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INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL

ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA UNIDAD ZACATENCO

“Diseño e implementación de un sistema de monitoreo “verde” para una empresa comercial”

TESIS

Que para obtener el título de Ingeniero en

Comunicaciones y Electrónica

Presenta:

Lesly Violeta Camacho Corona

Asesores: Ing. Genaro Zavala Mejía M. en C. Roberto Galicia Galicia

México D.F. Junio 2013 INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIA MECANICA y ELECTRICA UNIDAD PROFESIONAL "ADOLFO LOPEZ MATEOS" TEMA DE TESIS

QUE PARA OBTENER EL TITULO DE INGENIERO EN COMUNICACIONES Y ELECTRÓNICA POR LA OPCION DE TITULACION TESIS Y EXAMEN ORAL INDIVIDUAL DEBERA(N) DESARROLLAR C. LESLY VIOLETA CAMACHO CORONA

"DISEÑO E IMPLEMENTACIÓN DE UN SISTEMA DE MONITOREO "VERDE" PARA UNA EMPRESA COMERCIAL"

DISEÑAR E INSTALAR UN SISTEMA DE M0NITOREO LOCAL y REMOTO INTEGRANDO RECURSOS TECNÓLOGICOS ACTUALES y EMPLEANDO FWENTES DE ENERGÍA ALTERNA

• INTEGRAR RECURSOS DE "ID\RDWARE PARA REDES, SERVIDORES, EQUIPO DE INTERCONECTIVIDAD, EQUIPOS TERMINALES Y € AMARAS IP PARA MONITOREAR EAS DIFERENTES SECCIONES DE LA EMPRESA • CONFIGURAR El DNS PARA ACCESOS A DIRECCIONES IP DINÁMICAS POR MEDIO lE UNA DIRECCIÓN IP FIJA. • DISEÑAR UNIi\ PÁGINA WEB y UNA INTERFAZ GRÁFICA PARA EL CONTROL DEL SISTEMA. • DISEÑAR UN SISTEMA DE AeIMENTACIÓN QUE EMPLEE PANELES SOLARES Y ANALIZAR SU FACTIBILIDAD DE IMPLEMENTACIÓN.

MÉXICO D.F. A 28 DE MAYO DE 20] 3

ASESORES

-.¿OJ .;u ~ "1\"ROBERTO GALlCIA GALleJA ...

Agradecimientos

A mis padres, Margarita y Teodolfo, por su confianza, comprensión y apoyo sin condiciones, gracias por todo el amor que recibo de ustedes y por ser mi guía en este camino. Todo lo que soy se lo debo a sus enseñanzas, a sus consejos y a la educación que ustedes me dieron. Los admiro mucho y les estaré eternamente agradecida por brindarme la oportunidad de estudiar una carrera.

A mis hermanos, Fabiola y Fernando, les agradezco por creer en mí, por motivarme y apoyarme moral y económicamente para realizar mi tesis, y por hacerme saber que siempre podré contar con ustedes. Gracias por preocuparse por mí y acompañarme en esta etapa.

A Gustavo por aguantar mis buenos y malos momentos, por hacer los instantes de presión más soportables, y sobre todo, por involucrarse y apoyarme en el proyecto. Gracias por estar conmigo, por compartir tantas cosas y cuidarme siempre.

Finalmente quiero agradecer a mis amigos y compañeros, por el apoyo, las sonrisas, las muestras de afecto, por alentarme continuamente y hacer de toda esta aventura, la mejor experiencia de mi vida.

GRACIAS

Lesly Violeta Camacho Corona

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Índice Contenido

Agradecimientos ...... 2 Índice ...... 3 Índice de Figuras ...... 6 Índice de Tablas ...... 7 Objetivos ...... 8 Planteamiento del problema ...... 9 Capítulo I Estado del Arte ...... 12 1.1 Empresas que proporcionan servicios de video-vigilancia ...... 12 1.2 Sistemas de seguridad y video-vigilancia en lugares públicos ...... 13 1.2.1 Video-vigilancia en el metro del D.F...... 13 1.2.2 Video-vigilancia y seguridad en bares, cafeterías y restaurantes ...... 14 1.3 Sistemas ahorradores de energía ...... 14 1.3.1 Sistemas ahorradores de energía en viviendas ...... 15 1.3.2 Ahorro energético en restaurantes y cafeterías ...... 15 1.4 Líneas de investigación sobre tecnología solar ...... 16 1.4.1 Células fotovoltaicas orgánicas abaratarán la producción de energía solar ...... 16 1.4.2 Los avances en energía solar fotovoltaica se enfrentan al abaratamiento de las fotocélulas de silicio convencionales ...... 18 1.4.3 Fabricando paneles solares más baratos con un cañón de iones ...... 19 1.4.4 El MIT pone a trabajar a virus en paneles solares más eficientes ...... 20 Capítulo II Marco Teórico ...... 23 2.1 Circuito Cerrado de Televisión ...... 23 2.1.1 Cámaras de un sistema de CCTV ...... 24 2.1.2 Características de las cámaras profesionales ...... 24 2.1.3 Monitor y sus características...... 25 2.1.4 Medio de transmisión de imágenes ...... 26 2.1.5 Alojamientos y soportes ...... 27 2.1.6 Mecanismos de movimiento ...... 27 2.1.7 Funciones del compresor y el secuenciador ...... 27 2.1.8 Multiplexor: descripción y funciones ...... 28 2.1.9 Equipo de grabación ...... 28 2.1.10 DVR Características principales ...... 28

