Casas adaptativas.
En otros artículos he tratado estos temas
El sistema de iluminación inteligente
Domótica, el problema de la vivienda adaptativa
http://viviendoenlarealidadconcreta.blogspot.com.ar/2011/01/domotica-home-automation-hausautomation.html
Diseños de viviendas subterráneas
Energía geotérmica solar captada en las viviendas.
No solo es importante este tema por el confort humano, sino también por su contribución a la optimización de la energía requerida para dotar de ese confort al humano.
Los sistemas posibles y el comercio de las empresas.
Existen diversos dispositivos programables que permiten realizar tareas en forma automática, pero en general son caros y obedecen a una concepción del sistema económico de consumo.
Medidores de humedad y temperatura, sectorización de sistemas de frío o calor, ventanas o protectores móviles en función de parámetros como temperatura o viento. Detectores de movimiento, etc.
En general es notable que no resuelven el problema en general , solo tratan problemas específicos sin una consciencia general de lo que sucede en la vivienda. Además son caros.
Cuando es confortable una vivienda?
El objetivo no puede ser el tener que accionar llaves , interruptores, ajustar parámetros de temperatura, u otros, cada vez que nos movemos de un local al otro.
El objetivo es que el sistema se de cuenta de nuestra presencia y efectúe la adecuación del ambiente.
Incluso que al no estar en la vivienda, el sistema actúe como un mayordomo y encargado de mantenimiento.
Es sencillo tener un mayordomo humano al que decirle continuamente lo que deseamos y el esté a nuestra disposición permanentemente.
Porqué es sencillo? porque podemos comunicarnos fácilmente y ese es el principal problema con las computadoras y el hombre.
Dos opciones: o se deja al sistema decidir en función de parámetros ya estipulados que brinden confort al humano, o se emiten órdenes al sistema permanentemente.
En el primer caso el sistema es muy estructurado y no nos dejará mover con libertad , o cuando lo hagamos generará acciones de control inmediatas para cualquier movimiento que hagamos que pueden ser innecesarias.
En el segundo caso emitir órdenes continuamente al sistema es tedioso para el humano, más aún si no podemos hablar con el sistema como con un humano.
Un problema importante en esta cuestión es la aleatoriedad del comportamiento humano en la vivienda.
Es posible que alguien se mueva por la vivienda buscando algo, o esté un momento en un lugar y luego en otro.
Un problema es acondicionar los ambientes. Lo óptimo es acondicionar el sitio en que permanecemos en ese momento y no los otros. Pero es posible pasar de un ambiente a otro rápidamente y volver al inicial.
En ese caso es posible pensar en " zonas posibles " de habitabilidad en función de la hora del día y posiblemente de la persona.
En ese sentido el cerebro central puede preparar una zona de habitabilidad para nosotros en determinado horario, donde si nos movemos libremente el clima es agradable.
Aparece conveniente dotar de libertad al sistema para resolver problemas y también dejar la posibilidad de interactuar con el mismo a voluntad.
De esa manera rompemos la rigidez del sistema y también evitamos el tedio de dictar órdenes permanentemente.
El lenguaje con las computadoras
Es conocido que se puede identificar imágenes con una computadora, detectar voz, o también se puede dictar órdenes a las computadoras con la acción de palabras.
Dichas posibilidades implican software costoso, que no justifican el logro. Por otra parte el lenguaje entre el humano ( enviando ordenes habladas) y el computador es rígido. El computador entenderá ordenes sencillas del tipo : encender luz. Tiempo: 15 minutos.
No solo es dificultoso para recordar ese lenguaje, sino que no es cómodo y se pierde el objetivo buscado.
Es cierto que se puede dictar órdenes por medio de oraciones tal cual como hablan normalmente los humanos, pero la determinación del significado por medio del software que se requiere, vuelve a ser costosa, por lo cual no considero que sea el camino apropiado.
Es posible activar órdenes por pequeño teclado en cada local si se desea interaccionar con el microprocesador.
De lo contrario el mismo decidirá las acciones a seguir en función del horario y los parámetros leídos.
Funciones independientes de la presencia humana
Cuáles funciones el sistema puede resolver?
Protección de la vivienda, determinación de presencia humana, llamados de emergencia, llamados al titular de la vivienda.
Lavado de pisos.
Regado de plantas.
Ventilación automática de ambientes. Esta función no solo posibilita un ambiente saludable sino que es capaz de obtener frigorías gratuitas del ambiente en momentos que el exterior está a una apreciable temperatura menor que el interior. Un sistema que detecta esas temperaturas es capaz de utilizar esa ventaja.
Funcionamiento de sistema de acondicionamiento con energía geotérmica solar. En este sistema es posible accionar un sistema que provee frigorías provenientes del suelo, en un sistema previsto para ello. Este sistema tendrá su propio evaluador inteligente de los tiempos de accionamiento del extractor o bomba de movimiento del fluido de transporte de energía térmica.
