado por parte independientes. Por ejemplo, el sistema de calefacción no es simplemente una caldera, sino un sistema de suministro de calor que comienza en la caldera y distribuye el calor por toda la casa a través de un sistema de conductos. Aunque en una casa se tenga la mejor y más moderna caldera en cuanto a eficiencia energética, si los conductos dejan pasar aire y no están aislados, y además las paredes, el ático5, las ventanas y las puertas de la casa tampoco cuentan con aislamiento, se seguirá recibiendo facturas energéticas altas. Si se sigue un Plan de Ahorro de Energía Global para toda la casa, se gastará dinero para aumentar la eficiencia energética sabiendo que se trata de una inversión inteligente. Las mejoras en la eficiencia energética, no solamente convierten el hogar en un lugar más cómodo; sino que se produce un beneficio económico a largo plazo. El costo de las mejoras en la eficiencia energética del hogar o de un electrodoméstico eficiente en cuanto al consumo de energía, que puede ser más caro, se puede recuperar a través de un menor costo de operación. A veces, cuando se hace este tipo de mejora es posible obtener un préstamo hipotecario especial por eficiencia energética, para el cual el organismo crediticio puede utilizar un coeficiente deuda-ingreso más alto de lo normal para 4 Tipo de Cambio usado a lo largo de toda esta Tesis (Abril de 2010). 1MXN = 0. .0819187 USD 1 USD = 12.2072 MXN 1 MXN = 0.0615446 EUR 1 EUR = 16.2484 MXN Fuente: Universal Currency Converter (www.xe.com/ucc/es) 5 Ático.- Último piso de una casa o de un edificio. AHORRO DE ENERGÍA APLICADO A CASAS INTELIGENTES, (DOMÓTICA). 3 calcular las condiciones del préstamo. Además, es incluso probable, que aumente el valor de reventa de dicha casa-habitación. Por otro lado, la lectura de la presente tesis puede abordarse de la siguiente manera: En el capítulo I, se aborda el problema del cambio climático y la importancia del ahorro de energía, se desarrollan también los conceptos generales sobre el tema del ahorro de energía; y se resalta el tema de las recomendaciones para el ahorro de energía; así como algunas de las formas de generación de la energía. En el capítulo II, se establecen qué es la Domótica y la forma en que este concepto es llevado a la Casa Inteligente. Para el capítulo III, se hace una reseña de las redes de control más importantes, todo ello considerando el ahorro de energía. Finalmente, en el capítulo IV, se realiza una propuesta de cómo aplicar los conceptos desarrollados en el capítulo anterior, para constituir un prototipo de casa inteligente, basada en la propuesta Domótica. AHORRO DE ENERGÍA APLICADO A CASAS INTELIGENTES, (DOMÓTICA). 4 CAPÍTULO I. CONCEPTOS GENERALES SOBRE AHORRO DE ENERGÍA. I.1. Introducción. En otros tiempos, la energía disponible en relación a la demanda de consumo humano era abundante. La madera y el carbón vegetal eran el principal combustible, hasta la aparición en el siglo XVIII, del combustible de carbón mineral con la Revolución Industrial. Todavía hoy, la madera constituye el 13% de la energía mundial, y la mayor parte se quema de modo poco eficaz para cocinar y calentar los hogares en los países menos desarrollados. Un aldeano típico gasta cinco veces más energía que un europeo para preparar la cena sobre el fuego, o utilizando la madera para quemar. La consecuencia de ello es que la madera como combustible está empezando a escasear en África y el Sureste asiático. En Europa, y en particular en Gran Bretaña, los suministros de madera empezaron a disminuir en la mitad del siglo XVIII, pero el carbón disponible iba aumentando. El carbón se utilizaba para usos domésticos y para las máquinas de vapor necesarias para bombear el agua de las minas de carbón y, de este modo, aumentar la producción de este valioso combustible. La máquina de vapor de caldera de carbón también hizo posible el transporte por ferrocarril, con el invento de la locomotora, que resultó una forma de propulsión más segura y eficaz que muchas otras. No es necesario recalcar la gran eficacia de este invento; la conversión de la energía química del carbón en energía mecánica de la máquina, alcanzaba un rendimiento mejor. En México, se tiene un consumo variado de energía, ya que en las grandes urbes, se utilizan sistemas energéticos basados en el consumo de derivados del petróleo (gas LP, gas natural o combustóleo); mientras en las regiones más pobres del país, se sigue utilizando leña o sus derivados (serrín o virutas bañadas en petróleo) para calentar loshogares e incluso, los alimentos. Por lo que, el consumo de energía es diferencial. No obstante, se busca que haya una homologación en la distribución y uso de los combustibles, con el objetivo de hacer eficiente su consumo. I.2. Contaminación medioambiental. El químico sueco Svante A. Arrhenius descubrió en 1896 que el equilibrio radiactivo de la Tierra dependía en gran medida de la capa protectora de dióxido de carbono. Durante 150,000 años el contenido de dióxido de carbono (CO2) en la atmósfera se ha mantenido en un valor constante de unas 270 partes por millón (ppm). El dióxido de carbono atrapa los rayos infrarrojos que salen de la Tierra y es el responsable de que la temperatura de la superficie terrestre sea unos 31 grados más cálida que si no existiera. Esto ha http://es.encarta.msn.com/encyclopedia_761577952/Revoluci�n_Industrial.html http://es.encarta.msn.com/encyclopedia_761566038/Energ�a.html http://es.encarta.msn.com/encyclopedia_761558734/Carb�n.html http://es.encarta.msn.com/encyclopedia_761554687/M�quina_de_vapor.html http://es.encarta.msn.com/encyclopedia_761554687/M�quina_de_vapor.html http://es.encarta.msn.com/encyclopedia_761554687/M�quina_de_vapor.html http://es.encarta.msn.com/encyclopedia_761551700/Locomotora.html http://es.encarta.msn.com/encyclopedia_761560437/Svante_August_Arrhenius.html http://es.encarta.msn.com/encyclopedia_761574216/Di�xido_de_carbono.html http://es.encarta.msn.com/encyclopedia_761559991/Atm�sfera.html http://es.encarta.msn.com/encyclopedia_761568909/Rayos_infrarrojos.html AHORRO DE ENERGÍA APLICADO A CASAS INTELIGENTES, (DOMÓTICA). 5 tenido un efecto crucial en el desarrollo de la vida misma, ya que sin este efecto invernadero natural, la mayor parte del agua terrestre sería hielo. Sin embargo, el contenido de dióxido de carbono en la atmósfera se ha incrementado desde 1850 hasta alcanzar 360 ppm. El mayor motivo de este aumento es el incremento progresivo de la combustión de carbón, petróleo y gas para obtener la energía necesaria, a fin de mantener nuestro estilo de vida. Los habitantes del oeste de Europa gastan tres toneladas de petróleo, o su equivalente en gas o carbón, por persona al año, mientras que en Estados Unidos el gasto es de ocho toneladas por persona al año. En el mundo se consumen 8.000 millones de toneladas de petróleo u otros combustibles fósiles al año, y se espera que en el año 2020 el consumo alcance los 14,000 millones de toneladas anuales. Gran parte de este aumento de la demanda proviene del mundo en vías de desarrollo. En China se queman 1,000 millones de toneladas de carbón y se calcula que en cinco años esta cifra se incrementará a 1,500 millones de toneladas, ya que su economía está creciendo a un promedio del 8 al 10% anual. (Como media, en un país en vías de desarrollo un crecimiento anual del 1% viene a suponer un incremento en el consumo de energía del 1,5%). El rápido aumento de la población de los países en vías de desarrollo acentúa el problema. Las Naciones Unidas estiman que en el año 2040 el crecimiento será de 10,000 millones de personas de las que 8,000 millones pertenecerán a países en vías de desarrollo, muchos de ellos con economías en fuerte expansión, con lo que su demanda de energía aumentará de forma considerable. El efecto de la quema masiva de combustibles fósiles, es el aumento de la cantidad de dióxido de carbono. Su concentración en el aire duplicará duplicado en el año 2030, los valores medios del siglo XIX, que se situaban en 270 ppm, lo que provocará el aumento en 2 ºC de la temperatura de la superficie terrestre, así como una subida de unos 4 cm del nivel del mar según las estimaciones de la Conferencia Intergubernamental sobre el Cambio Climático de las Naciones Unidas. Las posibles consecuencias del calentamiento global son impredecibles a largo plazo y han provocado la alarma en todo el mundo. La posibilidad de ver masas de agua inundando los países ribereños y cambios en el clima provocando el aumento de las lluvias en partes del hemisferio norte, así como la extensión de la desertización en algunas regiones ecuatoriales en las próximas décadas resulta inquietante. En Mayo de 1992, 154 países (incluidos los de la Unión Europea) firmaron el Tratado de las Naciones Unidas para el Cambio Climático (ratificado en marzo de 1994). Los países signatarios se comprometieron a estabilizar, para el final de siglo, los niveles de las emisiones de dióxido de carbono en los valores de 1990. Los científicos participantes de la Conferencia Intergubernamental sobre el Cambio Climático, encargados de vigilar e investigar el fenómeno del calentamiento, advirtieron que con las propuestas de reducción aprobadas http://es.encarta.msn.com/encyclopedia_761578504/Efecto_invernadero.html http://es.encarta.msn.com/encyclopedia_761569928/Nivel_del_mar.html http://es.encarta.msn.com/encyclopedia_961520348/Desertizaci�n.html AHORRO DE ENERGÍA APLICADO A CASAS INTELIGENTES, (DOMÓTICA). 