DocsTec-6385

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INSTITUTO TECNOLÓGICO Y DE ESTUDIOS 
SUPERIORES DE MONTERREY 
 
CAMPUS MONTERREY 
 
 
PROGRAMA DE GRADUADOS EN MECATRÓNICA Y 
TECNOLOGÍAS DE INFORMACIÓN 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
METODOLOGÍA PARA REDUCIR EL CONSUMO ELÉCTRICO EN 
EDIFICIOS MEDIANTE EL CONTROL DE LOS PROCESOS DE 
ILUMINACIÓN Y ACONDICIONAMIENTO DE AMBIENTE 
 
TESIS 
 
PRESENTADA COMO REQUISITO PARCIAL PARA OBTENER EL GRADO 
ACADEMICO DE: 
 
MAESTRO EN CIENCIAS CON ESPECIALIDAD EN 
AUTOMAIZACIÓN 
 
 
POR: 
 
Julio César Avila Alcaraz 
 
 
 
MONTERREY , N.L. Mayo 2008 
INSTITUTO TECNOLÓGICO DE ESTUDIOS SUPERIORES DE MON TERREY 
 
DIVISIÓN DE MECATRÓNICA Y TECNOLOGÍAS INFORMACIÓN 
 
PROGRAMA DE GRA DUADOS EN MECATRÓNICA Y 
TECNOLOGÍAS DE INFORMACIÓN 
 
 
Los miembros del comité de tesis recomendamos que la presente tesis del Ing. Julio 
César Avila Alcaraz sea aceptada como requisito parcial para obtener el grado académico 
de Maestro en Ciencias con especialidad en Automatización. 
 
Comité de tesis: 
 
 
______________________________ 
Dr. José de Jesús Rodríguez Ortiz 
Asesor 
 
 
 
______________________________ 
MC. Silverio Sierra Velasco 
Sinodal 
 
 
 
______________________________ 
MC. José Felipe López Pérez 
Sinodal 
 
 
 
_________________________________________ 
Dr. Joaquín Acevedo Mascarúa 
Director de Investigación y Posgrado 
Escuela de Ingeniería 
Mayo 2008 
METODOLOGÍA PARA REDUCIR EL CONSUMO ELÉCTRICO EN 
EDIFICIOS MEDIANTE EL CONTROL DE LOS PROCESOS DE 
ILUMINACIÓN Y ACONDICIONAMIENTO DE AMBIENTE 
 
 
 
 
 
POR: 
 
Julio César Avila Alcaraz 
 
 
 
 
TESIS 
 
 
 
Presentada al Programa de Graduados en Mecatrónica y 
Tecnologías de Información 
 
Este trabajo es requisito parcial para obtener el grado de Maestro en Ciencias 
con 
 
Especialidad en Automatización 
 
 
 
INSTITUTO TECNOLÓGICO Y DE ESTUDIOS 
SUPERIORES DE MONTERREY 
 
 
 
 
 
 
Mayo 2008 
 
 vii 
Resumen 
 
El presente documento es una tesis para obtener el grado académico de Maestro 
en Ciencias con la especialidad en Automatización. En él se propone una 
metodología para reducir el consumo eléctrico en edificios mediante el control de los 
procesos de iluminación y acondicionamiento de ambiente. 
 
Esta tesis organiza las recomendaciones de algunas organizaciones nacionales e 
internacionales en metodologías simples y fáciles de seguir por un usuario. 
 
La tesis está organizada en planeación, iluminación y acondicionamiento, cada 
parte presenta una metodología para edificios nuevos y otra para edificios ya 
construidos. La parte de la planeación muestra el procedimiento de automatización 
de un edificio. La segunda parte explica las bases de funcionamiento de los sistemas 
de iluminación y da recomendaciones para reducir su consumo. La tercera parte 
explica cómo funcionan los sistemas de Volumen Variable de Aire y lista algunas 
recomendaciones para ahorrar energía. Existe también un capítulo donde se 
muestran brevemente algunos de los equipos que se encuentran en el mercado para 
reducir el consumo eléctrico. 
 
Otro de los capítulos presenta un ejercicio donde se calcula la potencia necesaria 
para iluminación y acondicionamiento de una residencia, se siguen algunas de las 
propuestas hechas en esta tesis y se recalcula el consumo eléctrico demostrando el 
ahorro logrado. De acuerdo a los cálculos realizados, los consumos antes de la 
aplicación de las propuestas eran de 3,794kW para acondicionamiento y de 646.56 
para iluminación en un período de 240 horas; y luego de haber aplicado las 
propuestas, se tiene un consumo de 2,192 kW en acondicionamiento y de 279.12 kW 
en iluminación; esto es un ahorro integrado porcentual de 44.3%. 
 
Además, se analiza de un par de casos de estudio para recomendar acciones que 
reduzcan el consumo eléctrico, sin reducir los niveles de confort. En el primero de 
ellos se analiza una residencia del mismo estilo que una residencia del SoteoTec; en 
esta parte se indican cuáles recomendaciones son utilizadas y cuáles podrían serlo. 
 
El segundo caso de estudio explica el comportamiento térmico actual del tercer 
piso del edificio de Laboratorios de la División de Ingeniería y Arquitectura (DIA) del 
Campus Monterrey. En este ejercicio se dividió el área en 8 zonas, cada una con un 
sensor de temperatura y algunas cajas de volumen variable que controlan el flujo de 
aire frío a su zona. Se describen tres propuestas para lograr ahorro energético; la 
primera de ellas se refiere a aumentar el SetPoint (SP) de temperatura en lugar de 
apagar los equipos, esto trae menor carga térmica que vencer; la segunda se refiere 
a calendarizar los SP de acuerdo al horario de uso de cada local; la tercera describe 
la colocación de sensores de presencia en puntos estratégicos de la construcción y 
controlar los SP de acuerdo a sus salidas. 
 
viii 
 ix 
Dedicatoria 
 
 A Dios, el más importante. 
 
 A mi padre, César Avila Agatón, cuya nobleza y trabajo me marcaron siempre 
el camino correcto. 
 
 A mi madre, Alicia Alcaraz López, quien es toda amor y comprensión. 
 
 A mis hermanas por hacerme regresar al mundo cuando ya era necesario. 
 
 A mi novia, quien siempre estaba allí. 
 
x
 xi 
Agradecimientos 
 
Agradezco a mis padres por haber hecho lo posible para que yo llegara a este 
punto; a mis hermanas por su apoyo; y a mi novia por su amor. 
 
Agradezco al Instituto Tecnológico y de Estudios Superiores de Monterrey el 
haber financiado mis estudios de maestría. También hago patente mi reconocimiento 
al Departamento de Mecatrónica y Automatización, por el apoyo académico y las 
facilidades otorgadas para el uso del equipo computacional durante el tiempo que 
duró mi postgrado, en especial a los doctores Antonio Favela y Francisco Palomera 
por darme la oportunidad de estudiar la maestría. 
 
Agradezco a mi asesor Dr. José de Jesús Rodríguez Ortiz por haberme guiado y 
ayudado pacientemente en cada paso del desarrollo de mi investigación; y a mis 
sinodales Arq. Silverio Sierra Velasco y Mc. José Felipe López Pérez por haber 
dedicado parte de su tiempo a este trabajo. 
 
Agradezco a mis maestros por sus enseñanzas y a mis amigos por sus palabras 
de aliento. 
 
Agradezco a la antigua MAT, a la nueva MAT, y a los que llegaron después y se 
fueron antes por todos esos momentos divertidos. 
 
Agradezco a Juan Pineda y a Amparo Herrera, quienes me ayudaron en todo lo 
que pudieron. 
 
Agradezco además a: 
 
► Arq. Leonardo Monge Betancourt, Departamento de Construcciones 
SorteoTec, 
► Ing. Alejandro López, Compañía Multimedia, 
► Ing. Fernando Rodríguez Ortiz, Compañía ElectroConfort, 
► Ing. Emilio Ortiz González, Compañía SIConfort, 
► Arq. Juan Pablo Hernández, 
► Miguel Villa, Departamento de Servicios Generales del ITESM, 
 
xii 
 xiii 
Tabla de Contenido 
Resumen …………………………………………………………………………….. vii 
Dedicatoria ………………………………………………....................................... ix 
Agradecimientos …………………………………………..................................... xi 
Tabla de Contenido ……………………………………….................................... xiii 
Índice de Tablas …………………………………………..................................... xvii 
Índice de Figuras ………………………………………….................................... xix 
Índice de Siglas …………………………………………...................................... xxi 
 
Capítulo 1. Introducción 1 
 1.1 Antecedentes ………………………………………...................................... 1 
 1.2 Definición del Problema …………………………….................................... 2 
 1.3 Objetivo ……………………………………………….................................... 3 
 1.4 Alcances ……………………………………………...................................... 4 
 1.5 Hipótesis ……………………………………………..................................... 4 
 1.6 Metodología Desarrollada ………………………….................................... 4 
 1.7 Capítulos ……………………………………………..................................... 6 
 
Capítulo 2. Marco Teórico 9 
 2.1 Edificios Inteligentes ………………………………......................................9 
 2.2 Sistemas de Iluminación …..……………………….................................... 13 
 2.2.1 Conceptos Fundamentales ………………….................................... 13 
 2.3 Aire Acondicionado…………………………………..................................... 18 
 2.4 Optimización ………………………………………....................................... 21 
 2.4.1 Control Pasivo ………………………………..................................... 21 
 2.4.2 Control Activo ………………………………..................................... 23 
 
Capítulo 3. Planeación y Construcción 25 
 3.1 Proyecto de Automatización ………………………..................................... 25 
 3.1.1 Preestudio …………………………………….................................... 26 
 3.1.2 Definición ……………………………………..................................... 27 
 3.1.3 Instalación …………………………………….................................... 28 
 3.1.4 Entrega ………………………………………..................................... 28 
 3.1.5 Edificios Existentes ………………………….................................... 30 
 3.2 Edificios Bioclimáticos ……………………………...................................... 30 
 3.3 Metodología ………………………………………........................................ 33 
 3.3.1 Edificios Nuevos ……………………………...................................... 33 
 3.3.2 Edificios ya Construidos ……………………..................................... 34 
 xiv 
 
