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REPBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELAUNIVERSIDAD DEL ZULIA
FACULTAD EXPERIMENTAL DE CIENCIASDIVISIN DE PROGRAMAS ESPECIALES
LICENCIATURA EN COMPUTACIN
SISTEMA DE CONTROL MEDIANTE EL USO DEL COMPUTADORPARA LA OPTIMIZACIN DEL CONSUMO ELCTRICO
EN EL HOGAR Y LA OFICINA
Proyecto de Investigacin presentado como requisitopara optar al ttulo de Licenciado en Computacin
Autor: Jess Alfredo Becerra Verdejo
Asesor: Prof. Sigerist Rodrguez
Maracaibo, Marzo 2005
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SISTEMA DE CONTROL MEDIANTE EL USO DEL COMPUTADORPARA LA OPTIMIZACIN DEL CONSUMO ELCTRICO
EN EL HOGAR Y LA OFICINA
______________________________Br. Jess Alfredo Becerra Verdejo
C.I.: 16.355.635Telfonos.: +58-261-7238397 y +58-416-4667962
Direccin: Av. 18B, #105A-87, SectorEl Poniente,detrs del Terminal de Pasajeros;Maracaibo, Edo. Zulia, VenezuelaE-mail: [email protected]
______________________________Prof. Sigerist Rodrguez
C.I. 12.443.029E-mail: [email protected]
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NDICE GENERAL
RESUMEN........................................................................................................................ 7
ABSTRACT....................................................................................................................... 8
INTRODUCCIN.............................................................................................................. 9
CAPTULO I. EL PROBLEMA......................................................................................... 11
1. Planteamiento del problema....................................................................................... 11
2. Formulacin del Problema.......................................................................................... 21
3. Objetivos de la Investigacin...................................................................................... 21
3.1. Objetivo general................................................................................................... 21
3.2. Objetivos especficos........................................................................................... 21
4. Justificacin de la Investigacin.................................................................................. 22
5. Delimitacin de la investigacin.................................................................................. 22
CAPTULO II. MARCO TERICO.................................................................................. 24
1. Antecedentes de la Investigacin............................................................................... 24
2. Bases Tericas........................................................................................................... 35
2.1. Sistemas de Control: aspectos generales sobre sus diversos usos....................36
2.2. Definiciones en el campo de la Teora de Control...............................................36
2.2.1. Variables controladas y manipuladas........................................................... 36
2.2.2. Plantas......................................................................................................... 37
2.2.3. Procesos...................................................................................................... 37
2.2.4. Perturbaciones............................................................................................. 37
2.2.5. Control Retroalimentado.............................................................................. 37
2.2.6. Sistemas de control retroalimentado............................................................ 38
2.2.7. Servosistemas.............................................................................................. 38
2.2.8. Sistemas de regulacin automtica............................................................. 38
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2.2.9. Sistemas de control de procesos................................................................. 39
2.2.10. Sistemas de control de lazo cerrado.......................................................... 39
2.2.11. Sistemas de control de lazo abierto........................................................... 39
2.2.12. Comparaciones entre sistemas de lazo cerrado y abierto......................... 40
2.2.13. Sistemas de control adaptables................................................................. 41
2.2.14. Sistemas de control con aprendizaje......................................................... 41
2.3. Clasificaciones de los sistemas de control.......................................................... 42
2.3.1. Lineales versus no lineales.......................................................................... 42
2.3.2. Invariantes en el tiempo versus variables en el tiempo................................43
2.3.3. De tiempo continuo versus de tiempo discreto............................................ 43
2.3.4. Con una entrada y una salida vs mltiples entradas y mltiples salidas......43
2.3.5. Con parmetros concentrados versus con parmetros distribuidos............ 44
2.3.6. Determinsticos versus estocsticos............................................................ 44
2.4. Representacin grfica de los sistemas de control............................................. 44
2.4.1. Diagramas de bloques................................................................................. 442.4.2. Grficos de flujo de seal............................................................................. 45
2.5. Principios bsicos de diseo de sistemas de control.......................................... 46
2.5.1. Requisitos generales.................................................................................... 46
2.5.2. Teora de control moderna versus clsica................................................... 46
2.5.3. Modelado matemtico.................................................................................. 47
2.5.4. Anlisis y diseo de sistemas de control...................................................... 48
3. Revisin de la literatura.............................................................................................. 49
4. Sistema de Variables.................................................................................................. 54
4.1. Definicin de las variables.................................................................................. 54
4.1.1. Ahorro Elctrico............................................................................................ 54
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4.1.2. Sistema de Control Automatizado................................................................ 56
4.2. Operacionalizacin de las variables.................................................................... 58
5. Definicin de Trminos Bsicos................................................................................. 59
CAPTULO III. MARCO METODOLGICO.................................................................... 61
1. Tipo de Investigacin.................................................................................................. 61
2. Modalidades del Estudio o Diseo de Investigacin...................................................62
3. Poblacin de la Investigacin..................................................................................... 64
4. Muestra de la Investigacin........................................................................................ 65
5. Tcnicas o instrumentos de Recoleccin de Datos.................................................... 67
6. Metodologa a utilizar.................................................................................................. 70
CAPTULO IV. MARCO ADMINISTRATIVO................................................................... 76
1. Recursos Humanos.................................................................................................... 76
2. Factibilidad Econmica............................................................................................... 76
3. Factibilidad Legal........................................................................................................ 77
4. Factibilidad Tcnica.................................................................................................... 785. Factibilidad Operativa................................................................................................. 78
6. Recursos Administrativos........................................................................................... 79
7. Cronograma de actividades........................................................................................ 82
NDICE DE REFERENCIAS........................................................................................... 85
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NDICE DE ILUSTRACIONES
Tabla No 01. Produccin y consumo de electricidad en Venezuela...............................15
Tabla No 02. Aumento de las tarifas del 2001................................................................16
Tabla No 03. Operacionalizacin de las Variables......................................................... 58
Tabla No 04. Tabla para la determinacin de una muestra............................................66
Tabla No 05. Gastos de Personal................................................................................... 79
Tabla No 06. Recursos, Materiales y Suministros.......................................................... 81
Tabla No 07. Transporte de recursos y/o viajes necesarios...........................................81
Tabla No 08. Servicios a ser contratados....................................................................... 81
Tabla No 09. Resumen de fondos necesarios................................................................ 81
Tabla No 10. Cronograma de Actividades...................................................................... 83
Figura 01. Sistema de control bsico, representado por un diagrama de bloques.........45
Figura 02. Ejemplo de un grfico de flujo de seal......................................................... 46
Figura 03. Actividades principales del modelo en espiral............................................... 74
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Becerra Verdejo, Jess Alfredo. Sistema de Control mediante el Uso delComputador para la Optimizacin del Consumo Elctrico en el Hogar y laOficina. Trabajo Especial de Grado. Universidad del Zulia. Facultad Experimental deCiencias. Divisin de Programas Especiales. Licenciatura en Computacin. Maracaibo.Venezuela. 2005. 88 p.
RESUMEN
El objetivo de este proyecto de investigacin consiste en el diseo e implantacin de uncompleto sistema de control que automatice las tareas de encendido y apagado de losprincipales equipos elctricos existentes en el hogar y en la oficina. Ser una propuestade automatizacin muy econmica. Estar basada en la teora de los sistemas decontrol. Adems, tambin implementar un subsistema de simulacin de presencia enhogares y oficinas, lo cual constituir un apartado dedicado a la seguridad de estosrecintos. La determinacin de los equipos elctricos a ser controlados ser realizado
mediante un cuestionario aplicado a una poblacin definida. Otra de las principalesactividades ser tambin la de seleccionar la interfaz ms adecuada entre dichosistema de control y los equipos a ser controlados.
Palabras Clave: Control, Sistema, Energa, Iluminacin, Optimizacin.
Direccin electrnica: [email protected]
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Becerra Verdejo, Jess Alfredo. Sistema de Control mediante el Uso delComputador para la Optimizacin del Consumo Elctrico en el Hogar y laOficina. Trabajo Especial de Grado. Universidad del Zulia. Facultad Experimental deCiencias. Divisin de Programas Especiales. Licenciatura en Computacin. Maracaibo.Venezuela. 2005. 88 p.
ABSTRACT
The objective in this research proyect consists of the design and implantation of acomplete control system, that it automates the on/off tasks of the main existing electricalequipment in home and office. It will be a automatization proposal really cheap. It will bebased on control system theory. In addition, also it will implement a simulationsubsystem of presence in homes and offices, which will constitute a section dedicatedto the security of these enclosures. The determination of the electrical equipment tobeing controlled it will be made by means of a applied questionnaire to a defined
population. Another one of the main activities will be also the one to select the mostsuitable interface between that control system and the equipment to be controlled.
Keywords: Control, System, Energy, Illumination, Optimization.
E mail: [email protected]
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INTRODUCCIN
El presente trabajo de investigacin ofrecer al lector una propuesta que permitir
obtener una de las tantas respuestas a un problema de gran envergadura existente a
nivel mundial. Se trata del despilfarro elctrico. La energa elctrica, un recurso muynecesario en esta poca, pero del que poco se le presta atencin, est sufriendo una
especie de desabastecimiento, a causa de la demanda exagerada por parte de los
usuarios de las compaias de electricidad. En los ltimos tiempos, gran parte de esa
demanda corresponde a usos completamente innecesarios, tal como la gran existencia
de equipos encendidos sin que nadie los est utilizando. A esta problemtica tambin
se une la poca importancia a las tarifas de electricidad, y la adquisicin de una cantidad
cada vez mayor de aparatos elctricos para el hogar y la oficina. Todo esto ha
conducido a una total indiferencia hacia un conveniente ahorro de la energa, con la
conciencia de que pareciera un recurso de cantidades infinitas, y siempre disponible; lo
cual no es cierto. La sociedad est tan inmersa en las bondades que la energa
electrica ofrece que, slo en momentos de averas, fallos y colpaso, nos damos cuenta
de lo indispensable que resulta para nuestras vidas hoy en da, y lo poco que haramos
si sta llegara a faltarnos.