6 difícilmente se logrará evitar los posibles daños futuros que puede causar el cambio en el clima. La estabilización del nivel de las emisiones de dióxido de carbono va a requerir una considerable voluntad política. El Consejo Mundial de la Energía afirma que para alcanzar la pretendida estabilización sería necesaria una reducción de al menos un 60% de las emisiones anuales de dióxido de carbono a partir de ahora. I.3.- Políticas energéticas. La aplicación del conocimiento a los fines prácticos de la vida del ser humano para cambiar o manipular su entorno. La tecnología comprende el uso de materiales, herramientas, técnicas y fuentes de energía con el fin de hacer que la vida sea más fácil o más placentera y el trabajo más productivo. Mientras la ciencia se ocupa de cómo y porqué suceden las cosas, la tecnología se concentra en hacer que las cosas sucedan. La tecnología empezó a influir en el empeño humano tan pronto como las personas comenzaron a usar herramientas; se aceleró con la Revolución industrial y la sustitución del trabajo animal y humano por las máquinas. El desarrollo tecnológico acelerado también ha tenido sus costos, en términos de la polución del aire y del agua y otros efectos ambientales indeseables. En México, la Comisión Nacional para el Uso Eficiente de la Energía (CONUEE) es un órgano administrativo desconcentrado de la Secretaría de Energía, que cuenta con autonomía técnica y operativa. Tiene por objeto promover la eficiencia energética y constituirse como órgano de carácter técnico, en materia de aprovechamiento sustentable de la energía. La CONUEE queda constituida a partir de la entrada en vigor de la Ley para el Aprovechamiento Sustentable de la Energía, publicada el 28 de noviembre de 2008, en donde se establece que todos los recursos humanos y materiales de la Comisión Nacional para el Ahorro de Energía (CONAE) se entenderán asignados a esta nueva Comisión. Por Aprovechamiento Sustentable de la Energía, se entiende el uso óptimo de la energía en todos los procesos y actividades para su explotación, producción, transformación, distribución y consumo, incluyendo la eficiencia energética. Dentro del marco vigente, se entiende por eficiencia energética todas aquellas acciones que conlleven a una reducción económicamente viable de la cantidad de energía necesaria para satisfacer las necesidades energéticas de los servicios y bienes que requiere la sociedad, asegurando un nivel de calidad igual o superior y una disminución de los impactos ambientales negativos derivados de la generación, distribución y consumo de energía. Quedando incluida, la sustitución de fuentes no renovables por fuentes renovables de energía. También en México el INFONAVIT (Instituto del Fondo Nacional de la Vivienda para los Trabajadores) asume no sólo su responsabilidad natural de proveer más y mejores viviendas para los trabajadores, sino además de AHORRO DE ENERGÍA APLICADO A CASAS INTELIGENTES, (DOMÓTICA).7 generar mejores barrios y ciudades, más amables con el entorno y con quienes las habitan. En otras palabras, viviendas más sustentables, entendiendo esto como el conjunto de acciones orientadas a la preservación y mejoramiento del entorno urbano en tres ámbitos interrelacionados - ambiental, económico y social – cuyo éxito individual depende necesariamente del fortalecimiento mutuo y de no afectar negativamente a los otros. El INFONAVIT en materia de vivienda sustentable. El tema de la vivienda se aborda desde dos escalas relacionadas y complementarias: la de la vivienda en sí misma y la de su inserción en el medio urbano. El ámbito de acción de la primera abarca temas como la ampliación de la dimensión de las viviendas, la incorporación de eco tecnologías en ellas, y la provisión de tecnologías de la información en cada hogar, por su parte, en el ámbito urbano se promueve la creación de ciudades más compactas, que fomenta la construcción en densidades mayores en terrenos centralizados, cercanos a las fuentes de empleo y redes de transporte público, y dotados de infraestructura y equipamiento con capacidad desaprovechada en la actualidad. En este mismo ámbito de acción, se desarrollaran planes de acción específicos que reconozcan las particulares condiciones de oferta y demanda de vivienda de mejor calidad, con sentido de barrio y más integrada al tejido urbano. ¿Qué están haciendo? Impulsar el desarrollo de vivienda que atienda las necesidades de los derechohabientes, en cantidad y bajo estándares de calidad que contemplen una integración social, urbana y ecológica, así como acciones que incentiven el crecimiento del valor patrimonial de los acreditados, a través de los siguientes proyectos: Hipoteca Verde. Proyecto mediante el cual se incorporan en la vivienda elementos de alto ambiental que beneficien el bolsillo de los trabajadores y a su vez brinde elementos para generar más y mejores estímulos, así como impulsar una conciencia ecológica en las comunidades de acreditados INFONAVIT. La Hipoteca Verde es un crédito INFONAVIT que cuenta con un monto adicional para que el derechohabiente pueda comprar una vivienda ecológica y así obtener una mayor calidad de vida, generando ahorros en su gasto familiar mensual derivados las ecotecnologías que disminuyen los consumos de energía eléctrica, agua y gas; contribuyendo al uso eficiente y racional de los recursos naturales, y al cuidado del medio ambiente. Vivienda Digital. Iniciativa que busca disminuir la brecha cultural y tecnológica en las clases de menor poder adquisitivo a través del diagnóstico y promoción de oportunidades de consolidación y escala que permita ofrecerle a los derechohabientes opciones de equipo y conectividad atractivas, adicionalmente a capacitación y servicio. Buenas prácticas y Planes de acción. Programa permanente que busca identificar y promover los hallazgos más recientes y las mejores prácticas relacionadas con el proceso y procuración de la industria de la construcción de AHORRO DE ENERGÍA APLICADO A CASAS INTELIGENTES, (DOMÓTICA). 8 vivienda para incentivar la disminución de costos y por consiguiente del precio de las viviendas para trabajadores de menores recursos. Una de las iniciativas más importantes es la realización del Foro internacional de vivienda sustentable, para fomentar el desarrollo y adquisición de vivienda en entornos sustentables. Podemos finalmente decir que en México la Comisión Federal de Electricidad (CFE), la Secretaría de Energía (SENER), la Comisión Nacional del Agua (CONAGUA), la Secretaría de Medio Ambiente y Recursos Naturales (SEMARNAT) y el INFONAVIT entre otros, están planteado iniciativas para el ahorro racional y sustentable de energía eléctrica, agua y gas. Por otro lado, para reducir las emisiones de gases que generan el efecto invernadero y que está produciendo el calentamiento global, varios países industrializados en el mundo crearon un acuerdo conocido como Protocolo de Kyoto. I.4. Ahorro de energía y efecto invernadero. Hay diversos métodos, pero el más efectivo es quemar menos combustibles fósiles y en especial, combustibles ricos en carbono como el carbón y el petróleo. Estos combustibles también tienen un alto contenido de azufre, que junto con el nitrógeno dan lugar a emisiones de carácter ácido y causan la lluvia ácida. De ello se desprende que la protección del medio