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2.2 Vigilancia IP ...... 29 2.2.1 Normas de Compresión de Video ...... 31 2.2.2 Diferencias entre un sistema analógico y uno digital ...... 31 2.3 Cámaras IP ...... 32 2.3.1 Sistemas digitales de video ...... 34 2.3.2 Redes IP ...... 34 2.3.3 Conexión simple a Internet ...... 35 2.3.4 Acceso remoto ...... 36 2.4 Tecnología solar ...... 36 2.4.1 Elementos de una ISF ...... 37 2.4.2 La célula solar: características básicas ...... 37 2.4.3 El panel solar ...... 38 2.4.4 Agrupamiento y conexión de paneles ...... 41 2.4.5 El regulador ...... 41 2.4.6 Tipos de baterías ...... 43 2.4.7 El inversor ...... 44 2.5 Dimensionado de ISF ...... 48 2.5.1 Orientación de los Módulos Fotovoltaicos ...... 48 2.5.2 Dimensionado de los Paneles ...... 49 2.5.3 Pérdidas ...... 51 2.5.4 Dimensionado de las baterías ...... 51 2.5.5 Diseño inversor...... 52 2.6.6 Protecciones ...... 53 2.6 Páginas Web ...... 53 2.6.1 Sitio Web ...... 54 2.6.2 Lenguajes para desarrollo de páginas Web ...... 55 2.6.3 Editores de páginas Web ...... 60 Capítulo III. Desarrollo del sistema ...... 63 3.1 La elección del equipo ...... 63 3.1.1 Instalación física de la cámara IP ...... 65 3.1.2 Configuración de los parámetros de red de la cámara IP ...... 65 3.1.3 Asignación de una dirección IP y un puerto ...... 66 3.1.4 Acceso a la cámara IP mediante el navegador de Internet ...... 66 3.1.5 Configuración del enrutador para acceder a la cámara IP desde Internet ...... 67

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3.1.6 Configuración del servicio DDNS ...... 67 3.1.7 Configuración de la conexión inalámbrica (WiFi) ...... 68 3.1.8 Otras configuraciones ...... 68 3.1.9 Instalación en las áreas de la empresa comercial ...... 69 3.2 Desarrollo de página Web ...... 69 3.2.1 Creación del sitio Web ...... 71 3.3 Diseño de la Instalación Solar Fotovoltaica (ISF) ...... 72 3.3.1 Estimación del nivel de radiación solar ...... 73 3.3.2 Estimación de la carga ...... 74 3.3.3 Dimensionamiento de los componentes y estimación del presupuesto ...... 74 3.3.4 Estimación de costos ...... 78 Conclusiones y Recomendaciones ...... 81 Conclusiones del sistema de monitoreo ...... 81 Conclusiones de instalación solar fotovoltaica ...... 81 Conclusiones acerca del sitio Web ...... 82 Recomendaciones del sistema de monitoreo ...... 82 ANEXOS ...... 84 Anexo 1 ...... 84 Hoja de especificaciones de cámara IP, modelo FS-613A-M136, marca EasyN ...... 84 Anexo 2 ...... 87 Bosquejos de Instalación ...... 87 Anexo 3 ...... 91 Adobe Creative Suite ...... 91 Anexo 4 ...... 98 Hoja de especificaciones de los Paneles Solares ...... 98 Anexo 5 ...... 100 Hoja de especificaciones del Regulador ...... 100 Anexo 6 ...... 100 Hoja de especificaciones del Inversor ...... 100 Anexo 7 ...... 103 Bosquejo eléctrico ...... 103 Anexo 8 ...... 107 Legislación video-vigilancia ...... 107 Bibliografía ...... 109

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Índice de Figuras Figura 1. Célula de pigmentos de estado sólido ...... 18 Figura 2. Célula de grafeno...... 19 Figura 3. Cañón de iones “Hyperion”...... 19 Figura 4. Representación 3D del virus M13 ...... 20 Figura 5. Sistema tradicional de CCTV ...... 24 Figura 6. Diagrama de una conexión de vigilancia IP ...... 31 Figura 7. Funcionamiento interno de una cámara IP ...... 33 Figura 8. Esquema de las partes externas de una cámara IP ...... 33 Figura 9. Protocolo NAT ...... 35 Figura 10. Esquema de una ISF...... 37 Figura 11. Célula solar ...... 38 Figura 12. Características de panel solar ...... 39 Figura 13. Células en serie y paralelo ...... 40 Figura 14. El regulador ...... 41 Figura 15. Esquema de conexión del regulador ...... 43 Figura 16. Instalación autónoma ...... 45 Figura 17. Misión del inversor ...... 45 Figura 18. Características deseables en el inversor ...... 46 Figura 19. Irradiación real ...... 50 Figura 20. Ángulos de visión en movimiento de la cámara IP modelo FS-613A-M136, marca EasyN...... 63 Figura 21. Formas de control remoto de la cámara ...... 64 Figura 22. Instalación física de la cámara ...... 65 Figura 23. Configuración de parámetros de red...... 66 Figura 24. Configuración del enrutador ...... 67 Figura 25. Visualización de múltiples cámaras ...... 69 Figura 26. Proceso de diseño de una página Web en Adobe Photoshop ...... 71 Figura 27. Muestra la generación de código HTML en Adobe Dreamweaver ...... 72 Figura 28. Niveles de radiación global media diaria en la República mexicana ...... 73 Figura 29. Topología para el consumo mínimo ...... 76 Figura 30. Topología del consumo máximo ...... 77