Urge la necesidad de crear propuestas como la que aqu se presentar: que sea
econmicamente rentable de implantar, y que sus frutos redunden en un mejoraprovechamiento de la electricidad.
Se tratar entonces en el presente proyecto de un completo sistema de control, que
ser operado a travs de un computador sencillo, el cual ayudar a quien lo implante
(tanto en su hogar como en su oficina) a establecer horarios de encendido y apagado
de los principales equipos elctricos que ms consumen energa. Recibir las rdenes
suministradas por el dueo del sistema, y dicho sistema actuar de forma
completamente automtica. Por tal razn, ser una solucin al problema del gastoenergtico basado en la personalizacin: el usuario podr configurarlo a su gusto, y l
mismo decidir la cantidad de tiempo en la cual sus principales aparatos elctricos
funcionarn.
Esta propuesta estar enmarcada en un diseo de investigacin del tipo proyecto
factible, lo cual indica que se ha de desarrollar una solucin puntual a un problema en
particular.
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El lector podr darse cuenta, a travs de la lectura de estas pginas, de la situacin
presente en materia de crisis de energa elctrica. Tambin podr observar las diversas
soluciones planteadas en determinados pases, la mayora con miras a un control
manual (es decir: consciente y voluntario) por parte de los usuarios de los equipos
elctricos en general, as como tambin de la escogencia e instalacin de equipos que
provean un consumo menor con una mayor prestacin (tal como las luces
fluorescentes compactas comparadas con las luces incandescentes).
Este proyecto aprovechar el poco desarrollo del tema de la optimizacin del consumo
elctrico en Venezuela, especficamente en Maracaibo, en donde, por ser una ciudad
extremadamente calurosa, los gastos de electricidad son enormes, y cada vez son
mayores. Se presentar entonces esta propuesta como una alternativa novedosa a los
mtodos tradicionales y bsicos de ahorro de electricidad.
Abarcar (en el captulo referente al marco terico) toda una extensa teora de los
sistemas de control, de donde se sustentar este proyecto para abordar, de una
manera cientfica y efectiva, el modelo de control de aparatos y dispositivos mediante
sistemas diseados para tal fin.
Se har referencia a una indagacin (en una poblacin completamente definida) sobre
los principales equipos consumidores de energa elctrica que ms requieren de sta,
para que as la investigacin tome un rumbo especfico, destinada a desarrollar un
completo sistema que controle y/o dirija precisamente a dichos equipos de alto
consumo elctrico.
Es de esperarse que esta investigacin enriquezca el vasto mundo de los sistemas de
control, as como tambin invite a otros investigadores al desarrollo de otros proyectos
similares que, teniendo el mismo enfoque o quizs otro muy distinto, se dediquen a
resolver el complejo problema del gasto elctrico que cada vez ms va en aumento.
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CAPTULO I
EL PROBLEMA
1. Planteamiento del problema.
Durante gran parte de su evolucin, el hombre ha realizado todos los esfuerzos fsicos
con la energa proporcionada por sus propios msculos o por los de animales
domsticos, tales como el caballo o la mula. nicamente el viento y el agua, utilizados
mediante velas y molinos, respectivamente, se empleaban para proporcionar energa.
An as, el uso de estos dos elementos para realizar trabajo se haca con tecnologas
muy sencillas que proporcionaban poco rendimiento y los limitaban a aplicaciones
especficas. Esta situacin slo empez a cambiar con la aparicin de la revolucin
industrialdel siglo XIX.Aproximadamente en el ao 1830, los avances tcnicos conseguidos permitieron
construir la mquina de vapor. sta constituy la primera herramienta no movida por
fuerzas animales empleada en mltiples usos industriales. Con ella lleg la era
contempornea. Los cambios producidos desde ese momento a nivel social,
econmico y cientfico superan, con mucho, los producidos durante toda la historia
precedente.
En la era contempornea, la vida en sociedad exige satisfacer la necesidadimprescindible de la disposicin de diversas fuentes de energa aprovechables. Basta
pensar en el consumo energtico que una persona comn realiza al da para darse
cuenta de la dependencia existente. Por ejemplo: el gas empleado para cocinar y para
la calefaccin; la gasolina para mover los vehculos, aviones y trenes; la electricidad
que, entre otros usos, ilumina las viviendas, permite que suenen las radios y se vea la
televisin; cada una de stas son fuentes de energa utilizadas en la actualidad y que
constituyen uno de los pilares de la civilizacin. Sin alguna de ellas no funcionaran
muchos de los diversos artefactos, tradicionales o modernos, empleados por el hombre
en la bsqueda de una mejor calidad de vida.
Asimismo, el trmino energa es probablemente una de las palabras propias de la fsica
que ms se nombra en las sociedades industrializadas. La crisis de la energa, el costo
de la energa, el aprovechamiento de la energa, son expresiones presentes
habitualmente en la vida cotidiana, en diferentes medios de comunicacin social, en
foros, seminarios, talleres, entre otros.
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CAPTULO I. EL PROBLEMA 12
La energa se puede presentar en formas diferentes, es decir, puede estar asociada a
cambios materiales de diferente naturaleza. As, entre otros, se habla de energa
qumica cuando la transformacin afecta a la composicin de las sustancias, de
energa trmica cuando la transformacin est asociada a fenmenos calorficos, de
energa nuclearcuando los cambios afectan a la composicin de los ncleos atmicos,
de energa elctrica cuando se trata de procesos en los que interviene la electricidad.
En la Revolucin Industrial, despus de la mquina de vapor, y como desarrollo natural
de ella, vinieron los motores de gasolina. Estos motores (de fabricacin y uso mucho
ms sencillo que los de la actualidad) permitieron aumentar el campo de aplicaciones
tcnicas existente. Tambin hizo su aparicin el empleo de gas para alumbrado y
calefaccin y los generadores de electricidad por medio de mquinas de vapor o
gasolina. stos permitieron el empleo prctico de la electricidad que antes constitua
nicamente un fenmeno de la naturaleza, representado principalmente por los rayos.
En base a estas energas se produjo el desarrollo industrial del siglo XX: desarrollo que
configur una nueva sociedad.
Actualmente la mayor parte de la energa que consumimos tiene como origen al carbn
o al petrleo (productos de origen similar al gas natural), adems de la energaproveniente de la fisin del uranio, denominada comnmente energa nuclear de fisin.
Algunas de estas fuentes de energa se transforman antes de llegar al usuario final: el
petrleo necesita ser refinado, el carbn se suele quemar para producir electricidad y la
energa nuclear tambin se transforma en electricidad por medio de turbinas.
Sin embargo, y pese a sus usos y formas de empleo tan diversos, todas estas fuentes
de energa tienen una caracterstica en comn: todas ellas son energas no
renovables.
Una fuente de energa no renovable es aquella de la que existe una cantidad limitada y
que una vez empleada en su totalidad no puede sustituirse, ya que no existe sistema
de produccin o la produccin es demasiado pequea para resultar til a corto plazo.
Por ejemplo, el petrleo y el carbn constituyen una fuente de energa no renovable,
porque existe una cantidad limitada de ellos en el subsuelo terrestre y la capacidad de
creacin es muy inferior a la de consumo. Las reservas calculadas depetrleo y carbn
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CAPTULO I. EL PROBLEMA 13
se miden en cientos de aos, mientras que el tiempo de produccin de los mismos se
mide en miles de millones de aos. Por ello no se produce la renovacin con la rapidez
suficiente y llegar un momento en el que, con el consumo actual, se agote toda la
cantidad existente.
Como contraposicin a las ideas anteriores, se puede definir una fuente de energa
renovable como aquella que est disponible en cantidad infinita o que se puede renovar
con la misma rapidez que se consume. Hace falta aclarar que cuando se dice infinita,
se habla en trminos de raza humana. Evidentemente, cualquier tipo de energa
desaparecer cuando desaparezca el Sol. Otras lo harn antes, cuando se destruya la
atmsfera. Pero en cualquiera de estos casos la vida humana habr desaparecido
previamente, por lo que la ausencia de energa en un momento posterior carece de
importancia.
Ante esta situacin, cada da crece ms el inters a nivel mundial en el ahorro de
energa, cualquiera sea su fuente, o la bsqueda de otras fuentes alternativas
novedosas de energa. Las energas alternativas se definen como las energas
renovables que sean utilizables de forma que puedan sustituir eficazmente a las
empleadas en la actualidad. Eficazmente se refiere a que exista una tcnica capaz dehacerlo y que resulte econmicamente rentable hacerlo.
Es ampliamente conocido que las sociedades industrializadas modernas se
caracterizan precisamente por su intensa actividad transformadora de los productos
naturales, de las materias primas y de sus derivados, requiriendo para ello grandes
cantidades de energa, por lo que su costo y su disponibilidad constituyen cuestiones
esenciales. De ah la importancia del mayor ahorro posible.
