Desarrollan un prototipo para monitorizar variables ambientales en edificios

La investigación de la UPV/EHU se ha realizado mediante plataformas Open Source y el Internet de las cosas

  • Investigación

Fecha de primera publicación: 02/02/2018

Que la calefacción se encienda solo cuando sea necesario o la casa se ventile el tiempo necesario y no más. El grupo de Investigación Energética en la Edificación ha desarrollado un prototipo de equipo capaz de monitorizar más variables ambientales y enviar información al usuario, o incluso a otra máquina para que actúe en consecuencia.

Alexander Martín-Garín (a la derecha), junto a su director de tesis José Antonio Millán-García (Foto: Nagore Iraola. UPV/EHU).
Alexander Martín-Garín (a la derecha), junto a su director de tesis José Antonio Millán-García (Foto: Nagore Iraola. UPV/EHU).

La revista internacional Automation in Construction acaba de publicar el artículo ‘Environmental monitoring system based on an Open Source Platform and the Internet of Things for a building energy retrofit’, que recoge la investigación llevada a cabo por el grupo de investigación Energética en la Edificación (ENEDI) de la Universidad del País Vaso/Euskal Herriko Unibertsitatea sobre el empleo de herramientas basadas en plataformas Open Source y en el Internet de las cosas, dos áreas de investigación transdisciplinares que implementaron en el sector de la edificación.

El grupo ENEDI, en colaboración con l´Université Paris Nanterre, ha llevado a cabo una investigación relativa a la monitorización de edificios, desarrollando un equipo de medición e implementándolo en el caso de estudio San Roke 32 de Donostia. Ese inmueble es un referente en el sector de los edificios de consumo de energía casi nulo (nZEB), ya que ha sido rehabilitado energéticamente bajo el estándar Passivhaus y pertenece a uno de los casos de estudio del programa europeo EuroPHit.

La investigación se centró en la monitorización de variables ambientales en edificación mediante un cierto tipo de sensores. Concretamente, se efectuó un prototipo de equipo de monitorización y se implementó en el edificio de San Roke 32. Además, se comprobó que esa solución puede ser aplicable para diversos propósitos con otros tipos de sensores (iluminación, consumo eléctrico, consumo de agua…) o actuadores (relés, calefactores, válvulas solenoides, motores…), abriendo de esta manera el campo de aplicación en el sector de la edificación y muchos otros.

Uno de los objetivos propuestos en la investigación fue superar las barreras existentes en el ámbito de la monitorización de edificios: falta de flexibilidad para necesidades específicas de medición, interoperabilidad entre los equipos y los altos costes de adquisición de los mismos. Para ello, “nos apoyamos en dos de las dos últimas tecnologías más destacadas en el ámbito Smart, las Open Source Platforms (OSP) y el Internet of Things (IoT) –explica Alexander Martín-Garín, autor principal del artículo e investigador predoctoral-. La primera de ellas nos permitió desarrollar un equipo de monitorización según las necesidades particulares del proyecto gracias a la libertad de desarrollo que permiten esas plataformas. Y la segunda, nos permitió gestionar la información que íbamos recopilando a tiempo real”. Este último aspecto es el que permite optimizar el funcionamiento de diferentes procesos y otorgar información al usuario para que actúe por sí mismo o dar un paso más allá, mediante el empleo de la “inteligencia” de los equipos para que actúen por sí solos gracias a lo que se conoce como la comunicación “machine to machine” (M2M). Es decir, a modo de ejemplo, si la temperatura de la vivienda es inferior a 19ºC, el sensor está programado para que envíe una orden al sistema de calefacción y aumentar así la temperatura de la vivienda a la consigna indicada.

A su vez se logró mostrar que la interacción entre el usuario y la vivienda es fundamental para lograr una buena Calidad de Aire Interior (CAI). “Mediante el sensor de apertura de ventanas que se instaló se verificó cómo únicamente con 10 minutos de apertura se lograba alcanzar un buen nivel de CO2, que es uno de los indicadores más empleados en este tipo de estudios”, comenta el investigador. Las personas o los sistemas de combustión, como las estufas, se convierten en los focos de emisión más importantes y, si se supera el nivel recomendado de 1000 ppm, los usuarios pueden comenzar a experimentar incomodidad dentro de la vivienda (dolor de cabeza, cansancio, falta de concentración…).

Debido a la importancia de ese parámetro, la actual normativa de edificación relativa a la CAI, el Código Técnico de Edificación HS-3, ha sido recientemente actualizada para poder cumplir los requisitos de bajo consumo energético que se exigen hoy en día en los edificios. De manera general, la renovación de aire interior se ha efectuado mediante caudal constante, generando así un exceso de ventilación y, como consecuencia, produciéndose un mayor consumo energético. Es por ello que, para reducir dicho consumo, actualmente la normativa permite realizar una ventilación bajo demanda midiendo el nivel de CO2 en la vivienda para ventilar lo estrictamente necesario.

 

Información adicional

Esta investigación ha sido realizada dentro del marco de la tesis doctoral de Alexander Martín-Garín en la Escuela de Ingeniería de Gipuzkoa (Donostia) y dirigida por José Antonio Millán-García, profesor titular del Departamento de Máquinas y Motores Térmicos de la UPV/EHU.

El grupo de investigación Energética en la Edificación (ENEDI) se constituyó en el año 2005 con motivo del convenio firmado entre el Departamento de Vivienda del Gobierno Vasco y la UPV/EHU, en virtud del cual, este grupo es el encargado de la gestión y desarrollo del Área Térmica del Laboratorio de Control de Calidad en la Edificación (LCCE) del Gobierno Vasco.

Las líneas de investigación de ENEDI contemplan la eficiencia energética en los edificios, tanto en lo que se refiere a la envolvente como a las instalaciones. El grupo está estructurado en cinco subgrupos, cada uno de ellos especializado en una temática diferente relativa a la Energética en la Edificación. Sus proyectos han sido publicados en cuantiosas ocasiones en revistas técnicas internacionales y sus integrantes participan activamente en numerosos congresos a nivel europeo y mundial.

Referencia bibliográfica

A. Martín-Garín, J.A. Millán-García, A. Baïri, J. Millán-Medel, J.M. Sala-Lizarraga Environmental monitoring system based on an Open Source Platform and the Internet of Things for a building energy retrofit Automation in Construction. 87 (2018) 201-214 DOI: dx.doi.org/10.1016/j.autcon.2017.12.017