Domotica Edificios Automatizados

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EDIFICIOS AUTOMATIZADOS (DOMOTICA) 3.1 CARACTERISTICAS Y GENERALIDADES DE LA DOMOTICA

Se entiende por domótica el conjunto de sistemas de sistemas capaces de automatizar de automatizar una vivienda, una vivienda,   aportando servicios de gestión energética, seguridad, bienestar y comunicación, y que pueden estar integrados por medio de redes interiores y exteriores de comunicación, cableadas o inalámbricas, y cuyo control goza de cierta ubicuidad, desde dentro y fuera del hogar. Se podría definir como la integración de la tecnología en el diseño inteligente de un recinto cerrado. cerrado.

El término domótica viene de la unión de las palabras domus (que domus (que significa casa en casa en latín)  latín) y tica (de tica (de automática, automática, palabra en griego, en griego,   'que funciona por sí sola').

¿Qué es la domótica? Entendemos como tal la incorporación al equipamiento de nuestras viviendas y edificios una práctica, intuitiva e innovadora tecnología tecnología que permita gestionar de forma energéticamente eficiente, segura y confortable para el usuario, los distintos aparatos e instalaciones domésticas tradicionales que conforman una vivienda ( la calefacción, la lavadora, la iluminación...). iluminación...).

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El usuario nota que tiene el control, y ese control lo ejerce mediante el sistema para ahorrar o derrochar (yo controlo, yo decido). Podemos hacer que una luz se encienda al abrir la puerta, o que se cierren automáticamente el gas y el agua, se bajen las persianas y se apague la calefacción cuando activamos la alarma al salir de casa, pero todo ello porque yo quiero, no porque el sistema quiera (el usuario establece de forma intuitiva, centralizada y eficiente como quiere que su hogar se automatice).

El usuario establece a forma sencilla las pautas a seguir por la vivienda.

Para que un sistema pueda ser considerado inteligente ha de incorporar elementos o sistemas basados en las Nuevas Tecnologías de la Información. Generalmente, un sistema domótico dispondrá de una red de comunicación y diálogo que permite la interconexión de una serie de equipos a fin de obtener información sobre el entorno doméstico y, basándose en dicha red, hará de la vivienda un entorno más funcional, inmediato y a medida de cada usuario. En la actualidad la propia evolución, la convergencia en prestaciones y campos de aplicación de las tecnologías disponibles, junto con este estado todavía muy inexplorado y otras razones de carácter semántico hacen que se prefiera la denominación Gestión Técnica de Edificios y Viviendas en detrimento del término domótica. Podemos considerar la domótica como la utilización simultanea de electricidad, electrónica e informática en la gestión técnica de las viviendas o bien decir sencillamente que es el lenguaje mediante el cual el usuario y la vivienda se comunican. Entendemos por gestión técnica la modificación, ya sea local o remota, de los parámetros de los servicios y funciones implementados en la instalación.

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Modelo conceptual de la integración de sistemas del Hogar Digital.

Según el destinatario podemos hacer distintas definiciones: 

Para el usuario: Aquella que permite una mayor calidad de vida a través de la tecnología, ofreciéndole un aumento del bienestar y la seguridad de los habitantes, a la vez que una reducción de las tareas domésticas y una racionalización de los distintos consumos. Para el técnico: Aquella

que incluye agrupaciones automatizadas de equipos normalmente asociadas por funciones, que disponen de la capacidad de comunicarse interactivamente entre ellas a través de un soporte de comunicaciones que las integra.  Antiguamente el usuario de una instalación eléctrica convencional se conformaba solamente con iluminarse, calentarse y disponer de acceso al tendido eléctrico para conectar los distintos dispositivos asociados. Los requisitos de la instalación se limitaban a proteger las líneas y las personas contra los riesgos eléctricos. Posteriormente, a las funciones tradicionales se han añadido nuevas funciones y productos que gestionan la energía y el confort (primordialmente). Para dar respuesta a estas nuevas demandas, han aparecido en el mercado una extensa variedad de dispositivos que permiten aplicaciones especificas como programar la calefacción, regular la temperatura ambiental, gestionar el consumo de energía, etc. La incorporación de estas instalaciones singulares ha supuesto mayor complejidad, el cableado que requieren estas innovaciones se debe añadir al ya existente y la densidad es tan elevada que una ampliación y/o modificación en la utilización de los locales se traduce en largas y costosas intervenciones por parte del instalador. Se necesitaba una nueva tecnología para simplificar la instalación eléctrica, con el objetivo de:

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-configuración.

independientemente, posibilitando la comunicación e interacción entre ellos.  Al hablar del concepto de domótica en sí, que estaría mucho más cerca de un sistema de control que de un sistema de gestión, nos encontramos con dos tipos de filosofía principales. La primera es la filosofía de los sistemas domóticos restringidos, que llamamos así porque no permiten utilizar los mecanismos (interruptores, pulsadores, etc.) que desee el usuario, sino que limitan el abanico de posibilidades de elección a los modelos y marcas que son compatibles con sus sistemas, en este grupo nos podemos encontrar con las grandes marcas eléctricas. Los magnates del mercado eléctrico en Europa, que no potencian ni imaginan verdaderas soluciones domóticas a la vida cotidiana, aunque camuflen su dejadez o falta de imaginación en teóricos estándares de comunicación europeos y otras especies, posiblemente porque su mercado y facturación siguen estando en el ladoeléctrico de la vida, no en el electrónico.  Al otro lado está la otra filosofía, la que dice tú pon lo que quieras y yo te lo controlaré, con esta filosofía es con la que trabajan los fabricantes del país de la domótica, USA (o Home Automation como ellos lo llaman). Estos sistemas controlan todo lo que se instala en las viviendas y es susceptible de ser controlado. Toldos, persianas, electroválvulas, luces, puertas automáticas, aires acondicionados, televisores, videos, equipos de música, DVD, y ese largo etcétera de equipos, electrodomésticos y sistemas con los que convivimos día a día.

Beneficios Los beneficios que aporta la domótica son múltiples, y se podría afirmar que cada día surgen nuevos. Por ello los agruparemos en los siguientes apartados:

1- El ahorro energético gracias a una gestión tarifaria e "inteligente" de los sistemas y consumos. 2- La potenciación y enriquecimiento de la propia red de comunicaciones. 3- La más contundente seguridad personal y patrimonial. 4- La tele-asistencia. 5- La gestión remota (vía teléfono, radio, Internet, etc.) de instalaciones y equipos domésticos. 6- Aumento del bienestar y en definitiva, del confort.

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Aplicaciones La domótica busca el aprovechamiento al máximo de la energía y luz solar adecuando su comportamiento a nuestras necesidades. Las posibles aplicaciones son innumerables dadas las posibilidades de la domótica, podemos decir tranquilamente que las posibilidades son tan extensas como puedan ser las pretensiones de los propios usuarios, por ello trataremos de agruparlas en las más comunes:

En el ámbito del ahorro energético: a) Programación y zonificación de la climatización. El usuario personaliza a qué hora y que zonas de la vivienda desea que estén gestionadas por el control central

b) Racionalización de cargas eléctricas: desconexión de equipos de uso no prioritario en función del consumo eléctrico en un momento dado. (Reduce la potencia contratada).

c) Gestión de tarifas, derivando el funcionamiento de algunos aparatos a horas de tarifa reducida.

En el ámbito del nivel de confort: a) Control de todos los dispositivos instalados y operativos desde un dispositivo central simplificando su gestión y optimizando su uso.

b) Apagado general de todas las luces de la vivienda.

c) Automatización del apagado/encendido en cada punto de luz. La forma de encender y apagar la iluminación de la vivienda puede ser automatizada y controlada de formas complementarias al control tradicional a través del interruptor clásico. Se puede en esta manera conseguir un incremento del confort y ahorro energético. La iluminación puede ser regulada en función del nivel de luminosidad ambiente, evitando su encendido innecesario o adaptándola a las necesidades del usuario. La activación de ésta se realiza siempre cuando el nivel de luminosidad pasa un determinado umbral, ajustable por parte del usuario. Esto garantiza un nivel de iluminación mínima, que puede ser especialmente útil para por ejemplo un pasillo o la iluminación exterior.

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Cuando le das al play tu comedor se convierte en una sala de cine.