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Índice de Tablas

Tabla 1. Cuadro comparativo CCTV vs IP ...... 32 Tabla 2. Tipos de células solares ...... 40 Tabla 3. Tipos de baterías...... 52 Tabla 4 Presupuesto de implementación ...... 68 Tabla 5. Nivel de radiación en la zona de interés ...... 73 Tabla 6. Tipos y cantidad de cargas ...... 74 Tabla 7. Capacidad del acumulador y núm. de baterías calculado ...... 78 Tabla 8. Monto aproximado de los gastos de instalación ...... 78 Tabla 9. Costo de consumo mínimo ...... 79 Tabla 10. Costo de consumo máximo ...... 79 Tabla 11. Tipo de servicio contratado en CFE ...... 80 Tabla 12. Facturación de servicio en CFE ...... 80 Tabla 13. Pago promedio en CFE ...... 80 Tabla 14. Recuperación de la inversión...... 80

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Objetivos

Objetivo General

Diseñar e instalar un sistema de monitoreo local y remoto integrando recursos tecnológicos actuales y empleando fuentes de energía alterna.

Objetivos Particulares

 Integrar recursos de hardware para redes, servidores, equipo de interconectividad, equipos terminales y cámaras IP para monitorear las diferentes secciones de la empresa.  Configurar el DNS para acceso a direcciones IP dinámicas por medio de una dirección IP fija.  Diseñar una página Web y una interfaz gráfica para el control del sistema.  Diseñar un sistema de alimentación que emplee paneles solares y analizar su factibilidad de implementación.

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Planteamiento del problema Con el incremento del volumen de datos, las nuevas líneas de investigación, el desarrollo tecnológico y la competencia corporativa, muchas empresas se han percatado que se necesita, no sólo proteger su información, sino también sus recursos humanos e infraestructuras que están al servicio de la compañía. En la actualidad, con el acelerado ritmo de vida de las personas y la grave situación por la que atraviesa el país, en cuanto a seguridad se refiere, hace que la video-vigilancia y monitoreo se hayan convertido en un guardia de seguridad esencial, y una puerta de enlace al óptimo y correcto funcionamiento de personal, servicios, procesos o departamentos y en base a estas necesidades, se plantea este tema para la presente investigación. La idea de realizar este proyecto surge, en primera instancia, cuando se toma en cuenta que la seguridad es un factor importante en todo negocio, empresa, industria, casa-habitación, escuela, etc. y que se ha vuelto una herramienta de primera necesidad. Pero un sistema de vídeo monitoreo no sólo soluciona problemas de seguridad, hay muchas otras áreas donde su uso marca una diferencia importante, todo depende del lugar y el fin para el cual sea colocado el sistema.

Al observar los problemas que existen en un local comercial con giro de cafetería y restaurante, donde se hallan dificultades de organización, debido a que el dueño no siempre puede estar en su negocio, y necesita garantizar la seguridad de los bienes y las personas que asisten al lugar, además de verificar el cumplimiento por parte de los trabajadores, de sus obligaciones laborales, y que cada área esté debidamente atendida para que haya una satisfacción total del cliente; como una solución a estos conflictos, se propone un diseño e instalación de un sistema de monitoreo local y remoto, en el establecimiento comercial implementando tecnología “verde” para proteger el medio ambiente.

Dicha propuesta, de acuerdo a las necesidades del negocio, se dividió en dos grandes soluciones:

 Vigilancia y seguridad  Mejora de atención y calidad de servicio

En “vigilancia y seguridad” los aspectos que se tratarán de resolver, son: correcta utilización del equipo e instrumentos, control de zonas específicas del local, reducir la pérdida de artículos del inventario, cumplimiento de labores por parte del personal, evidencia visual de robos o violencia, seguimiento desde cualquier lugar y grabación remota.

En “mejora de atención y calidad del servicio”, lo que se intentará solucionar será: satisfacción total del cliente, rapidez y eficiencia en comandas, calidad e higiene de los alimentos, mejora en atención y servicio al cliente, y lógicamente, con el óptimo funcionamiento del negocio en todos los aspectos, se esperan mayores beneficios económicos.

Para las soluciones mencionadas se utilizarán herramientas, tales como las cámaras IP e Internet. A través de ambos instrumentos, es posible que se permita el acceso al

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mismo desde cualquier PC con conexión a Internet, o incluso en un teléfono inteligente. El sistema consiste en capturar y enviar vídeo en tiempo real a través de la red, y admitir a usuarios autorizados que aún cuando se encuentren en distintas ubicaciones, puedan acceder simultáneamente a las imágenes captadas por la misma cámara, para así monitorear y/o gestionar la situación.