ambiente es hoy el mayor incentivo para el ahorro de energía. A largo plazo, también es importante el agotamiento de los recursos de combustibles fósiles, no renovables. Al ritmo de consumo actual se calcula que las reservas de petróleo y gas natural durarán unos cincuenta años y las de carbón unos doscientos años. La demanda creciente de combustibles fósiles y los daños por la contaminación derivados de su utilización, han motivado llamadas de atención para ir avanzando hacia un desarrollo sostenible o sustentable, un concepto que apoyan políticos de muchos países. La enorme dificultad para conseguir esta meta ha sido menospreciada a menudo. El Consejo Mundial de la Energía estima que las fuentes de energías renovables sólo podrán aportar un 30% de la demanda mundial en el año 2020 (aunque la cifra podría llegar a un 60% para el año 2100). Por esta razón, la Unión Europea ha llevado a cabo numerosas iniciativas para estimular el ahorro de energía, estimando posible lograr un ahorro del 20%. El Consejo Mundial de la Energía ha aconsejado una reducción de la intensidad de la energía para el futuro en distintas zonas, teniendo en cuenta la cantidad de energía necesaria para producir una unidad del Producto Interno Bruto, (PIB). En un informe de 1993, el Consejo Mundial de la Energía publicó sus estimaciones para un uso eficaz de la energía, situándolo en un 3 ó 3,5% para los países medios, un 4-5% para Europa occidental y Japón, y sólo un 2% para Estados Unidos. http://es.encarta.msn.com/encyclopedia_761560154/Azufre.html http://es.encarta.msn.com/encyclopedia_761568106/Nitr�geno.html http://es.encarta.msn.com/encyclopedia_761578185/Lluvia_�cida.html http://es.encarta.msn.com/encyclopedia_761566249/Medio_ambiente.html http://es.encarta.msn.com/encyclopedia_761566249/Medio_ambiente.html http://es.encarta.msn.com/encyclopedia_761566249/Medio_ambiente.html http://es.encarta.msn.com/encyclopedia_761571617/Gas_natural.html http://es.encarta.msn.com/encyclopedia_961521006/Desarrollo_sostenible.html http://es.encarta.msn.com/encyclopedia_761592491/Energ�a_renovable.html http://es.encarta.msn.com/encyclopedia_961521022/Producto_interior_bruto_(PIB).html AHORRO DE ENERGÍA APLICADO A CASAS INTELIGENTES, (DOMÓTICA). 9 I.4.1. Protocolo de Kyoto. Los gobiernos acordaron en 1997 el Protocolo de Kyoto del Convenio Marco sobre Cambio Climático de la ONU (UNFCCC). Es un acuerdo firmado por 128 países con el fin de tomar medidas para reducir la contaminación de los gases que producen el cambio climático en gran parte del mundo. El acuerdo entró en vigor el 16 de febrero de 2005, sólo después de que 55 naciones que suman el 55% de las emisiones de gases de efecto invernadero lo han ratificado. El objetivo del Protocolo de Kyoto es conseguir reducir un 5,2% las emisiones de gases de efecto invernadero globales sobre los niveles de 1990 para el periodo 2008-2012. Este es el único mecanismo internacional para empezar a hacer frente al cambio climático y minimizar sus impactos. Para ello contiene objetivos legalmente obligatorios para que los países industrializados reduzcan las emisiones de los 6 gases de efecto invernadero de origen humano como dióxido de carbono (CO2), metano (CH4) y óxido nitroso (N2O), además de tres gases industriales fluorados: hidrofluorocarbonos (HFC), perfluorocarbonos (PFC) y hexafluoruro de azufre (SF6). Países como México, Brasil, Venezuela y Argentina, que en su conjunto emiten casi el 6% de los gases efecto invernadero a nivel mundial y el 70% de la zona de centroy sur de América, no están obligados a reducir emisiones; actualmente sólo obliga a los países industrializados. En diciembre de 2008 se hizo la Cumbre de Polonia donde México, China, India y Brasil se comprometieron a limitar las emisiones. México genera 2.0 por ciento de las emisiones per cápita de gases invernadero, sin embargo, se sitúa en el lugar número 13 en lo que respecta a la cantidad de emisiones de CO2 a escala mundial. México todavía no tiene un programa claro para el desarrollo de las energías renovables, en ese sentido no nos estamos preparando para este cambio. Situación Regional. "El incremento en la intensidad y frecuencia de huracanes en el Caribe, los cambios en los patrones de precipitaciones, el aumento de los niveles de las riberas en Argentina y Brasil, y la reducción de los glaciares en la Patagonia y los Andes, son fenómenos que indican el impacto que el calentamiento global podría tener en la región". De esta manera, "el cambio climático será, cada vez más, un problema de desarrollo". Lo anterior es un extracto del informe ―El Cambio Climático en América Latina y el Caribe‖. El documento, es el resultado de una iniciativa impulsada por el gobierno de México a través de la Secretaría de Medio Ambiente y Recursos Naturales (SEMARNAT) y la Oficina Regional para América Latina y el Caribe del Programa de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente (PNUMA / ORPALC). En tanto, México aparece en la región como el principal emisor de bióxido de carbono, con emisiones netas de 444.5 millones de toneladas métricas en 1990. Para dicho año, la mayor fuente de emisiones fue el cambio AHORRO DE ENERGÍA APLICADO A CASAS INTELIGENTES, (DOMÓTICA). 10 en el uso de suelo y la silvicultura, con un 30.6 %; seguida de las industrias energéticas y de procesamiento, con un 24.4 %; el transporte, con un 21.3 %; y otras industrias (particularmente del cemento y la metalurgia), con un 14.6 %. La quema de combustibles fósiles dio origen a un 67 % de estas emisiones. Las emisiones de metano se estimaron en 36 millones de toneladas métricas para 1990, provenientes en la mayor parte de la fermentación entérica1 (48 %) y las emisiones fugitivas de combustibles (28.5 %). I.4.2. Ahorro de energía. El Senado de la República pidió a la Secretaría de Energía (SENER) sustituir las lámparas incandescentes por focos ahorradores de energía a más tardar en 2015, pues con esta medida México cumpliría con la segunda fase del Protocolo de Kyoto; ya que partir de 2012 entrará en vigor ésta fase donde los países en desarrollo también estarán obligados a reducir sus emisiones de bióxido de carbono y otros gases contaminantes. El Senado de la República ha señalado que el uso intensivo de fuentes energéticas como el petróleo, gas y carbón han generado notable deterioro al medio ambiente, lo que ha disminuido los recursos naturales del país y en el resto del mundo. México debe adoptar medidas para reducir las emisiones de efecto invernadero, pues la tecnología que se utiliza actualmente desperdicia hasta un 98% de la energía al momento de encender un foco incandescente en cualquier lugar. Por ello, la Secretaría de Energía (SENER) deberá establecer políticas públicas que promuevan la eficiencia energética, como sustituir las lámparas incandescentes por focos ahorradores de energía, entre otros. La privatización de los sistemas de suministro de energía en el mundo, junto con la introducción de políticas energéticas en manos de las leyes del mercado, alientan a los productores a aumentar sus beneficios, vendiendo más y más cantidad de energía y disminuyendo su disposición a la conservación de la misma. El único límite son las leyes sobre contaminación. Por lo que respecta a la demanda, los usuarios parecen reacios a instalar sistemas de ahorro de energía, a pesar del ahorro que les supondría durante tres o cuatro años. Un ejemplo son las lámparas de alto rendimiento energético. También el Gobierno Federal a través de la Secretaría de Energía, en cumplimiento con el Acuerdo Nacional en Favor de la Economía Familiar y el Empleo, firmado por el Presidente de la República el 7 de enero de 2009 implementó el Programa de Sustitución de Equipos Electrodomésticos para el Ahorro de Energía Eléctrica, el cual busca sustituir refrigeradores o equipos de aire acondicionado con diez o más años de uso por aparatos nuevos más eficientes en su consumo de energía. De esta manera, el Gobierno Federal 1 Las vacas contribuyen al calentamiento global con sus flatulencias y estiércol (fermentación entérica), pero por el momento nadie en sus cabales se plantea aplicarles las condiciones del protocolo de Kyoto. AHORRO DE ENERGÍA APLICADO A CASAS INTELIGENTES, (DOMÓTICA). 