Descarga la aplicación para disfrutar aún más
Vista previa del material en texto
LA DOMÓTICA: UNA OPORTUNIDAD DE AYUDA AL MEDIO AMBIENTE Presentado por: Kevin Nicolás Acosta Osorio Código: 1401264 Tutor: Ing. Edith Paola Estupiñan Cuesta Ensayo Opción de grado modalidad: Curso Internacional Universidad Militar Nueva Granada Facultad de ingeniería Programa de telecomunicaciones Bogotá, 16 noviembre de 2022 1. INTRODUCCIÓN Los avances tecnológicos que se han realizado a través de la historia humana se desarrollan a puntos que permiten la automatización de múltiples procesos cotidianos y el control de dispositivos de forma remota; esto de la mano con la inteligencia artificial y el Internet de las cosas (IoT), ofrecen una alta gama de posibilidades para su uso, no solo a nivel industrial, sino en los hogares abriendo paso a la domótica como un área de desarrollo para la ingeniería y sus diferentes áreas de conocimiento que la apoyan. Dispositivos novedosos como Alexa1 y Google home2 son muestras de la implementación de estas tecnologías para realizar, desde las tareas más simples del hogar, como abrir las cortinas en la mañana, hasta las más complejas, como el lavado de ropa, la cocina o las compras. La domótica específicamente se define como la rama de la robótica que busca la integración de instrumentos electrónicos, eléctricos, robóticos, informáticos y de comunicación, para el desarrollo de invenciones3, entre las que están aquellas que facilitan la realización de las tareas diarias del hogar, ahorrando tiempo, dinero y, en especial, haciendo un uso más eficiente de recursos, como el agua y la electricidad. 1.1 LA DOMÓTICA Y SU DESARROLLO La palabra domótica se vio por primera vez en 1998 en un diccionario francés “domotique”, cuyas raíces son las palabras “domus” que significa casa e “informatique” que traduce informática. Su primer hito se sitúa en los años 70’s cuando por primera vez se dio a conocer el protocolo X10, que hasta el día de hoy es uno de los más utilizados en proyectos de automatización. Este protocolo permite la comunicación de dispositivos aprovechando la red eléctrica de los hogares o edificios. 1 Amazon.com. Alexa (https://developer.amazon.com/es-ES/alexa) 2 Home google. What is google home 3 Huidobro & tejedor. Manual de domótica. Creaciones Copyright SL. 2010 https://home.google.com/what-is-google-home/ Los primeros sistemas domóticos que se implementaron tuvieron lugar en Estados Unidos y se limitaban al control y gestión eficiente de la energía. Para los años 80 cuando apareció el concepto del cableado estructurado, los edificios en los cuales se realizaba la implementación e incorporación del sistema de cableado estructurado eran considerados edificios inteligentes. A mediados de los 90’s la tecnología fue evolucionando y se automatizaron sistemas de riego, detectores de humo y termostatos. Uno de los más importantes hitos en la historia de la domótica fue el nacimiento de internet, las redes wifi permitieron la trasmisión de datos e instalación de dispositivos que se conectaran a internet y permitieran la gestión de actividades básicas en el hogar.4 En la actualidad, la domótica ofrece un alcance mayor con la posibilidad de adoptar sistemas automatizados para la climatización, el ahorro energético, el entretenimiento, el confort, las comunicaciones y la seguridad. Una de sus funciones más comunes es la programación del encendido y apagado de diferentes dispositivos o la conexión de contadores electrónicos que informan el consumo de energía y permiten un mayor control e identificación de gastos, lo cual, acompañado de sensores de movimiento para el control de las luces en el hogar, control de los dispositivos del hogar por medio de una Tablet, pc o un teléfono inteligente que permiten una mejor y quizás una correcta forma de administración de recursos. Por su parte la domótica también se enfoca en trabajar el aspecto de la seguridad, actualmente se ofrecen sistemas que cuentan con la instalación de cámaras, alarmas, sensores, micrófonos y control de acceso a la vivienda e incluso algunos que automáticamente accionan protocolos contra intrusos. Estos últimos son algunos de los servicios más comunes en cuestión de domótica para las viviendas residenciales.5 Es un reto para la domótica profundizar en la integración de sistemas de seguridad