Por otro lado, el medio ambiente global manifiesta, cada vez más, un mayor deterioro debido al uso indiscriminado de los recursos naturales, y a la insuficiente atención que se da, a la solución de los efectos negativos que esto produce sobre los seres vivos que habitamos el planeta. En este sentido, es relevante pensar en alternativas que sean amigables, con la grave situación ambiental en la que vivimos, y por esta razón se ha propuesto, que la alimentación del sistema sea en su mayoría por medio de energía solar. Sin duda la instalación del sistema beneficiaría a todos los actores implicados: medio ambiente, propietario, empleados y clientes, levantando considerablemente el establecimiento como un lugar plenamente organizado, atendido, seguro y rentable.

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CAPÍTULO I ESTADO DEL ARTE

Capítulo I Estado del Arte Hoy en día, el crecimiento global de entidades y organizaciones, y su migración hacia instalaciones cada vez más complejas, eleva la necesidad de garantizar la seguridad y protección de los datos y su valor. En el marco de esta tendencia global, se exige cada vez más la supervisión general y el despliegue de redes de vigilancia, que permite un control centralizado de dichas instalaciones. A su vez, el aumento en la seguridad exigida por la ciudadanía en entornos municipales, requiere un desarrollo completo de soluciones de video-vigilancia y seguridad, capaces de interconectar y gestionar variedad de puntos remotos, generando imágenes de video de gran calidad, para su posterior almacenamiento y procesamiento 1.1 Empresas que proporcionan servicios de video-vigilancia El sector de la video-vigilancia está en pleno auge, impulsada por una creciente preocupación por la seguridad pública y privada, así como por los cambios tecnológicos. La transición al video en red se hace realidad, a medida que se amplían las posibilidades inteligentes de la gestión de la seguridad, a través de redes IP y mediante el uso de cámaras de red, los sistemas se pueden ampliar de forma mucho más sencilla. Esta estrategia que conduce hacia sistemas abiertos, ofrece posibilidades de vigilancia y supervisión más productivas y rentables que nunca. La seguridad en nuestros días recae en gran medida en la vigilancia pública, privada y la tele-vigilancia que se realiza, tanto en algunos lugares públicos como en forma externa e interna de muchas empresas. En el caso de la video-vigilancia, ésta puede ser llevada a cabo mediante un circuito cerrado de televisión (CCTV), programas de reconocimiento facial, sensores de proximidad, cámaras infrarrojas, cámaras robots, secuenciadores de video, cámaras de intemperie con radiofrecuencia, cámaras de baja iluminación con cobertura de hasta 120 m. en total obscuridad, de interiores con poca iluminación, cámaras acuáticas, etcétera.

Este tipo de sistemas de seguridad ha sido implementado en cajeros automáticos, transmisiones telemáticas, en tiendas departamentales, centros comerciales y de entretenimiento, bancos, escuelas, cárceles, instituciones públicas y privadas, calles, plazas, carreteras, tráfico vehicular, seguridad infantil, clima, medio ambiente, hospitales empresas, casas, etc., y puede ser implementado en “cualquier espacio que requiera vigilancia”.

Debido al aumento de la inseguridad, la sociedad se ha visto en la necesidad de adquirir servicios que les brinden una mayor protección, y uno de los más requeridos es el sistema a través de cámaras de vídeo, que se ha ido desarrollando a pasos agigantados, comenzando con los circuitos cerrados de televisión, hasta los sistemas con cámaras IP.

Los sistemas de vigilancia por video, se están volviendo más comunes en los edificios de oficinas, estructuras externas, escuelas e incluso en las calles. La vigilancia se ha convertido en un componente integral, de los métodos de control de acceso enriquecidos con sistemas biométricos y sistemas de rastreo.

En la actualidad han surgido un sinnúmero de empresas, que se especializan en el diseño e instalación de sistemas de monitoreo y video-vigilancia, a través de cámaras. Dichas empresas ofrecen básicamente el mismo tipo de servicios (diseño del sistema, venta de equipo, instalación y soporte técnico), y van desde las microempresas que sólo se dedican a la cuestión técnica, hasta monstruos corporativos, como TELMEX o

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CISCO, que ofrecen sus servicios en este fructífero rubro. No importando el tamaño de la empresa, todas tienen como propósito principal ofrecer seguridad, con facilidad de acceso y manejo, sin interesar la distancia ni el tiempo, buscando la rentabilidad del negocio, optimizando los costos.

Por su parte, la empresa mexicana TELMEX, lanzó al mercado un servicio de video- monitoreo basada en una aplicación IP, que ofrece a las empresas la capacidad de visualizar cámaras de video analógicas o IP, así como, grabar video en tiempo real bajo un esquema centralizado, y resguardado en el Data Center de TELMEX o de manera local, brindando al cliente la posibilidad de observar y administrar cualquier sitio conectado.

Una de las grandes características del servicio, denominado “Video Vigilancia Administrada de TELMEX”, es que TELMEX se encarga de toda la administración y gestión, lo que le brinda a sus clientes tener un solo punto de contacto para cualquier solicitud, poniendo a su disposición, ejecutivos y consultores para atender cualquier requerimiento, permitiéndole así al cliente, enfocar las actividades de su personal a la administración y desarrollo de su negocio exclusivamente.

El servicio proporciona Atención y asesoría con personal calificado, a través del Centro de Atención a Redes Empresariales (CARE). 1.2 Sistemas de seguridad y video-vigilancia en lugares públicos

Una de las prioridades en los lugares públicos, es mantener el orden y la seguridad para el beneficio de la población, es por ello que se ha comenzado a implementar equipos de video-vigilancia en muchos de estos lugares.