11 pretende ayudar a que las familias mexicanas ahorren energía, gasten menos dinero en electricidad y cuenten con nuevos aparatos. No hay duda de que se debe hacer un uso más eficaz de los recursos energéticos del mundo en el futuro, si se quiere satisfacer la demanda creciente de energía de una población en rápido aumento e industrialización. La presión sobre los recursos limitados de combustible y los niveles crecientes de la población requieren una respuesta urgente. En la actualidad el uso de la electricidad es fundamental para realizar gran parte de nuestras actividades; gracias a este tipo de energía, tenemos una mejor calidad de vida. Con tan sólo oprimir botones con luz, calor, frío, imagen ó sonido. Su uso se vuelve indispensable, por lo que difícilmente nos detenemos a prensar acerca de su importancia y de los beneficios de utilizarla eficientemente. El ahorro de energía eléctrica es un elemento fundamental para el aprovechamiento de los recursos energéticos y su relación con la naturaleza, lo que equivale a disminuir el consumo de combustibles en la generación de electricidad y a evitar la emisión de gases contaminantes a la atmósfera. Nuestro país posee una gran cantidad de fuentes de energía. Por lo que, rara vez reflexionamos sobre el impacto ambiental que ocasiona el depender de recursos no renovables como los combustibles fósiles. Cabe mencionar que en México, la mayor parte de la generación de electricidad se realiza a través del petróleo, carbón y gas natural. Con esta acción se emite a la atmósfera una gran cantidad de gases de efecto invernadero, los cuales, provocan el calentamiento global de la tierra, cuyos efectos ya están manifestando y son devastadores, por lo que al usarla racionalmente se obtienen beneficios ambientales, además de favorecer a la economía familiar y del país. El Fideicomiso para el Ahorro de Energía Eléctrica (FIDE), a través de proyectos y programas, impulsa el ahorro de energía eléctrica en los diferentes sectores que conforman la sociedad mexicana, como son la industria, el comercio, los servicios, el campo y los municipios, así como en el sector doméstico nacional, al tiempo que promueve el desarrollo de una cultura del uso racional de este fundamental energético. I.4.3. Ahorro de agua. El agua es un elemento esencial para la vida así como para el desarrollo de las sociedades humanas. Ninguna forma de vida puede existir sin ella. De la misma forma ninguna sociedad técnicamente avanzada ha prosperado sin disponer abundantemente de ella. Las primeros focos de civilización se desarrollaron en torno a fuentes importantes de agua: Egipto en torno al Nilo, las ciudades mesopotámicas en torno al Tigris y al Éufrates, la civilización china en torno al río amarillo o los olmecas (Mesoamérica, México) en un área con abundantes ríos como el Tonalá, el Coatzacoalcos y el San Juan. AHORRO DE ENERGÍA APLICADO A CASAS INTELIGENTES, (DOMÓTICA). 12 Nuestra civilización actual utiliza grandes cantidades de agua para la agricultura, para usos industriales y domésticos. Lamentablemente la disponibilidad de agua dulce empieza a ser progresivamentemenor a nivel mundial. Es por ello por lo que se impone la necesidad de emplear el agua de una manera mucho más eficiente, racional y responsable para poder disponer de ella sin carencias y con respeto a las demás formas de vida. Cabe hacer una especial mención a la sequía que se desarrolló en México en 2009 y que se espera que tenga una severa incidencia en la mega urbe de la Ciudad de México. En el peor de los escenarios se teme que el agua podría virtualmente acabarse en el 2010 si no se toman medidas severas. La sequía en México está provocada por la aparición en el pacífico del fenómeno de "el niño" durante la estación de lluvias. Este fenómeno meteorológico inhibe la formación de las tormentas habituales en la estación. A este hecho se le unen varios problemas anteriores en la capital como son la gestión del agua para la ciudad, un consumo demasiado elevado por persona, unas malas canalizaciones y una elevada población de en torno a los 20 millones de habitantes. La conjunción de todos estos problemas ha llevado a esta situación de emergencia. Existen formas muy sencillas y de muy fácil asimilación que puede ayudar a un consumo responsable y a reducir enormemente la cantidad de agua empleada en el hogar. Existen también determinados dispositivos domésticos que se pueden adquirir en los comercios que ayudan a disminuir el consumo de agua en las casas manteniendo plenamente la funcionalidad. Es decir que ayudan a hacer lo mismo pero consumiendo menos agua. Por ejemplo, instalar difusores y demás elementos ahorradores de agua en los grifos de la casa. Instalar algunos de los dispositivos ahorradores de agua que existen en el mercado. Los hay de diferentes tipos: reductores o economizadores de flujo para regaderas, llaves diseñadas para bajar el consumo, mezcladoras para cocina, herrajes para escusados, aereadores, aditamentos para tuberías, etc. Observar el consumo de agua. Comparar los recibos de pago y procurar reducir el consumo. En México, el Plan Nacional de Desarrollo 2007-2012 asume como premisa básica la búsqueda del Desarrollo Humano Sustentable, es decir, que todos los mexicanos tengamos una vida digna sin comprometer el patrimonio de las generaciones futuras. De esta manera, el manejo y preservación del agua cobra un papel fundamental, dada su importancia en el bienestar social, el desarrollo económico y la preservación de la riqueza ecológica de nuestro país. La iniciativa por el agua debe promover el uso eficiente del agua y su conservación, e impulsar el desarrollo de una cultura del agua, que contribuya a lograr una gestión integrada de los recursos hídricos. AHORRO DE ENERGÍA APLICADO A CASAS INTELIGENTES, (DOMÓTICA). 13 La creación de esta iniciativa debe significar sobre todo un éxito en la voluntad de trabajar juntos, gobiernos, asociaciones, empresas y representantes de la sociedad civil, para definir las acciones de conservación y cuidado del agua. Los principios que orientan la iniciativa por el Agua y que enmarcan los objetivos son los siguientes: a) SOSTENIBILIDAD. Se concibe como aquella capaz de satisfacer las necesidades actuales sin comprometer para el futuro los recursos naturales existentes. b) ACCESIBILIDAD. Proveer el acceso de agua a toda la población. c) GARANTÍA DE LA CALIDAD DE VIDA. La iniciativa por el Agua ha de guiarse por buscar mejorar la calidad de vida de todos los mexicanos. d) INTEGRACIÓN. La iniciativa quiere integrar a todos los colectivos y agentes sociales presentes en la vida Nacional. Esta integración tiene que contar con el compromiso y trabajo colectivo para impulsar la presente iniciativa por el Agua. Además existen dos acciones muy importantes de la iniciativa. Fomentar la sustitución de aparatos ahorradores de agua a través de: 1. Desarrollar programas de comunicación y fomento con los colaboradores de las empresas para la adquisición de dispositivos ahorradores de agua para el hogar o en su caso facilitar la instalación de ferias en sus lugares de trabajo para la adquisición de estos dispositivos. 2. Instalar o haber instalado en el lugar de trabajo dispositivos ahorradores y muebles de bajo consumo en todos los servicios. La gestión sostenible del agua es una cuestión crítica para el futuro del planeta. Son numerosos los factores que hay que tener en cuenta para conseguir una gestión sostenible e integrada de los recursos hídricos: eficiencia, ordenación del territorio, participación ciudadana, normativa, tecnología, economía, control de los consumos, responsabilidad compartida… A la dificultad de interrelacionar todos estos aspectos, se une una amenaza: las consecuencias del cambio climático sobre los recursos hídricos. I.4.4. Ahorro de gas. En la época de frío el consumo de gas es mayor: es usual prender el calentador, utilizar más la estufa o esperar a que el agua del baño caliente un poco más. Sin embargo, esto representa un gasto adicional de gas que se puede reducir de manera considerable si se toman en cuenta algunos consejos. AHORRO DE ENERGÍA APLICADO A CASAS INTELIGENTES, (DOMÓTICA). 