Análisis de la experiencia de tres años sobre un apartamento para alquiler vacacional reformado con un sistema de control en Bus KNX

Comunicación presentada al I Congreso Edificios Inteligentes:

Autor

• Enrique Barrera Linares, HogarTec

Resumen

Análisis de la experiencia de tres años sobre un apartamento para alquiler vacacional reformado con un sistema de control en Bus KNX. El objetivo del proyecto era una vivienda que gestionase de forma inteligente el consumo energético y el de agua, aportase un alto nivel de seguridad a sus instalaciones y a las personas y, a la vez, ofreciese un nivel de confort que lo hiciera altamente atractivo y competitivo de cara al cliente. Además, mediante la telegestión se garantizaría la tranquilidad de los propietarios, que estarían en todo momento al corriente de cualquier posible incidencia. En esta breve exposición se describen las funciones desarrolladas e instaladas y las conclusiones obtenidas.

Antecedentes de partida

El apartamento de alquiler, abandonado a su suerte… o al cliente

La mayor diferencia de una vivienda de alquiler con respecto a una vivienda de uso habitual o cualquier otro alojamiento hostelero, es que a menudo el propietario vive lejos del mismo. Ello plantea las siguientes dificultades para el mantenimiento y cuidado de la misma:

• La vivienda está grandes períodos de tiempo desocupada y expuesta a que una avería menor, como una pequeña fuga de agua,  llegue a tener consecuencias desastrosas.
• Esa desocupación habitual también la hace más vulnerable a la intrusión, robos e incluso ocupaciones ilegales (okupas).
• Al vivir lejos de su propiedad, el propietario no puede supervisar el comportamiento de un cliente que no siempre es todo lo cuidadoso que debiera lo que, sistemáticamente conlleva gastos extraordinarios en mantenimiento, agua y energía.

Las consecuencias más frecuentes a las que da lugar esta situación son:

• Luces encendidas sin necesidad: en habitaciones desocupadas de día, o con el apartamento vacío, e incluso tras ser abandonado al final del período de alquiler, terrazas permanentemente encendidas durante días…
• Enchufes con cargas conectadas con la vivienda mientras está desocupada: Stand-by de televisores, decodificadores, equipos de música, ambientadores o repelentes eléctricos de insectos y otros equipos electrónicos como el router.
• Consumos excesivos por aire acondicionado / bomba de calor: Splits encendidos en habitaciones desocupadas o con ventanas abiertas, temperaturas de consigna excesivas tanto de frío como de calor, aparatos de estancias contiguas trabajando en modos opuestos frío/calor, equipos que “se olvidan” encendidos con el apartamento desocupado.
• Fugas y consumos excesivos de agua: grifos o cisternas que cierran mal, daños por fugas en tuberías o elementos de la instalación de agua, riego o duchas en jardines o terrazas, daños por fugas en electrodomésticos como termos de ACS, lavadoras, lavavajillas, daños por goteras y filtraciones de viviendas vecinas.
• Daños ocasionados por ventanas abiertas: daños por viento o lluvia e Intrusión u ocupación ilegal del inmueble.
• Daños por intrusión: robos, daños en instalaciones, mobiliario, etc. y ocupación ilegal.

Objetivos del Proyecto

La mayoría de los propietarios, al no encontrar solución a estos inconvenientes, optan por dotar su vivienda de un equipo mínimo, incluso en perjuicio del cliente y aún a costa de cobrar un alquiler inferior. Sin embargo la demanda de calidad en estos alojamientos va en aumento y ya no es raro que un cliente exija aire acondicionado, TV vía satélite (turistas extranjeros) o WiFi gratuita. Con esta idea se plantearon una serie de funciones que dieran solución a cada uno de los puntos mencionados en el apartado anterior,  pero siempre siguiendo el criterio de ‘Máxima Sencillez de Uso’.

Puesto que estas viviendas son ocupadas por clientes en constante rotación y con diferente grado de afinidad por la tecnología, este criterio de sencillez se enfocó hacia dos aspectos básicos:

• Un nivel de automatización y sencillez que hiciera innecesario el uso de manuales, con un funcionamiento más simple que el de una vivienda convencional.
• Evitar que un cliente pudiera cambiar configuraciones o escenas que afectasen al siguiente.