1.2.1 Video-vigilancia en el metro del D.F.

Hoy en día, el Metro es uno de los medios de transporte más utilizados y el de mayor demanda entre la población capitalina, así como también, un lugar con alto índice de delincuencia en sus diversas estaciones de cada línea. A fin de garantizar la integridad física, de los más de cinco millones de usuarios que usan el metro, el Gobierno del Distrito Federal pondrá en operación las primeras cien cámaras de video vigilancia, al interior de los trenes que prestan servicio en las Líneas 1 y 2, que corren de Pantitlán a Observatorio y de Taxqueña a Cuatro Caminos.

El director del Sistema de Transporte Colectivo Metro, explica que desde 2009 se instalaron 3400 cámaras de video vigilancia, ubicadas en los andenes de las estaciones de mayor afluencia, mecanismos de inteligencia artificial y personal policiaco. Con estas medidas se disminuyó en 80% la comisión de delitos a usuarios del metro, al pasar de 12 a 1.1 transgresiones diarias, y para 2010 se detuvieron a 14 bandas que cometían robo con violencia, dentro de las instalaciones de dicho medio de transporte.

El nuevo sistema de vigilancia será en tiempo real, pues cuenta con dispositivos, como sistemas de repetición de señal, transmisión a través de fibra óptica, modulación y demodulación de la señal, que permitirá que la imagen llegue a los centros de monitoreo.

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1.2.2 Video-vigilancia y seguridad en bares, cafeterías y restaurantes Los establecimientos públicos, como bares, cafeterías y restaurantes, están sometidos por su propia naturaleza, a situaciones que hacen aconsejable el control a distancia, por parte de los propietarios o responsables del local. Un ejemplo de esto, es el sistema instalado en los restaurantes McDonald´s, donde los equipos tienen que ser robustos, mantenerse flexibles para actualizaciones y, más aún, permitir la obtención de evidencias de prueba convincentes, sin dejar que nadie pueda modificar las configuraciones o poner en peligro la seguridad de la red. Al elegir un sistema de video vigilancia, fue de vital importancia para McDonald's: la fiabilidad, el fácil manejo y la flexibilidad de la solución

La seguridad del personal fue el motivo principal para instalar un sistema de CCTV. Pero la inversión de McDonald's en una instalación de vigilancia de alta calidad, también conlleva otras ventajas. La ubicación estratégica de los restaurantes, lleva a que la policía local se dirija en ocasiones a McDonald's, por material de imágenes de crímenes o disturbios. En muchos casos, el acontecimiento no tiene nada que ver con el restaurante, pero la policía sabe que su sistema de cámaras, puede proporcionarles imágenes útiles, colaborando así con la policía local.

Las cámaras, y también los monitores, se instalan de forma claramente visible, para que todos sepan que son vigilados, como una buena herramienta de intimidación, y que la gente sepa que el restaurante dispone de una instalación de CCTV, que funciona y que la utilizan.

Mucha gente tiene acceso a los grabadores, y por lo tanto, es imprescindible que nadie pueda borrar grabaciones, o modificar el funcionamiento sin autorización. El fabricante ha resuelto este problema, facilitando la creación de diferentes niveles de acceso. Los restaurantes solamente manejan los grabadores, y los encargados saben de qué manera pueden ver las imágenes y, si es necesario, cómo grabarlas en un CD.

Otro aspecto relevante, es que los dueños de restaurantes y otras empresas presten atención a la seguridad de los lotes de estacionamiento. “Security Monitor Pro” es un software de vigilancia profesional, que permite a los propietarios de empresas y agentes de seguridad, mantener un ojo en lo que pasa fuera de sus zonas de tiendas. Proteger a los empleados y clientes que tienen que caminar a sus autos, o incluso, registrar los accidentes de estacionamiento en caso de que haya un conflicto dentro de las instalaciones, y por supuesto, en caso de intento de robo.

Cada día resulta imprescindible disponer de un sistema de video-vigilancia y monitoreo, tanto en negocios como en viviendas, pero de manera muy especial, en establecimientos de hostelería como bares, restaurantes y cafeterías, por la gran afluencia de clientes, para monitoreo de áreas específicas o el control en la preparación de bebidas y alimentos, así como el personal que labora en el sitio.

1.3 Sistemas ahorradores de energía El desarrollo de la energía solar se remonta a más de 100 años. En los primeros días, la energía solar se utilizaba principalmente para la producción de vapor, para manejar

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maquinaria. Pero no fue hasta el descubrimiento del “efecto fotovoltaico”, por Henri Becquerel, que permitió la conversión de luz solar en energía eléctrica. Los paneles solares encontraron su uso general por primera vez, en satélites espaciales. Para la mayoría de la gente, el primer panel solar en su vida, probablemente se encontraba en una calculadora alrededor de la década de 1970.