La iluminación puede ser activada en función de la presencia de personas en la estancia. Se activa la iluminación cuando un sensor detecta presencia. Esto garantiza una buena iluminación para por ejemplo zonas de paso como pasillos. Asegura que luces no se quedan encendidas en habitaciones cuando no hace falta. d) Regulación de la iluminación según el nivel de luminosidad ambiente.

e) Automatización de todos los distintos sistemas/ instalaciones / equipos dotándolos de control eficiente y de fácil manejo. El hecho de que los sistemas de la vivienda se pueden programar ya sea para que realicen ciertas funciones con sólo tocar un botón o que las lleven a cabo en función de otras condiciones del entorno (hora, temperatura interior o exterior, etc.) produce un aumento del confort y un ahorro de tiempo.

f) Integración del portero al teléfono, o del video-portero al televisor. La señal de audio y control del portero automático se puede integrar en la red de telefonía interior de la vivienda, para permitir utilizar el teléfono en lugar de la habitual consola de control de esta instalación. Cualquier llamada desde el portero automático puede ser atendida desde un terminal telefónico, entablando conversación con la persona visitante y, si es preciso, abrirle la puerta. La señal de vídeo y control del video-portero automático se puede integrar en la red de televisión de la vivienda y edificio, para permitir utilizar el televisor en lugar de la habitual consola de control de

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esta instalación. Cualquier llamada desde el video-portero automático puede ser atendida desde el televisor, reconociendo la persona visitante y, si es preciso, abrirle la puerta mediante el propio mando a distancia del televisor (u otro de uso específico). Opcionalmente, y cuando no hay nadie en la vivienda, podría pensarse en desviar la llamada desde el portero automático a un número de abonado telefónico, simulando la presencia de un usuario en casa o abrirle la puerta de acceso de la calle a por ejemplo un mensajero. g) El riego automático es una aplicación muy utilizada por la gente que vive en viviendas unifamiliares. El riego puede ser gestionado por un controlador que normalmente se limita a regar según la programación horaria. Pero el riego puede ser más desarrollado y avanzado que eso. Puede ser activado de forma automática según programación horaria, pero también según la humedad en el césped, el día de la semana o cualquier otro valor. Además si el riego esta integrado en el sistema de domótica se puede controlar el riego de forma remota o según otros eventos como incendios o robos.  Además existe la posibilidad de realizar actuaciones puntuales y personalizadas como por ejemplo regar por la tarde en vez de por la noche si el dueño planifica una barbacoa con los amigos por la noche.

En el ámbito de la protección personal y patrimonial: a) Detección de un posible intruso. En caso de intruso el control central se

encarga de hacer saltar las alarmas, a la vez que avisa al propietario del inmueble y las autoridades.

b) Simulación de presencia. Gestión del control de acceso y control de presencia, así como la simulación de presencia.

c) Detección de conatos de incendio, fugas de gas, escapes de agua. Mediante el nodo telefónico, se puede tener acceso (mediante un pulsador radiofrecuencia que se lleve encima por ejemplo) a los servicios de Samur, Policía, etc. A través del nodo telefónico es posible desviar la alarma hacia los bomberos, por ejemplo.

d) Servicios de información, tele-compra, tele-banco, alerta médica (Teleasistencia), etc. Para ciertos colectivos estos servicios pueden ser de gran utilidad (por ejemplo, unidades familiares donde ambos cónyuges trabajan) ya que producen un ahorro de tiempo.

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e) Cerramiento de persianas puntual y seguro. f) Se puede detectar averías en los accesos, en los ascensores, etc.

En el ámbito de las comunicaciones. a) Control Remoto.

-Dentro de la vivienda: a través de un esquema de comunicación con los distintos equipos (mando a distancia, bus de comunicación, etc.). Reduce la necesidad de moverse dentro de la vivienda, este hecho puede ser particularmente importante en el caso de personas de la tercera edad o minusválidos.