Así se plantearon los siguientes grandes objetivos generales con los que dar solución a los problemas planteados en el apartado de ‘Antecedentes de Partida’:

• Interiorismo y Confort: dotarla del equipamiento y funciones necesarias para lograr la máxima satisfacción del cliente, permitiendo competir en prestaciones y no sólo en precio.
• Seguridad Técnica y Mantenimiento: facilitar el mantenimiento mediante la incorporación de elementos de monitorización, supervisión y, llegado el caso, de actuación automática sobre las diferentes instalaciones y equipos como el SAI.
• Ahorro Energético y de agua: asegurando un consumo mínimo mediante funciones de:
  • Ahorro automático, donde la casa interviene por iniciativa propia, desconectando equipos o cortando el agua, por ejemplo.
  • Ahorro asistido, con funciones que facilitasen las acciones del usuario encaminadas al ahorro. Básicamente la idea era ‘poner fácil el ahorro’ como es el caso de las Funciones Centrales.
• Comunicación con el Propietario: asegurar la comunicación del propietario con la vivienda manteniéndole en todo momento informado de la situación de la misma, permitiéndole actuar en aquellas situaciones que requiriesen intervención humana con rapidez y eficacia.
• Seguridad Contra Intrusión: integrada con el resto del Sistema para garantizar la máxima eficacia y fiabilidad, empleando para ello todos los dispositivos del bus posibles.

Descripción Instalación del sistema de control

Descripción general

En la reforma se incorporó una instalación en bus KNX con dos segmentos de línea. El cable empleado de 4 hilos permitió distribuir la tensión auxiliar de 12Vcc de forma sencilla a través de la misma manguera del bus para aquellos elementos que lo requerían: detectores de incendio y de inundación y cortinas de infrarrojos que impiden el atrapamiento en las persianas de acceso a las terrazas.

Aunque, como se ve en la Figura 1, el cuadro CGPM es mayor que el empleado habitualmente en una vivienda, la mayoría de los aparatos se han instalado de forma distribuida. Empleando cajas de distribución con carril DIN instaladas preferentemente en los muros en vez de en la tabiquería interior, ya que tienen más profundidad que las empleadas normalmente en vivienda.

Protección contra fallos de suministro eléctrico

Dada la necesidad de autonomía de la instalación y la importancia del suministro eléctrico para mantener en funcionamiento el sistema de control y de telecomunicaciones, se incorporó un SAI de 2000 VA para garantizar, no sólo la alimentación al sistema, sino también a algunos componentes prioritarios de la instalación que permitiesen unas maniobras de emergencia en caso de fallo de suministro.

Este SAI, para evitar microcortes, alimenta de forma permanente a:

• Sistema de Control KNX
• Central de Alarmas
• Modem router y pasarela KNX-TCP/IP

Además tanto el Sistema de Control como la Central de Alarmas cuentan con sus propias baterías que les permiten reaccionar en caso de fallo de suministro eléctrico.

Por otro lado, en caso de interrupción de suministro, unos contactores instalados en el CGPM desconectarían de la red y conectarían también al SAI los siguientes circuitos:

• Persianas y toldos
• Luces de la escalera y del distribuidor interior

Por último, y a partir de una experiencia en la que falló el by-pass interno del SAI, se implementó una maniobra con sendos contactores que, en caso de avería de dicho SAI, lo puentean automáticamente, evitando dejar sin suministro al sistema de control y la central de alarmas. En ese supuesto se generan, además los correspondiente SMS que avisan del problema a la propiedad para que pueda subsanar el problema con tiempo.

Ocio y Multimedia

En cuanto a la instalación de datos, se optó por un router WiFi doméstico de cuatro puertos y un cableado UTP. Esto permite el acceso a la red local por cable de CAT6 desde el salón y desde el dormitorio principal con fines de transmisión de datos multimedia, ya que el router empleado tiene conectado un disco duro con películas a disposición del cliente. Los otros dos puertos se emplearon para la conexión con el sistema de control y con el SAI. Estos equipos están instalados en cuadros de servicio inaccesibles a los clientes y protegidos por contactos tamper.

Aparatos BUS instalados

Además de las pasarelas de comunicaciones a TCP/IP y GSM que permiten la comunicación con la instalación de forma tanto local como remota, hay que destacar tres elementos principales que se han empleado de forma ‘transversal’ en muchas de las soluciones desarrolladas y que, junto con la capacidad de comunicarse, son los que en mayor medida le aportan ‘vida’ e inteligencia a una vivienda de este tipo con la información que aportan al bus de control.

• Central de alarmas integrada. Además de proteger contra la intrusión e incendios, la comunicación bidireccional permite al Sistema de Control saber el estado de ocupación de la vivienda permitiéndole al sistema tomar las decisiones oportunas. Para ello se definen dos modos:
  • Modo ‘Vivienda Vacía’ que se activa al armar la Central.
  • Modo ‘Vivienda Ocupada’ activado al desarmar la Central.