Ahora bien, cuando de manera particular nos referimos a la energa elctrica, es
importante sealar que de todas las fuentes usadas hoy da, la energa elctrica es la
ms verstil y la ms cmoda. La corriente elctrica se lleva fcilmente por los cables a
donde haga falta. Es limpia, no contamina (cuando se est usando) y se puede
encender y apagar a voluntad. Es ampliamente usada a nivel domstico y empresarial,
donde es fcilmente comprobable la aparicin, cada da ms, de artefactos
electrodomsticos disponibles para hacer ms fcil la vida en el hogar, as como
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CAPTULO I. EL PROBLEMA 14
mquinas y equipos de oficinas e industriales para los procesos productivos en las
diversas organizaciones empresariales.
Su disponibilidad y costo ha empezado tambin ha ser objeto de preocupacin en el
mbito internacional y nacional, concretndose en campaas sutiles o agresivas acerca
del mayor ahorro posible, en beneficio tanto del presupuesto familiar y empresarial,
como de la adecuada prestacin del servicio por las empresas prestadoras o
generadoras de esta energa, llegndose incluso a casos extremos (en algunos pases)
de racionamientos generales o selectivos en determinados horarios y para
determinados usos; aplicndose, incluso, sanciones leves o severas por el
incumplimiento de stos.
Esto sucede as debido a que es lgico comprender que la energa elctrica en
cualquier pas, desarrollado o en vas de desarrollo, debe ser generada, transportada,
distribuida, medida y facturada a los usuarios de diversas ndoles, por lo que es un
proceso relativamente complejo que requiere de un sistema elctrico determinado,
donde se incluye personal especializado y alta tecnologa en materiales y equipos, para
poder cumplir con la oferta que satisfaga la demanda en cantidad y calidad de servicio.
As lo manifiesta Penissi, que es de suma importancia el disponer de un sistema dedistribucin elctrica que brinde cierta confiabilidad, continuidad y seguridad a las
personas que habitan las viviendas (Penissi, 1993 citado por Veltri, 2002, s/p).
En este sentido, Venezuela, como pas emergente y en proceso de desarrollo, no
escapa a esta necesidad de continuidad y seguridad, porque el sector elctrico tiene
como finalidad principal la satisfaccin de los requerimientos de energa elctrica
demandados a nivel domstico y a nivel de todas aquellas actividades orientadas al
desarrollo econmico y social del pas.
Para cumplir estos objetivos las empresas de este sector: CVG Electricidad del
Caron (EDELCA), Electricidad de Caracas (ELECAR), Energa Elctrica de Venezuela
(ENELVEN) y la Compaa Annima de Administracin del Fomento Elctrico
(CADAFE) deben realizar todas o algunas de las etapas, como lo son: Generacin,
transmisin, distribucin, y comercializacin del servicio elctrico. En la actualidad estas
empresas integran el llamado Sistema Elctrico Interconectado en Venezuela, que es
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CAPTULO I. EL PROBLEMA 15
controlado a travs de la Oficina de Operacin del Sistema Interconectado (OPSIS),
creado en 1968.
La produccin y el consumo de electricidad ha ido aumentando a travs de los aos, a
una tasa significativa. La tabla No. 01 muestra las estadsticas de produccin y
consumo de electricidad en Venezuela, en el perodo de 1947 a 1987, sin incluir a los
autoproductores.
Rengln \ Aos 1947 1954 1957 1967 1977 1981 1987
Cap. Instalada(MW) 78,7 395 570 1.860 4.918 6.787 17.625
Produccin(GWH) 300 938,9 2.005 7.060 20.264 35.055 50.206
Habitantes(Millones) 4,7 5,9 6,5 8,8 12,1 14,2 18,3
Watt / Hab. 17 67 88 211 408 478 963
KWH / Hab. Ao 64 159 308 802 1.675 2.469 2.744
Tabla No 01. Produccin y consumo de electricidad en Venezuela.Fuente: Veltri, 2002.
Ya para 1997 la energa total generada por CADAFE, EDELCA, ELECAR y ENELVEN,
correspondi a 76.277 GWH, segn la OPSIS 1998. La capacidad de generacin
instalada del sistema interconectado asciende a 19.031 MW, donde EDELCA
representa el 59 % de la generacin y CADAFE el 22 %, es decir, que debido a los
grandes recursos hidrolgicos con que cuenta Venezuela, el 62 % del total generadocorresponde a energa proveniente de centrales hidroelctricas; el restante 38 %
proviene de centrales termoelctricas.
Ahora bien, es necesario enfatizar que la energa hidroelctrica se crea gracias al
caudal de grandes ros, como es el caso del Caron, y es producida por la central
hidroelctrica Ral Leoni, mejor conocida como Guri, y administrada por la Electricidad
del Caron (EDELCA). Esta ha sido responsable de todo el peso de la generacin
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CAPTULO I. EL PROBLEMA 16
elctrica en los ltimos aos, pero sin embargo ha presentado problemas de no poseer
la capacidad para satisfacer de la demanda del pas, debido a la ausencia de
precipitaciones regulares en la zona, lo que ha reducido considerablemente el nivel de
agua en Guri; ante esta situacin se han tomando diversas medidas y se ha
comenzado una campaa educativa sobre el racionamiento y uso eficiente de energa.
De acuerdo a esto, hace ya algunos aos existan inquietudes al respecto, tal como se
plantea a continuacin:
Aunque existen en el pas siete plantas principales de generacin de electricidadtanto hidroelctrica como termoelctrica, Guri (hidroelctrica) aporta 70% de laenerga nacional, cuando la distribucin debera ser de 60% de hidroelectricidad y40% de termoelectricidad. Esto ha hecho al pas muy dependiente de una solafuente, que hoy esta en problemas. Si la sequa no merma, para el 2002 esacentral dejar de producir 5.000 gigavatios por horas al ao casi 50% de laenerga elctrica que consume Caracas en un ao para el sistema elctricointerconectado que cubre al territorio (Blanco, 2001 citado en Veltri, 2002, s/p).
As mismo, las plantas termoelctricas que necesitan quemar combustible poseen
unidades que trabajan con gas y diesel, y son muy poco utilizadas debido a su alto
porcentaje de contaminacin ambiental, pero en vista de la situacin que presenta la
represa de Guri se han tenido que reactivar algunas de estas plantas:...a mediados de este ao 2002 se comenz a aplicar un plan de contingencia,que incluye el incremento y la recuperacin del parque termoelctrico nacional.Como parte de ese plan, la Electricidad de Caracas est aportando al sistemainterconectado del pas un promedio de 100 gigavatios por hora al mes. (Veltri,2002, s/p).
Por otra parte, esta problemtica energtica que afronta el pas evidencia una
tendencia hacia el incremento de las tarifas elctricas, como se muestra en la tabla
No.02, donde se observa un aumento de aproximadamente 2,6% del ao 2001 al 2002.
AOS
2001 2002
Unidades DETALLES DEAPLICACIN
6.322,10 7.182,14 Bs. / KVA Cargo por demanda
32,533 33,410 Bs. / KWH Cargo por Energa
Tabla No 02. Aumento de las tarifas del 2001.Fuente: Veltri, 2002.
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CAPTULO I. EL PROBLEMA 17
Pero para comienzos del ao 2002 se produjo un nuevo aumento en las tarifas
elctricas, tal como lo refiere el siguiente prrafo:
El nuevo pliego de tarifas elctricas, en vigencia a partir de este viernes 1ero. deFebrero,... este servicio experimentar un aumento del 7,5 % para el reametropolitana de Caracas y un 20 % promedio para el resto del pas. Estadisposicin oficial tiene por objetivo revertir el consumo desproporcionado deelectricidad en la poblacin,... Y al mismo tiempo est dirigido a recompensar ocastigar el buen uso de la energa y lograr la meta de ahorro en un 10 %, previstapor el gobierno, en momentos en que el prolongado perodo de sequa afecta ladisponibilidad en la generacin hidroelctrica. (Len, 2002 citado en Veltri, 2002,s/p)
As mismo, Maracara establece que el pliego tarifario del sector elctrico contieneaumentos tarifarios automticos cercanos a los 30 % promedio cada ao, (Maracara,
2002, citado en Veltri, 2002, s/p). Dichos aumentos se deben a los factores que
intervienen en el calculo de las tarifas elctricas, donde se puede mencionar: cargo por
energa (Bs./KWH), cargos por demandas (Bs./KVA), factor de ajuste por variacin
inflacionaria (FAVI) y factor de ajuste por combustible (FACE).
A pesar de todo lo expuesto de orden tcnico, econmico y social, existe otro problema
de carcter cultural, el cual consiste en el excesivo consumo elctrico en nuestro pas
proveniente, en gran parte, al despilfarro innecesario por parte de clientes residenciales
y empresariales, quienes prestan o dan poca importancia al consumo racional y justo
de los equipos elctricos utilizados, especialmente en el rea de la iluminacin y de la
refrigeracin. Es alarmante observar repetidamente en distintos hogares y empresas el
encendido de luces, ventiladores y aires acondicionados en una determinada
habitacin o sala de estar, sin que nadie los est usando. As mismo, el uso de
iluminacin externa en las afueras de oficinas y casas en horarios completamente
inadecuados (por ejemplo: cuando ya ha salido el Sol en el amanecer).
Esto se traduce en un gasto energtico inmenso, que cada vez va en aumento,
producto de la falta de un buen sentido del ahorro. Este gasto innecesario no slo se ve
reflejado en las altas cantidades de dinero que los dueos de los hogares y oficinas
deben cancelar mensualmente debido al consumo elctrico propio, sino tambin en la
prdida de los recursos naturales (petrleo y/o gas natural) que se necesitan para
generar el tan preciado servicio elctrico.