Capítulo 4. Sistemas de Iluminación 37 
 4.1 Artículos ……………………………………………....................................... 37 
 4.2 Generalidades ……………………………………….................................... 38 
 4.3 Recomendaciones …………………………………..................................... 39 
 4.4 Diseño de un Sistema de Iluminación …………….................................... 45 
 4.5 Metodología ………………………………………….................................... 48 
 4.5.1 Edificios Nuevos ……………………………...................................... 49 
 4.5.2 Edificios ya Construidos ……………………..................................... 49 
 
Capítulo 5. Sistemas HVAC 51 
 5.1 Artículos ……………………………………………....................................... 51 
 5.2 Sistemas HVAC ……………………………………..................................... 53 
 5.2.1 Elementos de un Sistema VAV …………….................................... 54 
 5.2.2 Funcionamiento de un Sistema VAV ……....................................... 55 
 5.2.3 Tipos de Sistemas VAV ……………………..................................... 57 
 5.2.4 Procesos …………………………..................................................... 58 
 5.3 Cálculo de Cargas Térmicas ……………………….................................... 59 
 5.3.1 Calor Sensible ………………………………..................................... 59 
 5.3.2 Calor Latente ………………………………....................................... 66 
 5.4 Acondicionamiento de Verano ……………………..................................... 68 
 5.5 Ahorro de Energía …………………………………..................................... 71 
 
Capítulo 6. Equipos en el Mercado 75 
 6.1 Pasivo …………………………………………….......................................... 75 
 6.2 Sensores ……………………………………………..................................... 77 
 6.2.1 Movimiento …………………………………...................................... 77 
 6.2.2 Presencia ……................................................................................ 78 
 6.2.3 Dial …………………………………………….................................... 78 
 6.2.4 Luminosidad …………………………............................................... 80 
 6.2.5 Temperatura …………………………............................................... 81 
 6.3 Iluminación …………………………………………...................................... 82 
 6.3.1 Atenuadores …………………………………..................................... 82 
 6.3.2 Balastros ……………………………….............................................. 83 
 6.3.3 Lámparas ……………………………................................................ 84 
 6.4 Climatización ………………………………………...................................... 88 
 6.4.1 Carrier ………………………………………....................................... 93 
 6.4.2 Daikin ………………………………................................................... 93 
 6.4.3 EcoFreeze ………………………….................................................. 94 
 6.4.4 Trane ………………………….......................................................... 94 
 6.5 Sistemas Completos ………………………………...................................... 95 
 6.5.1 AspireRF ……………………………….............................................. 95 
 6.5.2 Hometronic…………………….......................................................... 96 
 6.5.3 Metasys …………………………...................................................... 96 
 6.5.4 BTicino …………………………........................................................ 97 
 
 xv
Capítulo 7. Integración 99 
 7.1 Edificios Nuevos ……………………………................................................ 99 
 7.2 Edificio ya Construido………………………………..................................... 101 
 7.3 Cálculos de Iluminación y Acondicionamiento de una Residencia ……... 103 
 7.3.1 Ingreso ………………………………………...................................... 107 
 7.3.2 Escalera ……................................................................................... 108 
 7.3.3 Sala …………………………………………....................................... 108 
 7.3.4 Comedor …………………………..................................................... 109 
 7.3.5 Estudio …………………………........................................................ 111 
 7.3.6 Recámara Principal ………………………….................................... 112 
 7.3.7 Recámaras 1 y 2 ......................................... ................................... 114 
 7.3.8 Recámara 3 ………………………………......................................... 116 
 7.3.9 Sala de Tv ………………………...................................................... 118 
 7.4 Análisis y Mejoras …………………………………...................................... 119 
 7.4.1 Cambiar Lámparas Incandescentes por Fluorescentes …………… 121 
 7.4.2 Cambiar el Sistema de Acondicionamiento .................................... 122 
 7.4.3 Análisis de Eficiencia / Costo………………..................................... 124 
 
Capítulo 8. Casos de Estudio 125 
 8.1 Residencias del Tipo de las Residencias del SorteoTec …………………. 125 
 8.2 Área de Laboratorios de la DIA del ITESM …........................................... 128 
 8.2.1 Estado Actual................................................................................... 130 
 8.2.2 Propuestas....................................................................................... 142 
 
Capítulo 9. Conclusiones y Trabajos Futuros 163 
 9.1 Conclusiones …………………..…………………........................................ 163 
 9.2 Trabajos Futuros …................................................................................... 165 
 
Anexo A. Cálculo de Cargas Térmicas 171 
 1. Condiciones de Diseño ……………………………….................................... 171 
 2. Calor Sensible ………………………………………...................................... 172 
 3. Calor Latente …………………………………………..................................... 173 
 
Anexo B. Datos de la Prueba de Septiembre del 2007 211 
 
Anexo C. Datos de la Prueba de Abril del 2008 213 
 
Anexo D. Datos de la Propuesta 1 225 
 
Anexo E. Datos de la Propuesta 2 231 
 
Bibliografía 243 
 
 
xvi 
 xvii 
Índice de Tablas 
2.1. Referencias Recomendadas por la IESNA ………………………………….. 14 
2.2. Relación entre Variables y sus Unidades ……………………………………. 17 
2.3. Niveles Recomendados por la CFE ……………….…………………………. 17 
 
4.1. Niveles de Iluminación en Luxes …………………...………………………… 38 
 
5.1. Radiación Solar R en kcal/hm2 ……………………..…………………………. 60 
5.2. Corrección Según el Tipo de Vidrio ………………..…………………………. 61 
5.3. Coeficientes de transmisión K ……………………...……………………….... 62 
5.4. Diferencia de Temperaturas Equivalentes en Muros………………………. 62 
5.5. Diferencia de Temperaturas Equivalentes en Techos ……………………… 63 
5.6. Corrección de la Diferencia de Temperatura Equivalente …………………. 63 
5.7. Aire de Infiltración en m3/h por persona y por puerta ………………………. 64 
5.8. Calor emitido por las personas en kcal/h ……………………………………. 65 
 
6.1. Comparativa entre diferentes tipos de lámparas ……………………………. 85 
6.2. ¿Como seleccionar un aire Acondicionado? ………………………………… 89 
 
7.1. Potencias Usadas en Iluminación …………………………………………….. 120 
7.2. Potencias Usadas en Climatización ………………………………………….. 120 
7.3. Cantidad de Focos Resultado de la Propuesta 7.4.1 ………………….…… 121 
7.4. Cambios en los Equipos de Acondicionamiento ……………………………. 123 
7.5. Características de Tres Minisplits …………………………………………..... 124 
 
8.1. Zonificación del Laboratorio de la DIA ……………………………………….. 135 
8.2. Comportamiento de la Válvula de Agua Fría ………………………………... 138 
8.3. Tabla del SP del día Martes …………………………………………………… 146 
8.4. Comparación de la Estrategia de Control Actual y las Propuestas 1 y 2 … 150 
8.5. Características de los Sensores de Presencia ……………………………… 151 
8.6. Relación de Zonas y Sensores, Propuesta 3A ……………………………… 154 
8.7. Relación de Zonas y Sensores, Propuesta 3B ……………………………… 155 
8.8. Relación de Zonas y Sensores, Propuesta 3C ……………………………… 158 
8.9. Relación de Zonas y Sensores, Propuesta 3D ……………………………… 160 
 
 
 
xviii 
 xix 
Índice de Figuras 
2.1. Relación entre Variables ……………………………………………………… 16 
 
3.1. Ventana Protegida por un Toldo ……………………………………………... 29 
3.2. Calentamiento Indirecto ……………………………………………………….. 33 
 
4.1. Distancias para el Diseño de un Sistema de Iluminación …………………. 48 
 
5.1. Plano Esquemático de un Sistema Comercial de Aire Acondicionado ….. 54 
5.2. Plano Simplificado de un sistema de Aire Acondicionado ………………… 56 
5.3. Diagrama Psicrométrico ………………………………………………………. 67 
 
6.1. Ladrillo Aislante BarroKappa …………………………………………………. 76 
6.2. Sensor Infrarrojo Modelo 5890PI …………………………………………….. 79 
6.3. Sensor de Luz Ambiental y Movimiento LRI8134 ………………………...... 80 
6.4. Sensor de Temperatura TE-6700 ……………………………………………. 81 
6.5. Conexión entre Balastro y Sensor de Presencia …………………………… 84 
6.6. Comparativo entre un compressor convencional y uno con variador de 
velocidad…………………………………………………………………………. 92 
6.7. Controladores del sistema Aspire RF………………………………………. 95 
 
7.1. Plano de la Casa a Automatizar (planta baja)………………………………. 104 
7.2. Plano de la Casa a Automatizar (planta alta)…..………………………… 105 
7.3. Ubicación de los Focos en el Área de las Escaleras…………………….…. 108 
7.4. Ubicación de Luminarias en la Sala………………………………………….. 109 
7.5. Ubicación de Luminarias y Sensor en el Comedor……………………….… 110 
7.6. Ubicación de Luminarias en el Estudio…………………………………….… 112 
7.7. Ubicación de Luminarias en la Recámara Principal………………………. 114 
7.8. Ubicación de Luminarias en las Recámaras 1 y 2……………………….…. 115 
7.9. Ubicación de Luminarias en la Recámara 3…………………………….…… 117 
7.10. Ubicación de Luminarias en la Sala de TV….…………………………… 119 
 