Dada la importancia de estos modos, se ha dotado a la instalación de una función de ‘Autoarmado Inteligente de la Central’. Así, en prevención de que un cliente, por descuido o falta de costumbre, abandone la vivienda sin armar la central, cada vez que la puerta de la entrada se abre y se cierra, se desencadena un algoritmo que, si no detecta ninguna señal de vida durante las tres horas siguientes, arma automáticamente la Central activando el modo ‘Vivienda Vacía’. Si, por el contrario, detectase alguna señal de vida, se interrumpe este proceso hasta la vez siguiente que se abra y cierre dicha puerta.

• Estación meteorológica. (Figura 3) Permite que la instalación se adecúe de forma dinámica a las condiciones meteorológicas ambientales: día/noche, invierno/verano, lluvia o viento.
• Detectores de presencia inteligentes con medición de luminosidad y canales para control de la iluminación, climatización y monitorización instalados en las diferentes estancias y en la escalera y que, conectados al bus KNX, permiten al sistema actuar sobre la iluminación, la climatización o la seguridad anti intrusión, adaptando los consumos a las necesidades sin penalizar el confort del cliente.

Además de estos elementos fundamentales y comunes a muchas de las funciones instaladas, el sistema cuenta todos los necesarios para las diferentes funciones específicas, tales como pulsadores y teclados de escenas, contactos magnéticos en ventanas y puerta principal, detectores de incendios, sondas de inundación, electroválvula de corte de agua y un largo etc. que se mencionarán más adelante junto con la función desempeñada.

Soluciones Aportadas

Seguidamente se relacionan las principales funciones desarrolladas y probadas para lograr los objetivos planteados y dar solución a cada uno de los puntos señalados en los antecedentes de partida de este proyecto. Hay que tener en cuenta que una misma función a menudo contribuye a la consecución de diferentes objetivos, por lo que, aunque se incluya en el apartado con el que tiene una relación más inmediata, se indica también en qué otros objetivos interviene para su consecución, según la siguiente clave:

IC: Interiorismo y Confort

ST: Seguridad Técnica y Mantenimiento

A: Ahorro Energético o de Agua

CP: Comunicación con el Propietario

SI: Seguridad contra Intrusión

Objetivo 1: Interiorismo y Confort

• IC, ST, A. Encendido automático de luces en zonas de paso como escalera o distribuidor interior de los dormitorios. Los detectores integrados controlan sus respectivos circuitos de iluminación teniendo en cuenta, además de la propia detección de presencia y luminosidad de sus sensores, el valor de la luminosidad exterior aportado al bus por la estación meteorológica que aporta confort y seguridad al usuario con el mínimo consumo imprescindible.
• IC, ST, A. Escenas condicionadas en cada momento a la luminosidad exterior, teniendo en cuenta incluso si el toldo se ha recogido por viento.

Esto afecta a las escenas:

• Manuales: llamadas por el usuario desde los teclados o pantallas, como ver la TV,  leer o comer.
• Automáticas, entre las que destacan:
  • Escenas de las funciones ‘Recibir’ y ‘Despedir’ que actúan sobre la iluminación o las persianas en función de la luminosidad exterior.
  • Escenas de iluminación en la escalera que adecúan la temperatura de la iluminación empleada en función de la luz exterior, más fría por la mañana y más cálida al atardecer.
• IC, ST, A, SI. Iluminación automática de la entrada con la apertura de la puerta principal. Permanecerá encendida mientras detecte presencia pero, una vez apagada, sólo se encenderá por una orden manual o cuando se vuelva a abrir la puerta. De esta forma se evitan constantes encendidos innecesarios ya que está en una zona de paso muy frecuentada entre la cocina y el salón.

• IC, ST, A. Encendido automático de los pilotos de orientación nocturna de los teclados de escenas del salón y dormitorios por detección de presencia.
• IC, ST, A, SI. Módulo sinóptico junto a la puerta principal que, en el momento de abrir la puerta para salir de la vivienda, informa al usuario iluminando un led por cada ventana que quede abierta.