informática para mitigar sus vulnerabilidades. La identificación de los 4 HUIDOBRO & TEJEDOR. Manual de domótica. Creaciones Copyright SL. 2010 5Huang Chen, Ting Ting (2021). La domótica para potenciar estrategias en la arquitectura bioclimática-Biblioteca universitaria politécnica de Madrid-2021 puntos desfavorables de la domótica permite que se ofrezcan soluciones a estas vulnerabilidades, las cuales pueden llegar a ser un posible valor agregado en un emprendimiento.6 Los sistemas domóticos presentan algunas dependencias de arquitectura para su funcionamiento, principalmente dependen de una conexión a internet estable, ya que en su gran mayoría los dispositivos que se utilizan requieren acceso a la red, si en algún punto la red falla, todos los dispositivos quedan desconectados e incomunicados sin funcionar. Desde el punto de vista económico en la domótica se empieza a evidenciar con fuerza que el uso de dispositivos inteligentes que requieren conexión a internet generan ganancias de casi $27000 millones de dólares a nivel mundial, siendo estados unidos uno de los países líderes en esta tecnología, Hoy día existe la posibilidad de que cada vez más dispositivos se puedan conectar a internet, esto abre muchas oportunidades de automatización tanto en edificios como en hogares residenciales lo cual permite mejorar la calidad de vida de los seres humanos. Una muestra de la relevancia del tema lo indica Davara7, A. evidenciando que para el año 2020 grandes compañías como Google, Amazon, Alibaba y Apple mostraron gran interés por incursionar y trabajar con más fuerza en el mercado de los hogares inteligentes. Este mercado crece aproximadamente en un 15% anual. De acuerdo con las proyecciones se estima que este mercado crecerá para 2024 en un negocio de $158 millones de dólares y la aproximación del crecimiento de los dispositivos conectados a internet, para 2025 se estima que llegue a los $75.44 billones. En este mercado el país que domina es Estados Unidos, con ingresos de aproximadamente $27.600 mil millones de dólares para el año 2020, mientras que China ocupa el segundo lugar con 20800 millones y según estimaciones, Alemania y el Reino Unido podrían alcanzar $4800 millones de dólares este año. En la siguiente posición, se encuentra Japón con $4700 millones de dólares en ingresos, otro análisis del 6 Hábitat-inmobiliaria. Ventajas y Desventajas de la Domótica en casa-2022. Consultado en: https://www.habitatinmobiliaria.com/blog/ 7 Distribución actualidad. Smart home el interés de un mercado que crece un 15 %. 2020 Disponible en: https://www.distribucionactualidad.com/smart-home-interes-mercado-crece-15-anual/ mercado de la domótica, indica que el mercado de la domótica a nivel mundial se estima en $46,607 millones de dólares para 2020 y se estima que para 2030 llegue a $239.897 millones de dólares, esto quiere decir que el mercado de la domótica a nivel mundial crecerá alrededor de un 17 %. Se considera que este crecimiento se debe a varios factores como la eficiencia energética, el crecimiento dedispositivos conectados a internet y la seguridad, sin embargo, es importante que se incrementen las iniciativas ecológicas por parte de los gobiernos. 1.2 DOMOTICA CON ENFOQUE AMBIENTAL El cambio climático es una realidad cercana día a día, la humanidad se encuentra frente a una decisión determinante8 del futuro de nuestra especie, el periódico New York Times sábado 19 de septiembre del 2020, en uno de sus artículos publicados expuso que restan 5 años aproximadamente para tomar medidas frente al cambio climático, sino la humanidad tendrá que afrontar daños irreparables. El cambio climático ha sido generado principalmente a la quema de combustibles fósiles9 gracias a las actividades que implican la creación de estos desechos hoy en día la tierra es 1.1°C más caliente que a finales del siglo XIX. Normalmente el cambio climático es percibido por las personas desde 2 consecuencias; que la tierra se calienta y que aumenta el nivel del mar, no obstante, estos fenómenos son más que ello, implican la escasez de agua, graves incendios, inundaciones, deshielo de los polos, tormentas cada vez más fuertes y disminución de la biodiversidad. Principalmente el ser humano va a ver su vida afectada en factores como la salud, capacidad de cultivar alimentos, las viviendas, la seguridad, el trabajo y el costo de vida. Uno de los principales retos que tenemos como especie es proponer metas claras e implementar proyectos que nos lleven al cambio de los sistemas enérgicos de combustibles fósiles a energías renovables para nuestro consumo y así mismo la domótica puede aportar su grano de arena. 