Automatización del hogar

La automatización del hogar o domótica ^{[ 1 ]} es la automatización de edificios para una vivienda . Un sistema de automatización del hogar supervisará y/o controlará elementos de la vivienda como la iluminación, la climatización, los sistemas de entretenimiento y los electrodomésticos. También puede incluir sistemas de seguridad para el hogar, como el control de acceso y las alarmas.

La expresión «hogar inteligente» se refiere a los dispositivos de automatización del hogar que tienen acceso a internet . La automatización del hogar, una categoría más amplia, incluye cualquier dispositivo que pueda ser monitoreado o controlado mediante señales de radio inalámbricas, no solo aquellos con acceso a internet. Cuando están conectados a internet , los sensores domésticos y los dispositivos de activación son un componente importante del Internet de las Cosas («IoT»). ^{[ 2 ]}

Un sistema de automatización del hogar generalmente conecta los dispositivos controlados a un centro de control inteligente (a veces llamado " puerta de enlace "). La interfaz de usuario para controlar el sistema utiliza terminales de pared, tabletas o computadoras de escritorio, una aplicación para teléfonos móviles o una interfaz web que también puede ser accesible de forma remota a través de Internet.

La automatización del hogar temprana comenzó con máquinas que ahorraban trabajo. Los electrodomésticos autónomos que funcionaban con electricidad o gas se volvieron viables en la década de 1900 con la introducción de la distribución de energía eléctrica ^{[ 3 ]} y llevaron a la introducción de lavadoras (1904), calentadores de agua (1889), refrigeradores (1913), máquinas de coser , lavavajillas y secadoras de ropa .

En 1975, se desarrolló X10 , la primera tecnología de red de automatización del hogar de propósito general . Se trata de un protocolo de comunicación para dispositivos electrónicos. Utiliza principalmente el cableado de transmisión de energía eléctrica para la señalización y el control, donde las señales consisten en breves ráfagas de datos digitales por radiofrecuencia , y sigue siendo el más ampliamente disponible. ^{[ 4 ]}

Para 2012, en Estados Unidos, según ABI Research, se instalaron 1,5 millones de sistemas de automatización del hogar. ^{[ 5 ]} Según la firma de investigación Statista ^{[ 6 ]} más de 45 millones de dispositivos inteligentes para el hogar estarán instalados en hogares estadounidenses para finales del año 2018. ^{[ 7 ]} De 2018 a 2023, el número de hogares estadounidenses equipados con dispositivos inteligentes creció un 10,2 % anual hasta alcanzar los 63,43 millones en 2023. ^{[ 8 ]}

La palabra « domótica » es una contracción de la palabra latina para hogar ( domus ) y la palabra robótica . ^{[ 1 ]} La palabra «inteligente» en «hogar inteligente» se refiere a que el sistema conoce el estado de sus dispositivos, lo cual se realiza a través del protocolo de tecnologías de la información y la comunicación (TIC) y el Internet de las cosas (IoT). ^{[ 9 ]}

La automatización del hogar está presente en diversos ámbitos, entre los que se incluyen:

• Calefacción, ventilación y aire acondicionado (HVAC): es posible controlar de forma remota todos los monitores de energía del hogar a través de Internet, incorporando una interfaz de usuario sencilla y amigable. ^{[ 10 ] [ 11 ]}
• Sistema de control de iluminación : una red "inteligente" que incorpora la comunicación entre las distintas entradas y salidas del sistema de iluminación, utilizando uno o más dispositivos informáticos centrales.
• Sistema de control con conocimiento de ocupación: es posible detectar la ocupación de la vivienda mediante contadores inteligentes ^{[ 12 ]} y sensores ambientales como sensores _de CO2 ^{[ 13 ]} , que pueden integrarse en el sistema de automatización del edificio para activar respuestas automáticas para aplicaciones de eficiencia energética y confort del edificio.
• Control de electrodomésticos e integración con la red inteligente y un contador inteligente , aprovechando, por ejemplo, la alta producción de paneles solares al mediodía para hacer funcionar lavadoras. ^{[ 14 ] [ 15 ]}
• Robots domésticos y seguridad: un sistema de seguridad para el hogar integrado con un sistema de automatización del hogar puede proporcionar servicios adicionales como la vigilancia remota de cámaras de seguridad a través de Internet, o el control de acceso y el cierre centralizado de todas las puertas y ventanas perimetrales. ^{[ 16 ]}
• Detección de fugas, detectores de humo y CO ^{[ 17 ] [ 18 ]}
• Máquina para doblar la ropa , cama auto-arrendada
• Sistemas de posicionamiento en interiores (IPS).
• Automatización del hogar para personas mayores y discapacitadas .
• Cuidado de mascotas y bebés , por ejemplo, seguimiento de los movimientos de las mascotas y los bebés y control de los derechos de acceso de las mascotas. ^{[ 19 ]}
• Control de la calidad del aire ( interior y exterior ). Por ejemplo, Air Quality Egg es utilizado por personas en sus hogares para monitorear la calidad del aire y el nivel de contaminación en la ciudad y crear un mapa de la contaminación. ^{[ 20 ]}
• Cocina inteligente, con inventario del refrigerador , programas de cocción predefinidos, supervisión de la cocción, etc.
• Los dispositivos de control por voz, como Amazon Alexa o Google Nest, se utilizan para controlar electrodomésticos o sistemas del hogar.

En 2011, Microsoft Research descubrió que la automatización del hogar podría implicar un alto costo de propiedad, inflexibilidad de los dispositivos interconectados y una gestión deficiente. ^{[ 21 ]} Al diseñar y crear un sistema de automatización del hogar, los ingenieros toman en cuenta varios factores, como la escalabilidad, la eficacia con la que se pueden monitorear y controlar los dispositivos, la facilidad de instalación y uso para el consumidor, la asequibilidad, la velocidad, la seguridad y la capacidad de diagnosticar problemas. ^{[ 22 ]} Los hallazgos de iControl mostraron que los consumidores priorizan la facilidad de uso sobre la innovación técnica, y aunque reconocen que los nuevos dispositivos conectados tienen un atractivo inigualable, aún no están listos para usarlos en sus propios hogares. ^{[ 23 ]}

Históricamente, los sistemas se han vendido como sistemas completos donde el consumidor depende de un único proveedor para todo el sistema, incluyendo el hardware, el protocolo de comunicación, el concentrador central y la interfaz de usuario. Sin embargo, ahora existen sistemas de hardware y software de código abierto que pueden usarse en lugar de hardware propietario o junto con él. ^{[ 21 ]} Muchos de estos sistemas se conectan con dispositivos electrónicos de consumo como Arduino o Raspberry Pi, que son fácilmente accesibles en línea y en la mayoría de las tiendas de electrónica. ^{[ 24 ]} Además, los dispositivos de automatización del hogar se conectan cada vez más con teléfonos móviles a través de Bluetooth, lo que permite una mayor asequibilidad y personalización para el usuario. ^{[ 9 ]}

La automatización del hogar sufre de fragmentación de plataformas y falta de estándares técnicos ^{[ 25 ] [ 26 ] [ 27 ] [ 28 ] [ 29 ] [ 30 ]} una situación donde la variedad de dispositivos de automatización del hogar, tanto en términos de variaciones de hardware como de diferencias en el software que se ejecuta en ellos, dificulta la tarea de desarrollar aplicaciones que funcionen de manera consistente entre diferentes ecosistemas tecnológicos inconsistentes . ^{[ 31 ]} Los clientes pueden dudar en apostar su futuro de IoT a software propietario o dispositivos de hardware que utilizan protocolos propietarios que pueden desaparecer o volverse difíciles de personalizar e interconectar. ^{[ 32 ]}

La naturaleza de los dispositivos de automatización del hogar también puede ser un problema para la seguridad , la protección de datos y la privacidad de los datos , ya que los parches para los errores encontrados en el sistema operativo principal a menudo no llegan a los usuarios de dispositivos más antiguos y de menor precio. ^{[ 33 ] [ 34 ]} Un grupo de investigadores afirma que la falta de soporte por parte de los proveedores para los dispositivos más antiguos con parches y actualizaciones deja a más del 87 % de los dispositivos activos vulnerables. ^{[ 35 ] [ 36 ]}

Los inquilinos que alquilan a propietarios que deciden modernizar sus viviendas con tecnología para hogares inteligentes han manifestado su preocupación. ^{[ 37 ]} Estas preocupaciones incluyen conexiones inalámbricas débiles que hacen que la puerta o el electrodoméstico sean inutilizables o poco prácticos; la seguridad de los códigos de acceso a las puertas que guarda el propietario; y la posible invasión de la privacidad que supone conectar las tecnologías para hogares inteligentes a las redes domésticas.

