Domótica. Una mejor calidad de vida para la población vulnerable

La presente investigación trata en desarrollar un modelo de una vivienda domótica pensada para personas es-peciales con dificultades para realizar actividades diarias que requieren esfuerzo físico por cierto grado de discapacidad, además, enfocados en dar a conocer tecnologías para facilitar el trabajo a personas cuya labor se basa en el cuidado de adultos mayores ayudando de esta manera a la libertad, la autovalencia y la integración tecnológica de todo este sector vulnerable que está presente en nuestra sociedad.

El desarrollo de esta investigación se va presentando de forma exploratorio-descriptivo, sirviendo este como punto de partida para indicar un análisis preliminar de la problemática en la que se encuentra inmersa esta población y la manera de reintegrarlos a la sociedad y por qué no en el ámbito laboral con el uso eficiente de nuevas tecnologías.

Index Terms-Vivienda domótica, Sector vulnerable, Facilitar trabajo físico, Integración, Independencia.

OBJETIVOS.

A. Objetivo General.

Realizar una investigación sobre como la domótica puede integrar de una manera tecnológica, social y laboral a las personas del sector vulnerable de nuestro país, que son gente de la tercera edad o con cierta discapacidad, dependiendo de los requerimientos de dicho usuario para así garantizar seguridad y confort

• B. Objetivos Específicos.

Establecer un entorno de vivienda aplicativa, funcional y sin barreras para el fácil acceso y la óptima utilización de los elementos tecnológicos necesarios para las que las personas a las cuales está destinada esta investigación se desplacen y desarrollen sus actividades con libertad.

Poner al alcance del entorno social y familiar la in-formación y tecnología de cómo incentivar a que estos individuos tengan cierto grado de independencia para realizar sus actividades diarias.

Detallar la forma en la que cada elemento de la vivienda domótica puede facilitar actividades diarias y la correcta utilización de los mismos.

Introducción

Hoy en día existen diferentes casos en las que las personas de 3era edad y con cierto porcentaje de discapacidad, sufren abandono familiar por lo cual por su avanzada edad o también por cualquiera que sea la discapacidad que esta posea, tiene un grado extra de dificultad para realizar diferentes actividades en su vida diaria que una persona normal y con todas sus capacidades la puede desarrollar con facilidad .Basándonos en datos obtenidos por el INEC (Instituto Nacional De Es-tadísticas y Censos) de acuerdo al último censo realizado en 2010 el Ecuador tiene una población de 1´229.089 adultos mayores de los cuales el 11% de los adultos mayores vive solo pero los adultos que han requerido de atención médica son el 69% de las que se destacan como enfermedades que padecen son: osteoporosis (19%), diabetes (13%), problemas del corazón (13%) y enfermedades pulmonares (8%). Muchas de estas persona sufren de no tener a algún familiar cercano y que algo malo les pueda suceder si no tienen un constante monitoreo de su salud y cuidados personales ,he aquí surge la necesidad de solucionar estos problemas al sector vulnerable de nuestra sociedad, poniendo a su disposición los diferentes medios tecnológicos con la sana intención de reducir lo que en nuestro medio se conoce como TABU DIGITAL definido también como la exclusión de ciertos grupos de ciudadanos al aprendizaje y utilización de nuevas tecnologías.

Junto a los problemas y necesidades antes mencionados surge un término no muy conocido en nuestro medio pero ya muy utilizados en los países desarrollados como Estados Unidos, España y Alemania; como es la DOMOTICA que hace referencia a la ciencia y a los elementos producidos por la misma que proporcionan un cierto nivel de sistem-atización dentro de una vivienda .La vivienda Domótica es aquella que puede integrar o acoplar varias áreas de estudio como es la electricidad, electrónica, robótica, informática y telecomunicaciones con el propósito de brindar al usuario una mejor comodidad, control sintetizado a distancia de aparatos electrónicos ,seguridad, ahorro energético, facilidades de co-municación, etc.

Marco teórico

• A. Origen de la palabra Domótica.

Según el diccionario de la real academia Española la palabra domótica proviene del latín domus, "casa" – y de un sufijo -tica, que también está en telemática, ofimática, robótica.

