Hogares, oficinas, hoteles u hospitales son algunos de los edificios que se han automatizado con el fin de aumentar el confort de las personas, al tiempo que se mejora el ahorro energético de las instalaciones. Ahora les ha llegado el turno a los laboratorios tradicionales para ser inteligentes. Un grupo de estudiantes del campus de tecnología de Ciencias Aplicadas de la Universidad Odisee de Gante (Bélgica), bajo la dirección del profesor Joachim Goeminne, está inmerso en el proyecto ‘El laboratorio inteligente del futuro’.
Este proyecto implementa la tecnología que se aplica en las viviendas conectadas, con el objetivo de obtener una optimización del laboratorio a través de la eficiencia energética, seguridad y confort.
Se ha desarrollado en dos partes: en la parte 1 se abordó el estudio teórico del laboratorio de automatización, mientras que en la parte 2 se llevó a la práctica. Las tecnologías principales en las que se basa el trabajo son Human Centric Lighting, KNX y byNubian.
Su presupuesto inicial marcado en el proyecto 1 era de 5.000 euros, aunque, posteriormente, en el proyecto 2 la cifra ascendió hasta los 15.000 euros. Este aumento fue consecuencia de la compra de nuevos componentes y de la implementación de la tecnología Human Centric Lighting, el elemento más caro.
Iluminación acorde con la luz natural
Uno de los elementos esenciales para obtener un mayor confort dentro de cualquier edificio es la iluminación. En el interior de este laboratorio del futuro se ha optado por incorporar una luminaria compatible con la puerta de enlace DALI para KNX, permitiendo controlar la iluminación con mayor facilidad.
Asimismo, el equipo se decantó por la incorporación de la tecnología Human Centric Lighting (HCL), que permite la adaptación automática de la luz artificial en función de la luz natural que incide en el interior de la estancia. De esta forma, la intensidad, el color de la luz va cambiando, haciendo un ambiente más agradable al adaptarse al ritmo biológico de las personas.
Para la automatización de la iluminación, se contó en total con seis sensores: cuatro colocados en el laboratorio, uno en la oficina y otro en la fachada. Estos sensores permiten al HCL regular la luz, al tiempo que ayudan a identificar si existe presencia dentro de las estancias y medir la calidad del aire.
La eficiencia energética está presente a lo largo del proyecto. Por esta razón, los estudiantes dividieron el laboratorio en cinco zonas, todas ellas controladas por un sensor de movimiento. En el momento que se detecta a una persona, las luces se encienden; si en un periodo de 10 minutos no hay movimiento en la sala, la iluminación se apaga automáticamente.
Automatización ventanas y seguridad
El grupo de estudiantes fueron conscientes de que para mejorar la eficiencia energética era necesario un uso adecuado de las ventanas para que el sistema de climatización funcionara correctamente. Para ello, automatizaron las cinco ventanas: cuatro en el laboratorio y una en la oficina; con un sensor KNX, que permite identificar qué ventana está abierta o cerrada.
Por otro lado, el equipo también mejoró la seguridad del laboratorio con la implementación de una videocámara IP One Nest Camera Indoor. Una de las ventajas de este dispositivo es que puede detectar el movimiento y el sonido y comenzar a grabar.
En el momento que la cámara detecta un movimiento o sonido, envía una notificación con la última imagen captada al equipo de seguridad.
En total se han instalado dos cámaras dentro del laboratorio: una en el techo, justo en la puerta de la entrada, y otra en el escritorio. Su campo de visión es de 130 grados, lo que le permite visualizar al completo el interior del laboratorio.
Eficiencia energética
Con la implementación de las tecnologías de automatización mencionadas anteriormente, los estudiantes incluyeron un sensor de energía de Jung para monitorizar las instalaciones. Este sensor tendrá la función, no solo de medir la instalación actual, sino también la futura.
El dispositivo de Jung puede medir hasta cuatro parámetros diferentes: la tensión, la corriente, la potencia real y la potencia reactiva. Toda la información se recopila con Bynode III, un registrador de datos que almacena la información en la red de KNX.
Bydone III convierte los datos en mensajes MQTT y los envía por IP a los servidores de byNubian, que se localizan en Amsterdam. Una vez en los servidores, la compañía procesa la información y manda informes a los usuarios a través de su web byNeuron. Desde esta plataforma se pueden conocer los problemas en el control de la luz, de la climatización, los consumos de energía anormales, entre otras incidencias.
Control de la instalación KNX
Un sistema automatizado requiere de un panel central, donde poder gestionar y configurar todos los dispositivos inteligentes. En el caso de este proyecto de laboratorio inteligente de la Universidad Odisee, se utiliza KNXVision de byNubian.
El programa KNXVision se divide en seis pantallas: inicio, iluminación, calefacción, ventanas, cámara web y energía. Los usuarios pueden conocer todos los parámetros de cada uno de los sensores para poder gestionarlo con eficiencia y adaptarlos a las necesidades de cada momento.
Para agilizar y tener una visión global de todos los sistemas automatizados del laboratorio, el programa permite accionar los widgets en la página de inicio. Los widgets disponibles son para la temperatura deseada y medida, la intensidad de la iluminación y la humedad.
Este grupo de estudiantes ha creado las bases para obtener un laboratorio completamente automatizado, mientras que sus sucesores serán los encargados de ampliar y mejorar la tecnología implementada, así como encontrar nuevas funcionalidades. El laboratorio inteligente del futuro se convertirá en un caso de estudio dentro de la universidad.