Actualmente, los paneles solares y sistemas completos de paneles solares, se utilizan para una amplia variedad de aplicaciones, como suministrar energía solar para toda la casa y los edificios comerciales, como la sede de Google en California. 1.3.1 Sistemas ahorradores de energía en viviendas En México actualmente, sólo dos desarrolladoras integran paneles solares a los inmuebles que construyen, para ofertarlos a los derechohabientes del Infonavit, se trata de GEO y URBI, mientras que las demás desarrolladoras de vivienda, sólo otorgan focos ahorradores de energía, para cumplir con los requisitos de ecotecnias que les exige el Infonavit. Es difícil convencer a las compañías constructoras, de implementar este tipo de esquemas de ahorro de energía eléctrica en las viviendas, debido a que tienen distintos modelos de negocios. Por ejemplo, algunas desarrrolladoras optan por integrar únicamente sistemas de ahorro o calentamiento de agua, además de focos ahorradores de luz, pero no se trata de sistemas integrales. En este contexto, mientras existen compañías inmobiliarias que incluso buscan adquirir paneles solares de otros países, hay otras que no lo tienen en el radar. Debido a que con la instalación de focos ahorradores, pasan el puntaje requerido por el Infonavit, no invierten en paneles solares. Actualmente, la empresa Solartec trabaja para que todas las desarrolladoras que construyen casas de interés social, integren paneles solares en las viviendas; ya que el costo de un panel solar es de 10,000 pesos en adelante, aunque ofrece la ventaja de que no hay costo de mantenimiento. En este sentido, el hecho de que dos de las desarrolladoras inmobiliarias más grandes del país, integren la tecnología de celdas solares, incentiva a las demás constructoras a implementar este sistema de ahorro, esto para estar al nivel de lo que se oferta en el mercado. 1.3.2 Ahorro energético en restaurantes y cafeterías Cuando se habla de bajar costos, una idea muy socorrida es “ahorrar en energía”, a la cual se le puede dar un enfoque más estratégico, dado que el mejor ahorro es ser eficientes en lo que se está pagando. Podemos ahorrar más a largo plazo, si hacemos eficiente el gasto energético mediante un consumo inteligente. Nuestro país exige competitividad a través de la gestión energética, en México desperdiciamos 30 a 40% de la energía generada, lo cual finalmente redunda en un alto costo en los recibos a pagar. El concepto macro- energético nos habla en México de reformas integrales y suministro asegurado, pero en la micro-energía es en donde se generan los grandes ahorros, en el comercio, los servicios e inclusive en el hogar. Un mundo preocupado por el calentamiento global, tiende a un cambio de hábitos que se puede concretar en tres tácticas: Menor consumo de energía, energías más limpias y dispositivos más eficientes.

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Metro por metro, los restaurantes son los que más energía consumen en el sector comercio: la comodidad de los comensales es la prioridad, los alimentos deben ser almacenados y cocinados en su punto, tanto por razones culinarias como sanitarias, y no sólo es cocinar, es iluminar, es limpiar, es enfriar y es lavar. Se pueden realizar grandes ahorros sólo cambiando algunas prácticas diarias.

El primer paso en la gestión de energía, es conocer cuánto gastamos y consumimos en electricidad, gas, agua y combustible para transporte, pero no sólo en términos monetarios, en las unidades en que se miden cada una de éstas: kilowatts, litros y metros cúbicos. El segundo paso es identificar las áreas de consumo: iluminación, ventilación, aire acondicionado y calefacción, refrigeración de alimentos, cocinado, lavado y limpieza, equipo administrativo y transporte. Se deben tomar medidas en tres niveles: sin costo, de bajo costo y finalmente inversiones inteligentes a largo plazo.

Un ejemplo claro de implementación de este tipo de gestión, es la empresa española Digion Nuevas Tecnologías, quien llegó durante el año pasado, a un acuerdo con la compañía estadounidense de comida rápida McDonald’s, para instalar paneles solares termodinámicos de la empresa SOLAR PST. Las nuevas aperturas de establecimientos de la cadena de restaurantes en España y, probablemente en otros países de Europa, contarán con paneles solares termodinámicos, que abastecerán de agua caliente sus instalaciones. Hasta el momento, Solar PST ya ha dispuesto sus paneles en casi 30 de sus restaurantes, que tiene McDonald’s en España a través de su filial en Madrid Digion Nuevas Tecnologías.

A lo largo de este año se instalarán los paneles solares termodinámicos, siguiendo el nuevo protocolo ecológico de McDonald’s. Se estudia implantar la tecnología en 41 restaurantes que ya habían sido abiertos con anterioridad.

Con la instalación de los paneles solares termodinámicos en sus establecimientos, la empresa evita la emisión a la atmósfera de varias toneladas de CO2, y el uso de cualquier tipo de combustible contaminante.

Los paneles solares termodinámicos Solar PST captan el calor del sol, la lluvia y el viento, incluso por la noche, para posteriormente transmitirlos a un termo acumulador que almacena el agua a más de 50º.

1.4 Líneas de investigación sobre tecnología solar 1.4.1 Células fotovoltaicas orgánicas abaratarán la producción de energía solar La empresa británica Carbon Trust, junto a la Universidad de Cambridge y la empresa The Technology Partnership, lidera un proyecto para abaratar el costo de producción de células fotovoltaicas orgánicas. Según los responsables de este proyecto, la fabricación de paneles solares mediante esta tecnología, permitiría generar electricidad a un precio parecido al de la red eléctrica convencional. Asimismo, Carbon Trust tiene previsto desplegar 1GW de células fotovoltaicas orgánicas en 2017, por todo el Reino Unido, lo que ayudaría a reducir las emisiones de CO2 en un millón de toneladas al año. Las fuentes de energía basadas en células fotovoltaicas orgánicas, se han hecho muy populares y han llamado la atención de algunas empresas del sector, porque a priori,

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es una tecnología mucho más barata de producir que las células fotovoltaicas de silicio, que es el material más extendido en la actualidad para fabricarlas.