8.1. Ubicación de Laboratorios de la DIA…………………………………………. 129 
8.2. Conexiones del Sistema……………………………………………………….. 129 
8.3. Diagrama de Flujo de la Estrategia Actual para Control de la 
Temperatura ……………………………………………………………………. 132 
8.4. Diagrama de Instrumentación del Sistema………………………………….. 133 
8.5. Espacios de Laboratorios de la DIA…………………………………………. 134 
 xx
8.6. Comportamiento Térmico del Laboratorio el 10 de Septiembre del 2007 .. 136 
8.7. Comportamiento Térmico del Laboratorio entre el 28 y 29 de Abril de 
 2008……...……………………………………………………………………… 137 
8.8. Comportamiento de la Válvula de Agua Fría……………………………….. 138 
8.9. Gráfica de Energía del 10 de Septiembre del 2007 ……………………….. 140 
8.10. Gráfica de Energía del del 28 y 29 de Abril del 2008 …………………….. 141 
8.11. Temperaturas del Laboratorio con la Propuesta 1 ……………………….. 144 
8.12. Horario de uso de los Laboratorios de Mecatrónica ……………………… 145 
8.13. Diagrama de Flujo de la Propuesta 2……………………………………….. 147 
8.14. Gráfica de Energía al aplicar la Propuesta 2 ……..……………………….. 148 
8.15. Aplicación de la Propuesta 2……………………………………………….. 149 
8.16. Comportamiento del Retraso al Apagado………………………………….. 151 
8.17. Instalación de Sensores de Presencia en los Laboratorios DIA, 
 Propuesta 3A…..……………………………………………………………… 153 
8.18 Diagrama de Escalera para la Elección del SP, Propuesta 3A …………. 154 
8.19 Ubicación de Sensores de la Propuesta 3B………………………………… 156 
8.20 Diagrama de Escalera para la Elección del SP, Propuesta 3B…………… 157 
8.21. Instalación de Sensores de Presencia en los Laboratorios DIA, 
 Propuesta 3C………………………........................................................... 159 
8.22. Diagrama de Escalera para Conectar los Sensores de Presencia, 
 Propuesta 3C……………..…………………………………………………… 160 
 
 
 
 
 xxi 
Índice de Siglas 
ASHRAE American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers. 
ATC Temperatura controlada automáticamente. 
BTUh Unidad Térmica Británica por hora. 
CENACE Centro Nacional de Control de Energía. 
CFE Comisión Federal de Electricidad. 
CHWP Bomba de agua fría. 
CHWR Retorno de agua fría. 
CHWS Suministro de agua fría. 
CONAE Comisión Nacional para el Ahorro de Energía. 
COFINAVI Comisión Nacional de Fomento a la Vivienda. 
DIA División de Ingeniería y Arquitectura. 
FIDE Fideicomiso de Ahorro para la Energía Eléctrica. 
fp Factor de potencia. 
HVAC Heating, Ventilating and Air-Conditioning. 
HWP Bomba de agua caliente. 
HWR Retorno de agua caliente. 
HWS Suministro de agua caliente. 
IAQ Calidad de aire interior. 
 xxii 
IBI Intelligent Building Institute. 
IESNA Illuminating Engineering Society of North America. 
IIE Instituto de Investigaciones Eléctricas. 
IMEI Instituto Mexicano del Edificio Inteligente. 
IRC Índice de rendimiento de color. 
MVD Válvula de volumen manual. 
PI Proporcional-Integral. 
PID Proporcional-Integral-Derivativo. 
RA Aire de retorno. 
RAF Ventilador de aire de retorno. 
RCR Razón de concavidad del cuarto. 
SAF Ventilador de suministro de aire. 
SP Set Point. 
STPS Secretaría del Trabajo y Previsión Social. 
TTR Toneladas de refrigeración 
UMA Unidad manejadora de aire. 
VAV Volumen variable de aire. 
 
 
 1
Capítulo 1. Introducción 
1.1 Antecedentes 
El uso de recursos no renovables para la generación de energía ha 
provocado un alto grado de contaminación en el planeta sin considerar que tales 
recursos se acabarán algún día. En últimas fechas la sociedad se ha preocupado 
por encontrar nuevas formas de generar energía eléctrica a menor costo y 
utilizarlas más eficientemente sin sacrificar la comodidad que de ellas se puede 
obtener. La utilización adecuada de la electricidad en nuestros hogares y oficinas 
permite una reducción en el costo económico y ambiental de producir electricidad. 
El consumo de electricidad utilizada en edificios y casas habitación es 
factible de reducirse para ayudar en gran medida a la disminución en los costos de 
producción de esta electricidad. Aproximadamente el 95% de la electricidad 
consumida en hogares y edificios se debe a los sistemas de acondicionamiento de 
ambientes y los de iluminación. El control de la temperatura de un cuarto requiere 
grandes cantidades de electricidad ya que se trata de un proceso lento y existen 
varias fuentes de calor en el área. Por otro lado, los sistemas de iluminación 
consumen mucha electricidad por la gran cantidad de horas diarias que se 
encuentran funcionando. 
Existen varias recomendaciones de los expertos en energía, como la 
Sociedad Americana de Ingenieros en Calefacción, Refrigeración y Aire 
Acondicionado (ASHRAE), la Sociedad de Ingenieros en Iluminación de Norte 
América (IESNA) y la Comisión Nacional para el Ahorro de Energía (CONAE), 
para reducir el consumo de energía eléctrica en diferentes construcciones. Hay 
también amplias áreas de conocimiento involucradas. Los conocimientos de 
ingenieríaeléctrica, electrónica, química, térmica, de sistemas y otras son 
fundamentales en la lucha por una reducción en el consumo energético de una 
construcción. Por su parte, también la arquitectura aporta grandes avances en el 
diseño y construcción de un edificio, al estudiar los materiales de la construcción y 
 2 
cómo hacerlos más aislantes térmicamente o al orientar sus diseños en una 
dirección física en la que aprovechen mejor la luz y el calor del Sol. 
Así mismo existen varias publicaciones que tratan sobre el control de los 
sistemas de iluminación y acondicionamiento de ambientes desde diferentes 
perspectivas; libros de domótica1 ([So-Chan1999], [Diaz1999]) donde muestran las 
técnicas y equipos actuales de control de las distintas funciones de gestión de 
energía de una casa y un edificio; tesis ([Rodriguez1998], [Ramirez2003]) que 
tratan de métodos de automatización de casas y espacios físicos; artículos 
([Rodriguez2002], [Pargfrieder2002]) que muestran resultados de aplicaciones de 
control a sistemas de confort de la casa u oficina. Cada una de estas 
publicaciones tiene una aproximación distinta para controlar la energía, usan redes 
neuronales, lógica difusa, análisis matemáticos, control pasivo, etcétera; y cada 
una de ellas logra la meta de mejorar el lugar o reducir el consumo energético. 
1.2 Definición del Problema 
En los últimos años la humanidad se ha preocupado más y más por 
conservar el medio ambiente separando la basura o reciclándola, haciendo uso 
eficiente de la electricidad en los hogares y oficinas, construyendo y poniendo en 
marcha plantas tratadoras de agua, entre otras medidas. El desarrollo tecnológico 
también ha apoyado a estas medidas de conservación eficientando los equipos 
eléctricos para que trabajen mejor y consuman menos energía. 
La CFE presenta en su página web [CFE2006] un cuadro donde ubica a los 
aires acondicionados entre los equipos de alto consumo de energía por lo que, al 
aumentar la eficiencia de estos equipos, se incrementa el ahorro en mayor medida 
que si se mejora algún otro equipo eléctrico. 
Por otro lado, los sistemas de iluminación también consumen gran cantidad 
de energía eléctrica dado el tiempo que se encuentran funcionando. Esto los 
coloca como susceptibles a optimizar. 
En el 2004, los sectores residencial, público y comercial consumieron el 
23% del consumo energético total en el país; el sector transporte consumió el 
44%, el sector industrial consumió el 30% y el sector agropecuario consumió el 
 