En años atrás, la terminación -tica se consignaba al nombre de automática, y en la actualidad se conoce como "gestión por medio informáticos", entonces es muy simple entender que al hablar de una "casa automática", necesariamente se utilice el término de Domótica. [1]

B. Definición de Domótica.

Debido a que en nuestro entorno la palabra Domótica es un término que muchos desconocen por ello la definición que desglosamos a continuación es la que menciona la universidad de Valencia, ya que en España la Domótica está en gran desarrollo, cuya definición es la siguiente:

"conjunto de servicios de la vivienda garantizado por sistemas que realizan varias funciones, los cuales pueden estar conectado entre si y a redes interiores y exteriores de comunicación. Gracias a ello se obtiene un notable ahorro de energía, una eficaz gestión técnica de la vivienda, una buena comunicación con el exterior y un alto nivel de seguridad". [2]

De una manera más reducida a lo antes mencionado pode-mos decir que la domótica es INTEGRACION DE TEC-NOLOGIA NE EL HOGAR.[2]

Según niestro criterio podemos definir a la domótica como: La creación de interfaces graficas fáciles de usar y asequibles al usuario para el control sistemático desde lo más sencillo como un simple temporizador para el control de la lumi-nosidad o encender y apagar la luz hasta un sistema mucho más complejo y detallado como son los sistemas capaces de interactuar con cualquier elemento electrónico del hogar los cuales serán controlados de una manera fácil y eficaz además de una manera personalizada según la necesidad del usuario. [5]

C. Gestión de la Domótica.

La domótica se encarga de gestionar cuatro aspectos fun-damentales en el hogar, usando redes de comunicación de control y multimedia que a su vez pueden tener enlaces a redes externas.

• 1) Energía.: La domótica en este campo se encarga de optimizar el consumo de energía eléctrica mediante el uso de temporizadores, termostatos; la domótica también tiene una aplicación muy interesante para la gestión de las viviendas bioclimáticas, las que basan su funcionamiento en aprovechar los recursos naturales como es el caso de la energía solar y los vientos. [2]

• 2) Confort.: Se basa en aprovechar el uso del control automático que nos brinda la domótica para activar servicios del hogar, como por ejemplo refrigeración, iluminación y gestión de elementos como accesos a la vivienda de una manera segura, fácil y rápida. [2]

• 3) Seguridad. [2]: La seguridad que ofrece el sistema domótico es más eficiente que cualquier otro sistema conocido, que por lo general están controlados por distintos sistemas y lo podemos clasificar como:

seguridad de los bienes. seguridad de las personas. Incidentes y averías.

D. Características de un sistema Domótico.

Un sistema domótico se encuentra ampliamente vinculado con la rama de la informática permitiéndonos una person-alización concreta dependiendo las necesidades que requiera cada usuario por ello las características que se destacan son:

• Integración. Todo el sistema funciona bajo el control de un ordenador, y a nivel de vivienda unifamiliar un PC. Por tal motivo, los usuarios no tienen que estar pendientes de los diversos equipos autónomos los cuales poseen una programación personalizada.[8]

• Interrelación. Una característica esencial que debe tener un sistema Domótico es la capacidad para relacionar distintos elementos y alcanzar así una gran versatilidad y variedad en la toma de decisiones de una manera rápida y precisa. [8]

• Facilidad de Uso. Una persona vulnerable solo través de la visualización a la pantalla de una computadora o dispositivo de control, tendrá la capacidad de tener un informe detallado de lo que sucede dentro y fuera de la vivienda. [8]

• Control Remoto.es muy esencial, ya que se trata del aparato eléctrico que tramite señales a la red integrada para requerir una función, se trata de un mando con teclas y según el código que digitemos activa una u otra función. [8]

• Fiabilidad. Debido a que en la actualidad las computadoras de alto rendimiento está al alcance de nuestras manos conta-mos con un mecanismo eficaz y seguro, que le ordenamos una función y esta a su vez se cumple con exactitud y poseen una plataforma ideal para las diferentes aplicaciones que requiere la domótica con la capacidad de durar muchos años sin inconvenientes.[8]

• Actualización. Para el control del sistema las personas se deben adaptar a los diversos software existentes y a futuras actualizaciones del mismo ya que la actualización dependerá de la complejidad de la nueva tarea que se desea añadir al sistema y del equipo a controlar, pero esto tampoco tendrá gran dificultad.[8]

• E. Elementos del Sistema.

En la actualidad existen un sin número de elementos que conforman los diferentes sistemas de automatización de viviendas, desde una central de gestión para sistemas central-izados hasta una intervención automática a distancia, dentro de esta gran cantidad de elementos podemos citar:

Pasarela Residencial.

Se podría decir que este dispositivo es el más importante debido a que es el que interconecta los diferentes dispositivos destinados a la automatización de la vivienda haciendo de interfaz común de todos ellos hacia las redes exteriores. [6]

Sistema de Control Centralizado.