Objetivo 2: Seguridad Técnica

• Función Recibir que, al desarmar la alarma por teclado o telemando, pone el apartamento en modo ‘Vivienda Ocupada’.
  • IC, ST, A. Abre la ‘llave de paso’ de agua.
  • ST, A. Conecta los enchufes de la casa.
  • ST, A. Conecta la alimentación del router/modem y su disco duro, permitiendo al cliente el acceso al contenido multimedia almacenado a través de la red local.
  • IC, ST, A. Según las condiciones de luminosidad exterior e incluso de viento, la casa recibe al visitante reaccionando con una de las siguientes escenas de recibimiento:
    • Si es de noche enciende un juego de luces en salón y cocina que son las estancias que están junto al vestíbulo de la entrada.
    • Si es de día, pero el sol no incide directamente en las ventanas, se levantan completamente todas las persianas del apartamento.
    • Si la luz del sol incide directamente pero están desplegados los toldos, las persianas se levantarán también totalmente.
    • Si, en la situación anterior, los toldos estuviesen recogidos debido al viento, las persianas se levantarán sólo hasta una altura que permita entrar la luz pero limitando la entrada del sol en las estancias.
• Función Despedir al desarmar la alarma por teclado o telemando.
  • IC, ST, A, SI. Una vez armada la Central, la vivienda queda en modo ‘Vivienda Vacía’ y, si llega la noche sin que haya vuelto a ser ocupada, se bajarán las persianas de toda la casa protegiéndola de los fuertes vientos de levante y contribuyendo de esta forma a la seguridad anti intrusión… y a mantener los cristales limpios. Se ha considerado más conveniente esto que la simulación de presencia ya que, las persianas bajadas, contribuyen a la buena conservación del inmueble pese a la fuerza del viento y del sol características de esta zona climática.
  • IC, ST, A. Toldos automáticos con las siguientes funciones:
    • Recogida de seguridad de forma diferente según se trate de viento racheado o huracanado.
    • Recogida del toldo lateral, que sólo aporta intimidad al usuario, tras 5 minutos del armado de la alarma (modo ‘Vivienda Vacía’).
  • IC, ST, SI. Bajada automática de persianas para proteger los cristales en modo ‘Vivienda Vacía’ en caso de lluvia o viento excesivo, aunque no sea de noche.
• ST. Detectores de incendios que, además de generar los correspondientes avisos y alarmas en caso de incendio, cortan el gas del agua caliente y hacen que el sistema cierre, sin bloquear, las persianas de la casa para evitar avivar las llamas de un posible incendio.
  ST. Sondas de inundación en cocina y baños. El sistema informará de forma local y remota, además de producir el corte de agua de la instalación de forma automática hasta haber reconocido la alarma. Para ello cuenta con una electroválvula solenoide para corte rápido en caso de inundación.

Objetivo 3: Ahorro Energético y de Agua

• Función Despedir al armar la Central por teclado o telemando.
  • ST, A. Apagado general de las luces que hayan quedado encendidas, incluidas terrazas.
  • ST, A. Desconexión de enchufes generales minimizando consumos por stand-by de televisores, etc. así como de ambientadores y/o repelentes eléctricos de insectos.
  • ST, A. Apagado general de la climatización mediante pasarelas IR.
  • ST, A. Desconexión del modem/router WiFi y el disco duro a él conectado. Así se evitan consumos innecesarios y se prolonga la vida de los aparatos. Además se evitan accesos indebidos a la conexión de Internet de la vivienda. En caso de querer conectarse con la vivienda de forma remota, un SMS permite la reconexión, e incluso el ‘reseteo’ del router en caso de pérdida de la comunicación por un eventual bloqueo del mismo.
  • ST, A. Cierre automático de la ‘llave de paso’ de agua tras 2,5 horas después de armada la alarma, evitando fugas en grifos o cisternas mal cerrados pero sin interrumpir el programa de lavado del lavavajillas o de la lavadora, caso de quedar conectados.
• ST, A. Autoapagado de la iluminación y pilotos de orientación nocturna de los teclados de escenas en estancias desocupadas, asegurando un consumo racional de la iluminación y contribuyendo a la vida útil de las lámparas.
• ST, A. Autoapagado y bloqueo de luces de terraza al amanecer. Al anochecer se desbloquearán, pero no se encenderán automáticamente.
• ST, A. Autoapagado de la climatización en estancias vacías durante un tiempo superior a 50 minutos que, evitando encendidos / apagados constantes, garantiza un control permanente del consumo máximo en climatización en cada estancia de a vivienda.
• ST, A. Limitación de las temperaturas de consigna superior e inferior de los termostatos de ambiente.
• IC, ST, A. Despliegue automático de toldos por luminosidad exterior.
• IC, ST, A. Cambio automático ‘verano-invierno’ en función de las temperaturas exterior e interior garantizando la contribución de los toldos al ahorro energético durante todo el año.
• IC, A.  Paso de toldos a modo manual de forma transparente al ser accionados por el usuario. Se puede volver a modo automático desde el botón ‘Auto-Man’ de la pantalla. En cualquier caso, los toldos se volverán a modo automático al amanecer para asegurar su contribución a la climatización de la vivienda.
• A. Recogida y bloqueo automático de los toldos enclavados a la conexión de la bomba de calor para asegurar que los toldos no sombrean cuando se pide calor a la climatización.

