Diseñan casa inteligente en la Sierra de Zongolica

De acuerdo con la última Encuesta Nacional de los Hogares (2015) elaborada por el Instituto Nacional de Estadística y Geografía (Inegi), en México existen seis millones 693 mil 327 hogares en comunidades rurales (o de menos de dos mil 500 habitantes), los cuales constan de 4.1 integrantes, en promedio.

Al referir las condiciones habitacionales de esos hogares, el documento detalla que los materiales de las viviendas en las localidades rurales son en definitiva más precarios que en las comunidades urbanas. Por ejemplo, el porcentaje de viviendas con piso de tierra en comunidades urbanas es tan solo de 1.6 por ciento, mientras que en las localidades rurales asciende a 7.1 por ciento.

Asimismo, la encuesta precisa que en las comunidades rurales, las viviendas cuyos materiales para techos son: desechos, láminas de cartón, asbesto o metálicas, carrizo, bambú o palma, embarro o bajareque, representan 3.8 por ciento. Entretanto, las viviendas con materiales frágiles en sus paredes significan 3.7 por ciento del total en las comunidades rurales.

Una casa inteligente en la Sierra de Zongolica

En ese contexto, un grupo de alumnos del Instituto Tecnológico Superior de Zongolica (ITSZ) —que forma parte del Tecnológico Nacional de México (Tecnm)—, campus Tehuipango, se dio a la tarea de mejorar las condiciones de una vivienda en esa comunidad rural, proyecto del cual derivó KualiKalli —que en náhuatl significa "buena casa"—, una casa automatizada en medio de la sierra.

El objetivo de dicho proyecto fue que los alumnos involucrados aplicaran los conocimientos adquiridos en la carrera de ingeniería en sistemas computacionales que en el ITSZ se imparte. Fue así que se determinó automatizar la iluminación, la ventilación y calefacción, los accesos de la vivienda y se implementó un sistema que permite, a través de una conexión wifi, controlar los aparatos electrónicos que cuentan con tecnología de infrarrojo.

De manera adicional, se adaptó un juguete (carrito de madera) para que fuera controlado a través de un dispositivo móvil. “El segundo gran objetivo de automatizar la vivienda fue optimizar (disminuir) el consumo de energía y otros recursos naturales como el agua y el gas”, explicó en entrevista exclusiva Martín Contreras de la Cruz, docente investigador del ITSZ.

De acuerdo con el docente, inicialmente la idea surgió dentro de una de las materias de la carrera de ingeniería de sistemas computacionales, en particular la asignatura de sistemas programables, en la cual los alumnos aprenden el uso de microcontroladores (circuitos integrados programables) en conjunto con el uso de sensores eléctricos. Para este fin se eligió la plataforma de hardware libre Arduino.

"Fue así que se decidió desarrollar prototipos cuya finalidad era su instalación física en una casa real. Para ello se trazaron básicamente cuatro subproyectos que eran: focos automáticos —controlados por wifi o mediante sensores de luminosidad—; también se proyectó agregar y automatizar un sistema de aire acondicionado o calefacción —mediante un sensor de temperatura y un display que active el sensor cuando se rebase la temperatura preestablecida", dijo.

Además de ello, señaló que contemplaron la inclusión de un circuito que manejara la seguridad (apertura) de puertas y ventanas —se utilizaron actuadores eléctricos como los que se colocan en los vehículos—. El último punto que se contempló fue la automatización de los artículos electrónicos de la casa, tales como pantallas, estéreos y DVD.

"Para este punto se desarrolló una aplicación de escritorio y una aplicación móvil que controlara los dispositivos. Se buscó que la aplicación fuera capaz de encender la televisión, la grabadora y el DVD, que son los dispositivos multimedia más comunes en la comunidad de la sierra".

Detalló también que al final, por iniciativa de los propios alumnos, se agregó un subproyecto para la automatización del juguete, ya que en la sierra son comunes los juguetes de madera, de construcción artesanal, así que se decidió tomar uno de ellos y adaptarlo para que fuera controlado mediante un dispositivo móvil a través de conexión Bluetooth.

Del proyecto al prototipo

"Como parte del curso que dio pie al proyecto, estamos experimentando en el uso de mejores prácticas de modelos ágiles de desarrollo de software, utilizando el método cascada como modelo base para la definición de las etapas a seguir, donde el primer paso fue la definición de alcance del proyecto mediante un project charter (acta de constitución del proyecto)".

Después de eso, explicó el coordinador del proyecto, se definieron grupos específicos para cada subproyecto y se buscó la colaboración de un alumno que prestara su casa para llevar a cabo la instalación y, una vez que se tuvo un acuerdo, se comenzó la construcción de los diferentes prototipos de automatización.

"En la siguiente etapa, se realizó un análisis de los dispositivos eléctricos y electrónicos que se iban a utilizar y se realizó un modelaje en 3D de cada una de las instalaciones; posteriormente, comenzó la construcción y validación del funcionamiento de los prototipos".

1 smarthphone0902 1Por último, dijo, se llevó a cabo la instalación física en la casa seleccionada, en la cual se realizaron las pruebas finales de funcionamiento y, en la última etapa del proyecto, se desarrollaron los manuales de usuario, es decir, guías rápidas de funcionamiento para el usuario final.

En busca de la primera empresa de soluciones inteligentes en una comunidad indígena

Entrevistado por la Agencia Informativa Conacyt, Fredy Itehua Itehua, alumno de la carrera de ingeniería en sistemas computacionales del ITSZ, explicó que como estudiantes les resultó muy interesante el proyecto porque les permitió aplicar los conocimientos de la carrera y, sobre todo, concretar proyectos de innovación aplicables a las necesidades de su comunidad.

“Al principio dudamos si lograríamos concretar prototipos funcionales y verlos reflejados en una casa automatizada; no obstante, al final lo logramos y eso nos resultó muy motivante. Ahora sabemos que podemos lograr cosas muy interesantes y creemos que incluso podemos generar una empresa local —la primera en su tipo en la región— enfocada en la creación de soluciones electrónicas inteligentes”.

Benito Contreras Chipahua, también alumno de la carrera de ingeniería en sistemas computacionales del ITSZ e involucrado en el proyecto, expresó para la Agencia Informativa Conacyt que este tipo de proyectos no es solo importante porque les permite aplicar el conocimiento adquirido en la escuela, sino porque tiene impacto social directo en la comunidad.

“Automatizar la casa se verá reflejado en la reducción del consumo eléctrico y, en consecuencia, en el recibo de luz que pagamos en nuestras casas. Además también representa un pequeño impacto positivo en la preservación del medio ambiente y es por ello que buscaremos automatizar la mayoría de las casas de la sierra, para lo cual estamos contemplando la creación de una pequeña empresa orientada a la creación de soluciones inteligentes”, concluyó.