-Fuera de la vivienda: presupone un cambio en los horarios en los que se realizan las tareas domésticas (por ejemplo: la posibilidad de que el usuario pueda activar la cocina desde el exterior de su vivienda, implica que previamente ha de preparar los alimentos) y como consecuencia permite al usuario un mejor aprovechamiento de su tiempo. b) Transmisión de alarmas. c) Intercomunicaciones entre las habitaciones. d) Telefonía IP. Las comunicaciones de voz por Internet utiliza la conexión a Internet como red de transporte de los datos, para realizar una comunicación VoIP (Voice Over IP). Se puede realizar las llamadas desde el ordenador personal hasta otro PC remoto o bien hasta cualquier tipo de teléfono, basta con disponer de un PC, conexión a Internet, un equipo multimedia (altavoces y micrófono) y el software necesario para ello. Pero también existe la posibilidad de integrar, o hasta sustituir la telefonía tradicional con la telefonía IP. Como terminal para realizar las llamadas se puede utilizar por parte del que tiene contratado el servicio:

El PC, aprovechando los altavoces y micrófonos internos o externos. El PC, con un teléfono especial conectado al puerto USB. Un teléfono normal conectado a un hub que a su vez esta conectado a un router.

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Un Teléfono o SmartPhone dotado de tecnología WiFi que dire ctamente integra el software de telefonía IP.

Esquema conceptual sobre el sistema VoIP. Tal vez la ventaja más tangible para los usuarios finales radique en el método de facturación de estas llamadas. Mientras que las operadoras telefónicas tradicionales suelen tarificar las comunicaciones según la distancia y el tiempo de conexión, el coste de una llamada por Internet puede no depender de la lejanía del interlocutor. Pero aún siendo dependiente de su destino, la comunicación tendrá siempre un valor considerablemente más reducido que el de una llamada telefónica habitual, pudiendo en algunos casos ser gratis. Características de los sistemas domóticos Para valorar el grado de inteligencia de un edificio se han de tener en cuentas diversas variables observables tanto en sus sistemas automatizados como en su estructura. La medida en que se contemplan estas variables nos permitirán decidir si un edificio es inteligente o sencillamente dispone de funciones automatizadas y los podemos clasificar en tres grandes niveles:

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Sistema Técnico Este grupo lo componen cuatro variables destacables: La integración de servicios y sistemas es la convergencia de todas las estructuras en un solo equipo controlador. De esta variable depende la rapidez y eficacia del control del edificio. La flexibilidad es la capacidad de añadir nuevos servicios y elementos a los sistemas existentes y en funcionamiento. Un edificio inteligente ha de prever que sus usuarios tendrán nuevas necesidades en el futuro y debe tener un margen de aceptación de nuevos elementos que ayuden a cubrir dichas necesidades sin tener que rediseñar completamente la instalación (con la consiguiente dificultad a nivel técnico y económico que eso pueda suponer). Otro rasgo característico de un sistema domótico es la capacidad de reprogramación del mismo. El sistema técnico debe permitir modificar los parámetros de cada dispositivo de acuerdo con las exigencias y necesidades del usuario. Por ejemplo, el sistema de iluminación debe permitir cambiar la intensidad de las lámparas o el sistema de control de temperatura regular la calefacción. La compatibilidad de formatos de información es imprescindible para tener una buena interacción entre los automatismos ya que cada uno de ellos emite un tipo de señal propio que no tiene porque ser necesariamente el mismo al resto de dispositivos conectados. Hay dos tipos de señales: digital y analógica; pero además podemos encontrar diferentes medios físicos para transmitirlos en una misma instalación: a través de un cable denominado bus (el más común entre los sistemas domóticos), mediante señales en información útil para el controlador se utilizan acondicionadores de señales que transforman la señal propia del dispositivo de forma que sea compatible con la señal del controlador central.