Los investigadores también han realizado estudios de usuarios para determinar cuáles son las barreras para los consumidores al integrar dispositivos o sistemas de automatización del hogar en su vida diaria. Una de las principales conclusiones se refería a la facilidad de uso, ya que los consumidores tienden a optar por soluciones "plug and play" en lugar de configuraciones más complicadas. ^{[ 38 ]} Un estudio encontró que había grandes brechas en los modelos mentales generados por los usuarios sobre cómo funcionan realmente los dispositivos. ^{[ 38 ]} Específicamente, los hallazgos mostraron que había muchos malentendidos relacionados con el lugar donde se almacenaban los datos recopilados por los dispositivos inteligentes y cómo se utilizaban. ^{[ 38 ]} Por ejemplo, en una configuración de luz inteligente, una participante pensó que su iPad se comunicaba directamente con la luz, indicándole que se apagara o se encendiera. ^{[ 38 ]} En realidad, el iPad envía una señal al sistema en la nube que utiliza la empresa (en este caso, el Hue Bridge) que luego envía una señal directamente al dispositivo. ^{[ 38 ]}

En general, este campo aún está en evolución y la naturaleza de cada dispositivo cambia constantemente. Mientras los tecnólogos trabajan para crear protocolos de seguridad más seguros, optimizados y estandarizados, los consumidores también necesitan comprender mejor cómo funcionan estos dispositivos y las implicaciones de tenerlos en sus hogares. El crecimiento de este campo se ve actualmente limitado no solo por la tecnología, sino también por la capacidad del usuario para confiar en un dispositivo e integrarlo con éxito en su vida diaria.

La utilización de la automatización del hogar podría conducir a técnicas de ahorro de energía más eficientes e inteligentes. ^{[ 39 ]} Al integrar las tecnologías de la información y la comunicación (TIC) con sistemas de energía renovable como la energía solar o eólica, los hogares pueden tomar decisiones autónomas sobre si almacenar energía o gastarla para un electrodoméstico determinado, ^{[ 39 ]} lo que genera impactos ambientales positivos en general y facturas de electricidad más bajas para los consumidores que utilizan el sistema. Para ello, los investigadores proponen utilizar datos de sensores sobre la actividad del consumidor dentro del hogar para anticipar sus necesidades y equilibrarlas con el consumo de energía. ^{[ 40 ]}

Además, la domótica tiene un gran potencial en lo que respecta a la seguridad familiar. Según una encuesta realizada por iControl en 2015, los principales impulsores de la demanda de dispositivos inteligentes y conectados son, en primer lugar, la «seguridad personal y familiar» y, en segundo lugar, el «entusiasmo por el ahorro energético». ^{[ 41 ]} La domótica incluye una variedad de sistemas de seguridad inteligentes y sistemas de vigilancia. Esto permite a los consumidores supervisar sus hogares cuando están fuera y otorgar acceso a esa información a familiares de confianza en caso de que ocurra algún incidente.

Si bien existen numerosos proveedores que compiten entre sí, cada vez se realizan más esfuerzos por adoptar sistemas de código abierto . Sin embargo, el estado actual de la automatización del hogar presenta problemas, como la falta de medidas de seguridad estandarizadas y la obsolescencia de dispositivos antiguos sin compatibilidad con versiones anteriores.

La domótica tiene un gran potencial para compartir datos entre miembros de la familia o personas de confianza con fines de seguridad personal y podría conducir a medidas de ahorro energético con un impacto medioambiental positivo en el futuro.

El mercado de la automatización del hogar alcanzó un valor de 64.000 millones de dólares estadounidenses en 2022 y se prevé que crezca hasta superar los 163.000 millones de dólares en 2028.

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  Panel de conexiones doméstico, no estructurado
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  Automatización de pozos y bombas de refuerzo

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