1La domótica es la ciencia que proporciona algún nivel de automatización a una casa. Es la disciplina que 
provee de inteligencia a las casas para satisfacer los requerimientos de sus habitantes y la tecnología para 
prolongar la vida de la casa. [Huidobro2004] 
 3
3%. Solo el sector residencial consumió el 19.3% de la energía consumida total 
en ese año, y el 24.7% de eso fue electricidad [CONAFOVI2006]. El 44% de la 
electricidad en una vivienda se consume en acondicionamiento de ambiente; 
mientras que el 33% se consume en iluminación y otros electrodomésticos 
pequeños [CONAE2005]. 
Esta tesis toma algunas de las recomendaciones dadas por los expertos y 
las organiza en un conjunto de metodologías que permiten minimizar el consumo 
de energía eléctrica en casas habitación y edificios a través del análisis de los 
sistemas de iluminación y acondicionamiento de ambiente. 
Es importante hacer notar que las situaciones existentes en una casa 
habitación en cuanto a clima e iluminación son distintas a las que existen en un 
edificio; ya que las fuentes de calor, las necesidades de iluminación, el espacio, el 
horario de uso, y otros factores difieren en ambos tipos de construcciones. 
Además, las recomendaciones para un edificio construido no son las mismas que 
para un edificio nuevo; por ejemplo, en un edificio nuevo se puede cambiar la 
posición de las ventanas para que aproveche la luz solar durante más tiempo. 
Así, la aportación de esta tesis se refiere al análisis y organización de las medidas 
de ahorro de energía eléctrica para producir una metodología que reduzca el uso 
de energía eléctrica en edificios a través del control de los sistemas de iluminación 
y acondicionamiento de ambiente. 
Antes de pensar en equipo complejo y posiblemente costoso, existen 
algunas acciones que reducen el consumo eléctrico de la construcción, como 
plantear una orientación adecuada antes de construir, pintar el interior de la 
construcción con colores claros, cambiar los focos incandescentes a lámparas 
fluorescentes, etc. Estas recomendaciones dadas por expertos en energía 
pueden ayudar a disminuir el consumo eléctrico de forma pasiva; es decir, sin la 
necesidad de recurrir a equipo electrónico y usar la teoría de control. 
1.3 Objetivo 
El objetivo principal de este trabajo es proponer una metodología clara para 
minimizar los costos de la energía eléctrica a través del control de los sistemas de 
aire acondicionado e iluminación en casas habitación y edificios, tanto nuevos 
como ya construidos. 
 4 
1.4 Alcances 
El objetivo presentado anteriormente es muy ambicioso en el sentido de 
que no fue posible probar la metodología presentada para construcciones nuevas, 
ya que no se tiene infraestructura en construcción en este momento. Sin 
embargo, se considera solamente el diseño del control de la iluminación y el 
acondicionamiento. 
Este trabajo se enfoca a las acciones que puede llevar a cabo un usuario en 
su entorno para reducir el consumo eléctrico en su vivienda u oficina, como apagar 
las luces, dar mantenimiento a lámparas y ductos de ventilación, etc. Además, se 
presenta un par de casos de estudio, en el capítulo 8, en los que se muestran las 
recomendaciones aplicables para la reducción de consumo energético en dos 
áreas del ITESM. Aunque pueden aplicarse métodos de control activo complejos, 
no se consideran en esta tesis. 
1.5 Hipótesis 
En este trabajo de investigación se demuestra que es posible desarrollar 
una metodología para minimizar el uso de energía eléctrica en edificios y casas 
habitación, a través del control de los sistemas de iluminación y acondicionamiento 
de ambiente, utilizando técnicas de control pasivo y, en menor grado, control 
activo. 
Esta hipótesis es comprobada experimentalmente en un caso de estudio, 
en el capítulo 8, el cual se refiere al control de los sistemas de aire acondicionado 
de los Laboratorios de la División de Ingeniería y Arquitectura (DIA) del ITESM. 
1.6 Metodología Desarrollada 
Como ya se mencionó, el objetivo de esta tesis es presentar una 
metodología para minimizar el uso de energía eléctrica requerida en casas 
habitación y edificios a través del control de los sistemas de iluminación y 
acondicionamiento de ambiente; sin embargo, el trabajo no consta solamente de 
 5
presentar una metodología, sino también de probarla, por lo que se requirió el 
apoyo del personal de Servicios Generales quienes permitieron hacer pruebas en 
el área de Laboratorios DIA del Campus Monterrey. Para lograrlo, se realizaron 
las siguientes acciones: 
1. Investigación bibliográfica. Se realizó una investigación 
bibliográfica para encontrar los métodos, técnicas y recomendaciones que 
redujeran el consumo eléctrico en viviendas y edificios, manteniendo los niveles de 
confort para los usuarios. Como resultado de la investigación se obtuvo un 
conjunto de sugerencias de diferente nivel para lograr un menor consumo eléctrico 
sin afectar los niveles de confort en un local. 
2. Diseño de metodologías de control pasivo. Antes de pensar en 
equipo complejo y posiblemente costoso, existen algunas acciones que reducen el 
consumo eléctrico de la construcción. Estas recomendaciones dadas por expertos 
en energía pueden ayudar a disminuir el consumo eléctrico de forma pasiva; es 
decir, sin la necesidad de recurrir a equipo electrónico y usar la teoría de control. 
3. Ubicartemporalmente las recomendaciones para siste mas de 
iluminación. Una vez que las sugerencias han sido entendidas, se procedió a 
ubicarlas en una línea temporal de una construcción. El método para reducir el 
consumo eléctrico por iluminación se muestra en el capítulo 4 de esta tesis. 
4. Ubicar temporalmente las recomendaciones para siste mas de 
acondicionamiento. Al igual que en el punto anterior, se ubicaron las 
sugerencias en una línea paralela de la construcción; solo que esta vez se tratan 
las recomendaciones para sistemas de acondicionamiento de ambiente. El 
método desarrollado en esta etapa se muestra en el capítulo 5. 
5. Equipos en el mercado. En esta etapa se revisó el equipo 
electrónico y los materiales en el mercado, necesarios para lograr una reducción 
en los costos de energía eléctrica. En el capítulo 6 se indican algunos de ellos. 
6. Diseño de experimentos para los casos de estudio. El diseño de 
los experimentos a realizar permite saber cuáles son los datos importantes a 
recolectar, el tipo de sensores a utilizar, etc. El personal del departamento de 
Servicio Generales está encargado del manejo y mantenimiento de los equipos de 
aire acondicionado y también es responsable de los sistemas de iluminación del 
Campus, es por ello que se solicitó permiso para realizar los experimentos 
definidos. Esta etapa y las dos siguientes se manejan en el capítulo 8. 
 6 
7. Obtener los datos actuales. Con ayuda del personal de Servicios 
Generales se tomaron datos de temperaturas del área en estudio, temperatura 
exterior, flujos y temperaturas de agua, etc. Todos estos datos son importantes 
para comprender y modificar las políticas de control actuales de temperatura en el 
área bajo análisis. 
8. Pruebas en la planta real. Una vez que se ha identificado el 
comportamiento sistema, se prosigue a implementar las medidas en las áreas de 
estudio del Campus Monterrey y se comprueba su efectividad midiendo 
nuevamente las variables importantes y el consumo energético. 
1.7 Capítulos 
Esta tesis se desarrolla en 9 capítulos y el primero de ellos es esta 
introducción. En ella se plantea el objetivo, la hipótesis, los alcances y la 
metodología desarrollada para terminar el trabajo. 
El capítulo 2 muestra el marco teórico, presenta lo existente en el área de 
ahorro de energía dando una revisión breve a la bibliografía referente a edificios 
inteligentes y cómo se controlan los sistemas de acondicionamiento y de 
iluminación, tanto de manera pasiva como activa. Se indica cómo definen algunas 
organizaciones internacionales a los edificios inteligentes; se dan algunos 
conceptos importantes para el cálculo de iluminación y acondicionamiento de un 
local; se tratan algunas de las recomendaciones pasivas y activas para ahorro 
energético y, finalmente, se mencionan las tarifas y servicios de la CFE a usuarios 
domésticos. 
El capítulo 3 describe, de manera general, las fases para automatizar un 
edificio, comenzando en la planeación hasta la entrega del edificio nuevo; en caso 
de que se trate de una remodelación, las fases son parecidas, con la desventaja 
de que algunas cosas no se pueden cambiar. También se indican las 
características de un edificio bioclimático y sus criterios de diseño. Al final, se 
indican los pasos a seguir reducir de consumo energético; tanto para una 
construcción nueva, como para una remodelación. 
En el capítulo 4 se describen brevemente algunos artículos relacionados 
con la automatización de los sistemas de iluminación, su aplicación y las ventajas 
que trae esta automatización. Más tarde se muestra una tabla con los niveles de 
iluminación recomendados por la CFE para distintos cuartos de una casa u oficina 
de acuerdo con las actividades que se realizan en su interior. Luego se presentan 
 7
las recomendaciones de los expertos para reducir el consumo energético y las 
explicaciones de estas recomendaciones. Por último, se presenta la metodología 
para el diseño de un sistema de iluminación. 
Durante el capítulo 5 se revisan algunos artículos relacionados con el 
control de temperatura en casas; además, se explica el funcionamiento general de 
un sistema de Calentamiento, Ventilación y Aire Acondicionado (HVAC) y sus 
componentes. Luego se describen algunos conceptos para el cálculo de cargas 
térmicas que se utilizan para calcular la potencia frigorífica necesaria en un local. 
Al final, se indican los pasos a seguir para lograr un consumo mínimo de energía 
eléctrica en un local (sea casa o edificio). 
El capítulo 6 se enfoca en mostrar algunos de los equipos eléctricos, cuyo 
objetivo sea ahorrar energía, presentes en el mercado al momento de escribir este 
documento. También muestra pinturas y aditivos que pueden mejorar tanto la 
iluminación como el clima de una habitación u oficina. Dada la amplia gama de 
materiales y equipo que realiza esta tarea, el capítulo solamente trata dos o tres 
ejemplares. Allí se tratan elementos pasivos que reducen el consumo eléctrico. 
Luego sensores con el objetivo de identificar el estado de un local para indicar a 
un controlador que debe realizar alguna acción. Después se tratan las 
características de equipos para ahorro en el área de iluminación. Luego se 
mencionan algunos de los sistemas de acondicionamiento ambiental que ahorran 
en climatización de un local. Para terminar, se muestran algunas de las 
características de sistemas de control domótico completos. 
Más tarde, en el capítulo 7, se listan las recomendaciones para lograr una 
integración completa de todas ellas y obtener la metodología final que reduce el 
consumo eléctrico en una residencia. Además se sugiere, mediante ejemplos, una 
estrategia de automatización y aplicación de tales recomendaciones en una 
residencia. 
En el capítulo 8 se desarrollan los dos casos de estudio; el primero de ellos 
describe parte de la tecnología utilizada en residencias construidas en el área 
metropolitana de Monterrey del estilo que tienen las residencias del SorteoTec. 
En el segundo caso se analiza el sistema de climatización del tercer piso del 
edificio de Laboratorios de la DIA en el ITESM Campus Monterrey. En ambos 
casos se mencionan algunas recomendaciones que podrían aplicarse para reducir 
un poco el consumo eléctrico. 
Por último se presenta el capítulo 9 con las conclusiones de esta tesis y las 
sugerencias para trabajos futuros. 
 
 
 
8 
 
 9
Capítulo 2. Marco Teórico 
En esta sección se presenta lo existente en el área de ahorro de energía 
dando una revisión breve a la bibliografía referente a edificios inteligentes y cómo 
se controlan los sistemas de acondicionamiento de ambiente y los sistemas de 
iluminación, tanto de manera pasiva como activa. Se indica cómo definen algunas 
organizaciones internacionales a los edificios inteligentes; se dan algunos 
conceptos importantes para el cálculo de iluminación y acondicionamiento de un 
local; se tratan algunas de las recomendaciones pasivas y activas para ahorro 
energético y, finalmente, se mencionan las tarifas y servicios de la CFE a 
industrias y usuarios domésticos. 
2.1 Edificios Inteligentes 
En [Huidobro2004] se explica brevemente y de manera clara la historia de 
la domótica. Además, establece las diferencias entre automatizar una 
construcción nueva y una existente; la primera diferencia es el momento en el que 
se decide automatizar, y la segunda diferencia es el costo de hacerlo, pues los 
costos de automatizar una construcción nueva solamente se elevan entre el 1 y 
2%, lo cual resulta mínimo si se compara con los beneficios que se obtendrán en 
relación de la misma construcción sin automatizar. 
El IMEI [IMEI1991] establece que un edificio inteligente debe cumplir con 
los siguientes 5 puntos de igual importancia: 
1. Máxima Economía. Refiriéndose a la eficiencia en el uso de los 
energéticos. 
2. Máxima Flexibilidad. Adaptabilidad a bajo costo a los cambios 
tecnológicos. 
 