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Usuarios del edificio Estas características pertenecen al orden social y cultural en la relación casa/usuario. Serán todas aquellas que se orienten a mejorar una serie de condiciones: Mejora de la calidad de vida. Seguridad de los habitantes y los bienes del inmueble. Facilidad de comunicación entre las personas. Mejora en la realización de las tareas destinadas a los usuarios. Optimización de los recursos energéticos. Diseño arquitectónico  A la hora de abordar una instalación domotizada hace falta tener en cuenta diversas exigencias económicas, ambientales, normativas, etc. Ya que el diseño de un edificio o una vivienda abarca muchas cuestiones. En este punto simplemente tendremos en cuenta algunas de las características de las instalaciones automatizadas. La normalización es un factor que hoy por hoy se encuentra en proceso de desarrollo, hay que tener en cuenta que a pesar de las innovaciones aparecidas, la domótica es una área relativamente nueva los órganos que dictan la normativa a seguir han ido creando leyes a medida que sé hacia necesario. También debemos tener en cuenta que la legislación es variable según la zona geográfica y cambia en función de los progresos de la tecnología. El diseño de espacios comunes, es decir, aquellos que comparten los usuarios del edificio (pasillos, recibidores, habitaciones, servicios, etc.) han de tener en cuenta su naturaleza en cuanto a iluminación, calefacción, control de acceso, etc. También hay que prestar atención a las canalizaciones a la hora de diseñar el edificio, tanto para los cables de alimentación eléctrica como para las señales de audio, video, teléfono, etc. Hay que realizar los aislamientos convenientes y prevenir los accesos a las instalaciones eléctricas para posibilitar su mantenimiento. Ya que el ahorro energético es uno de los objetivos primordiales de la domótica, es necesario una dedicación especial en el aislamiento, reduciendo los coeficientes de perdida de temperatura. Mediante puertas y ventanas podemos regular la ventilación pero no conviene olvidar aquellos accesos exteriores de apertura automática, como ahora la puerta principal o la del garaje.

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Sistemas de control En cierto sentido, el sistema de control que gobierna una vivienda o un edificio automatizado es equiparable al cerebro humano (evidentemente, el grado de inteligencia de un sistema de control artificial es muy inferior al de uno humano, pero podemos establecer ciertos parecidos fundamentales que nos servirán para definir los sistemas de control artificiales). En un edificio automatizado tendríamos un ordenador central en lugar de un cerebro humano, las señales de entrada vendrían dadas por lossensores y las señales de salida transmitirían a los actuadores las decisiones tomadas por el ordenador .

Ejemplo de sistema de control. La definición científica para un sistema de control es aquel que integrado en un escenario dinámico es capaz de realizar unas actuaciones en función de unas variables ambientales denominadas de entrada, modificando una seria de variables de salida y que, además, debe permitir actuar sobre el mismo sistema de control modificando su comportamiento mediante otras variables denominadas consigna.

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Evolución de los sistemas de control  Aumentar el confort y la productividad en los edificios es una máxima presente a las tendencias actuales del mercado. Las pretensiones del propietario del inmueble hacen que la industria mantenga una evolución continua aplicando todos los avances de la ciencia. No debemos dejar a un lado la contribución de las necesidades domésticas en potenciar dicha evolución. A continuación podemos ver en una tabla los factores más relevantes que han propiciado esta alza de la industria.

Factores que afectan al desarrollo de los sistemas de control

A los edificios

A los hogares

Elevación de la exigencia de productividad a les empresas

Seguridad de las personas y sus bienes

Encarecimiento de los costes energéticos

Incorporación de la mujer al mundo laboral

Voluntad de reducción de los costes de operación y mantenimiento

Aumento del tamaño de los hogares

Seguridad de les personas y las instalaciones

Actitud positiva frente las nuevas tecnologías

Mejora del ambiente laboral

Mejora del ambiente doméstico  Aumento del tiempo destinado al ocio

La evolución de los sistemas viene marcada por la evolución electrónica e informática. A finales de la década de los cincuenta, el uso del transistor a los ordenadores marcará el inicio de la fabricación de equipos cada vez más pequeños, rápidos y versátiles que permitirán satisfacer las necesidades del usuario. Diez años más tarde apareció el circuito integrado que posibilitará la fabricación de diversos transistores en una única pastilla de silicio.  A principio de la década de los ochenta aparece el ordenador personal. El uso de microprocesadores se extiende y su coste se reduce considerablemente. Ya en los noventa aparecerán los primeros sistemas de control con tipología de bus y es a partir de aquí donde los sistemas de control empiezan a evolucionar de forma similar a la de los ordenadores personales; ya no es importante que el sistema controle bien los equipos sino que se exige que además el sistema de control sea capaz de mostrar de forma sencilla los centenares o miles de datos con los que opera.

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Con la aparición de los sistemas operativos de interfaz gráfica como Windows 3.x, Windows'95 y sucesivos los sistemas se convierten en una herramienta fácil y práctica de usar para un operario.