Este dispositivo es en el cual los usuarios van a poder automatizar su vivienda de acuerdo a las necesidades de una forma centralizada para su propia conveniencia. [6]

Sensores.

Son los dispositivos encargados de almacenar información de los distintos parámetros que reconoce el sistema de control centralizado y envía a la pasarela residencial para que este realice de una forma automática las tareas posteriormente pro-gramadas por el usuario. Los tipos más comunes de sensores que se distribuyen por toda la vivienda son generalmente de: Gas, Temperatura, agua, humedad, luz, movimiento, rotura, infrarrojos, ultrasonidos etc. [6]

Actuadores.

Son los dispositivos utilizados por el sistema de control centralizado que se encarga de cambiar el estado de algunos equipos o instalaciones como ejemplos podemos citar (El au-mento o la diminución de la calefacción, el corte de suministro del suministro de gas o agua, el envió de una alarma a una central de seguridad.[6]

Este tipo de redes utiliza varios canales de enrutamiento reenviando datos por los nodos que están señalados por el camino, atreves de las rutas de comunicación creadas posteri-ormente. [7]

Figure 1. Smart (Domotic) Hause. [10]

F. Protocolos de Comunicación de un sistema Domótico.

La característica principal de un sistema domótico es el protocolo de comunicación que utiliza; el mismo que trata de una estructura de mensajes que utilizan los variados sistemas domótico para establecer una comunicación entre ellos y puedan transferir información de manera que esta comuni-cación sea segura, estable y comprensible. [9]

1) Clasificación.:

Según la tecnología de transmisión usada.

• a) Redes de difusión (también llamadas broadcast).

La ventaja de este tipo de canal de trasmisión es que puede enviar información con un retardo mínimo a diferentes computadoras de una red pequeña, evitando así la colisión de los trasmisores que usan estas computadoras.[7]

Figure 3. Red punto a punto. [7]

Según la escala.

• a) Redes LAN.

"Las redes de área local (Local Area Network) son redes de ordenadores cuya extensión es del orden de entre 10 metros a 1 kilómetro. Son redes pequeñas, habituales en oficinas, colegios y empresas pequeñas, que generalmente usan la tecnología de broadcast, es decir, aquella en 66 que a un sólo cable se conectan todas las máquinas. Las velocidades de transmisión típicas de LAN las que van de 10 a 100Mbps." [7]

b) Redes internet.

"Una red internet (Figura 4) es una red de redes, vinculadas mediante ruteadores gateways. Un gateway es un computador especial que puede traducir información entre sistemas con formato de datos diferentes. Su tamaño puede ser desde 10000 kilómetros en adelante."[7]

Figure 4. Esquema de una red de Internet. [9]

c) Redes inalámbrica.

Este tipo de redes inalámbricas se basan en que para la comunicación entre elementos ya no utilizan medios físicos para su trasmisión como son cables de cobre; usando para el envío de datos lo que se conoce como ondas de radio, microondas, satélites o infrarrojos. [7

b) Redes punto a punto.

tipo de sistema evitaría el movimiento de las personas de un lugar a otro dentro de una vivienda. [14]

Figure 5. Red Inalámbrica. [10]

• G. Principales estándares de Domótica.

• 1) Lonworks.: Este tipo de protocolo fue desarrollado por la compañía norteamericana Echelon Corp.cuya característica principal es que para la trasmisión de datos puede usar varios canales de trasmisión como son Aire, par trenzado coaxial, fibra o red eléctrica. Su funcionamiento se basa en un conjunto de nodos que a lo largo de la red, los mismos que son configurados atreves de una herramienta es proporcionada por la misma empresa. [5]

• 2) ZigBee.: Este tipo de protocolo fue creado por la alianza de más de 200 empresas cuyo fin fue crear una red inalámbrica a bajo coste la cual es similar a la tecnología Bluetooth. [4]

• 3) X10.: Este tipo de protocolo fue desarrollada en Escocia en el año 1975 por Pico Electronics of Glenrothes, y se caracteriza por la utilización de la red eléctrica de las viviendas (110-220v) basando su funcionamiento en corrientes portado-ras para el control de cualquier dispositivo las cuales están impulsadas por ráfagas de pulsos de 120 KHZ que contienen información digital. [3]

• 4) KNX.: Es uno de los protocolos más usados ya que es único estándar abierto internacionalmente para el uso en sistemas domótico, este sistema nació de la asociación de 3 empresas europeas (EIBA,EHSA,BCI) cuyo objetivo fue desarrollar un modelo competitivo con empresas europeas que ya estaban en el mercado. [1]

Desarrollo de tecnologías aplicables

Como objetivo principal planteado en esta investigación es tratar de dar una solución a las necesidades requeridas por las personas venables de nuestra sociedad, para que gracias a la domótica puedan realizar todas sus actividades diarias de una manera normal y sin la constante intervención de personas cercanas.