Este proyecto, consiste en la generación de una película orgánica fotovoltaica está hecha a partir de polímeros, que son macromoléculas (generalmente orgánicas), formadas por la unión de moléculas más pequeñas llamadas monómeras. En concreto, se trata de una película de material plástico hecho de dos tipos diferentes de polímeros. El primer tipo tiene la propiedad de liberar electrones cuando es golpeado por fotones de luz; mientras que el segundo lo que hace es admitir dichos electrones.

Para que las células solares incrementen su producción de electricidad, los investigadores deben mejorar el diseño del material. Para hacer esto, necesitan comprender mejor qué ocurre cuando la luz se convierte en electrones, sobre la película de polímeros. Al parecer la carga de electricidad negativa se queda en el primer tipo de polímeros y la positiva en el otro. El gran reto, es transportar los electrones fuera del material hacia unos electrodos de metal, para que puedan ser volcados en la red eléctrica convencional.

La mayor parte de los paneles solares de silicio, son capaces de generar electricidad con algo más de un 10% de eficiencia. Hasta ahora, los desarrollos hechos por Carbon Trust de células con base de polímeros, han alcanzado una eficiencia de entre un 2% y 5%.

Según los responsables de esta investigación, partir de un 5% no es una mala cifra, pero el gran reto en los próximos años,| será hacer que las células solares hechas de polímeros, alcancen un porcentaje de eficiencia equiparable a las hechas con silicio.

La fabricación de células fotovoltaicas en un laboratorio es a menudo una tarea complicada. El proceso comienza poniendo una gota de una mezcla de polímeros sobre un sustrato de cristal. Después, esa gota se extiende hasta formar una fina película.

Los investigadores se centran ahora en desarrollar una forma de hacer este mismo procesos, pero a escala industrial usando técnicas de impresión. Están barajando la posibilidad de no hacerlo mediante un sustrato de cristal y probar con uno de plástico. De esta manera, es posible fabricar las células por rollos (impensable con el cristal) de un metro de ancho.

Su fabricación sería entonces mucho más barata y eficiente energéticamente, que las células hechas de silicio, ya que éstas se fabrican a grandes temperaturas, que requieren un enorme despilfarro energético. Según se calcula, una célula solar de silicio tiene que estar entre dos y tres años funcionando, para “devolver” la energía que se utilizó para su fabricación.

La nueva técnica propuesta por Carbon Trust y sus socios, permite la fabricación de las células a temperaturas mucho más bajas, de tal modo que el costo energético será radicalmente menor.

La intención de sus creadores, es que las finas películas de células fotovoltaicas se coloquen en gran variedad de superficies, como ventanas y tejados, para poder captar energía solar. También podrían funcionar como fuente de alimentación de algunos dispositivos electrónicos, como teléfonos móviles y computadoras portátiles.

La investigación para producir células fotovoltaicas de un modo más sencillo y barato, está de plena actualidad. Hace poco tiempo, ya se hacía eco de una investigación de

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la empresa norteamericana Applied Materials, que está empleando la misma técnica usada para fabricar pantallas de cristal líquido (LCD), para la producción de células solares. Al parecer, esta nueva línea de producción abarataría la generación de energía solar cerca de un 20%.

1.4.2 Los avances en energía solar fotovoltaica se enfrentan al abaratamiento de las fotocélulas de silicio convencionales

Figura 1. Célula de pigmentos de estado sólido

Además de las células fotovoltaicas cristalinas de silicio o similares y de las células de polímeros, hay otras aproximaciones que se están investigando.

Una de las aproximaciones típicas es usar células fotovoltaicas de pigmentos (Figura 1). En ellas se usa un material muy barato como semiconductor, en concreto óxido de titanio. Pero el óxido de titanio es un material extraordinariamente blando, de hecho es el compuesto que se usa en las pinturas blancas (es mucho menos contaminante que los compuestos de plomo). Al tratarse de un material blanco, refleja casi toda la luz que le llega, por lo que no sería efectivo para obtener energía. Para cambiar esto se usa una tinción, que es la que absorbe los fotones de luz. Normalmente se usa en forma de disolución (se usan pigmentos procedentes de moras y frutos similares), que además funciona como electrolito. El rendimiento de estos sistemas es casi la mitad de las células de silicio (un 6% frente a un 10%), pero su precio es muy inferior.

El principal problema que presentan estas células, es que no son de estado sólido debido al uso de la disolución de pigmentos. La disolución puede filtrase, corroer los electrodos, el disolvente evaporarse o que se degrade la disolución. No parece que a estas células se les pueda hacer durar más de 18 meses. Por eso, desde hace un tiempo, se viene investigando en sistemas de estado sólido basados en pigmentos. Lo malo es que las soluciones secas presentan otro problema: su baja conductividad eléctrica que reduce aún más su rendimiento.

Ahora científicos de Northwestern University, parecen haber dado con una solución al bajo rendimiento de las células secas de pigmentos. Han conseguido una célula de este tipo que es de estado sólido y que tiene un rendimiento superior al 5%. En los últimos tiempos, este grupo ha ido consiguiendo un 1% más de rendimiento cada mes.