Servicios y funciones

Las prestaciones, servicios y funciones de un sistema domótico las podemos ubicas en cuatro grandes bloques: Gestión de la energía

Confort (automatismos)

Seguridad

Comunicaciones

Funciones del control energético

Regulación

Para mantener unos valores dentro de unos valores prefijados a priori

Programación

Capacidad de modificar los valores anteriormente citados en un intervalo de tiempo

Optimización

Realizar un diseño a partir de todas las variables y condiciones para asegurar un coste mínimo para el usuario

Desconexión

Para parar un aparato en caso de que su funcionamiento suponga un coste superior al adecuado o comprometa la estabilidad del sistema

Seguridad

Intervención del sistema en caso de peligro de sobrecarga para evitar que se funda el tendido eléctrico u otros perjuicios

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CUESTIONARIO

1 ¿Qué se entiende por domótica?

2 ¿De dónde viene el término domótica?

3 ¿Qué busca la domótica?

4 Menciona los beneficios de la domótica

5 ¿Cómo funciona el edificio al detectar un intruso?

6 ¿A que es equiparable el sistema de control que gobierna una vivienda o edificio?

7 ¿Cuál es la definición científica para un sistema de control?

8 ¿Que busc an las tendencias actuales del mercado? 

9 ¿Cuales son los factores que afectan al desarrollo de los sistemas de control a los edificios?

10 ¿Cuales    son los factores que afectan al desarrollo de los sistemas de control a los hogares?

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CUESTIONARIO

1 ¿Qué se entiende por domótica? El conjunto de sistemas capaces de automatizar una vivienda,  aportando servicios de gestión energética, seguridad, bienestar y comunicación, y que pueden estar integrados por medio de redes interiores y exteriores de comunicación, cableadas o inalámbricas.

2 ¿De dónde viene el término domótica? Viene de la unión de las palabras domus (que significa casa en latín) y tica (de automática, palabra en griego, 'que funciona por sí sola').

3 ¿Qué busca la domótica? El aprovechamiento al máximo de la energía y luz solar adecuando su comportamiento a nuestras necesidades.

4 Menciona los beneficios de la domótica 1- El ahorro energético gracias a una gestión tarifaria e "inteligente" de los sistemas y consumos. 2- La potenciación y enriquecimiento de la propia red de comunicaciones. 3- La más contundente seguridad personal y patrimonial. 4- La tele-asistencia. 5- La gestión remota (vía teléfono, radio, Internet, etc.) de instalaciones y equipos domésticos. 6- Aumento del bienestar y en definitiva, del confort.

5 ¿Cómo funciona el edificio al detectar un intruso? El control central se encarga de hacer saltar las alarmas, a la vez que avisa al propietario del inmueble y las autoridades. 6 ¿A que es equiparable el sistema de control que gobierna una vivienda o edificio? ALUMNO: RODRIGUEZ LOBATO LUIS ANDRES

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Es equiparable al cerebro humano (evidentemente, el grado de inteligencia de un sistema de control artificial es muy inferior al de uno humano, pero podemos establecer ciertos parecidos fundamentales que nos servirán para definir los sistemas de control artificiales).

7 ¿Cuál es la definición científica para un sistema de control? Es aquel que integrado en un escenario dinámico es capaz de realizar unas actuaciones en función de unas variables ambientales denominadas de entrada, modificando una seria de variables de salida y que, además, debe  permitir actuar sobre el mismo sistema de control modificando su comportamiento mediante otras variables denominadas consigna.

8 ¿Que busc an las tendenc ias actuales del mercado ?

 Aumentar el confort y la productividad en los edificios.

9 ¿Cuales son los factores que afectan al desarrollo de los sistemas de control a los edificios? Elevación de la exigencia de productividad a les empresas Encarecimiento de los costes energéticos Voluntad de reducción de los costes de operación y mantenimiento Seguridad de les personas y las instalaciones

10 ¿Cuales    son los factores que afectan al desarrollo de los sistemas de control a los hogares?

Seguridad de las personas y sus bienes Incorporación de la mujer al mundo laboral  Aumento del tamaño de los hogares  Actitud positiva frente las nuevas tecnologías Mejora del ambiente doméstico

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