 10
3. MáximaSeguridad. Capacidad de proveer un entorno ecológico 
habitable, sustentable y seguro. 
4. Máxima Automatización. Comunicación eficaz entre la operación y el 
mantenimiento, eficiencia el trabajo manteniendo niveles óptimos de confort. 
5. Máxima Prevención y Predicción. Operación y mantenimiento óptimo. 
El Instituto de Edificios Inteligentes (IBI) en Estados Unidos, por su parte, 
define al edificio inteligente como “una construcción que provee un ambiente 
productivo y efectivo a través de 4 elementos: estructura, sistemas, servicios y 
mantenimiento, y la interrelación entre ellos”. 
Para el Grupo Europeo de Edificios Inteligentes un edificio inteligente es 
“uno que crea un ambiente que maximiza la efectividad de sus ocupantes mientras 
que habilita un manejo eficiente de los recursos con un mínimo costo en el tiempo 
de vida de la infraestructura existente”. 
De las diferentes definiciones asiáticas se puede definir que “un edificio 
inteligente está diseñado y construido sobre una selección apropiada de módulos 
ambientales de calidad para satisfacer los requerimientos de los usuarios, al 
mapearlos a los medios apropiados del edificio para alcanzar un valor de largo 
término en la construcción” [So-Chan1999]. Los módulos ambientales de calidad 
a los que se refiere esta última definición son 8 y se numeran a continuación: 
1. Ambiente agradable - conservación de salud y energía, 
2. Utilización y flexibilidad del espacio, 
3. Ciclo de vida - operación y mantenimiento, 
4. Confort humano, 
5. Eficiencia en el trabajo, 
6. Seguridad, 
7. Cultura, 
8. Imagen de alta tecnología, 
 
 11
En general la definición de un edificio inteligente contempla dos aspectos, 
los requerimientos del usuario para una estancia confortable y la tecnología que 
permite prolongar la vida del propio edificio. 
Existen varios libros que tratan sobre edificios inteligentes y explican lo que 
se está haciendo para lograr una mejora en el confort humano, eficiencia en el 
trabajo y manejo de energía. Algunos de ellos se describen brevemente a 
continuación. 
El libro Intelligent Building Systems [So-Chan1999] da una revisión de la 
terminología, estructura y principios de operación de la mayoría de los sistemas de 
construcción de la época; explica qué hay y qué se está desarrollando por los 
investigadores en el campo del confort humano, la eficiencia en el trabajo y el 
desempeño energético de las construcciones. Da una introducción a las 
tecnologías electrónicas, principios matemáticos y técnicas de inteligencia artificial 
y procesamiento de señales. Presenta algunos de los trabajos realizados por 
varios investigadores en el campo de los edificios inteligentes. La meta principal 
del libro es proporcionar una visión clara de los conceptos y tecnologías 
involucradas en los sistemas de los edificios inteligentes. El libro está dividido en 
tres partes: la primera presenta una breve introducción a los sistemas estándar de 
construcción donde se discuten los principios básicos de operación y estructura; la 
segunda parte, muestra el conocimiento necesario para entender los diferentes 
aspectos de la inteligencia artificial; la tercera, es una revisión general a la 
aplicación de las técnicas de inteligencia artificial en diferentes sistemas de 
construcción para mejorar su desempeño. 
El libro Domótica e Inmótica, viviendas y edificios inteligentes [Romero2005] 
trata la visión europea de los edificios inteligentes y sigue los estándares de Grupo 
Europeo de Edificios Inteligentes para definir: qué es un edificio inteligente desde 
diversos puntos de vista, cuáles son los diferentes tipos de edificios y sus 
características, los sistemas que lo conforman, los servicios a controlar, etc. 
Además, explica cuáles son los estándares propietarios y cuáles son los 
estándares abiertos de los sistemas comerciales analizando cada uno de ellos. Al 
final, menciona ejemplos de edificios inteligentes tanto en varios lugares del 
mundo. Los estándares abiertos se refieren a los sistemas que manejan 
características de varios fabricantes de equipo; es decir, los equipos de diferentes 
fabricantes pueden colocarse en la misma construcción y trabajar juntos. Por otro 
lado, los sistemas propietarios solamente pueden tener equipos hechos por el 
fabricante dueño del estándar. 
El libro Domótica, edificios inteligentes [Huidobro2004] explica cómo 
introducir las soluciones domóticas a edificios existentes o a edificios nuevos, 
describe también algunos de los dispositivos importantes para lograr la 
automatización de una construcción; hace una breve introducción a los sistemas 
 
 12
de comunicación entre estos dispositivos y describe los estándares, tecnologías y 
protocolos utilizados; menciona además algunos de los beneficios de la domótica 
y la situación del mercado en España. 
La tesis Análisis de Edificios Inteligentes [Ramirez2003] es una 
investigación bibliográfica de lo referente a los edificios inteligentes, desde el 
momento de su surgimiento y el camino que ha seguido la idea de estos. 
Menciona también a los organismos internacionales encargados de desarrollar el 
concepto. Comenta los conceptos de “coeficiente intelectual” y "Edificio enfermo” 
y menciona algunas recomendaciones de diseño en las instalaciones de edificios 
inteligentes. 
La tesis Control Inteligente de Edificios [Rodriguez1998] presenta un 
estudio hecho en el edificio del Centro Estudiantil del ITESM campus Monterrey 
cuyo principal objetivo es presentar una propuesta para el control automático 
inteligente de los sistemas de operación de edificios y casas habitación. Estos 
sistemas son los energéticos y de seguridad, los primeros se refieren a los de 
iluminación y los de aire acondicionado; y los segundos a los de protección contra 
incendio y contra robo. Usa un control inteligente que basa su comportamiento en 
reglas de confort estadístico y en la presencia de los usuarios para optimizar el 
uso de energía en iluminación y aire acondicionado. Las variables de entrada son: 
temperatura, presión, humo, presencia, fecha y hora. Para probar el sistema, se 
modeló el comportamiento térmico del edificio aplicando una prueba escalón para 
estimar los tiempos y el comportamiento del sistema. Además, se hace un análisis 
de los equipos existentes en el mercado tanto para adecuar y remodelar edificios 
construidos como para edificios nuevos. 
Otra tesis, Control Difuso para el Confort y Ahorro de Energía en Diferentes 
Espacios Físicos [Espejo1997] explora el uso de la lógica difusa para controlar los 
sistemas de iluminación y ahorro de energía respetando el confort de los usuarios 
en espacios cerrados. Utiliza lógica difusa porque es la forma más natural de 
dotar de inteligencia a un edificio, además de que no necesita plantear un modelo 
matemático que represente el comportamiento dinámico de un espacio físico. 
Aunque el sistema no pudo ser implementado y probado, las pruebas en 
simulación demostraron que el controlador se comporta como se planeó. También 
hace la advertencia de que, si los actuadores encargados de realizar las acciones 
necesarias para mantener al espacio en condiciones de confort no existen, las 
reglas de inferencia no podrán realizar las acciones de control. Además, las 
reglas de inferencia del sistema de iluminación para una zona particular podrían 
no funcionar para otra, ya que los diferentes cuartos de una casa u oficina no 
tienen las mismas dimensiones, el mismo color en las paredes, o no se realiza la 
misma actividad en ellos, incluso los deseos de un usuario particular suelen ser 
distintos a los de otro. 
 
 13
En general, un edificio inteligente tiene la capacidad de optimizar el 
desempeño de los usuarios brindándoles seguridad y confort, tiene la flexibilidad 
para adaptarse a los cambios tecnológicos que van apareciendo y mantiene sus 
requerimientos energéticos al mínimo al estar en balance con su entorno. Parte 
de esta definición serefiere a mantener los niveles de confort visual y térmico 
utilizando el mínimo de energía. 
Con esta revisión bibliográfica se encontraron algunos de los textos que 
explican el funcionamiento, las ventajas e implicaciones que tiene el automatizar 
una construcción. En esta tesis, se consideran los conceptos de los autores de los 
libros, artículos y otras tesis para saber las técnicas de reducción del consumo 
eléctrico en los aspectos de acondicionamiento de ambiente e iluminación en una 
construcción. 
2.2 Sistemas de Iluminación 
Los sistemas de iluminación son altos consumidores de energía eléctrica1 y 
los controles para estos son variados en complejidad y precio, van desde un 
interruptor hasta el control remoto, pasando por timers, sensores de presencia y 
computadoras [Hassen2003]; con los sensores de presencia se puede lograr hasta 
un 75% de ahorro [Llamas2006]. 
2.2.1 Conceptos Fundamentales 
Para realizar estudios de iluminación se debe conocer la terminología y 
unidades utilizadas en el campo [Helms1991]; a continuación se presentan 
algunos de los conceptos importantes al respecto. Hay que hacer notar que la luz 
visible abarca solamente la parte comprendida entre los 380 nm y los 760 nm de 
las radiaciones electromagnéticas. 
Existen tres tipos de iluminación : la iluminación general, la iluminación 
local y la combinación de ambas. La primera se refiere a la que se usa en 
habitaciones, salas, oficinas y donde se requiere luz uniforme en un plano de 
trabajo. La iluminación local se utiliza en escritorios o mesas de dibujo, donde se 
necesita luz de alta intensidad. Además hay seis tipos de sistemas luminosos: la 
iluminación directa, la indirecta, semi-directa, semi-indirecta, directa-indirecta y 
 
1Según la CONAE, el 33% de la electricidad que se consume en los hogares es por iluminación. 
 
