07/06/2018
CIC
Desarrollan un prototipo para monitorizar variables ambientales en edificación
Las nuevas tecnologías emergentes basadas en las Open Source Platforms (OSP) y el Internet of Things (IoT) están permitiendo el desarrollo de investigaciones que solventan los problemas actuales para la aplicación a gran escala de campañas de monitorizaci Las nuevas tecnologías emergentes basadas en las Open Source Platforms (OSP) y el Internet of Things (IoT) están permitiendo el desarrollo de investigaciones que solventan los problemas actuales para la aplicación a gran escala de campañas de monitorizaci

El 90% del tiempo lo ocupamos dentro de los edificios, además los estándares de bajo consumo energético y la necesidad de diseñar cada vez edificios más confortables hacen necesario el control y seguimiento del comportamiento de los mismos. Para lograr dichos objetivos, la monitorización de edificios se convierte en una de las herramientas indispensables. No obstante, a día de hoy todavía perduran múltiples barreras que dificultan la aplicación a gran escala de dichas campañas de monitorización. A pesar de ello, las nuevas tecnologías emergentes basadas en las Open Source Platforms (OSP) y el Internet of Things (IoT) están permitiendo el desarrollo de investigaciones que solventan esta situación.

En este contexto, el Grupo de Investigación Energética en la Edificación (Enedi) ha desarrollado un prototipo de monitorización de variables ambientales y lo ha implementado en el edificio San Roke 32 de Donostia-San Sebastián, rehabilitado bajo el estándar alemán de alta eficiencia y confort Passivhaus, comprobando así la idoneidad del sistema.

En este ámbito aparecen múltiples barreras que dificultan las campañas de monitorización. Dispositivos con un número limitado de variables de medición, altos costos de adquisición de equipamientos, baja capacidad de almacenamiento de datos, la necesidad de utilizar diferentes plataformas, poder ofrecer la posibilidad de desarrollar libremente equipos específicos de monitorización o el hecho de no poder consultar los datos grabados en tiempo real suelen ser algunos de los problemas más comunes que se presentan en dichas campañas. Estas razones motivaron el desarrollo de la siguiente investigación con el objetivo de resolver los desafíos existentes en el sector.

El equipo desarrollado principalmente se basa en un microcontrolador que realiza dos funciones. Por un lado, gestiona todas las entradas que provienen de los diferentes sensores implementados. Por otro, la función del equipo estriba en permitir el acceso a consultar dicha información recopilada

Para ello y para el desarrollo de un sistema innovador dentro del área de Ciudades Inteligentes, resultó esencial la combinación de las herramientas y tecnologías emergentes basadas en OSP y el IoT. De esta manera se logró desarrollar un sistema de acuerdo a las necesidades específicas de monitorización para el proyecto.

El equipo desarrollado principalmente se basa en un microcontrolador que realiza dos funciones. Por un lado, gestiona todas las entradas que provienen de los diferentes sensores implementados. Por otro, la función del equipo estriba en permitir el acceso a consultar dicha información recopilada. Con este objetivo, el microcontrolador dispone de tres tipos de salidas diferenciadas.

En primer lugar, para ofrecer la consulta in situ de dichos datos, se dispuso una pantalla Oled. En segundo lugar, el prototipo fue equipado con un sistema de almacenamiento mediante una tarjeta microSD que permitía un almacenamiento seguro de los datos registrados con los sensores. Una de las ventajas de utilizar este método es que se logró proporcionar un sistema de almacenamiento de alta capacidad, además de permitir que los datos fueran fácilmente accesibles para el usuario y los técnicos, ya que es un estándar común y ampliamente utilizado. Finalmente, el tercer tipo de salida consistió en ofrecer acceso a la información desde cualquier lugar y para ello se utilizaron las plataformas IoT transmitiendo la información a tiempo real a través de WiFi desde el microcontrolador al sistema de almacenamiento en la nube de Google Spreadsheet.

Entre los valores monitorizados, se ha podido comprobar tanto los registros de temperatura interior/exterior como la concentración de CO2, reflejando así la CAI. Las gráficas combinan a su vez el estado de apertura de ventana mediante el Switch sensor que se había instalado, ofreciendo un valor de 1 cuando estaba abierta y siendo su valor nulo en caso de estar cerrada. Uno de los resultados que se pueden apreciar es el descenso de concentración de CO2 ocasionado en tres ocasiones como consecuencia de la apertura de la ventana, dando como resultado un valor de concentración interior cercano a los 400 ppm. Efecto similar ocurre con la temperatura interior cuyo valor desciende de manera evidente como consecuencia de producirse la entrada de aire exterior que se encuentra a temperatura más baja. Gracias al seguimiento que se realizó, los valores registrados permitieron verificar cómo 10 minutos eran los suficientes para ventilar adecuadamente la vivienda.

La presente investigación tenía como objetivo mostrar el potencial existente mediante la aplicación de manera combinada de las tecnologías OSP y el IoT en el sector de la edificación. Se logró mostrar como a través del caso de estudio de monitorización dichas herramientas permitieron el desarrollo de un equipo que no había sido posible disponer mediante sistemas comerciales de una manera técnica y económicamente viable. El dispositivo desarrollado ha sabido ofrecer una excelente respuesta y reflejar las posibilidades que ofrece tanto en el ámbito específico de la monitorización como en muchos otros.

Cabe destacar que, a pesar de que el análisis realizado se centró en el empleo de un cierto tipo de sensores, se ha comprobado la posible implementación de otros tipos de sensores extendidos también en el sector de la monitorización como pueden ser los de iluminación, presencia, flujo de corriente eléctrica, termistores, termopares etc. e incluso actuadores como relés, válvulas solenoides, calefactores etc. De esta manera el campo de aplicación de estas tecnologías se abre a múltiples disciplinas permitiendo así el desarrollo de un gran abanico de posibles proyectos en el ámbito de las ciudades inteligentes.

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