Accionamiento de sistemas generadores eléctricos por medio de viento. En este caso cuando se presenten las condiciones adecuadas, el sistema que lee la velocidad del viento, puede desplegar el sistema de captación de energía mecánica para guardar energía en baterías. Así mismo cuando considere que el viento ha disminuido o se ha cargado el sistema, guardar el conjunto protegiéndolo.
Detección de posibles incendios.
Iluminación de seguridad.
Contestador automático de calle y telefónico.
Funciones que realiza en presencia humana.
control de temperatura y humedad
ventilación de ambientes
control de iluminación de ambientes.
Control de parámetros humanos al realizar actividad física (ejercitación física en vivienda)
Además de otras funciones que también realiza cuando no hay humanos.
Salas de funciones específicas
Es posible pensar en salas de función específica, dado que hay actividades en que la persona tendrá una actividad sistemática, tal es el caso de hacer ejercicios físicos, o dormir. También podría concebirse salas de estudio o concentración.
Salas de ejercitación física.
En el ejercicio, para determinadas actividades es posible localizarlas en una superficie reducida lo que implica la posibilidad de aislar la zona, dotarla de los aparatos correspondientes e inclusive adaptar los parámetros ambientales en función de la actividad.
Al generar un ambiente pequeño, la climatización del mismo es óptima. La aislación térmica del ambiente y el tamaño del mismo concurren a lograr ese objetivo.
La ambientación del local de acuerdo a estudios que incluyen la influencia del color, de la temperatura, humedad, el sonido y las imágenes, predisponen a la persona para la actividad.
un local de este tipo exige ser cerrado. Para ello la ventilación automática es fundamental.
Un control de los tiempos de ventilación y frecuencia de recambio de aire son programados.
La determinación de parámetros ambientales para el ejercicio físico también debe provenir de estudios empíricos o demostraciones científicas.
La visualización de los parámetros fisiológicos es relativamente sencilla y la persona puede observar sus variaciones.
El tipo de actividad concentrada en un pequeño espacio predispone a la definición de esta sala.
Las salas de dormir
Este concepto está relacionado con el anterior. Particularmente yo he diseñado una sala de este tipo ( hay un artículo en el blog: http://viviendoenlarealidadconcreta.blogspot.com.ar/2010/11/la-sala-del-buen-sueno-un-concepto-room.html), en la cual se tiene en cuenta la posibilidad de otorgar un ambiente para el sueño de alta calidad ambiental con posibles interacciones del sistema fisiológico humano con el control del sistema.
El hecho de dormir ya mantiene a la persona durante horas en el mismo sitio, sin necesidad de movimiento, ni uso de dispositivos, etc. Es así que ambientar un pequeño local del tamaño de una cama, poco más grande, es lo que resuelve el problema en forma óptima.
El aire se renueva periódicamente en función de la cantidad de personas que habitan la sala ( no más de 2 por sala). Eso es una gran ventaja respecto a los acondicionadores de aire comerciales. Ninguno renueva el aire del local.
Una medición simultánea de temperatura y humedad permiten fijar los controles de humidificación, des-humidificación, temperatura.
Es posible generar una sesión de tratamiento con lámpara germicida en el ambiente, estando la misma oculta de la vista humana.
Un paso más en este desarrollo será la detección del estado de las frecuencias cerebrales de la persona que ocupa la sala.
En ese sentido, dicha determinación permite al sistema actuar en el ambiente con influencias sonoras, visuales, y de parámetros del clima
de manera tal que se induzca más fácilmente el estado de calma o sueño. Esto también se puede aplicar a funciones diferentes al sueño como son la relajación, meditación, estados de auto-programación mental, etc.
Si la misma persona ve y capta que el ambiente cambia con su frecuencia cerebral, más fácilmente puede generar realimentación biológica para llegar al estado deseado.
Esto es un hecho probado sobre lo cual hay abundante material bibliográfico.
Un sistema de control central supervisor
Es necesario un sistema central supervisor que mediante un microprocesador y memoria correspondiente ponga el sistema en funcionamiento y accione sobre los sistemas automáticos, que a su vez trabajan por su cuenta, estando dotados de inteligencia puntual para una acción predeterminada.
El microprocesador se relaciona con los sistemas autónomos por medio de entradas y salidas digitales, En los casos de lecturas de parámetros , cada sistema autónomo posee sensores de parámetros y lógica para generar acciones.
El sistema supervisor puede ejecutar acciones de control sobre sistemas de acondicionamiento por local, de memorización, de llamadas de alarma. Puede ejecutar programas de determinación de zonas de adecuación ambiental de manera de captar el área probable de movimiento de las personas en función del horario.
Pese a que un sistema de este tipo es costoso, puesto que exige computadora con programas especiales y una placa de adquisición de datos y control, es posible pensar en desarrollar el conjunto a partir de un esquema de computadora común ( denominadas clones) , con una tarjeta de adquisición económica o por medio del diseño de la misma , que al no implicar el uso de conversión analógica digital puede ser factible de desarrollar con menor costo.
Los convertidores se requieren cuando hay tratamiento digital. Los dispositivos autónomos pueden trabajar directamente en forma analógica lo que implica que los sensores están conectados directamente a la lógica de control lo que hace el sistema sensiblemente económico.
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