14 La Comisión Nacional para el Ahorro de Energía (CONAE), destacó que el calentador de agua es el tercer gasto más grande que se tiene en el hogar, ya que representa 13% de la cuenta. De acuerdo a la CONAE es importante saber que este tipo de aparatos tiene una duración aproximada de 10 a 15 años, pero es recomendable empezar a buscar uno nuevo entre los 7 y 8 años; ya que esto significa menores posibilidades de fuga y quema de combustible. Es bueno tener conciencia y saber que el buen uso del gas no es usarlo menos, es usarlo bien. ¿Cómo ahorrar energía? Se puede fácilmente adoptar unas medidas que harán ahorrar energía en el hogar. En la calefacción. Dejar entrar los rayos de sol en casa. Si la calefacción es individual, establecer una temperatura de confort, mediante el termostato y el reloj programador de encendido/apagado. Si la calefacción es colectiva, no abrir las ventanas si se siente demasiado calor; cerrar la llave de los radiadores. No tapar los radiadores con muebles, cortinas, etc. No usar los radiadores para secar ropa. Ajustar bien las puertas y ventanas usando material aislante. Ajustar el termostato de su calefactor o caldera. En el agua caliente Hay que utilizar aparatos de gas natural, ya que con éstos se puede bajar el gasto en 30% en relación a los de tanque. Si se deja que el agua se caliente demasiado, se tendrá que mezclarla con fría en el baño, la ducha, etc. con el consiguiente derroche de energía. La mayoría de los lavavajillas pueden conectarse a la tubería de agua caliente producida por el boiler. Así se evitará calentar agua con electricidad y se ahorrará tiempo y dinero. También los lavarropas pueden conectarse al agua caliente y al agua fría, con resultados semejantes de ahorro. Cualquier tipo de ahorro de agua aunque no se trate de agua caliente, conlleva un ahorro energético, ya que el agua es impulsada hacia nuestras viviendas mediante bombas eléctricas que consumen energía. AHORRO DE ENERGÍA APLICADO A CASAS INTELIGENTES, (DOMÓTICA). 15 Figura I.1 Calentador Solar. I.5. Rendimiento de la energía. Los esfuerzos de los ingenieros para mejorar el rendimiento de las máquinas, llevaron al físico e ingeniero militar francés Nicolás L. S. Carnot a la formulación de las leyes de la termodinámica en 1824. Éstas son leyes basadas en la experiencia pero con una importante base teórica, y son fundamentales para incrementar el rendimiento del uso que hacemos de las cada día más escasas reservas de energía de combustibles fósiles. El descubrimiento de que la energía no se crea ni se destruye debería disuadir a los inventores de máquinas de movimiento perpetuo, pero la segunda ley de la termodinámica supone un límite más complejo al rendimiento de cualquier motor de calor, ya sea una turbina o el motor de un automóvil. Por ejemplo,si en una turbina de vapor la temperatura del vapor de admisión tiene un valor Tcaliente, y la temperatura de salida de la turbina a la que ha hecho girar tiene un valor Tfrío, el rendimiento de la conversión teóricamente posible de la máquina sería muy simple: donde T se mide en (ºK). Por esta razón, en la práctica, el rendimiento de la conversión de las grandes centrales eléctricas de vapor que funcionan con carbón o petróleo es de menos del 40%, y el de los motores de gasolina de automóviles es de menos del 20%. El resto de la energía se disipa en forma de calor, aunque en el caso de los motores de automóviles dicho calor se puede emplear para la calefacción de la cabina. El bajo rendimiento con el que generamos nuestra energía o propulsamos nuestros automóviles (una consecuencia de las leyes físicas más http://es.encarta.msn.com/encyclopedia_761566360/Nicolas_L�onard_Sadi_Carnot.html http://es.encarta.msn.com/encyclopedia_761571911/Termodin�mica.html http://es.encarta.msn.com/encyclopedia_761576902/Autom�vil.html http://es.encarta.msn.com/encyclopedia_761575286/Calor.html AHORRO DE ENERGÍA APLICADO A CASAS INTELIGENTES, (DOMÓTICA). 16 que de la negligencia), hace pensar que los futuros adelantos en el rendimiento de la energía serán el resultado tanto de nuevos avances tecnológicos como de la reducción consciente del consumo de energía. I.5.1. Factores que mejoran el rendimiento. Todo el sistema energético del mundo desarrollado se vio seriamente afectado en 1973, cuando los productores de petróleo árabes, en respuesta a las presiones de la Guerra del Yom Kippur, cuadriplicaron el precio del petróleo hasta alcanzar los 12 dólares por barril, y redujeron en un 5% el suministro a los grandes importadores de petróleo como la Comunidad Europea y Estados Unidos (como medida de presión para que retiraran su apoyo a Israel). Más tarde, en 1979, los precios subieron aún más, y en 1980 se pagaban 40 dólares por barril, en la actualidad ha rebasado los 100 dólares. . La Comunidad Europea reaccionó poniendo en práctica una política conocida en inglés como CoCoNuke, iniciales de carbón, conservación y nuclear. Se dio prioridad a la reducción del consumo de combustibles, en especial del petróleo. Estimulada por el aumento de los precios, la gente comenzó a ahorrar energía y a utilizarla de un modo más económico, consiguiéndose a lo largo de la década de 1980 un espectacular avance en el rendimiento de la energía. Al deshacerse el cártel árabe y bajar los precios del petróleo, llegando en algunos casos a menos de diez dólares por barril, han aparecido nuevas razones para el rendimiento de la energía: motivos medioambientales, de contaminación y en especial de calentamiento global. I.6.- Generación de electricidad. En general, la creación de energía eléctrica consiste en transformar alguna clase de energía química, mecánica, térmica o luminosa, entre otras, en energía eléctrica. Para la generación industrial se recurre a instalaciones denominadas centrales eléctricas, que ejecutan alguna de las transformaciones citadas. Estas constituyen el primer escalón del sistema de suministro eléctrico. Desde que Nikola Tesla descubrió la corriente alterna y la forma de producirla en los alternadores, se ha llevado a cabo una inmensa actividad tecnológica para llevar la energía eléctrica a todos los lugares habitados del mundo, por lo que, junto a la construcción de grandes y variadas centrales eléctricas, se han construido sofisticadas redes de transporte y sistemas de distribución. La demanda de energía eléctrica de una ciudad, región o país tiene una variación a lo largo del día. Esta variación es función de muchos factores, entre los que destacan: tipos de industrias existentes en la zona y turnos que realizan en su producción, climatología extremas de frío o calor, tipo de electrodomésticos que se utilizan más frecuentemente, tipo de calentador de agua que haya instalado en los hogares, la estación del año y la hora del día en que se considera la demanda. La generación de energía eléctrica debe seguir la curva de demanda y, a medida que aumenta la potencia demandada, se debe incrementar la potencia suministrada. http://es.encarta.msn.com/encyclopedia_761564886/Guerra_del_Yom_Kipur.html http://es.encarta.msn.com/encyclopedia_761564886/Guerra_del_Yom_Kipur.html http://es.encarta.msn.com/encyclopedia_761576221/Petr�leo.html http://es.encarta.msn.com/encyclopedia_761570933/Contaminaci�n.html http://es.encarta.msn.com/encyclopedia_761567022/Calentamiento_global.html AHORRO DE ENERGÍA APLICADO A CASAS INTELIGENTES, (DOMÓTICA). 17 Dependiendo de la fuente primaria de energía utilizada, las centrales generadoras se clasifican en termoeléctricas, hidroeléctricas, nucleares, eólicas, solares termoeléctricas, solares fotovoltaicas y mareomotrices. La mayor parte de la energía eléctrica generada a nivel mundial proviene de los tres primeros tipos de centrales reseñados. Todas estas centrales, excepto las fotovoltaicas, tienen en común el elemento generador, constituido por un alternador, movido mediante una turbina que será distinta dependiendo del tipo de energía primaria utilizada. El rendimiento en la generación de electricidad depende en última instancia de las leyes de la termodinámica. Al incrementar la temperatura de entrada en las turbinas de gas mediante la introducción de nuevos materiales y técnicas de diseño, el rendimiento de las últimas turbinas se ha incrementado en un 42%. Si el gas caliente de salida se usa para aumentar el vapor a fin de alimentar una turbina de vapor, se forma un llamado ciclo combinado, con un rendimiento generalizado de la conversión del calor en electricidad de cerca del 60%. Las plantas de ciclo combinado que funcionan con gas están sustituyendo con rapidez a las de carbón y petróleo en todo el mundo. Un incentivo para su construcción es el menor impacto medioambiental y la reducción de la emisión de dióxido de carbono que suponen. Figura I.2. Cogenerador de Energía. Un modo aún más eficaz de utilizar la energía de combustibles fósiles primarios, es la construcción de sistemas de Cogeneración o de Energía y Calor Combinados (ECC). En este caso, el calor de salida de la turbina de gas o vapor e incluso de los motores diesel, se emplea para alimentar los generadores de electricidad y suministrar vapor y calor a los distintos elementos de la fábrica. Estos sistemas tienen un rendimiento global en el uso de la energía de más del 80% (ver figura I.2). Son muchas circunstancias comerciales en las que los sistemas ECC son ideales para el equilibrio electricidad / calor necesario, y su instalación supone un adelanto en costes y http://es.encarta.msn.com/encyclopedia_761563866/Turbina.html AHORRO DE ENERGÍA APLICADO A CASAS INTELIGENTES, (DOMÓTICA). 