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CAPTULO I. EL PROBLEMA 18
Ante toda esta situacin energtica, los aumentos globales del consumo de energa
elctrica y en las tarifas elctricas, el derroche de energa elctrica en casas y oficinas,
su mal uso, la despreocupacin que se tiene sobre la misma, la falta de mantenimiento
y los altos requerimientos de inversin para mantener y mejorar dicho servicio; ha
hecho impostergable, entonces, la necesidad de plantear una poltica de ahorro de
energa a todos los niveles, para tomar conciencia y comenzar a optimizar el consumo
de energa en el mundo.
La bsqueda de soluciones, con alternativas tradicionales o novedosas, contando con
la ayuda del avance de la tecnologa en diversos mbitos, est en el tapete. Debe
hacerse una amplia difusin del ahorro de energa elctrica, usando todos los
mecanismos y medios disponibles, y demostrar que el ahorro de energa elctrica es
tcnicamente factible, econmicamente rentable y socialmente benfico (Veltri, 2002).
De esta manera, buscando el ahorro de energa, y ante la proliferacin de
innumerables aparatos electrnicos en el hogar, se ha hecho necesario entonces idear
sistemas (como el domtico) que se encarga, entre otras cuestiones, de gestionar y
racionalizar adecuadamente el consumo de energa de todos ellos. Esto se logra con el
concurso de la informtica y el avance de la tecnologa.
Segn la Real Academia Espaola, la domtica es el conjunto de sistemas que
automatizan las diferentes instalaciones de una vivienda. Bajo esta definicin
acadmica se esconde, en la prctica, un significativo ahorro de energa. Una casa
domtica es una casa controlada por medio del ordenador (o computador, segn la
forma de llamarle a esta clase de equipos en diversos pases). El objetivo es asegurar
al usuario de la vivienda un aumento del confort, de la seguridad, de las facilidades de
comunicacin y del ahorro energtico. Si lo que desea es que las luces se enciendanslo al entrar en las habitaciones, la domtica lo logra. Un detector capta la presencia
de personas y enciende la luz. sta permanecer encendida slo mientras haya
personas en ese espacio, por lo que al salir la ltima persona automticamente se
apagan las luces (Mundogar, 2004).
Por otro lado, se pueden programar diferentes intensidades de luz o encendidos
parciales de la casa, a travs de interruptores, mandos a distancia e incluso telfonos
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CAPTULO I. EL PROBLEMA 19
mviles e Internet. El uso de los aparatos ser as proporcional a las necesidades
requeridas.
Este ahorro energtico, por el sistema de iluminacin domtico, se complementa con el
uso de lmparas de ahorro energtico. Las lmparas con menor gasto energtico son
las LFC (Lmparas Fluorescentes Compactas).
En lo que respecta a electrodomsticos inteligentes como lavadoras, lavavajillas y
microondas, estos seran controlados por la consola (aparato principal) del sistema
domtico. sta desva el funcionamiento de los aparatos deseados a franjas horarias
en las que la tarifa elctrica es reducida en aquellas regiones donde aplique este tipo
de rgimen tarifario. El control tarifario se extiende tambin a los pequeos
electrodomsticos, como cafeteras, despertadores, entre otros, que estn ideados para
racionalizar su uso bajo un mismo control unificado. En las oficinas, adems del control
de la iluminacin, puede utilizarse para otros equipos, tales como fotocopiadoras,
contestadoras telefnicas, alarmas, computadoras, reguladores, mquinas de fax, etc.
Todo esto es relativamente novedoso, pues ya existen en diversos pases experiencias
de aplicacin, as como de empresas que prestan este servicio desde diferentes niveles
de sofisticacin. Sin embargo, para muchos potenciales usuarios la relacin
costobeneficio resulta ser una variable muy importante a considerar a la hora de
implantar un sistema de esta naturaleza. La idea es que pueda lograrse un ahorro de
energa utilizando la colaboracin de la domtica o de cualquier otra herramienta
tecnolgica determinada, con un costo accesible, si no a todos los usuarios por lo
menos a una gran mayora, de manera que se popularice su utilizacin y as lograr de
manera agregada el objetivo de un ahorro energtico regional o nacional.
De igual forma, considerando que en muchos hogares venezolanos ha venido
aumentando el uso de una computadora, bien sea sencilla o sofisticada, para los usos
normales de ayuda acadmica en tareas tales como: procesador de palabras, hoja de
clculos y graficadores; y as como en la mayora de empresas de diferentes tamaos
se le usa para los trabajos normales de administracin; entonces, sin mayor inversin,
ya se cuenta con uno de los dispositivos necesarios para poner en prctica alguna
alternativa de ahorro de energa que, soportado por el desarrollo de algn sistema de
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CAPTULO I. EL PROBLEMA 20
control, permita la gestin automtica y eficiente de la iluminacin y los equipos de
refrigeracin del ambiente (es decir: aires acondicionados) existentes en el hogar y/o la
oficina.
Slo ser necesario la creacin de dicho sistema informtico de control, adems de un
adecuado medio de interconexin o interfaz con los diversos equipos elctricos a ser
controlados, logrando que dicho sistema interacte fcilmente con estos equipos.
La eleccin de las diversas funcionalidades del sistema que controlar el hogar y/o la
oficina deber realizarse tomando en cuenta aquellas operaciones bsicas y rutinarias
que se necesitan para ejercer la administracin de equipos elctricos que se vayan a
encender y apagar en determinados momentos, ofreciendo incluso funciones
avanzadas para alcanzar este cometido, librando a los habitantes del hogar y/o la
oficina de un control manual de equipos elctricos existentes. Adems, de esta forma
se eliminara el problema de la necesidad de creacin de un dispositivo electrnico que
permita el soporte, mediante componentes fsicos electrnicos, de las funciones
programables por parte del usuario para establecer horarios de encendido: el propio
computador hogareo (o alguno instalado en la oficina) cumplira con el requisito de
implementar un sistema de ahorro elctrico mediante un aparato centralizadoprogramable por el usuario.
Es bastante posible que dicho sistema de control elctrico no necesite de un gran
poder de cmputo, ya que el control de encendidos y apagados no necesita clculos
complejos: nicamente requiere la programacin y el cumplimiento de intervalos de
tiempos, por lo cual se le podr dar uso a aquellas computadoras que hayan sido
destinadas al olvido, con lo cual se estara incluso ahorrando dinero invertido en el
pasado: proporcionndoles un uso provechoso a ciertos aparatos electrnicos noutilizables hoy en da (en el caso referente a computadores obsoletos), y al mismo
tiempo obteniendo una consecuencia positiva y aadida, por motivo de la implantacin
de un determinado sistema de control elctrico para el hogar y/o la oficina.
De acuerdo con todo lo anterior, una investigacin que, con suficiente rigurosidad
cientfica, estudie la factibilidad de implantacin de un sistema de control mediante el
uso del computador para lograr un efectivo ahorro elctrico en el hogar y la oficina, ser
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CAPTULO I. EL PROBLEMA 21
desarrollado en beneficio del sector elctrico regional y de la comunidad en general.
2. Formulacin del Problema.
La exposicin anterior nos permite llegar a la siguiente interrogante:
Es posible lograr un control automatizado mediante el desarrollo de un software de
computadora, relativamente econmico y fcil de instalar y operar en la gran mayora
de computadores existentes hoy en da, para establecer horarios de encendido y
apagado de los principales equipos elctricos utilizados en hogares y oficinas,
proporcionando adems un encendido y apagado inteligente de dichos equipos,consiguiendo as un ahorro sustancial en el consumo elctrico?.
3. Objetivos de la Investigacin.
3.1. Objetivo general.
Disear un sistema de control programable (mediante horarios) e inteligente (mediante
deteccin de presencia de personas), lo suficientemente asequible para el usuariocomn, que permita establecer el encendido y apagado de los principales equipos
elctricos presentes en el hogar y/o la oficina slo en los momentos deseados,
logrando as la optimizacin del consumo elctrico en dichos sitios.
3.2. Objetivos especficos.
a) Determinar el consumo real promedio de los equipos elctricos comnmente
presentes en hogares y oficinas.
b) Analizar el funcionamiento de perifricos electrnicos detectores de movimiento
humano.
c) Seleccionar la interfaz ms adecuada que permita una comunicacin fcil y confiable
entre el computador y los equipos elctricos existentes en el hogar y la oficina.
d) Disear un subsistema de simulacin de presencia mediante el encendido/apagado
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CAPTULO I. EL PROBLEMA 22
aleatorio de los principales equipos elctricos existentes en el hogar y la oficina.
e) Desarrollar un sistema de control por software, programable mediante horariospredefinidos por el usuario.
f) Realizar el acoplamiento (y las pruebas necesarias) entre el sistema de control por
software desarrollado y los principales equipos elctricos existentes en el hogar y la
oficina.
4. Justificacin de la Investigacin.
Esta investigacin encuentra su pilar de fundamento y justificacin en el siguiente
escenario de la vida real: el alto consumo de la energa elctrica debido al desperdicio
innecesario de sta, a causa de la falta de un ahorro consciente y necesario en el uso
justo de los equipos elctricos que ms consumen electricidad, as como tambin la
existencia de equipos de computacin ociosos, debido al desuso que se les da por
motivo de su condicin de obsoletos. Estos dos aspectos inducen que este trabajo de
investigacin se dedique a solucionar el problema inherente al despilfarro elctrico
mediante el uso de un software de control totalmente operable en computadores que
cuentan con relativamente bajo poder de procesamiento.
Adems, la ausencia de soluciones de este tipo en la regin zuliana hacen de este
tema un proyecto digno de ponerse en marcha y llevarse a cabo completamente.