Objetivo 4: Comunicación con el Propietario

• Monitorización de incidencias vía SMS
  • ST, CP. Fallo de suministro eléctrico prolongado o SAI parado.
  • ST, CP. Detección de Inundación e incendios
  • ST, SI, CP. Alarmas de Intrusión o puerta principal abierta sin supervisión
• Control Vía SMS
  • IC, ST, A, SI, CP. Armado / Desarmado de la Central
  • ST, CP. Encendido / Apagado y reinicio de router WiFi y módem ADSL
• Monitorización y Control TCP/IP sobre todos los elementos instalados
  • ST, CP. Suministros de agua y luz
  • ST, CP. Luces, persianas, toldos, climatización
  • ST, CP. Monitorización de apertura de ventanas, puerta y cerradura principal
  • ST, SI, CP. Estado de armado de la central

Objetivo 5: Seguridad contra Intrusión

• IC, SI. Desconexión de los pulsadores exteriores de la terraza con la “Función Dormir” o con el modo “Vivienda Vacía”, tanto los de las persianas de las puertas de las terrazas como los de encendido de las luces exteriores. Los pulsadores se reactivarán con la “Función Recibir”.
• SI. Seguridad para falsas detecciones de movimiento mediante inhibición del detector de movimiento de la estancia en que la ventana queda abierta al armado.
• SI, CP. Reacción integral del sistema al intento de intrusión à La interconexión de todos los elementos en bus permite una reacción contundente que impide que el intento de intrusión pase desapercibido mediante las siguientes acciones:
  • Accionamiento de sirenas interior y exterior
  • Envío de varios SMS
  • Recogida y bloqueo de todos los toldos
  • Recogida y bloqueo de todas las persianas
  • Encendido y apagado intermitente de todas las luces de la vivienda

Conclusiones

• Satisfacción del cliente: Aunque es difícil evaluar la repercusión de la satisfacción del cliente en cifras, sí se ha observado una fidelización y, al contrario que en el caso de otros apartamentos de estructura similar, una ocupación total incluso en estos dos años de recesión económica. Con precios de alquiler que han sido en todo momento más altos que los de la competencia, se concluye que se ha logrado el objetivo de competir en calidad.
• Equipo fundamental imprescindible: Tal como se ha comentado, además de los diferentes elementos a instalar para cada función concreta, hay tres tipos de elementos que, junto con la capacidad de comunicarse, son los que en mayor medida le aportan “vida” e inteligencia a esta vivienda, permitiendo la implantación de múltiples funciones que aportan ahorro energético, seguridad y confort. Estos son:
  • Estación Meteorológica.
  • Detectores de presencia/luminosidad.
  • Central de Alarmas integrada con el Sistema de Control.
• Seguridad de suministro eléctrico: En la instalaciones de pequeños apartamentos es recomendable el empleo de SAIs off-line que necesitan mucha menos disipación térmica produciendo menos ruidos por ventilación, facilitando su instalación en espacios reducidos.
• Consumo del Sistema de Control: Para evitar un exceso de consumo en el sistema de control, hay que prestar especial atención al dimensionamiento de la instalación, buscando el equilibrio entre funcionalidad y consumo al determinar el número de dispositivos a incorporar. Se recomienda una topología en ‘árbol’ con pequeños nodos que, facilitando una instalación suficientemente distribuida y con el consumo eléctrico propio de un solo aparato, aportan el control de varios elementos de iluminación, persianas, etc.
• Estimaciones de ahorro obtenido: Aunque, al estar el apartamento protegido contra ellas, no es posible determinar el coste por avería o negligencia (inundación, cargas conectadas con apartamento vacío, etc.) y por tanto no se han incluido, sí se ha podido hacer una estimación de ahorros debidos a las funciones automáticas descritas, que resumimos a continuación. Los cálculos que no pueden incluirse en este breve artículo se ha realizado, a partir de nuestras mediciones y también con datos obtenidos del IDAE. También se han incluido en este estudio los consumos del propio sistema de control que, dado el carácter de apartamento piloto, fueron muy sobredimensionados para permitir el diseño del prototipo de las diferentes funciones desarrolladas.