Como solución a la temática anterior planteada, proponemos un modelo sustentable que permita el uso adecuado y fun-cional de equipos necesarios para el desarrollo normal de las actividades diarias del sector vulnerable antes mencionado.

A. Control dentro la vivienda.

El control diferentes aparatos y elementos de los cuales está estructurada físicamente una vivienda, es posible comandar su funcionalidad atreves de mandos a distancia, el uso de este

Figure 6. Domotica de Interiores.[12]

Los aparatos que se van a controlar atreves de este sistema se desglosan a continuación.

1) Botones de luces.: En cada sala de nuestra vivienda se puede encontrar la botonería de luces para controlar diferentes ambientes del lugar las cuales deberían estar a una adecuada altura y ubicación para el fácil acceso de las personas vulner-ables, con las cuales se pueden encender tanto manualmente como también programar para que un conjunto de luces se enciendan en determinados intervalos de tiempo a diferentes horas del día. [13]

Figure 7. Botones De Luces.15

2) Sistema de Panico.: Todo lo que concierne a una cir-cuitería de seguridad se centraliza en un centro de alarmas, cuya función de esta central es permitir el manejo del usuario dependiendo del tipo de sensores que tenga ubicados en la vivienda estos pueden ser: detectores de humo, escapes de gas, agua, incendios, también existen los botones de ayuda los mismos que deben estar ubicados en lugares donde la persona vulnerable necesite ayuda como por ejemplo en el baño, gradas, etc. Los cuales la señal que emita estos sensores estará monitoreado por una empresa de seguridad independi-ente la cual verificara la certeza de dicho aviso ya que está prohibido emitir directamente esta señal a las fuerzas públicas de seguridad. [14]

Figure 8. Centrales de Alarmas. [14]

3) Grúa.: Este dispositivo fue creado con el fin de facilitar el movimiento de una persona discapacitada dentro de la vivienda, en la cual consta de carriles situados en el techo, cuyo elemento se puede desplazar verticalmente con la ayuda de comandos manuales o a distancia para ayudar a superar obstáculos a estas personas. [17]

Figure 9. Grúa. [17]

Para generalizar un grupo de elementos que muestran en las siguientes imagenes, los mismo que se pueden controlar a distancia y con tecnología infrarrojo o Bluetooth podemos mencionar ventanas, cortinas, armarios, puertas e incluso la cama, todos estos elementos robotizados, evitando el trabajo físico que estos elementos demandan para su funcionamiento limitado para personas con discapacidad y de tercera edad. [19]

Figure 10. Ventana, Puerta, cortinas. [10]

B. Control Fuera de la Vivienda.

La característica principal de este tipo de sistema domótico para exteriores es que le permite a las personas aprovechar de mejor manera la tecnología que tiene en sus manos en su propio beneficio como optimización de tiempo y en especial beneficiando los adultos mayores que padezcan enfermedades y no puedan movilizarse a un centro de atención médica para sus respectivos chequeos como por ejemplo azúcar en la sangre control de ritmo cardiaco.[16]

Figure 11. Elemntos de Contro Externo. [12]

1) Detectores de presencia.: Dependiendo del lugar en los que se ubique cumplen con el objetivo de vigilar y proteger la vivienda en caso de ausencia de las personas que la habitan y se pueden clasificar en sensores de ultrasonido infrarrojos y de vibración emitiendo así señales audibles o silenciosas en caso de ser activado dicho sensores. [15]

Figure 12. Sensores de presencia. [20]

• 2) Seguridad.: La seguridad que nos puede dar un sistema domótico será siempre mejor que la seguridad que nos pueda dar cualquier otro sistema; ya que este tipo de sistema puede garantizar un bienestar seguro de las personas ancianas o enfermas, como también de los bienes materiales existentes dentro de la vivienda; todo este tipo de seguridad se puede hacer mediante el uso de alarmas y envió de información a centrales de seguridad y vigilancia. [9]

• 3) Monitoreo de salud desde una vivienda.: Este tipo de monitoreo fue creado para poder facilitar el control médico, se realiza la conexión de un equipo dentro de la vivienda que monitoree todos los días la información clínica para así con la información enviada se pueda hacer una evaluación del progreso o estado de riesgo del paciente. [13]

• C. Ventajas.