5. Delimitacin de la investigacin.
La solucin al problema planteado en este trabajo es parte de un proyecto mayor,
titulado Domtica, el cual intenta encontrar soluciones a todo lo referente a la
automatizacin del hogar y la oficina usando la tecnologa disponible hoy en da. Esta
investigacin nicamente tratar el aspecto de la Domtica relacionado con el ahorro
del recurso elctrico, sin tomar en cuenta otros tipos de ahorro de recursos, tal como el
agua o el gas natural. No tratar otros aspectos propios de la Domtica, tales como:
seguridad y prevencin de catstrofes y accesos no autorizados; implantacin de
sistemas de entretenimiento mediante audio y video; control remoto (va Internet o
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CAPTULO I. EL PROBLEMA 23
mensajera de texto SMS) de todas las funciones del hogar; por citar algunos.
Es de notar que para la ejecucin del presente trabajo de investigacin ser necesariala adquisicin de dispositivos que nicamente se encuentran en el extranjero (en pases
tales como: Estados Unidos y Espaa). El envo y recepcin de objetos comprados y
vendidos a travs de diversos pases puede llegar a tener un retraso considerable, el
cual afectara al desarrollo del presente proyecto de investigacin. Por esta razn, es
probable que dicho proyecto no se lleve a cabo en su totalidad debido a esta
importante razn, aunque las probabilidades de que esto ocurra son mnimas.
Ser desarrollado en los siguientes espacios fsicos:
Laboratorio de Tesistas de la Licenciatura en Computacin, ubicado en el Edificio
Grano de Oro, ala derecha, final del segundo pasillo; Universidad del Zulia; Maracaibo,
Edo. Zulia, Venezuela.
Domicilio del autor, ubicado en la siguiente direccin: Av. 18B, #105A-87, Sector
El Poniente, detrs del Terminal de Pasajeros; Maracaibo, Edo. Zulia, Venezuela.
El tiempo estimado de la investigacin, en el cual se cree conveniente la realizacin de
la presente investigacin est definido a continuacin:
6 meses.
El rea o estudio de especializacin en el cual se encuentra enmarcada esta
investigacin se define a continuacin:
Unidad Acadmica Inteligencia Artificial y Modelos Matemticos, especficamente
en el tpico de Toma de decisiones gerenciales y control de procesos.
Las fecha de inicio y de culminacin estimadas en las cuales se cree conveniente la
realizacin de la presente investigacin estn definidas de la siguiente manera:
Desde el mes de Mayo de 2005 hasta el mes de Octubre de 2005.
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CAPTULO II
MARCO TERICO
1. Antecedentes de la Investigacin.
Hasta ahora, la mayora de las propuestas de ahorro elctrico se han enfocado en
establecer una serie de consejos que promueven el buen uso que se le debe dar a los
diversos equipos elctricos para conseguir un menor gasto energtico. Dichas
propuestas han sido realizadas tomando en cuenta nicamente (para luego llevarse a
cabo en la prctica) diversos aspectos tcnicos, tales como: investigacin y definicin
de los equipos que mayormente consumen energa elctrica, comparacin entre
equipos de igual rendimiento pero de distintos consumos de energa (debido a la
naturaleza de los materiales con los cuales estn fabricados), control semi-automticoe individual del perodo de encendido de los distintos tipos de equipos elctricos,
limpieza de dichos equipos, etc.
Dicho de otro modo, el nfasis que se ha puesto hasta el da de hoy en casi todas las
soluciones ofertadas para un menor consumo elctrico corresponde a mtodos que
slo abarcan la instalacin y el reemplazo de equipos, especialmente para la parte de
la iluminacin. Slo unas pocas proposiciones de ahorro elctrico se valen de una
gestin eficiente automatizada de los principales equipos elctricos; aunque esto est
cambiando.
La naturaleza del presente proyecto de investigacin consistir en apegarse a la
filosofa de la utilizacin de dispositivos automticos y centralizados para la
administracin eficiente de la energa elctrica, especficamente en el aspecto del
encendido-apagado. Trabajos como estos son escasos, pero su incremento en cuanto
a cantidad parece inminente, segn la tendencia de las tecnologas aplicables hoy en
da a una infinidad de campos de la sociedad, especialmente al terreno domstico y
empresarial.
Se pueden comenzar estos antecedentes con una implantacin que realiz el
Ayuntamiento de la Corua, en Espaa (Ayuntamiento[1], 2002) de un sistema de
ahorro energtico enfocado en regular el alumbrado pblico, con la instalacin adicional
de relojes astronmicos para el mximo aprovechamiento de la luz natural.
Al parecer, este tipo de sistemas han trado muchos beneficios en todos los mbitos, ya
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CAPTULO II. MARCO TERICO 25
que comenta: Estos sistemas de control del alumbrado pblico permiten un
seguimiento exhaustivo de las instalaciones elctricas y la subsanacin de averas en
tiempo real (Ayuntamiento[1], 2002, s/p). Sin embargo, no se explican los detalles en
los cuales consisti el proyecto. Es de notar que dicho sistema tiene la connotacin de
ser automtico, ya que la naturaleza del problema as lo obligaba. Pero ms bien se
trataba de un macro sistema destinado a controlar una gran cantidad de dispositivos
elctricos esparcidos en un rea bastante grande.
El objetivo de la presente investigacin ser llevar parte de estas implantaciones y
soluciones al mbito hogareo y empresarial, en el cual debe realizarse urgentemente
una efectiva administracin automtica del gasto elctrico, para lograr minimizarlo.
Siguiendo en la bsqueda de antecedentes, se encontr una informacin muy
importante que trataba sobre la posibilidad de cambiar el huso horario en la Repblica
de Argentina (Noticias, 2003). El documento seala que:
La hora solar que le corresponde a Argentina, segn la divisin del globo terrestreen 24 meridianos, es de cuatro horas al oeste de Greenwich (-4). Esto significaque cuando en el meridiano de Greenwich es el medioda, en Argentina son las 8de la maana. Esa es la hora verdadera, pero desde finales de 1969 el pasqued ubicado en el -3. Con este cambio, el reloj marca las 9 de la maana
cuando debera indicar las 8, segn la hora solar (Noticias, 2003, s/p).
Se indica de forma clara y concisa que en una gran cantidad de perodos de verano se
adelantaba el horario para un mejor aprovechamiento de la luz del Sol, pero dicha
prctica se descontinu a partir de 1993 debido a la privatizacin de las empresas de
energa elctrica. ...Nosotros hace ms de 30 aos estamos en el uso -3, que
prcticamente pasa por enfrente del mar Argentino. El planteo es pasar al huso -2
(Noticias, 2003, s/p); adems, el documento contina diciendo: ...Si se toma esta
decisin, habra que adelantar el reloj una hora. Es decir, si ahora amanece alrededorde las 5.45, con la nueva hora el Sol estara asomando sus primeros rayos a las 6.45
(Noticias, 2003, s/p).
La crisis energtica de 1988 oblig a adoptar los husos -2 en verano y -3 en las otras
estaciones. Esto sucedi hasta 1993, cuando el huso horario se fij otra vez en -3
hasta nuestros das (Noticias, 2003, s/p). Se hace la alusin de protestas y rebeliones
populares por dicho motivo, hasta el punto de llegar a la situacin de manejarse una
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CAPTULO II. MARCO TERICO 26
hora determinada en todo el pas, cuando el horario oficial (indicado por la nacin) era
otro.
Se explica ms adelante, que la negacin a la modificacin estacional del horario traecomo consecuencia que las personas tengan inconvenientes en ciertos perodos,
especialmente en invierno, ...porque la gente va a trabajar y los chicos van a estudiar
cuando an es de noche (Noticias, 2003, s/p).
Se puede observar que, dada una situacin de crisis de energa elctrica, se lleg a
tomar la decisin (en el caso de Argentina) de modificar el huso horario propio para
utilizar mejor la luz solar. Fue una solucin completamente factible y valedera, aunque
desprovista de toda clase de concientizacin social en torno a la crisis del gastoexcesivo en materia de energa. Adems, segn el documento, se puede llegar a
pensar que el gobierno argentino tuvo que esperar que ocurriera una situacin de
gravedad en cuanto a la electricidad para tomar una simple decisin de modificaciones
de husos horarios.
Todo esto sugiere que, en los actuales momentos, este tipo de medidas deber
realizarse en todos aquellos pases con una marcada diferencia de salidas y puestas
del Sol en las distintas estaciones del ao, an cuando dichos pases no presentenproblemas energticos, ya que el gasto elctrico innecesario es cada vez mayor, y
deberan entonces tomarse todas las decisiones necesarias que ayuden a paliar este
problema: no solamente cuando ste se presenta, sino de manera preventiva, con
miras al progreso y seguridad de toda una nacin.
Por su parte, la Cooperativa Comunitaria de Energa (Center, 2000), ubicada en la
ciudad de Chicago (Estados Unidos), promueve (desde el ao 2000), para cada uno de
sus miembros diversos, diversos planes y alternativas para conseguir un mejor uso de
los equipos elctricos y un gasto monetario menor por motivo de la buena utilizacin de
stos.
En los actuales momentos dicha cooperativa est ofreciendo el Energy-Smart Pricing
Plan (Community, 2005), el cual consiste en un programa que permite alcanzar un
ahorro del orden de entre 10 % y 15 % en cuanto a gasto energtico se refiere. Est
vigente desde enero del ao 2003, y lo estar hasta diciembre del ao 2005, ya que se
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CAPTULO II. MARCO TERICO 27
trata de un programa experimental, es decir, un proyecto de investigacin sobre la
forma en que los consumidores responden a los precios de electricidad basados en el
mercado. El objetivo del plan consiste en ofrecer una tarifa de electricidad orientada a
horas, la cual puede variar constantemente segn los precios del mercado. Adems, la
propia cooperativa se encarga de ofrecer en todo momento una explicacin detallada
del uso y costo de la energa a cada uno de sus miembros.