18 ahorro de energía. Se sabe que existen otros tipos de turbinas2 (Pelton, Kaplan y Francis, por ejemplo) para la generación de energía eléctrica. Existen otros tipos de turbinas para la generación de energía eléctrica, entre ellas se destacan las siguientes: I.6.1. Turbinas hidráulicas. Son aquéllas cuyo fluido de trabajo no sufre un cambio de densidad considerable a través de su paso por el rodete o por el estator; éstas son generalmente las turbinas de agua, que son las más comunes, pero igual se pueden modelar como turbinas hidráulicas a los molinos de viento o aerogeneradores. Dentro de este género suele hablarse de: I.6.1.1.- Turbinas de acción: Son aquellas en que el fluido no sufre ningún cambio de presión a través de su paso por el rodete. La presión que el fluido tiene a la entrada en la turbina se reduce hasta la presión atmosférica en la corona directriz, manteniéndose constante en todo el rodete. Su principal característica es que carecen de tubería de aspiración. La principal turbina de acción es la Pelton, cuyo flujo es tangencial. Se caracterizan por tener un número específicode revoluciones bajo (ns<=30). El distribuidor en estas turbinas se denomina inyector. I.6.1.2.- Turbinas de reacción: Son aquellas en que el fluido sí sufre un cambio de presión considerable a través de su paso por el rodete. El fluido entra en el rodete con una presión superior a la atmosférica y a la salida de éste presenta una depresión. Se caracterizan por presentar una tubería de aspiración, la cual une la salida del rodete con la zona de descarga de fluido. Estas turbinas se pueden dividir atendiendo a la configuración de los álabes. Así, existen las turbinas de álabes fijos (Francis->Flujo diagonal; Hélice->Flujo radial) y turbinas con álabes orientables (Deriaz->Flujo diagonal; Kaplan->Flujo radial). El empleo de álabes orientables permite obtener rendimientos hidráulicos mayores. El rango de aplicación (una aproximación) de las turbinas, de menor a mayor salto es: Kaplan - Francis - Pelton. El número específico de revoluciones, de menor a mayor es: Pelton-Francis-Kaplan. Cuanto mayor es el número específico de revoluciones, tanto mayor es el riesgo de cavitación3 de 2 Turbina es el nombre genérico que se da a la mayoría de las turbo-máquinas motoras. Éstas son máquinas de fluido, a través de las cuales pasa un fluido en forma continua y este le entrega su energía a través de un rodete con paletas o álabes. Es un motor rotativo que convierte en energía mecánica la energía de una corriente de agua, vapor de agua o gas. El elemento básico de la turbina es la rueda o rotor, que cuenta con palas, hélices, cuchillas o cubos colocados alrededor de su circunferencia, de tal forma que el fluido en movimiento produce una fuerza tangencial que impulsa la rueda y la hace girar. Esta energía mecánica se transfiere a través de un eje para proporcionar el movimiento de una máquina, un compresor, un generador eléctrico o una hélice. Las turbinas constan de una o dos ruedas con paletas, denominadas rotor y estator, siendo la primera la que, impulsada por el fluido, arrastra el eje en el que se obtiene el movimiento de rotación. El término turbina suele aplicarse también, por ser el componente principal, al conjunto de varias turbinas conectadas a un generador para la obtención de energía eléctrica. 3 La cavitación o aspiración en vacío es un efecto hidrodinámico que se produce cuando el agua o cualquier otro fluido en estado líquido pasa a gran velocidad por una arista afilada, produciendo una descompresión del fluido debido a la conservación de la constante de Bernoulli (Principio de Bernoulli). Puede ocurrir que se alcance la presión de vapor del líquido de tal forma que las moléculas que lo componen cambian inmediatamente a estado de vapor, formándose burbujas o, más correctamente, cavidades. Las burbujas formadas viajan a zonas de mayor presión e implotan (el vapor regresa al estado AHORRO DE ENERGÍA APLICADO A CASAS INTELIGENTES, (DOMÓTICA). 19 la turbina, es decir, una turbina Kaplan tiene más probabilidad de que se dé en ella el fenómeno de la cavitación que en una Francis o una Pelton. Figura I.3. Turbina Kaplan. Figura I.4. Rotor de una turbina Pelton. I.6.2. Turbinas térmicas. Son aquéllas cuyo fluido de trabajo sufre un cambio de densidad considerable a través de su paso por la máquina. Estas se suelen clasificar en dos subconjuntos distintos debido a sus diferencias fundamentales de diseño: I.6.2.1.- Turbinas a vapor: su fluido de trabajo puede sufrir un cambio de fase durante su paso por el rodete; este es el caso de las turbinas a mercurio, que fueron populares en algún momento, y el de las turbinas a vapor de agua, que son las más comunes. I.6.2.2.- Turbinas a gas: En este tipo de turbinas no se espera un cambio de fase del fluido durante su paso por el rodete. líquido de manera súbita, «aplastándose» bruscamente las burbujas) produciendo una estela de gas y un arranque de metal de la superficie en la que origina este fenómeno. AHORRO DE ENERGÍA APLICADO A CASAS INTELIGENTES, (DOMÓTICA). 20 También al hablar de turbinas térmicas, suele hablarse de los siguientes subgrupos: I.6.2.3.- Turbinas a acción: en este tipo de turbinas el salto entálpico4 ocurre sólo en el estator, dándose la transferencia de energía sólo por acción del cambio de velocidad del fluido. I.6.2.4.- Turbinas a reacción: el salto entálpico se realiza tanto en el rodete como en el estator, o posiblemente, sólo en rotor. Igual de común es clasificar las turbinas por la presión existente en ellas en relación a otras turbinas dispuestas en el mismo grupo: I.6.2.5.- Turbinas de alta presión: son las más pequeñas de entre todas las etapas y son las primeras por donde entra el fluido de trabajo a la turbina. 1.6.2.6.- Turbinas de baja presión: Son las últimas de entre todas las etapas, son las más largas y ya no pueden ser más modeladas por la descripción euleriana5 de las turbomáquinas. I.6.3. Turbinas eólicas. Una turbina eólica es un mecanismo que transforma la energía del viento en otra forma de energía útil como mecánica o eléctrica. La energía cinética del viento es transformada en energía mecánica por medio de la rotación de un eje. Esta energía mecánica puede ser aprovechada para moler, como ocurría en los antiguos molinos de viento, o para bombear agua, como en el caso del molino multipala. La energía mecánica puede ser transformada en eléctrica mediante un generador eléctrico (un alternador o, un dinamo). La energía eléctrica generada se puede almacenar en baterías o utilizarse directamente. I.6.4. Turbinas submarinas. Una Turbina Submarina es un dispositivo mecánico que convierte la energía de las Corrientes Submarinas en energía eléctrica. Consiste en aprovechar la energía cinética de las Corrientes Submarinas, fijando al fondo submarino turbinas montadas sobre torres prefabricadas para que puedan rotar en busca de las corrientes submarinas, ya que la velocidad de las corrientes submarinas varía a lo largo de un año, se han de ubicar en los lugares más propicios en donde la velocidad de las corrientes varían entre 3 km/h y 10 km/h para implantar Centrales turbínicas preferentemente en profundidades lo más someras posibles y que no dañen ningún ecosistema submarino. Las turbinas tendrían una malla de protección que impediría la absorción de animales acuáticos. 4 El cambio o salto entálpico o expansión. Es una magnitud termodinámica, simbolizada con la letra H, cuya variación expresa una medida de la cantidad de energía absorbida o cedida por un sistema termodinámico, o sea, la cantidad de energía que un sistema puede intercambiar con su entorno. Usualmente la entalpía se mide, dentro del Sistema Internacional de Unidades, en julios. 