 14
general difusa. La iluminación directa envía el 90% de la luz hacia abajo y el 10% 
hacia arriba; la indirecta lo hace al revés y las otras cuatro están entre estos 
extremos [So-Chan1999]. 
La iluminación en una habitación no solo depende de sus luminarias, sino 
también de la reflectancia de las paredes, techos, pisos y muebles en general. 
Por ello es recomendable utilizar colores claros cuidando de no llegar a niveles tan 
altos como para deslumbrar. La IESNA propone las reflectancias mostradas en la 
Tabla 2.1. 
 
TIPO DE SUPERFICIE REFLECTANCIA 
Techos 80 a 90% 
Paredes 40 a 60% 
Mobiliario 25 a 45% 
Pisos 20 a 40% 
Tabla 2.1. Reflectancias recomendadas por la IESNA. 
La RCR es un indicador del nivel de desaprovechamiento de la luz en un 
espacio dado, se calcula con la ecuación 2.1 y allí puede verse que una habitación 
con techo bajo aprovecha mejor la luz que una con techo alto, y entre más largas y 
anchas sean la habitaciones aprovechan mejor la luz. 
 
RCR= 
0.76 H P
A 
(2.1) 
Donde: 
H es la distancia entre el plano de trabajo y el techo. 
P es el perímetro del cuarto. 
A es el área del piso. 
La temperatura del color es psicológicamente importante porque una luz 
fría que invita al trabajo y que es idónea para el buen aprovechamiento laboral; en 
cambio, una luz cálida (tonos rojizos) favorece el relajamiento y hace acogedor el 
hogar [Construir2001]. La temperatura del color es la temperatura a la que 
debería calentarse un cuerpo negro para producir una luz del mismo tono; 
entonces, es el parámetro que caracteriza la tonalidad de la luz. Si el cuerpo 
negro, teóricamente, se calienta a menos de 3300°K, se habla de una luz cálida; si 
se calienta entre 3300 y 5000°K, es una luz interme dia; y si se calienta a más de 
5000°K es una luz fría [Helms1991]. 
 
 15
El IRC es la capacidad de reproducir el color de los objetos iluminados con 
la fuente de luz. En general, cuando el IRC es mayor o igual a 85, la luz es buena; 
debajo de 70 es mediocre y en el intermedio es normal. 
La luminaria , que se refiere a la unidad luminosa funcional, todo lo 
necesario para producir luz; es decir, bulbo, filamento, terminales eléctricas, base, 
etcétera; un foco completo o una lámpara incluyendo su balastro y su reflector. 
La eficacia de una luminaria es la razón entre el flujo luminoso total y la 
potencia total de entrada a la fuente; se expresa en lúmenes por Watt [lm/W]. 
El punto de ruptura es el límite mínimo de la eficacia de una luminaria; es 
decir, es el punto donde la luminaria consume muchos Watts y entrega pocos 
lúmenes. Este valor depende del tipo de luminaria. 
La Ley Fundamental de la Iluminación dice que la iluminación E en punto 
a una distancia d de una fuente luminosa con intensidad I es directamente 
proporcional a la intensidad e inversamente proporcional al cuadrado de la 
distancia d. 
 
E∝ 
I
d2
 (2.2) 
Donde: 
E es la iluminación en un punto. 
I es la intensidad luminosa de la fuente. 
d es la distancia entre la fuente y el punto. 
 
La intensidad luminosa es la densidad del flujo luminoso en una dirección 
dada e indica la capacidad de una fuente luminosa para iluminar una dirección 
dada. Se mide en candelas [cd]. 
El flujo luminoso es la razón de cambio en el tiempo del flujo de la energía 
luminosa. Se expresa en lúmenes [lm], donde un lumen es el flujo emitido por una 
candela de intensidad dentro de un ángulo sólido de un sterradián. 
La energía luminosa es la energía radiante visualmente evaluada que viaja 
como ondas electromagnéticas; su unidad es el lumen-segundo [lm-s]. 
 
 16
El ángulo sólido es la relación entre el área de una esfera y el cuadrado de 
su radio. Su unidad es el sterradián ω. La esfera unitaria (radio de un pie) con 
una fuente luminosa de una candela en el centro sirve para relacionar candelas, 
lúmenes, sterradianes y footcandles. Dado que una candela produce un lumen en 
un sterradián, entonces la iluminación producida será de un footcandle; es decir, 
un footcandle es la iluminación producida por una candela a un pie de distancia. 
Esto se muestra en la figura 2.1 allí se muestra una fuente luminosa de una 
candela [cd], un sterradián [sr], un flujo de un lumen [lm], un footcandle [fc] y un 
lux. 
 
Figura 2.1. Relación entre las variables. 
La exitancia es la densidad de flujo luminoso total que emite un punto 
luminoso en todas direcciones. Sus unidades son los lúmenes/pie cuadrado 
[lm/ft2] o en lúmenes/metro cuadrado [lm/m2]. 
El brillo es la densidad de flujo luminoso total que emite un punto luminoso 
en una dirección dada por unidad de ángulo sólido. También se le llama 
luminancia , y se mide en candelas/pulgada cuadrada o footLamberts [cd/in2], o 
en candelas/metro cuadrado o nits [cd/m2]. 
La iluminancia es el flujo luminoso incidente en una pequeña superficie por 
unidad de superficie. Se mide en footcandles; si la superficie está dada en metros 
cuadrados y no en pies cuadrados, la iluminancia se mide en Luxes. De manera 
 
 17
que un lux es un lumen por metro cuadrado [lm/m2] y un footcandle es un lumen 
por pie cuadrado [lm/ft2]. 
La transmitancia es el porcentaje de luz que pasa a través de un material 
transparente. 
La tabla 2.2 muestra la relación entre las variables y sus unidades 
asociadas. 
 
 
VARIABLE UNIDAD 
Eficacia lm/W 
Intensidad luminosa cd 
Flujo luminoso lm 
Energía luminosa lm−s 
Ángulo sólido ϖ 
Exitancia lm/ft2 o lm/m2 
Brillo cd/in2 o cd/m2 
Iluminancia fc o lux 
Tabla 2.2. Relación entre las variables y sus unidades. 
La CFE presenta la tabla 2.3 con los niveles recomendables de luminancia 
en luxes medidos a 75 cm del suelo [Ramirez2003]. 
 
TIPO DE ÁREA LUMINANCIA [LUXES] 
Áreas de trabajo, salas de reuniones, etc. 500 
Zonas de circulación y pasillos. 100 
Escaleras 150 
Roperos, lavabos 150 
Almacenes 150 
Estacionamiento 50 
Alumbrado de emergencia 10 
Tabla 2.3 Niveles recomendados por la CFE [Ramirez2003]. 
Todos estos conceptos son utilizados en el capítulo 4 de esta tesis para 
diseñar el sistema de iluminación.18
2.3 Aire Acondicionado 
El objetivo principal de un sistema de calefacción, ventilación y aire 
acondicionado es mantener un ambiente agradable dentro del edificio para sus 
ocupantes; sin embargo, muchos de estos sistemas no son diseñados pensando 
en la eficiencia energética2. De acuerdo con [Llamas2006], existen cuatro factores 
a controlar por un sistema de calentamiento, ventilación y aire acondicionado 
(HVAC): la temperatura, la humedad, la distribución y la calidad del aire; y sus 
funciones principales son: mantener las condiciones de confort enfriando o 
calentando, mientras que los factores externos varían, usar la menor cantidad de 
energía y proveer de seguridad para los ocupantes y el equipo. 
El acondicionador de aire es parte de uno de los subsistemas importantes 
de un edificio inteligente. Por un lado, debe satisfacer la demanda de los 
habitantes del edificio al controlar la temperatura, humedad, la pureza y velocidad 
del aire en el interior de la construcción; pero por otro, es el subsistema que más 
consume energía eléctrica3, por lo que es necesario buscar un uso eficiente del 
mismo. 
El uso eficiente de acondicionadores de aire en edificios promete reducir el 
consumo de energía eléctrica. Esto trae como consecuencia una disminución en 
la contaminación ambiental. La CFE presenta algunos datos de consumo de 
energía en la tabla de su página web [CFE2006]. Los equipos de refrigeración y 
acondicionamiento de aire están catalogados como de alto consumo; un aire 
acondicionado de ventana de 2 toneladas antiguo consume 960 KWh; el consumo 
es definitivamente alto; comparado con algo más cotidiano, se necesitarían 9600 
focos de 100 W encendidos durante una hora o mantener encendido 1 foco de 100 
W durante un año, un mes, cuatro días y dieciocho horas sin apagarlo. 
El control de temperatura en una habitación puede ser lento e ineficiente, ya 
que las fuentes de calor son variadas y no son constantes; por mencionar algunas 
de ellas están: el calor de las paredes, techos, y ventanas, el calor de los aparatos 
eléctricos, el calor de los habitantes, entre otras. Observando esta situación, se 
han presentado varios trabajos, teorías y tecnologías para lograr un consumo más 
eficiente de la energía eléctrica [Rodriguez1998]. 
El control de los sistemas de acondicionamiento de ambiente debe 
considerar la comodidad de los usuarios y los que la impactan desde este ángulo 
son: la temperatura, la humedad relativa y la velocidad del aire; además del polvo 
 
2[Llamas2006] 
3Según la CONAE, el 44% de la energía en una casa se consume en calefacción y aire acondicionado. 
 