Su principal objetivo es informar constantemente sobre los precios por hora de las
tarifas elctricas, para que as cada una de las personas inscritas en el plan puedan
escoger el mejor horario para realizar aquellas tareas domsticas que ameriten el uso
de la electricidad. Tambin ofrece una alerta para notificar a sus miembros cundo
subirn los precios por hora por encima de un valor predeterminado (dicho valor est
fijado actualmente en 10 centavos de dlar por kilovatio hora). Esto se debe a que las
tarifas de las cuales gozarn sus afiliados variarn diariamente. El informe de precios
de cada una de las 24 horas del da siguiente se establece la noche anterior por parte
de la compaa elctrica. La cooperativa informa entonces diariamente sobre los
precios actuales para el siguiente da.
Es de notar que el ingreso a esta cooperativa es restringido en cuanto a cantidad de
afiliados, adems de ser bastante estricto en la membresa, ya que se le pregunta a
cada interesado sobre su forma de uso de la energa, informacin referente a su hogar,
equipos elctricos existentes, etc. Adems de solicitar a cada participante que
respondan encuestas que recibirn ocasionalmente durante el ao. Esto se debe ms
que todo a la condicin experimental de dicho plan. Adems, slo podrn afiliarse
aquellas personas dispuestas a realizar un cambio en la utilizacin de la energa en sus
hogares, con miras a conseguir un efectivo ahorro elctrico; en otras palabras: existe
un proceso de seleccin para todo aquel que solicite la inscripcin al plan de lacooperativa.
La novedad central de este plan de ahorro consiste en la instalacin de un medidor
elctrico totalmente renovado, con soporte de funciones avanzadas y con un monitoreo
(orientado a horas) de la cantidad de kilovatios hora consumidos. ste es el principal
atractivo que ofrece dicho plan: que cada uno de sus miembros sepa la cantidad exacta
(y totalmente discriminada) del uso de la energa en su hogar por cada hora, para que
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CAPTULO II. MARCO TERICO 28
as pueda tomar decisiones que ayuden a cambiar de horario aquellas actividades
realizadas en momentos en que la tarifa elctrica es ms cara, mudando la realizacin
de dichas tareas a ciertas horas del da en donde la tarifa es ms econmica.
Todo esto trae como beneficio lo siguiente: en primer lugar, un conocimiento exacto del
uso por perodos de tiempo determinados por el usuario (ya que se ofrece un servicio
de reportes detallado directamente en el sitio web de la cooperativa, o mediante el
envo por correo tradicional); en segundo lugar, el cobro de la electricidad se realizar
basado en tarifas por hora (fluctuantes de forma diaria) en lugar de tarifas fijas
mensuales; y en tercer lugar, el servicio elctrico se ve ampliamente mejorado, ya que
esto contribuye a la eliminacin de picos de demanda, es decir, momentos en los
cuales la demanda de la electricidad para la compaa elctrica local es mxima, y en
los cuales el costo de la energa necesariamente es mayor.
Se puede observar que las ventajas de este plan son beneficiosas en todos los
sentidos: permite que los usuarios ahorren, y al mismo tiempo, permite que la
compaa de electricidad no est en riesgos de inactividad temporal debido a que la
distribucin de la carga elctrica resulta sustancialmente modificada, ya que una planta
elctrica que est trabajando al tope de su capacidad tiene una alta probabilidad de
colapsar (mediante los conocidos apagones).
Adems, el medio ambiente sufre ms cuando stas trabajan al mximo, debido a que
la emisin de contaminantes es mayor. Y lo que es peor: situaciones de alta demanda
en una central elctrica puede llegar a acarrear la construccin de nuevas centrales, lo
cual se traduce en tala de rboles y en impactos ambientales muy fuertes por cada
nueva planta que se construya.
En otras palabras, el Energy-Smart Pricing Plan ofrece una solucin de optimizacindel consumo elctrico en cuatro vas: a nivel econmico, a nivel de conocimientos
reales del consumo de energa, a nivel de operatividad (es decir, de reduccin de
cadas en el servicio elctrico), y a nivel ecolgico.
La desventaja de este plan es que solamente se circunscribe al rea del condado de
Kane, en el estado de Illinois, EE.UU., (lo cual incluye a la ciudad de Chicago), y slo
aquellos clientes residenciales de la compaa elctrica ComEdpodrn participar. Es
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CAPTULO II. MARCO TERICO 29
de notar que la empresa ComEd es la que ofrece la tarifa elctrica basadas en horas
(denominada tarifa RHEP), y la cooperativa ofrece entonces un completo sistema de
informacin de uso de la electricidad basado en tarifas diariamente fluctuantes ydiscriminadas por horas.
Es de hacer notar que esta novedosa forma de integracin de empresas e instituciones,
en pro de un mejor consumo elctrico, se sustenta en la informacin a clientes del uso
exacto de energa en sus hogares. No se trata aqu entonces de controlar
automticamente el uso de los diversos equipos elctricos presentes en cada hogar,
sino ms bien de monitorear automticamente el uso (en kilovatios hora) en cualquier
perodo de tiempo corto de todos los elementos elctricos presentes en el recinto del
usuario (en lugar de un monitoreo global tradicional del consumo de electricidad, que se
realiza mensualmente).
Se trata, adems, de concienciar a la poblacin, mediante el ofrecimiento de tarifas
ms baratas a cambio de un uso ptimo de la energa, en donde tambin obtiene
beneficios la compaa elctrica. La optimizacin del uso de la electricidad, en este
caso, se consigue entonces de forma voluntaria, gracias a la informacin suministrada
por la cooperativa.
Una automatizacin del uso de equipos elctricos, unido con este plan de utilizacin de
la energa sera una inmejorable propuesta para lograr la optimizacin energtica, tan
necesaria en nuestros das. Sin embargo, el presente proyecto de investigacin tendr
que prescindir de este tipo adicional de soluciones debido a su inexistencia en el mbito
venezolano. Es una muy buena idea implantada en el norte de los Estados Unidos,
pero que todava tendr que esperar para hacerse popular en pases como el nuestro.
Por otro lado, la Empresa Elctrica Quito, S.A., ubicada en la ciudad de Quito, en
Ecuador (Quito, 2005), y encargada de la generacin, transmisin, distribucin y
facturacin de la energa elctrica para uso residencial, comercial e industrial en las
principales ciudades de dicho pas, establece actualmente (en su sitio web) una serie
de recomendaciones en pro de un menor consumo elctrico por parte de sus usuarios,
motivado por aspectos tales como:
Impacto ecolgico (debido a que una mayor demanda de energa elctrica trae
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CAPTULO II. MARCO TERICO 30
como consecuencia la instalacin de nuevas centrales de generacin de electricidad,
que trae como efecto adverso la destruccin de zonas naturales de flora y fauna;
adems, mayor existencia de centrales elctricas significa mayor contaminacin
ambiental, debido al uso, en su gran mayora, de materia prima no renovable y
altamente daina para el ambiente).
Impacto econmico (inflacin y, por consiguiente, aumento de los costos de la
energa elctrica; as como tambin la falta de recursos financieros para la construccin
de nuevas centrales o la ampliacin de la capacidad de las ya existentes).
Sus recomendaciones radican en lo siguiente:
a) Conocimiento real por parte de los usuarios (a travs de clculos matemticos) del
consumo de sus diversos aparatos elctricos, tomando en cuenta el consumo que
stos requieren (es decir, la potencia de cada uno) y el tiempo en el cual stos se
encuentran encendidos. Dicho consumo se calcula en unidades monetarias, para lograr
as una mayor justificacin por parte del pblico de un ahorro sustancial de dinero con
slo utilizar dichos aparatos el tiempo suficiente.
b) Adquisicin de equipos elctricos de mayor eficiencia energtica, es decir, aquellos
que garantizan un menor consumo de energa, ya que con esto se logra una
considerable disminucin del consumo elctrico.
c) Uso ms eficiente de los principales elementos elctricos que son propiedad del
usuario, y que requieren la mayor parte de la energa consumida, tales como:
Luminarias:
1) Limpieza peridica, eliminando el polvo para mantener una ptima calidad de
iluminacin.
2) Utilizacin de una luminaria de mayor potencia, en sustitucin de varias luces de
menor potencia: se ilumina mejor con el mismo gasto elctrico. Este consejo es
especialmente til en todo tipo de oficinas e instituciones.
3) Promocin al uso de luminarias fluorescentes.
4) Encendido de las luminarias slo el tiempo justo y necesario.
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Calentador de Agua:
1) En la medida de lo posible, utilizar calentadores de ducha (debido que no es la
misma cantidad de energa que se necesita para calentar el agua requerida en unaducha que aquella se que encuentra en un tanque de varios galones), o mejor an:
utilizar calentadores que trabajan con gas natural.
2) Encenderlo 1 o 2 horas antes de baarse: no dejarlo encendido durante toda la
noche.
3) Proteger el calentador del fro excesivo y de zonas con ventilacin frecuente, ya que
esto ocasiona que dicho aparato se encuentre encendido una mayor cantidad de
tiempo.
4) Utilizacin de un temporizador que controle el encendido y apagado automtico, slo
el tiempo en el cual se necesite.
Plancha:
1) Utilizarla durante la maana (para evitar las horas pico en las curvas de carga de las
centrales elctricas).
2) Planchar en un solo lote la mayor cantidad de ropa posible.
3) No utilizarla con ropa mojada, debido a que se necesita mayor energa para calentar
dichas prendas de vestir.