8 Grandes de Colombia. Quedan 5 años y 99 días según el reloj gigante que muestra el tiempo por frenar el cambio climático instalado hace dos años en New York-2022 9 Naciones unidas- ¿Que es el cambio climático? -2022 Hoy en día organizaciones como Greenpeace10. son embajadoras de noticias no tan alentadoras y han advertido que durante años que cada día estamos más cerca al limite de calentamiento, que se estableció en los acuerdos de parís en 2015, el límite del aumento de la temperatura en un 1.5 °C, que es lo máximo que puede soportar el planeta antes del colapso. Greenpeace se enfoca no solo en el cuidado del medio ambiente en los países desarrollados, sino que ha reconocido que los países de Sudamérica, que contienen grandes pulmones ambientales son la última esperanza de la humanidad. El mayor golpe ambiental es la falta de acceso a agua potable, efectos sanitarios, sequias frecuentes o extremas, seguridad alimentaria e inundaciones A nivel local, Bogotá, según el Tercer Comunicado Nacional de Cambio Climático el Colombia del IDEAM, es la capital de América latina más vulnerable. Greenpeace declara que Bogotá puede convertirse en la primera ciudad en Latinoamérica en declarar la emergencia climática para 2022, aún así la comunidad se niega a realizar cambios que les resulten incomodos, como la selección de basuras, el ahorro de luz, de agua y de gas. Precisamente allí es donde la domótica se vuelve una herramienta que permite que lo usuarios tenga una vida más cómoda y al mismo tiempo aporta a la gestión del medio ambiente con la implementación de tecnologías que cuentan con certificaciones a nivel mundial como por ejemplo EDGE es una innovación de IFC, miembro del Grupo del Banco Mundial, que permite que la construcción sostenible sea más flexible y fácil,11 con la certificación EDGE también se puede a incentivos tributarios. Hoy en el gran reto – y deber – frente al cambio climático es la limitación del consumo de combustibles fósiles, por lo cual uno de los factores para reducir la contaminación en el planeta es el consumo energético, es por esto por lo que se ha 10 Greenpeace, ¿Por qué nos importa muchísimo el cambio climático y que hay que hacer ara que no avance?, 21 de octubre 2022 11 Camacol, Edge en Colombia-consultado 14 de nov. (camacol, 2022) empezado a visibilizar la implementación de la domótica con el fin de incrementar el ahorro energético. Esta situación también es una oportunidad para los emprendedores del sector, ya que, al incursionar por la domótica, se ofrecen mejores servicios que permita gestionar mejor los recursos de la vivienda. Al respecto, existen algunos estudios como los realizados por el Instituto para la Diversificación y Ahorro de la Energía, de la unión europea, que indican que la domótica12 puede aportar a la reducción energética, gestionando de manera eficiente el consumo y reduciendo un 39% en calefacción, un 27% en agua caliente, un 12 % en el consumo energético de electrodomésticos y un 9% en iluminación. Una de las entidades que también se ha pronunciado frente a las ventajas que tiene la domótica es CEDOM (Asociación Española de Domótica e Inmótica) indicó que la domótica ha tenido un ahorro promedio en un 30% para el año 2021. Si bien es cierto que la domótica no ataca la causa principal del calentamiento global, como lo es la industrialización desmedida y la cultura del consumo, lo cierto es que permite contribuir en una solución sostenible para quienes tiene acceso a este tipo de tecnologías, que suelen ser los sectores que más recursos consumen. A continuación, se muestran algunos antecedentes de proyectos enfocados a la correcta gestión de recursos como la energía, estos antecedentes se enfocan en la evaluación y análisis del rendimiento del consumo energético en viviendas y permite tener un panorama de optimización de recursos energéticos principalmente. En13 se realiza un estudio del consumo de energía comparando una vivienda tradicional y una vivienda automatizada con tecnología domótica. Para