5 El intercambio energético dado en el paso del fluido de trabajo por el seno del rodete de una turbomáquina, se conoce como teoría euleriana. AHORRO DE ENERGÍA APLICADO A CASAS INTELIGENTES, (DOMÓTICA). 21 I.7. ¿Cómo lograr el ahorro de energía? Cogeneración de energía. La cogeneración es el procedimiento mediante el cual se obtiene simultáneamente energía eléctrica y energía térmica útil (vapor, agua caliente sanitaria). Si además se produce frío (hielo, agua fría, aire frío, por ejemplo) se llama Trigeneración. Los sistemas de cogeneración reciclan la energía perdida en el proceso primario de generación en un proceso secundario (en este caso, una turbina de gas). La energía restante se emplea —en este caso en forma de vapor— directamente en las cercanías de la central (por ejemplo, para calentar edificios), lo que aumenta aún más la eficiencia global del sistema. I.7.1. Cogeneración con Turbinas de Vapor. En esta configuración la energía mecánica es producidaen una turbina, acoplada a un generador eléctrico, mediante la expansión de vapor de alta presión generado en una caldera convencional. En este sistema la eficiencia global es del orden del 85 al 90% y la eléctrica del 20 al 25%. Las turbinas de vapor se dividen en tres tipos: a contrapresión, a extracción y a condensación. En las turbinas de contrapresión la principal característica es que el vapor, cuando sale de la turbina, se envía directamente al proceso sin necesidad de contar con un condensador y equipo periférico, como torres de enfriamiento. En la turbina de extracción/condensación, una parte del vapor puede extraerse en uno o varios puntos de la turbina antes de la salida al condensador, obteniendo así, vapor a proceso a varias presiones, mientras que el resto del vapor se expande hasta la salida al condensador. Estos sistemas se aplican principalmente en aquellas instalaciones en las que la necesidad de energía térmica respecto a la eléctrica es de 4 a 1 o mayor. I.7.2. Cogeneración con Turbinas de Gas. En este arreglo un compresor alimenta aire a alta presión a una cámara de combustión en la que se inyecta el combustible, que al quemarse generará gases a alta temperatura y presión, que a su vez, alimentan a la turbina donde se expanden generando energía mecánica que se transforma en energía eléctrica a través de un generador acoplado a la flecha de la turbina. Los gases de escape tienen una temperatura que va de 500 a 650 °C. Estos gases son relativamente limpios y por lo tanto se pueden aplicar directamente a procesos de secado, o pueden ser aprovechados para procesos de combustión posteriores, ya que tienen un contenido de oxígeno de alrededor del 15%. Debido a su alta temperatura, estos gases suelen ser empleados a su vez, para producir vapor, que se utiliza en los procesos industriales e inclusive, AHORRO DE ENERGÍA APLICADO A CASAS INTELIGENTES, (DOMÓTICA). 22 como veremos más adelante para generar más energía eléctrica por medio de una turbina de vapor. La cogeneración con turbina de gas resulta muy adecuada para los procesos en los que se requiere de una gran cantidad de energía térmica, o en relaciones de calor/electricidad mayores a 2. I.7.3. Cogeneración con Ciclo Combinado. Este sistema se caracteriza porque emplea una turbina de gas y una turbina de vapor. En este sistema los gases producidos en la combustión de la turbina de gas, se emplean para producir vapor a alta presión mediante una caldera de recuperación, para posteriormente alimentar la turbina de vapor, sea de contrapresión o extracción-condensación y producir por segunda vez energía eléctrica, utilizando el vapor a la salida de la turbina o de las extracciones para los procesos de que se trate. El ciclo combinado se aplica en procesos donde la razón electricidad/calor es mayor a 6. I.7.4. Cogeneración con Motor Alternativo. El motor alternativo genera la mayor cantidad de energía eléctrica por unidad de combustible consumido, del 34 al 41%, aunque los gases residuales son a baja temperatura, entre 200 y 250 °C. Sin embargo, en aquellos procesos en los que se puede adaptar, la eficiencia de cogeneración alcanza valores similares a los de las turbinas de gas (85%). Con los gases residuales se puede producir vapor de baja presión (de 10 a 15 kg/cm2) o agua caliente de 80 a 100 °C. I.7.5. Cogeneración con microturbinas. Las microturbinas difieren substancialmente de la mayoría de los métodos tradicionales de generación de energía eléctrica usados en la industria, con emisiones sumamente bajas, y que resultan particularmente útiles en muchísimas aplicaciones industriales y comerciales. Una microturbina es esencialmente una planta de poder miniatura, autocontenida, que genera energía eléctrica y calorífica en rangos desde 30kW hasta 1.2MW en paquetes múltiples (multipacks). Tiene una sola parte móvil, sin cajas de engranes, bombas u otros subsistemas, y no utiliza lubricantes, aceites o líquidos enfriantes. Estos equipos pueden usar varios tipos de combustibles tanto líquidos como gaseosos, incluyendo gas amargo de pozos petroleros con un contenido amargo de hasta 7%, gas metano, gases de bajo poder calorífico (tan bajo como 350 BTU) emanados de digestores de rellenos sanitarios. Uno de los usos más prácticos y eficientes de la microturbina está en la cogeneración. Cogeneración, utilizando ambas formas de energía simultáneamente, energía eléctrica y calor, implica precisamente maximizar el uso del combustible con eficiencias del sistema entre 70-80%. Empresas comerciales, pequeñas industrias, hoteles, restaurantes, clínicas, centros de salud, y una multitud de otras aplicaciones pueden combinar sus necesidades de electricidad y energía térmica mediante el uso de microturbinas como sistemas de cogeneración que anteriormente era difícil de lograr. AHORRO DE ENERGÍA APLICADO A CASAS INTELIGENTES, (DOMÓTICA). 23 Tecnología de cogeneración Eficiencia Eléctrica (%) Eficiencia Térmica (%) Turbina de vapor 33 52 Turbina de gas sin post-combustión. 38 47 Turbina de gas con post-combustión. 38 42 Ciclo combinado 57 33 Motor reciprocante 6 (aprovechando calor de gases de combustión y calor del sistema de enfriamiento) 40 30 Motor reciprocante (aprovechando calor de gases de combustión y calor del sistema de enfriamiento) 40 20 Microturbina 30 50 I.8. Métodos para un ahorro de energía eficaz. El ahorro de energía mediante el aumento de la eficacia en su manipulación se puede lograr, por lo que respecta a la parte del suministro, a través de avances tecnológicos en la producción de electricidad, mejora de los procesos en las refinerías y otros. En cambio, por lo que respecta a la parte de la demanda (la energía empleada para calefacción de edificios, aparatos eléctricos, iluminación...), se ha descuidado en relación con la parte del suministro, existiendo un margen amplio para su mejora. En Europa occidental el 40% del consumo final de energía se destina al sector doméstico, un 25% a la industria y un 30% al transporte. Dentro de los métodos sugeridos para México, con el objetivo de ahorrar energía se proponen los siguientes: utilizar lámparas ahorradoras, cambio de los sistemas de refrigeración con más de 10 años, cambio del cableado eléctrico con más de 10 años de uso, uso de gas natural en lugar de gas LP, etcétera. Con el uso de estos aditamentos, es posible comenzar a ahorrar un 30% de energía. Sin embargo, es un proyecto a largo plazo, ya que el reemplazo de componentes, sistemas y dispositivos, requieren de una inversión inicial que la mayoría de la gente en México, no puede hacer de manera inmediata. Otro problema es el de la aplicación de diferentes tarifas en el territorio nacional, ya que esto motiva que donde la tarifa es baja se desperdicie el recurso; mientras que en las zonas donde es más costoso el servicio de fluido eléctrico, se haga uso racional de él, por lo que se tiene que modificar la cultura en los hábitos de consumo; amén de una tarifa única para todo el país, tanto en el consumo residencial como en el industrial y comercial. I.8.1. Sector de edificios domésticos y comerciales. Más o menos la mitad de la energía consumida en Europa occidental se destina a edificios. Con la tecnología moderna para ahorro de energía, el consumo se puede llegar a 6 El motor o compresor reciprocante (también denominado recíproco, alternativo o de desplazamiento positivo), es un tipo de compresor de gas que logra comprimir un volumen de gas en un cilindro cerrado, volumen que posteriormente es reducido mediante una acción de desplazamiento mecánico del pistón dentro del cilindro. http://es.encarta.msn.com/encyclopedia_961534099/Refiner�a.html AHORRO DE ENERGÍA APLICADO A CASAS INTELIGENTES, (DOMÓTICA). 