4) Ajustar el regulador de la plancha para usar la cantidad de calor acorde con el tipo
de ropa a ser planchada: con esto se logra el consumo necesario y, adems, una
menor probabilidad de daar ciertas ropas delicadas.
Refrigeracin (Neveras):
1) Instalacin de stas en lugares lejanos de fuentes de calor (luz del Sol, cocinas,
calefaccin, etc.).
2) Asegurar un cierre hermtico de sus puertas, para evitar el escape de aire fro al
exterior.
3) Limpieza y descongelamiento peridicos, para favorecer la ventilacin y reducir el
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CAPTULO II. MARCO TERICO 32
consumo de electricidad.
4) En la medida de lo posible, no introducir objetos calientes dentro de la Nevera.
5) Reducir la cantidad de apertura de las puertas de la Nevera, as como tambin no
dejarla abierta por una cantidad de tiempo considerable.
6) Evitar el uso de la parte posterior de ciertas neveras (generadoras de calor) para
secar prendas de vestir.
7) Regulacin del termostato dependiendo de la estacin del ao.
Otra de las propuestas de ahorro de energa se encontr en el artculo Exigente control
del consumo elctrico en La Habana, tomado de (Silva, 2002). En dicho artculo se
indica la reduccin de diecisis megavatios respecto al ao anterior (ao 2001) luego
de la puesta en marcha de disposiciones ahorradoras de energa elctrica (por parte
del gobierno cubano) en centros laborales, industrias y escuelas. Se destacan, en la
aplicacin de unos estrictos controles diarios, las siguientes fbricas: Cemento de
Mariel, Asbesto de Artemisa y Pastas en San Jos de las Lajas. Aunque no se resean
de forma especficas dichas disposiciones de control energtico, se explica que se fij
un plan de consumo y demanda en el Horario Pico: a toda aquella industria que
incumpliera con la demanda mxima de energa en dicho horario se le retirara el
servicio, especialmente en la parte administrativa, para no afectar la produccin. Estas
medidas y disposiciones se dieron a conocer por medios de difusin masiva y, segn el
artculo, permitieron alcanzar metas propuestas y concretas de ahorro energtico.
Como puede observarse, el control elctrico ejercido en dicho proyecto de ahorro de
energa cubano corresponde a la medicin constante de los consumos de cada
institucin de grandes proporciones, y la correspondiente fijacin del lmite del mximo
consumo permitido. Consisti en una gestin de monitoreo del consumo elctrico
llevado a la prctica, ms que todo, por las empresas generadoras de electricidad, pero
por disposicin del gobierno local y de forma global, aplicable a todas las empresas de
la nacin cubana. Es probable que dicho consumo mximo impuesto a las empresas
cubanas pudo haberse controlado de forma manual, mediante una redistribucin de los
procesos industriales de dichas empresas, para evitar superar el lmite impuesto por los
reguladores de electricidad.
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Ahora bien, en la Repblica de Mxico se encontr una propuesta de ahorro
energtico, referente al uso eficiente de la electricidad con respecto a la iluminacin y el
aire acondicionado (vase (Comisin, 2003) y (Comisin, 2004)). Se trata de una serie
de consejos y recomendaciones a seguir para alcanzar un consumo ms reducido y
ms eficiente de la energa elctrica en estas dos clases de aparatos.
Nuevamente se observar una tendencia a controlar los aparatos elctricos de forma
manual, ms que todo por medio de indicaciones de tipo tcnico, enfocadas en la
escogencia de los mejores equipos elctricos disponibles hoy en da.
En la iluminacin de la casa, se establecen las siguientes pautas a seguir:
1) Apagar la luz cuando no se necesita (as como tambin todo aparato electrnico
consumidor de electricidad).
2) Mantener abiertas las cortinas y persianas durante el da (para aprovechar al
mximo la luz natural).
3) Pintar las paredes del hogar con colores claros (ya que de esa manera se aprovecha
mejor la luz, tanto natural como artificial).
4) Realizar el mayor nmero de actividades aprovechando la luz solar (elaborando paraello una lista de actividades que corresponden hacerse de manera ms eficiente
durante el da).
5) Sustituir focos incandescentes y halgenos por lmparas ahorradoras (es decir, por
fluorescentes compactas, las cuales cuestan ms, pero consumen hasta cuatro veces
menos energa y duran hasta diez veces ms).
6) Limpiar peridicamente focos y lmparas (debido a que el polvo bloquea la luz que
emiten).
7) Utilizar un atenuador electrnico para graduar la luz al mnimo necesario en casos
donde no se requiere de toda la potencia de la luminaria (y tambin, en la medida de lo
posible, empleardetectores de presencia en lugares donde las luces no se utilicen de
manera continua).
Y para el uso del aire acondicionado, se exponen los siguientes consejos prcticos:
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1) Mantener la habitacin cerrada cuando el aire acondicionado se encuentre en
funcionamiento.
2) Apagar el aparato cuando se salga de la habitacin.
3) Reducir al mnimo las rendijas (existentes en las puertas, en las ventanas, etc.).
4) Regular la temperatura del aire acondicionado de tal manera que el usuario se sienta
cmodo. En la medida de lo posible, utilizar el ventilador cuando la habitacin se
encuentre muy fra, ya que ste consume mucho menos energa.
5) Dar mantenimiento cada ao al aire acondicionado, ya que se ha comprobado que si
dicho aparato permanece sin mantenimiento durante 2 aos o ms, consumir el doblede energa. Dicho mantenimiento puede consistir en: limpieza general del equipo
(eliminando polvo y moho); pintura peridica de la unidad para evitar la oxidacin; y una
vigilancia constante para que el motor, el cableado y el termostato funcionen
correctamente.
6) Al momento de la adquisicin de un aire acondicionado, se debe comprobar que sea
de la capacidad necesaria: nunca de una capacidad mayor (esto segn el rea a
enfriar).
7) Evitar la adquisicin de un equipo acondicionador de aire de segundo mano (es
decir: usado).
El autor del presente proyecto de investigacin difiere del consejo No. 2 indicado
anteriormente, debido a que es posible que el usuario de un aire acondicionado salga
slo momentneamente durante unos minutos de la habitacin, quedando
temporalmente la habitacin vaca. El encendido y apagado constante de un equipo de
aire acondicionado es perjudicial para la vida til del aparato. Adems, enrecomendaciones provenientes de otras fuentes investigadas, se aconseja el apagado
de un aire acondicionado si ste se encuentra ms de 1 hora enfriando una habitacin
vaca.
Tambin se proporcionan consejos con respecto al uso de aislantes trmicos, los
cuales permiten que el aparato enfre mejor, con un menor esfuerzo elctrico y con un
consiguiente ahorro energtico.
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El uso del ventilador ocupa tambin un importante lugar en dichas recomendaciones.
Se resea que consiste en el aparato de climatizacin que menos gasta energa. Se
recomienda:
Mantenerlo en buen estado.
No dejarlo encendido innecesariamente.
Limpiar peridicamente las aspas.
Vigilar la instalacin de los ventiladores de techo (ya que si es inadecuada y hace
que ste se encuentre inestable, podra ser peligroso para los usuarios, adems de
consumir mayor energa).
Por ltimo, es conveniente anotar que en Venezuela se pueden encontrar
recomendaciones similares a las nombradas en los antecedentes ya expuestos. Dichos
consejos provienen, ms que todo, de las compaas locales de electricidad, tal como
Enelven, Enelco, Cadafe, etc.
Obviamente, y como es de esperarse, estos antecedentes sirven para sentar las bases
de un verdadero ahorro de energa, el cual comienza, en primer lugar, por la instalacin
de buenos equipos elctricos, diseados para tal fin; as como tambin de la concienciamnima necesaria que todo usuario de los principales aparatos elctricos debe tener de
forma bsica e innata. A partir de estas recomendaciones y consejos se sustentar el
presente proyecto de investigacin, el cual no las echar por tierra o las pondr a un
lado, sino que sern requisitos preliminares para la implantacin posterior de un
sistema de control de equipos elctricos.
En otras palabras: el sistema de control a ser propuesto en este proyecto no ser
mgico: necesitar de la cooperacin de las personas e instituciones que lo utilicenmediante las medidas convencionales que se conocen comnmente para ahorrar
electricidad. Dichas medidas corresponden a toda la serie de disposiciones e
instrucciones encontradas en estos antecedentes.
2. Bases Tericas.
A continuacin se expondr la teora bsica necesaria para el desarrollo del presente
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proyecto de investigacin. Se referir a los aspectos bsicos inherentes a Teora de
Controles, tomado de (Ogata, 1993) y (Kuo, 1986).
2.1. Sistemas de Control: aspectos generales sobre sus diversos usos.
En los ltimos aos los sistemas de control han adoptado un papel de creciente
importancia en el desarrollo y avance de la civilizacin y tecnologa modernas. A nivel
domstico, los controles automticos en los sistemas de calefaccin y
acondicionamiento de aire regulan la temperatura y la humedad de los hogares
modernos para conseguir ambientes confortables. En la industria, los sistemas de
control automtico se encuentran en numerosas aplicaciones, tales como el control de
calidad de productos manufacturados, la automatizacin, control de maquinarias de
herramientas, sistemas modernos de tecnologa espacial y de armas, sistemas de
ordenadores, sistemas de transporte y la robtica. (Kuo, 1986)
Incluso problemas tales como el control de almacenes, control de sistemas sociales y
econmicos, y control de sistemas ambientales e hidrolgicos, pueden enfocarse desde
el punto de vista de la teora del control automtico, ya que dicha teora puede aplicarse
a sistemas que no necesariamente son fsicos. (Kuo, 1986)
A continuacin se darn los detalles de algunas definiciones bsicas e importantes que
sustentan a los sistemas de controles, as como tambin se har una clasificacin de
dichos sistemas con respecto a determinadas caractersticas.