Ahorro de energía: este ahorro de energía se puede conce-bir atreves del monitoreo de la temperatura interna de una vivienda y del control del consumo de la energía eléctrica dándonos como resultado un gran ahorro económico y cuidado del medio ambiente. [14]

Seguridad: gracias la domótica implementada en la vivienda los integrantes de una familia pueden estar seguros cuando se encuentren dentro o fuera del hogar. [12]

Comodidad: esto se puede lograr atreves del control in-terno; ya que mediante la programación se puede realizar el control de los diferentes aparatos desde cualquier parte del hogar. [19]

Para las personas vulnerables que son nuestra prioridad mejora su estilo de vida integrándose a la sociedad con el manejo de nuevas tecnologías mejorando de esta manera su autonomía y vida independiente. [16]

En el sector laboral que radica en el cuidado de adultos mayores y personas con discapacidad, este tipo de sistema mejora también su calidad de vida al verse beneficiados en el desarrollo de sus labores diarias con la ayuda de estos medios tecnológicos. [11]

• D. Desventajas.

Fallos. Al ser el sistema domótico una nueva imple-mentación puede presentar fallos en el sistema lo que provocaría el bloqueo de toda la red y las funciones estarían anuladas hasta el arreglo del sistema. [10]

Coste. Realizar una instalación domótica en una vivienda puede llegar a significar grandes gastos de dinero debido a que las adaptaciones a ciertas necesidades se fabrican con ciertas limitaciones en su producción por lo que son muy escasas además del nuevo tendido eléctrico que se tendría que realizar en la vivienda. [8]

Incompatibilidad de lenguajes. Pesar de que algunos de los productos domótico tiene una programación abierta hay otro muchos desarrollados por empresas cuyo lenguaje es de su propiedad por lo que presenta dificul-tades en la compatibilidad de estos sistemas. [12]

Conclusiones

Todos concordamos en que la familia y a su vez el hogar que aquella conforma, es la estructura esencial de la sociedad en la que vivimos, nosotros con la investi-gación realizada podemos dar una oportunidad al sector vulnerable que existe en nuestro entorno, la cual moldea a personas más seguras y autosuficientes que tengan una mejor correlación con la sociedad en general.

Una de las Funciones importantes que debe cumplir uninterfaz sencilla sin muchas complicaciones para que los requerimientos planteados se puedan cumplir enfocados en el área de investigación que es el sector vulnerable.

El sistema domótico como lo analizamos, presenta una significativa ayuda para las personas con discapacidad pero no solo se puede aplicar en viviendas, esto puede ser un referente para que las empresas puedan implementar esta tecnología y así integrar a estas personas al ámbito laboral.

Atreves del estudio sobre la implementación de la domótica dirigida a personas con discapacidad, lo que se busca es que haya empresas y gente que puedan acceder a este documento y se interese en proyectar y ampliar la visión a la realización de este tipo de sistemas e implementarlos en varias áreas.

En resumen si hacemos una comparación sobre las utili-dades que ofrece la domótica con cualquier otro sistema podemos decir que una vivienda domótica nos ofrece confort, ahorro de energía, seguridad e integración a las nuevas tecnologías brindando así un gran beneficio a los usuarios.

References

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• [20] P., E. ( 1988.). Dispositivos y sistemas para el ahorro de energía. Marcombo.

BIOGRAFIA.

Klever Iván Maldonado Garcia.(Y 1992-M 03-D 06).Nacido en la Provincia de Cañar Terminó sus estudios de secundaria en la Unidad Educativa Honorato Vásquez. Estudiante de la Universidad Politécnica Salesiana en la Carrera de Ingeniería Eléctrica. Estudiante de la materia de Electrónica Analógica

• II entre otros.

Critian Patricio Valdez Bermejo.(Y 1993-M 06-D 24).

Nacido en la Provincia de Cañar Terminó sus estudios de secundaria en la Unidad Educativa José Peralta. Estudiante de la Universidad Politécnica Salesiana en la Carrera de Ingeniería Electrónica. Estudiante de la materia de Electrónica Analógica II entre otros.

Autor:

Klever I.Maldonado,

Cristian P.Valdez.

Universidad Politécnica Salesiana, Sede Cuenca