 19
y el olor. Cada uno de estos factores puede controlarse por separado o en 
conjunto. 
En [Rodriguez1998] se mencionan los rangos de cada uno de estos 
factores para mantener confortables a los usuarios haciendo notar que se refiere a 
confort estadístico, por lo que a algunos usuarios puede no parecerles tan 
confortable. Se recomienda una temperatura entre 20 y 24°C en invierno y entre 
23 y 27ºC en verano; una humedad relativa entre 40 y 60% y la velocidad del 
viento entre 13.7 y 30.5 m/min. Al controlarse dos de estas tres variables se 
puede lograr el estado de confort. 
Por otro lado, los otros dos factores para producir confort en un lugar, polvo 
y olores, pueden controlarse al ventilar el lugar intercambiando un porcentaje del 
aire con el exterior. Esto se debe a que el aire del exterior generalmente no tiene 
la misma temperatura efectiva que el del interior, por lo que hay que enfriarlo o 
calentarlo nuevamente. La cantidad y frecuencia con la que se intercambia el aire 
depende de muchos factores, aunque los más importantes son el número de 
personas en el local y la actividad que realizan. Típicamente el valor de 
renovación de aire es de 0.6 m3/min/persoma. En las casas habitación, el aire se 
intercambia por las ranuras en puertas y ventanas. 
La humedad relativa es la humedad que contiene una masa de aire en 
relación con la máxima humedad absoluta que podría admitir, sin producirse 
condensación, conservando las mismas condiciones de temperatura y presión 
atmosférica. Se expresa en porcentajes como la relación entre las temperaturas 
marcadas en dos termómetros, uno junto al otro; pero uno de ellos se cubre con 
una gasa húmeda para representar la humedad máxima aceptable a esa 
temperatura y presión. El termómetro con la gasa reporta la temperatura del punto 
de rocío y el otro termómetro reporta la temperatura ambiente; la ecuación 2.3 
muestra la relación entre estas temperaturas y la humedad relativa [Perez2006]. 
 
HR=100 






 
112+Td−0.1T
112+0.9T
8
 (2.3) 
Donde: 
HR es la humedad relativa, 
T es la temperatura ambiente, 
Td es la temperatura de rocío. 
El cálculo de cargas térmicas de un local resulta complejo, por lo que se 
suponen algunas cosas. Estos datos supuestos se conocen como condiciones del 
proyecto, y se consideran fijas. Estas son: 
 
 20
1. Ubicación geográfica, puesto que el local no se mueve de donde está. 
2. Temperatura exterior, es el promedio de las temperaturas máximas. 
3. Humedad relativa exterior, es el promedio de las humedades máximas. 
4. Variación diaria de temperaturas, diferencia de temperaturas 
exteriores máximas y mínimas en verano. 
5. Temperatura interior del local, se coloca entre 20 y 24°C en invierno y 
entre 23 y 27ºC en verano. 
6. Humedad relativa interior, se coloca entre 40 y 60%. 
7. Hora solar, se coloca en las 15 horas. 
 
Las variables al hacer los cálculos son: 
1. La superficie y el volumen del local. 
2. La potencia de la iluminación. 
3. El número promedio de ocupantes del local. 
Existe otro par de conceptos importantes para el cálculo de la carga térmica 
de un local. El calor latente que se debe al cambio de humedades, es el calor 
necesario para que una sustancia cambie de estado; y el calor sensible debido al 
cambio de temperaturas sin que haya cambio de estado. Así, cada uno se debe a 
causas diferentes; el calor sensible es causado por la iluminación, los usuarios, las 
máquinas, la radiación de ventanas, techos y paredes. Mientras que el calor 
latente es causado principalmente por la sudoración de los usuarios y la humedad 
del aire de intercambio. El procedimiento para el cálculo de cargas térmicas se 
trata en el capítulo 5. 
 
 21
2.4 Optimización 
Los problemas de optimización se encuentran en gran cantidad de áreas de 
la vida, la ciencia y la tecnología. En esta tesis se muestran procedimientos que 
pueden reducir, aunque no optimizar, el consumo eléctrico. Se tocan aspectos 
tanto pasivos como activos de control en los capítulos 3, 4, 5, 6; en el capítulo 7 se 
muestra una integración de estos aspectos. 
2.4.1 Control pasivo 
Si bien es cierto que “…no puede controlarse un proceso que no es 
medido”4, sí puede reducirse el consumo energético de un lugar realizando ciertas 
acciones que no implican una inversión económica fuerte. “La energía 
proveniente de actividades de administración de energía ha probado ser la fuente 
más económica de nueva energía.”5, esto se refiere a que no es necesario invertir 
grandes cantidades para lograr un ahorro energético; se pueden hacer 
reducciones considerables en el consumo al apagar la luz cuando no se utiliza, al 
pintar techos y paredes de colores claros, al colocar persianas exteriores en las 
ventanas, etcétera. Todas estas acciones tienen resultados favorables. Algunas 
de estas medidas se tratan en este trabajo. 
En [Ramirez2003] también propone diseñar edificio con una buena 
orientación, proteger ventanas y puertas para evitar pérdidas o ganancias de calor, 
intensificar en lo posible la ventilación e iluminación natural, utilizar cristales 
especiales que bloqueen la radiación ultravioleta y permitan el paso de luz visible 
como los cristales Transluz-E y Eficient-E de Vitro; los cuales, según el 
fabricante,permiten el paso de tan solo el 50 y 36% del calor respectivamente. 
Como ya se mencionó, los expertos en energía hacen propuestas de control 
pasivo que la mayoría de la población puede seguir y reducir sus consumos 
energéticos. Algunas recomendaciones generales, las cuales se ampliarán en 
capítulos siguientes, se presentan a continuación: 
 
• Apagar la luz cuando no se necesite , también el regulador 
de voltaje de la televisor y/o computadora y todo aquello que no se esté utilizando 
 
4W. E. Deming 
5Capehart, Turner, Kennedy 
 
 22
en el momento. Los cargadores de baterías para teléfonos celulares, cámaras de 
video, equipos portátiles de comunicación y cómputo consumen energía si se 
encuentran conectados, estén o no cargando. Lo mismo ocurre con los aparatos a 
control remoto como televisores, grabadoras videocaseteras y reproductores de 
DVD. 
• Mantener abiertas las cortinas y persianas durante 
el día ; la luz natural siempre es mejor. 
• Pintar las paredes con colores claros ; esto ayuda a 
aprovechar mejor la luz, tanto la natural como la artificial. 
• Realizar el mayor número de actividades aprovechando la 
luz solar . Por ejemplo, es mejor estudiar, hacer el aseo o hacer ejercicio 
durante el día con luz natural y no gastar en luz artificial en la noche. 
• Los árboles plantados en lugares estratégicos desvían 
las corrientes de aire frío en invierno y proporcionan sombra en verano. Una 
franja de tierra con plantas entre la banqueta y los muros de la casa, evitan la 
entrada de calor. En este mismo sentido se encuentra la recomendación de 
utilizar cortinas exteriores o toldos para reducir la entrada de calor a la habitación. 
Existen programas propuestos por organismos internacionales y nacionales 
para reducir el consumo energético del país. Uno de ellos es el llamado Horario 
de Verano, que consiste básicamente en mover el horario pico de consumo 
energético aprovechando mejor la luz solar durante los meses de mayor 
insolación, atrasando el horario de encendido de las luminarias en los hogares y 
provocando un ahorro considerable por iluminación [FIDE2006]. El horario de 
verano se aplica a partir de las dos horas del primer domingo de abril y termina a 
las dos horas del último domingo de octubre de cada año. Para el usuario 
doméstico común, el ahorro en su recibo de luz puede no parecer significativo; sin 
embargo, la suma de los ahorros de los 24.6 millones de usuarios en el país sí es 
considerable y se aplica a inversión para generación. Con el objetivo de evaluar 
los impactos energético y ambiental del Horario de Verano en México, el IIE 
analiza la información del CENACE y las mediciones de 613 usuarios domésticos, 
comerciales e industriales distribuidos en el país y comprueban la disminución en 
el consumo eléctrico gracias a la aplicación de este plan. De acuerdo con la 
página web de resultados del FIDE, durante los diez años de aplicación del 
Horario de Verano se han ahorrado 1270.8 mega Watts; es decir, la electricidad 
que consumirían 21.18 millones de focos de 60 Watts encendidos 
 
 23
permanentemente durante un año6; además, en el 2005, el plan evitó la emisión 
de 1.64 millones de toneladas de bióxido de carbono a la atmósfera7. 
Otro programa para ahorro de energía, llamado ASI, es propuesto por el 
FIDE y aplicado en la ciudad de Mexicali en 1990. El programa es un fideicomiso 
para apoyar a los usuarios de tarifa doméstica de la CFE, cuyo objetivo principal 
es promover y facilitar la disminución del consumo de energía eléctrica. Inició con 
el programa de aislamiento térmico y continuó con la sustitución de equipos de 
acondicionamiento y refrigeración de baja eficiencia por equipos de alta eficiencia. 
Con este programa se puede lograr el ahorro de hasta el 30% en el consumo de 
los equipos acondicionadores de aire. 
Las compañías generadoras de electricidad tienen una capacidad instalada 
y no pueden excederla. Es por ello que la electricidad es más cara cuando es 
utilizada por mucha más gente. De acuerdo con los hábitos de consumo existen 
varias tarifas para el suministro de electricidad. 
La tarifa que compete a este trabajo de tesis, según sus alcances, es la 
tarifa doméstica; la tarifa doméstica está clasificada de acuerdo a la temperatura 
media mínima de su localidad en verano; es decir, la 1A es aplicable a las 
comunidades cuya temperatura promedio mínima en verano sea de 25°C, la 1B es 
aplicable a las comunidades cuya temperatura promedio mínima en verano sea de 
28°C, y así hasta la 1F. Además, todas se suminist ran en baja tensión; es decir, 
menos de 1 kV entre líneas y no se aplica ninguna otra tarifa de uso general. 
Existen muchas políticas de ahorro de energía y muchos programas que 
apoyan al usuario para que lo logre y algunas de estas políticas son revisadas en 
capítulos posteriores. 
2.4.2 Control activo 
Se consideran como métodos activos de control a los componentes de 
ingeniería que tienen un funcionamiento activo[Diaz1999]. Algunos de los grupos 
en los que se dividen los métodos de control activo son: 
1. Instalaciones eléctricas. Se refiere al uso de temporizadores, 
sensores de presencia, luminarias de bajo consumo, etc. 
 