2.2. Definiciones en el campo de la Teora de Control.
2.2.1. Variables controladas y manipuladas.
La variable controlada es una cantidad o condicin que se mide y controla. La variable
manipulada es la cantidad o condicin modificada por el controlador, a fin de afectar a
la variable controlada. Normalmente la variable controlada es la salida del sistema.
Control significa medir el valor de la variable controlada del sistema, y aplicar al sistema
la variable manipulada para corregir o limitar la desviacin del valor medido, respecto al
valor deseado. (Ogata, 1993)
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2.2.2. Plantas.
Una planta es un equipo, quizs simplemente un juego de piezas de una mquina,
funcionando conjuntamente, cuyo objetivo es realizar una operacin determinada. Se lepuede llamar planta a cualquier objeto fsico que deba controlarse (tal como un horno
de calentamiento, un reactor qumico o un vehculo espacial). (Ogata, 1993)
2.2.3. Procesos.
Consiste en una operacin o desarrollo natural, caracterizado por una serie de cambios
graduales, progresivamente continuos, que se suceden unos a otros de un modo
relativamente fijo, y que tienden a un determinado resultado o final; o a una operacinvoluntaria o artificial progresivamente continua, que consiste en una serie de acciones
controladas o movimientos dirigidos sistemticamente hacia determinado resultado o
fin.
En otras palabras, un proceso se refiere a cualquier operacin que deba controlarse.
Ejemplos de ello son los procesos qumicos, econmicos biolgicos. (Ogata, 1993)
2.2.4. Perturbaciones.
Es una seal que tiende a afectar adversamente el valor de la salida de un sistema. Si
la perturbacin se genera dentro del sistema, se la denomina interna, mientras que una
perturbacin externa se genera fuera del sistema y constituye una entrada. (Ogata,
1993)
2.2.5. Control Retroalimentado.
Es una operacin que, en presencia de perturbaciones, tiende a reducir la diferencia
entre la salida de un sistema y alguna entrada de referencia, realizndolo sobre la base
de esta diferencia. Con esto se logra que el sistema de control sea ms adaptable a
cualquier cambio no previsto en su diseo, aunque stos son ms costosos desde el
punto de vista econmico. Aqu solo se especifican las perturbaciones no previsibles,
ya que las predecibles o conocidas siempre pueden compensarse dentro del sistema.
(Ogata, 1993)
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2.2.6. Sistemas de control retroalimentado.
Se denomina de esta manera a todo sistema que tiende a mantener una relacin entre
la salida y alguna entrada de referencia, comparndolas y utilizando la diferencia comomedio de control.
Por ejemplo: un sistema de control de temperatura de una habitacin mide
constantemente la temperatura efectiva del recinto, y la compara con la temperatura de
referencia (temperatura deseada), para que, de esta manera, el sistema conecte o
desconecte los equipos de calefaccin o refrigeracin, de modo que la habitacin se
mantenga a una temperatura confortable, independientemente de las condiciones del
exterior.
Los sistemas de control retroalimentado no estn limitados al campo de la ingeniera,
sino que se les puede encontrar en reas ajenas a la misma. Tal como lo es el
organismo humano, el cual se considera un sistema de control muy avanzado debido a
la infinidad de procesos que posee sobre los cuales se ejerce un control determinado.
(Ogata, 1993)
2.2.7. Servosistemas.
Se llama as a un sistema de control retroalimentado en el que la salida es algn
elemento mecnico: sea posicin, velocidad o aceleracin. Estos servosistemas se
utilizan ampliamente en la industria moderna. Tambin se les llama servomecanismos.
Por ejemplo: con el uso de servosistemas e instrucciones programadas se puede lograr
la operacin totalmente automtica de maquinarias de herramientas. (Ogata, 1993)
2.2.8. Sistemas de regulacin automtica.
Es un sistema de control retroalimentado en el que la entrada de referencia o la salida
deseada son, o bien constantes o bien varan lentamente en el tiempo, y donde la tarea
fundamental consiste en mantener la salida en el valor deseado a pesar de las
perturbaciones presentes. La regulacin automtica de tensin en una planta
generadora elctrica ante variaciones de carga elctrica, o los controles automticos de
presin y temperatura en un proceso qumico, constituyen ejemplos de este tipo de
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sistemas. (Ogata, 1993)
2.2.9. Sistemas de control de procesos.
A un sistema de regulacin automtico, en el que la salida es una variable como
temperatura, presin, flujo, nivel de lquido o pH, se le denomina sistema de control de
proceso. El control de procesos tiene amplia aplicacin en la industria. En estos
sistemas con frecuencia se usan controles programados, como el de la temperatura de
un horno de calentamiento, en que la temperatura del mismo se controla segn un
programa preestablecido.
Por ejemplo: dicho programa puede consistir en elevar la temperatura a determinadovalor durante un intervalo de tiempo definido, y luego reducir a otra temperatura
prefijada tambin durante un perodo predeterminado. En este control el punto de
referencia se ajusta segn el cronograma preestablecido. El controlador funciona
entonces manteniendo la temperatura del horno cercana al punto de ajuste variable.
(Ogata, 1993)
2.2.10. Sistemas de control de lazo cerrado.Con frecuencia se llaman as a los sistemas de control retroalimentado. La seal de
error actuante, que es la diferencia entre la seal de entrada y la de retroalimentacin
(que puede ser la seal de salida o una funcin de la seal de salida y sus derivadas)
entra al controlador para reducir el error y llevar la salida del sistema a un valor
deseado. El trmino lazo cerrado implica siempre el uso de la accin de control
retroalimentado para reducir el error del sistema. (Ogata, 1993)
2.2.11. Sistemas de control de lazo abierto.
Los sistemas de control en los que la salida no tiene efecto sobre la accin de control
se denominan de esta manera. En otras palabras, en un sistema de control de lazo
abierto la salida ni se mide ni se retroalimenta para compararla con la entrada. Un
ejemplo prctico lo constituye una lavadora de ropa domstica. El remojo, lavado y
enjuague en la lavadora se cumplen por tiempos. La mquina no mide la seal de
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salida, es decir, la limpieza de la ropa.
En cualquier sistema de control de lazo abierto, no se compara la salida con la entrada
de referencia. Por tanto, para cada entrada de referencia corresponde una condicin deoperacin fija. As, la precisin del sistema depende de la calibracin.
En presencia de perturbaciones, un sistema de control de lazo abierto no cumple su
funcin asignada. En la prctica, este tipo de control slo se puede utilizar si la relacin
entre la entrada y la salida es conocida, y si no se presentan perturbaciones tanto
internas como externas. Desde luego, tales sistemas no son sistemas de control
retroalimentado. Se debe notar que cualquier sistema de control que funcione sobre
una base de tiempos, es un sistema de lazo abierto. Por ejemplo: el control de trficocon seales accionadas en funcin de tiempos es otro caso de control de lazo abierto.
(Ogata, 1993)
2.2.12. Comparaciones entre sistemas de lazo cerrado y abierto.
Una ventaja del sistema de control de lazo cerrado es que el uso de la
retroalimentacin hace que la respuesta del sistema sea relativamente insensible a
perturbaciones externas y a variaciones internas de parmetros del sistema. De estemodo, es posible utilizar componentes relativamente imprecisos y econmicos, y lograr
la exactitud de control requerida en determinada planta, cosa que sera imposible en un
control de lazo abierto.
Desde el punto de vista de la estabilidad, en el sistema de control de lazo abierto es
ms fcil de lograr, ya que en l la estabilidad no constituye un problema importante.
En cambio, en los sistemas de lazo cerrado, la estabilidad s es un problema
importante, por su tendencia a sobrecorregir errores que pueden producir oscilacionesde amplitud constante variable.
Hay que puntualizar que para sistemas cuyas entradas son conocidas previamente y en
los que no hay perturbaciones, es preferible utilizar el control de lazo abierto. Los
sistemas de control de lazo cerrado tienen ventajas solamente si se presentan
perturbaciones no previsibles y/o variaciones imprevisibles de componentes del
sistema. Se debe notar que la potencia de salida determina parcialmente el costo, peso
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y tamao de un sistema de control. La cantidad de componentes utilizados en un
sistema de control de lazo cerrado es mayor a la correspondiente a un sistema de
control de lazo abierto. As entonces, un sistema de control de lazo cerrado es
generalmente de mayor costo y potencia. Para reducir la potencia requerida por un
sistema, cuando sea posible, es conveniente usar un sistema de control de lazo
abierto. Por lo comn resulta menos costosa una combinacin adecuada de controles
de lazo abierto y cerrado, logrndose un comportamiento general satisfactorio. (Ogata,
1993)
2.2.13. Sistemas de control adaptables.
Las caractersticas dinmicas de la mayora de los sistemas de control no son
constantes por diversas razones, como el deterioro de los componentes al paso del
tiempo o las modificaciones en los parmetros o en el medio ambiente. Aunque en un
sistema de control retroalimentado se atenan los efectos de pequeos cambios en las
caractersticas dinmicas, si las modificaciones en los parmetros del sistema y en el
medio son significativas, un sistema, para ser satisfactorio, ha de tener capacidad de
adaptacin. Adaptacin implica la capacidad de autoajustarse o automodificarse de
acuerdo con las modificaciones imprevisibles del medio o estructura. Los sistemas decontrol que tienen algn grado de capacidad de adaptacin