ello, primer lugar, analizan el consumo energético que realiza una vivienda tradicional en la zona geográfica de Colombia. La vivienda tradicional en Colombia consume en promedio de 150 a 300 KWh. En este caso se identificaron los electrodomésticos que más 12 Universidad de Córdoba, comparación del uso eficiente de la energía entre una vivienda con manejo de energía tradicional y una vivienda automatizada con tecnología domotica,24-08-2022 13 Universidad de Córdoba, comparación del uso eficiente de la energía entre una vivienda con manejo de energía tradicional y una vivienda automatizada con tecnología domotica,24-08-2022 energía consumen en la vivienda, en los cuales se instalaron dispositivos inteligentes que gestionaban su consumo, como resultado se presentan beneficios en la instalación de tecnología domótica en el hogar con un ahorro energético aproximadamente de 25 al 30% anual. En14 se presenta un enfoque de diseño de protocolos de funcionamientos domóticos y su aplicación para la optimización del rendimiento de una vivienda bajo parámetros medioambientales. Se analizaron 3 diseños de protocolos que actúan bajo parámetros previamente determinados en el trabajo, los cuales aseguran el bienestar del usuario y ejecutan acciones eficientes para asegurar el consumo eficiente de energía. Del estudio realizado durante 1 año, se concluyó que la correcta instalación de tecnología domótica permite realizar un ahorro del consumo energético en un 25%. En15 este estudio se expone un diseño de una placa de gestión domótica basada en un microcontrolador enfocada al ahorro energético, el cual incluye funcionalidades como control de las cortinas, la intensidad de la iluminación y climatización. Para esto el microcontrolador valida que todas las ventanas de la vivienda estén cerradas, la conexión y desconexión de losenchufes eléctricos, la medición y monitorización del consumo y de la temperatura, y la conexión bluetooth para la comunicación entre el dispositivo móvil y el microcontrolador. En este trabajo plantean que al poder controlar de manera óptima la apertura y cierre de cortinas esta permite aprovechar al máximo la luz solar, al realizar la instalación de sensores se garantiza que solo se enciendan de ser necesarias. Otra funcionalidad frente a la luz es que se plantea la instalación de un punto central en la entrada y salida del hogar, esto permite que al salir se asegure de apagar todas las luces. 14 Chen, H., & Ting, T. La domótica para potenciar estrategias en la arquitectura bioclimática. Arquitectura. (2021). 15 Dutra Duffy, P. Sistema de gestión domótica para optimizar el consumo energético de una vivienda. Universidad Politécnica de Catalunya. (2021). En16 se plantea el diseño de un aplicativo que interactúa con el usuario para facilitar el control y monitoreo del consumo eléctrico bajo el controlador Arduino. El Arduino utiliza un módulo KY-018 el cual permite el monitoreo del consumo eléctrico bajo el conteo de parpadeo que genera el contador doméstico, que en el presente caso tiene 1600/KWh. Este sistema se instaló y se puso a prueba durante dos días, se encontró que el sistema midió e informo que el consumo de estos dos días fue de 13.95 KWh y el medidor domestico que instala el proveedor de energía fue de 14 KWh, por ende, el sistema fue eficiente en 0.36% por lo que los autores consideran que es viable la comercialización del mismo. En17 se pretende realizar la implementación de un sistema domótico que permita la medición y monitorización del consumo energético en una vivienda, esto se pudo realizar gracias a elementos como el sensor ESP826, un Arduino que controla los sensores, actuadores y una raspberry pi que permita la implementación de node red (permite la comunicación de hardware con internet) y una conexión a internet, que establezca la comunicación de los sensores. El Arduino y la raspberry pi con la tecnología de Alexa (inteligencia artificial), acompañado de diferentes pruebas teóricas y prácticas en diferentes ambientes, con diferentes electrodomésticos conectados y consumiendo energía que se realizaron en la vivienda en Colombia. Se determinó que el mayor consumo de energía es el ocasionado en las noches, finalmente los investigadores plantean la solución de bombillos regulables para tener un mejor control del consumo. Para el caso local, En Colombia se identifica que el mercado de la domótica también se puede ver afectado por el sector de las construcciones18, el cual está implicado 16 Benítez-Pina, I. F. Sistema de uso doméstico para monitorear el consumo energético combinando el uso de las plataformas Arduino y Android. Latin American Developments in Energy Engineering, 3(1), 25–30. (2022). 