6http://www.fide.org.mx/servicios/resultados.htm 
7http://www.fide.org.mx/servicios/impacto.htm 
 
 24
2. Instalaciones de climatización. Se refiere al aprovechamiento del 
calor de salida de algunos procesos, utilización del aire exterior cuando sea de 
mejor nivel energético que el aire del interior. 
3. Instalaciones de control. Permite la optimización del uso de la 
energía en todos los puntos del edificio y maximiza el aprovechamiento de 
energías residuales y de recuperación. 
En capítulos posteriores se dan algunas recomendaciones de control activo 
para reducir el consumo eléctrico en las áreas de iluminación y acondicionamiento. 
 25
Capítulo 3. Planeación y Construcción 
El objetivo de esta tesis menciona que se tratarán tanto edificios nuevos 
como ya construidos, y ya se ha dicho que las necesidades para unos son 
distintas que para otros. En este capítulo se describe, de manera general, el 
proyecto de automatización de un edificio, comenzando por la planeación hasta la 
entrega del edificio nuevo. Los pasos del proyecto son muy parecidos a los que 
se siguen en una remodelación; sin embargo, la remodelación tiene varias 
desventajas que se analizan más adelante. 
En esta tesis se consideran solamente las áreas de ahorro energético en 
iluminación y acondicionamiento de ambiente procurando un costo mínimo y en 
este capítulo se mencionan solamente los conceptos relacionados con la 
planeación y construcción que lleven a un ahorro energético en esas áreas. 
3.1 Proyecto de Automatización 
La automatización en edificios nuevos se hace sobre pedido y no todos los 
constructores ofrecen esta posibilidad. Si la decisión de toma desde el principio, el 
costo de la construcción se incrementa en un 1 ó 2%, este aumento en el precio 
resulta insignificante comparado con los beneficios que traerá la automatización, 
tanto en comodidad como en ahorro de energía [Huidobro2004]. 
La metodología propuesta en [Huidobro2004] para lograr una 
automatización exitosa consta de 4 fases: preestudio, definición, instalación y 
entrega ; cada una de ellas tiene actividades y tiempos para llevarse a cabo. A 
continuación se analizan estas fases. 
 26
3.1.1 Preestudio 
Esta etapa tiene el objetivo principal de analizar el proyecto desde todos 
sus puntos de vista para decidir, basados en las necesidades del usuario, qué 
tecnología se utilizará y quién proveerá esa tecnología, por esto es necesario que 
el desarrollador conozca sus opciones en el mercado1. Existen muchos paquetes 
computacionales que permiten hacer una planeación y dar seguimiento a un 
proyecto; algunos proveedores de tecnologíapara automatización de edificios 
también proveen software que permite planear correctamente el proyecto, 
ayudando al desarrollador a ubicar los dispositivos, calcular costos, etc. Es 
conveniente, entonces, determinar en esta fase cuál es la mejor alternativa para 
satisfacer las necesidades del usuario. 
Así, las actividades a realizar en esta etapa son: 
1. Conocer las necesidades y expectativas del usuario lo más 
detalladamente posible para poder satisfacerlas. Es importante determinar las 
necesidades actuales y proyectarlas a futuro basados en el conocimiento del tipo 
de usuarios del edificio para que el costo de una posible remodelación sea 
mínimo. Con este paso se determinarán las aplicaciones y dispositivos que 
deberán ser instalados2. 
2. Conocer la oferta de dispositivos en el mercado. Las 
características importantes de los dispositivos son: el tipo, la cantidad de 
aplicaciones que soporta, la facilidad de uso e interoperabilidad y el precio. 
También hay que verificar las características del fabricante o distribuidor, para 
saber si ofrece garantía y servicio postventa. 
3. Establecer un conjunto de aplicaciones fáciles de usar, comunicar 
y mantener, de manera segura y al menor costo posible. 
4. Asegurar la modularidad y flexibilidad de los siste mas 
aplicables con el fin de que el usuario pueda cubrir sus necesidades futuras. 
 
1El capítulo 6 de esta tesis se dedica a los equipos existentes en el mercado. 
2De toda la gama de aplicaciones que se pueden instalar, en esta tesis se tocan solamente la automatización de 
clima e iluminación. 
 27
3.1.2 Definición 
Cuando ya se conocen las tecnologías aplicables para satisfacer las 
posibles necesidades del usuario y los proveedores que entregarán estas 
tecnologías, se debe planificar lo que se va a hacer teniendo en cuenta siempre el 
presupuesto disponible. Esta planeación servirá como guía del proceso y podrá 
ser modificada en caso necesario de acuerdo a las revisiones que se hagan en 
etapas posteriores. Se recomienda que un experto diseñe un documento que 
describa detalladamente los siguientes puntos: 
1. Las aplicaciones que se implementarán; por ejemplo: detección de 
humo, detección de intrusos, o, como en este caso, control de la iluminación y la 
temperatura. 
2. Los dispositivos que intervienen en la implementación; como: 
sensores de presencia, termostatos, electroválvulas, motores, minisplits, etc. 
3. La ubicación ideal de los dispositivos y el cablead o. Siempre es 
importante considerar futuras ampliaciones al sistema, hay que considerar criterios 
estéticos y la funcionalidad de otras instalaciones como la de gas y agua. 
4. La relación del sistema domótico con el resto de la s 
instalaciones domésticas ; es decir, cómo podría verse afectada la instalación de 
las tuberías de agua si algún dispositivo del sistema domótico falla. 
5. Las personas involucradas en el proyecto, su función y sus 
relaciones. 
6. Los tiempos en los que se realizarán las instalaciones, y cuándo 
actuará cada persona en el proceso. 
7. Las pruebas y ensayos para verificar el correcto funcionamiento del 
sistema durante la construcción y antes de hacer la entrega. 
8. La explicación de la documentación que se entregará al cliente. 
Hay que recordar que el cliente no necesita demasiados datos técnicos; solo lo 
necesario para el uso correcto de su instalación automatizada. 
 28
3.1.3 Instalación 
Esta es la etapa en la que se realiza el trabajo de compra, instalación y 
prueba del sistema. En esta etapa es necesario revisar el documento de la 
definición para asegurarse de que todo se está haciendo en tiempo y forma. Para 
llevar a buen término este paso, se recomienda: 
1. Contar con un especialista para que supervise el trabajo. 
2. Verificar periódicamente la evolución de los trabajos para corregir los 
errores lo antes posible. 
3. Verificar la calidad del proyecto de manera continua tanto en 
funcionamiento como en estética. 
4. Comprobar exhaustivamente el funcionamiento de cada 
aplicación antes de hacer la entrega o continuar con la siguiente aplicación. 
3.1.4 Entrega 
Esta es la última etapa, aquí se obtendrá la aprobación final del usuario, y 
es importante poder explicarle claramente la manera de utilizar el sistema para 
evitar errores. Para llevar a buen término este paso, se recomienda: 
1. Seguir una línea lógica en la explicación para no generar mayores 
dudas en el usuario. 
2. Entregar un documento claro, conciso, sencillo y co mpleto con 
la información necesaria para el uso del sistema; así como un teléfono de contacto 
para futuras consultas. También es recomendable una o varias visitas de 
formación; pero esto se aconseja cuando el número de casas es elevado y se 
puede dar una formación conjunta. En cualquier caso, el documento es 
indispensable. 
3. Garantizar al usuario que se le entrega toda la información necesaria 
para que conozca el sistema, así podrá sacar el mayor provecho de su 
adquisición. 
 29
Por otra parte, la Guía para el uso eficiente de la energía en la vivienda de 
CONAFOVI [CONAFOVI2006] ubica a la ciudad de Monterrey, junto con Mexicali, 
Torreón, Chihuahua y Hermosillo entre otras, en una zona de clima cálido-seco y 
entrega recomendaciones importantes y concretas para lograr una reducción en el 
consumo eléctrico. Entre las recomendaciones se encuentran: 
1. Construir casas con patio , 
2. Los techos deben tener poca pendiente, y estar a 2.5 ó 2.7 metros 
del piso, 
3. Los muros exteriores deben ser masivos y porosos , con 
acabados de alta reflectancia, textura lisa y en colores claros , 
4. Colocar ventanas orientadas hacia el sur , con protección solar en 
verano, como se muestra en la figura 3.1. La protección evita que los rayos 
solares caigan directamente en la ventana durante el verano, 
5. Colocar aleros en todas las fachadas , y más grandes en la fachada 
sur para evitar asoleamiento por las tardes, 
6. Ubicar la sala, el comedor y las recámaras al sureste; la cocina al 
norte o noreste, 
7. Colocar espejos de agua en patios interiores, 
8. Se recomienda sembrar arbustos de hoja caduca en todas 
direcciones y de hoja perenne hacia el oeste. 
 
Figura 3.1. Ventana protegida por un toldo. 
 30
3.1.5 Edificios Existentes 
Cuando se busca la automatización de un edificio existente, se puede 
aplicar la misma metodología presentada para edificios nuevos; con la diferencia 
de que resultará más caro porque el usuario no puede aprovechar el precio de 
mayoreo de los dispositivos necesarios; además de que no cuenta con la 
experiencia en diseño e instalación de sistemas domóticos. Otro de los posibles 
problemas es que no logre integrar los nuevos dispositivos con los anteriores. 
En la misma Guía para el uso eficiente de la energía en la vivienda de 
CONAFOVI se indica que la CFE y el FIDE iniciaron el proyecto de Asistencia 
Sistemática Integral para el Ahorro de Energía en Mexicali reportando hasta un 
35% de ahorro en el consumo eléctrico, y consistió en: 
1. Sustituir focos incandescentes por fluorescentes compactos. 
2. Aislar techos y colocar vidrios dobles en ventanas. 
3. Cambiar acondicionadores de aire ineficientes por los de alta 
eficiencia. 
4. Cambiar de refrigeradores viejos por nuevos. 
En el Capítulo 8 se analiza, como caso de estudio, los equipos y métodos 
de control pasivos y activos usados en una residencia del mismo tipo que las 
residencias que se rifan en el SorteoTec. 
3.2 Edificios Bioclimáticos 
Cuando se pretende reducir el consumo eléctrico en una construcción al 
controlar los equipos acondicionadores de aire, existe la alternativa de 
construcciones bioclimáticas. Un edificio ecológico pretende aprovechar los 
recursos del lugar, estar integrado al medio ambiente y trabajar en sinergia con él 
[Romero2005] y un edificio bioclimático es un tipo de edificio