Implementación de tecnologías IoT para la reducción del consumo energético en oficinas inteligentes mediante el control de la iluminación

Fabian Peña de Loza; Francisco Javier Ibarra Villegas

doi:10.37636/recit.v7n3e332

Autores/as

Fabian Peña de Loza Posgrado CIATEQ Centro de Tecnología Avanzada, A.C., Stgo. De Querétaro, 76150, Querétaro, México https://orcid.org/0009-0005-2108-7082
Francisco Javier Ibarra Villegas CIATEQ Centro de Tecnología Avanzada, A.C. Centro de Tecnología Avanzada, Stgo. De Querétaro, 76150, Querétaro, México https://orcid.org/0000-0002-5064-8660

DOI:

https://doi.org/10.37636/recit.v7n3e332

Palabras clave:

IoT (Internet de las cosas), Node-red, MQTT, Eficiencia energética, Oficinas inteligentes

Resumen

Según un informe de la IEA de 2017, el consumo de energía en los edificios es aproximadamente un tercio del consumo total de energía en el mundo. Además, la iluminación representa el 19% del consumo de electricidad en todo el mundo. Tomando como referencia estos datos, surge la necesidad de implementar una solución que permita reducir dichos consumos. Una forma de hacerlo es la implementación de dispositivos que permitan convertir las áreas de trabajo en espacios inteligentes. El objetivo de este trabajo es la implementación de una oficina inteligente, monitoreando y controlando el consumo energético de los dispositivos eléctricos mediante tecnologías IoT, logrando un ahorro energético significativo y a la vez proporcionando confort al personal que labora en dicha oficina. Para ello, se instalaron diversos sensores tales como sensores para la detección del estado de las puertas (abiertas o cerradas), sensores de presencia (para determinar si se encentran o no personas en áreas específicas) y actuadores, los cuales, con base a las señales transmitidas por los sensores instalados, se pudieron crear escenas que permiten el control de la iluminación de manera automática. La Raspberry Pi 4 se utilizó como controlador central, se integró la herramienta Node-Red para establecer la comunicación entre los dispositivos IoT. Node-Red es una herramienta de desarrollo basada en flujo para la programación visual que permite conectar dispositivos de hardware, API y servicios en línea. Esta herramienta nos facilita la integración de diferentes sensores y marcas, en donde se realizó la programación de diferentes escenas para poder generar un ahorro energético de manera automática. Asimismo, se estableció comunicación con una nube para poder monitorear y controlar de manera remota el sistema implementado mediante el protocolo de comunicación MQTT, el cual es un protocolo de transmisión de datos diseñado para la transición de datos de máquina a máquina. Un servidor, denominado “bróker” de mensajes, recibe transmisiones de dispositivos que “publican” información en “tópicos” particulares y, posteriormente, entregan esos mensajes a otras máquinas que se “suscriben” a esos “tópicos” específicos. Para lograr esto, se utilizaron los servicios de HiveMQ, los cuales permiten conectar hasta 100 dispositivos de manera gratuita. El resultado del proyecto es un sistema que puede ser controlado de manera remota que, debido a las tecnologías implementadas, ha genera un ahorro energético del 6.1%. Este ahorro reduce los costos operativos y apoya los objetivos de sostenibilidad de la oficina. Además, el sistema brinda confort para las personas que trabajan en dicha oficina. También cabe mencionar que este proyecto puede ser escalable, es decir, a medida que la oficina amplíe sus instalaciones, el sistema puede ser modificado para agregar los sensores y actuadores que se requieran para poder controlar dicha ampliación.

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