17Gutiérrez Díaz, Esteban Ricardo Buendía Rincón, David Santiago; Diseño e implementación de un sistema domótico con Alexa, Y Raspberry pi para monitoreo del consumo de energía eléctrica.; 2021 18 Portafolio.com. las nuevas tendencias de la compra de vivienda en Colombia. 2022 en la contaminación industrial, debido a que es uno de las ramas más contaminantes el cual consume el 40% de la energía, generando el 30% del CO2 y el 40% de los residuos, por lo tanto, se plantea un reto en el que se requiere que todos los departamentos de Colombia involucrados deben optar por la digitalización, la sostenibilidad y la des carbonización. Como una iniciativa acoplada en este propósito se refleja en Antioquia Colombia, con la construcción de dos proyectos inmobiliarios: Terrah y Ecoh, liderados por Conexo Inmobiliario y Commodities and Commodities construido en Medellín Antioquia. Estos desarrollos permiten notar que el mayor desperdicio que se realiza a nivel de vivienda, son en la hora de la noche, por ende, se plantea que las herramientas más comunes en la gestión de energía son los sensores y que estos se puedan programar o gestionar automáticamente, en promedio el ahorro energético que se tiene es de aproximadamente del 25 al 30 % de un consumo estándar en las viviendas. CONCLUSIONES En las condiciones actuales, la humanidad está cada vez más cerca de un punto sin retorno hablando del cambio climático, el consumo y desperdicio de los combustibles fósiles permite un paso veloz hacia un destino no favorable por la creación masiva de avances tecnológicos no orientados a la sostenibilidad. No obstante, la tecnología también puede ayudar a evitar el daño, dependiendo de cómo se enfoque. Una de las tecnologías que puede contribuir de alguna forma a desacelerar el cambio climático es la domótica, ya que aporta grandes beneficios en términos ambientales, en el ahorro y gestión de recursos, en especial del consumo energético, pero además da al usuario seguridad, confort y entretenimiento. Eventos recientes, como la guerra entre Ucrania y Rusia, han sometido a Europa a una fuerte escasez de energía, y nos han concientizado de la importancia que tiene garantizar estos recursos. El temor a desastres naturales como el ocurrido en Chernóbil, nos concientizan de que no se trata solo de producir más energía a cualquier costo, sino que nos enfocan en la correcta gestión de los recursos, en el ahorro para el futuro, quizás no el nuestro, sino el de futuras generaciones. La domótica es una opción, que de democratizarse, permitiría ahorrar, en aproximadamente 3 años, la energía suficiente para garantizar el consumo de energía de un año. Para el usuario reduciría los costos de servicios de un 25 a un 30%, lo cual al largo plazo le permitiría recuperar su inversión y, en todo caso, le da muchas facilidades de tiempo y comodidad, mientras que los emprendimientos que decidan crear este tipo de sistemas no solo contribuirían al medio ambiente, sino que podrían lucrarse. Dado que el concepto de la innovación es dar valor agregado a una idea o servicio, el simple hecho de traer otro servicio indica una innovación en el mercado nacional. La posibilidad de que esta tecnología reduzca entre un 25 a un 30 %, y según los estudios antes mencionados, se fortalece la idea que la domótica es una alternativa sostenible, y su escasez de oferta la hace una oportunidad de emprendimiento e innovación, que tiene el reto principal de llegar a todos los hogares. Es importante llegar a la posibilidad que todas las personas puedan tener acceso a estas tecnologías, no solo por la comodidad de aquellos que las usan y los beneficios que traen consigo. Imaginar que todos podamos reducir entre un 20 a un 30% de nuestro consumo de recursos, en los hogares y en las empresas, sería un avance que parece desmedidamente optimista, pero lo cierto es que llegara el momento en que esta reducción no será una opción sino la única forma de garantizar el futuro.
Compartir