24 reducir un 20% en un periodo de cinco años. Se debe estimular la construcción dediseños con buen aislamiento, el uso eficaz de la energía en la iluminación, la instalación de sistemas de control de energía y la de aparatos modernos y eficaces para calefacción, aire acondicionado, cocinas y refrigeración. Las etiquetas en los aparatos con información sobre la eficacia de su funcionamiento ayudan a elegir el sistema más adecuado. Los progresos en el sector doméstico son lentos para mejorar las técnicas de ahorro de energía en el periodo de construcción. Se debe alentar la instalación de sistemas eficaces de iluminación y aislamiento. Cada vez tienen lugar más renovaciones de edificios comerciales e industriales que deberían incluir medidas de ahorro de energía. I.8.2. Sector industrial. El ahorro de electricidad se puede conseguir mediante sistemas avanzados de control de potencia, la instalación de motores eléctricos modernos para ventiladores, bombas, mecanismos de transmisión..., y la instalación de equipos de iluminación de alta eficiencia; también se debe evitar la penalización que supone el uso de energía en momentos de máximo costo. El rendimiento de las calderas y hornos se puede mejorar en gran medida mediante un ajuste y control cuidadosos de los niveles de combustión de aire en exceso. La recuperación del calor desechado a través de intercambiadores, bombas de calor y ruedas térmicas es un buen método para mejorar el ahorro energético. Las innovaciones en los sistemas de vapor y condensación pueden aportar también un ahorro sustancial. La conservación de la energía sólo se puede conseguir si se introduce un plan de gestión de la energía con un seguimiento riguroso y metas de progreso. La motivación de la mano de obra es esencial y sólo es posible si existe un compromiso abierto al más alto nivel. La mejora en la conservación de la energía es un problema tanto psicológico, como técnico y financiero. I.8.3. Transporte. El transporte es el sector más contaminante de todos, ocasionando más dióxido de carbono que la generación de electricidad o la destrucción de los bosques. En la actualidad hay en el mundo 500 millones de vehículos y en Europa occidental se calcula que su número se duplicará en el año 2020. En los países en desarrollo el crecimiento será incluso más rápido. A pesar de que el rendimiento de los motores de los vehículos se ha mejorado mucho mediante sistemas de control de la ignición y el uso de motores diesel, la tendencia sigue siendo la fabricación de vehículos con prestaciones muy superiores a las que permiten las carreteras. La congestión y la contaminación están estimulando la aparición de movimientos en favor de la tracción eléctrica y de la extensión del transporte público. http://es.encarta.msn.com/encyclopedia_761578120/Transporte_p�blico.html AHORRO DE ENERGÍA APLICADO A CASAS INTELIGENTES, (DOMÓTICA). 25 I.9. El ahorro de energía en una casa. La casa es por definición, el ámbito de lo privado. El lugar donde se cumplen algunas de las aspiraciones más profundas del ser humano, ligadas con la idea de la supervivencia, de la intimidad y del refugio. La casa puede suponer la protección física de las personas o de las cosas, la protección del descanso, del ocio o de la convivencia. Pero, por encima de todo, la casa representa, desde sus orígenes, el lugar de protección del fuego. Un fuego elemental que hay que conservar y al que hace referencia la misma expresión de "hogar". Un fuego en torno al cual los seres humanos se calientan, cocinan los alimentos y se iluminan por la noche... un consumo de energía necesario para la vida. Consumir energía es sinónimo de actividad, de transformación y de progreso, siempre que ese consumo esté ajustado a nuestras necesidades y trate de aprovechar al máximo las posibilidades contenidas en la energía. Desde las necesidades más básicas y primitivas (calentarse con una hoguera o cocinar los alimentos), a las más modernas y sofisticadas (conservar esos mismos alimentos durante varios meses o enviar mensajes por escrito a través de un fax), la mejora de las condiciones de vida de los hombres o de su nivel de bienestar han exigido siempre disponer de un excedente de energía que pudiese ser consumido. El consumo de energía, también en el hogar, es por tanto sinónimo de progreso, de aumento de la infraestructura, los bienes y servicios disponibles y de la satisfacción de las necesidades. Un principio esencial para el ahorro de energía consiste en conocer cómo funcionan los equipos y aparatos en el hogar, los diferentes tipos de energía que consumen y el distinto aprovechamiento que podemos obtener de ellos (ver Anexo). Es importante tener en cuenta que la trascendencia y la complejidad que hoy en día supone el consumo de energía en el interior de los hogares, no sólo no están reñidas sino todo lo contrario, con la posibilidad de hacer un buen uso de esta energía y utilizarla con la mayor eficiencia (energía eléctrica, agua y gas). AHORRO DE ENERGÍA APLICADO A CASAS INTELIGENTES, (DOMÓTICA). 26 CAPÍTULO II. CONCEPTOS GENERALES SOBRE CASAS AUTOMATIZADAS, (DOMÓTICA). II.1. Concepto de Domótica. El hombre en su constante búsqueda de bienestar ha procurado para sí y para los suyos lugares que cumplan con ciertas reglas básicas de comodidad y seguridad, obteniendo así hogares agradables y a la vez funcionales. El concepto de hogar inteligente puede encontrarse tácito en la simple concepción de un lugar para la convivencia y recogimiento de las familias, pues han sido dispuestos de manera que protejan a sus habitantes de los fenómenos naturales que pueden de alguna manera afectar su integridad y la de los objetos, que con poco o demasiado esfuerzo se han conseguido; es así como un igloo puede ser un hogar inteligente ya que ha sido construido como la mejor forma de aislar el frío, o los hogares que se construyen sobre plataformas para evitar el contacto con la humedad, también se amplía este concepto con la distinción de los espacios en los cuales ya no se involucran las áreas sociales tales como la sala y el comedor, con las áreas privadas, habitaciones, baños; antes nuestros antepasados no distinguían estos espacios y convivían abiertamente en lugares donde la cocina y el lugar de dormir se confundían entre el humo y los olores, y era normal encontrarse al mismo tiempo situado en el comedor y el patio de ropas. Para hacer los hogares más funcionales se incorporan conceptos de división espacio-temporales que permiten hacer una distinción adecuada de las diferentes zonas y así crear para cada una de éstas, accesorios que ayuden en esas labores diarias que proporcionan el bienestar que se busca. Dentro de esta idea surgen entonces las diferentes máquinas que de una u otra manera solucionan tareas básicas que antes demandaban demasiado esfuerzo, ya fuera individual o colectivo, aparecen así los electrodomésticos que se conciben como un lujo y luego una necesidad en todos los hogares. Se genera así una demanda de diferentes artículos como neveras, lavadoras, estufas, lámparas y otros que producen beneficios directos a quienes las utilizan, sin embargo, traen consigo las desventajas surgidas de su funcionamiento tales como la negligente intervención humana, los fenómenos eléctricos, el gasto de energía y los diferentes aspectos de seguridad que no siempre son previsibles por los fabricantes. Los diferentes elementos encontrados en un hogar buscan el mejor aprovechamiento de los recursos de los cuales allí se dispone, tales como el agua, la luz, el gas, el teléfono y a la vez dar comodidad a quienes los usan, por esto deben ser manejados de forma correcta y no demandar demasiada AHORRO DE ENERGÍA APLICADO A CASAS INTELIGENTES, (DOMÓTICA). 27 atención en los hogares que actualmente no cuentan con la prestación de servicios de atención las veinticuatro horas. Es por esto que se ha desarrollado un nuevo concepto en el cual el hogar adquiere la funcionalidad que la vida moderna
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