La célula se basa en un compuesto de cesio, estaño y yodo (CsSnI2), un semiconductor de tipo p que reemplaza al típico electrolito. El óxido de titanio (semiconductor de tipo n), está en forma de nano-partículas que están recubiertas de pigmento. En el proceso de fabricación se usa un disolvente orgánico en el que hay CsSnI2, luego se deja que el disolvente se evapore y que el compuesto de cesio, recubra las partículas de dióxido de titanio sensibilizadas con pigmento.

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Figura 2. Célula de grafeno.

Por otro lado, se sigue investigando en el uso del grafeno como célula fotovoltaica (Figura 2). Hasta ahora este material sólo permitía un ridículo rendimiento del 2,9% como máximo. Pero ahora un grupo de la Universidad de Florida ha conseguido elevarlo a un 8,6%. La marca se ha logrado gracias al tratamiento del grafeno con un compuesto de flúor, denominado TFSA. Este dopado hace que el grafeno aumente su conductividad.

El dopaje permite ajustar el nivel de Fermi del grafeno (el potencial de energía de los electrones), lo que permite reducir la resistencia y aumentar el potencial eléctrico de la célula, lo que a su vez permite una mayor separación entre los electrones y huecos generados por la luz incidente.

A diferencia de otros dopantes, el TFSA es estable y sus efectos se prolongan en el tiempo. La célula está basada en una unión Schottky entre el grafeno y silicio. Este tipo de uniones, generalmente constan de una lámina metálica sobre un semiconductor, pero en 2011 se descubrió que el grafeno, al ser un semimetal, podía cumplir el papel de dicha lámina, siendo además flexible y transparente.

Estos investigadores opinan, que si se logra alcanzar un 10% de rendimiento, el sistema podría comercializarse. La idea es crear células de este tipo, no sobre un soporte rígido como en este prototipo, sino sobre substratos flexibles, tales como polímeros y similares. Además, este tipo de células serían muy baratas.

1.4.3 Fabricando paneles solares más baratos con un cañón de iones

Figura 3. Cañón de iones “Hyperion”.

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Twin Creeks Technologies, empresa ubicada en San José California EUA, pionera en la fabricación de equipos de última generación, para los fabricantes de energía solar y de semiconductores, ha presentado un nuevo método para abaratar las células solares. A medida que van proponiéndose nuevos métodos para fabricar paneles solares más baratos, la mayoría de ellos se centran en la utilización de materiales distintos del silicio, sin embargo, el método desarrollado por Twin Creeks produce trozos ultra finos de silicio cristalino, usando un cañón de iones denominado Hyperion, que se muestra en la Figura 3.

Hay una variedad de materiales que puede usarse para fabricar células solares, aunque ninguno supera, hasta la fecha, la eficiencia del silicio cristalino. Desafortunadamente éste es muy caro. Además, gran parte del grosor de la célula solar no se utiliza para producir electricidad. Células solares más delgadas funcionarían igual de bien, requiriendo mucho menos material, pero resultan muy difíciles de producir porque el silicio es muy frágil y quebradizo.

El cañón Hyperion sirve para bombardear un disco de silicio con iones de hidrógeno, de manera muy precisa y controlada. Los iones se van depositando en una capa de 20µm de espesor, por debajo de la superficie del disco. Tras el ‘bombardeo’, los discos son introducidos en un horno donde los iones se expanden, formando gas hidrógeno y despegando una fina capa de silicio, que denominan ‘lámina’, que resulta ser diez veces más fina que cualquier oblea de silicio convencional (20µm vs 200µm). Esas láminas son finalmente montadas sobre un soporte de metal, que les confiere flexibilidad y evita la posibilidad de rotura. El método también elimina el inconveniente de los desechos del silicio, producidos en la fabricación de células solares, reduciendo así, drásticamente el costo de los módulos solares y dispositivos semiconductores, mediante la reducción de la cantidad de silicio y otros materiales de sustrato hasta un 90 por ciento.

La empresa asegura, que podrá fabricar células solares de silicio a un costo por debajo de los 0.40 dólares el Watt (justo la mitad en los métodos convencionales). Uno de sus sistemas Hyperion tiene la capacidad de producir un millón y medio de obleas al año (unos 6 MW de energía solar).

1.4.4 El MIT pone a trabajar a virus en paneles solares más eficientes

Figura 4. Representación 3D del virus M13

La prestigiosa revista Nature, acaba de publicar una investigación aplicada del célebre Instituto Tecnológico de Massachussets, sobre células solares, un componente bastante caro de producir y cuyo costo y rendimiento actuales, impiden que lo veamos implementado con más frecuencia. Un equipo de científicos del MIT, han descubierto un proceso para crear paneles solares mucho más baratos, y un tercio más eficientes que los convencionales. El secreto de ese éxito no es otro que el M13, mostrado en la

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Figura 4, un virus modificado genéticamente para fabricar la capa fotosensible, que hace que las células solares funcionen (se observan al centro de la imagen, filamentos morados con las proteínas que genera el virus, y en gris los nanotubos de carbono recubiertos de moléculas de dióxido de titanio).

Los paneles solares están compuestos por varias capas, la más importante es la que capta la energía del sol y la transforma en corriente eléctrica. Esta capa, denominada célula fotovoltaica, suele estar formada, en los paneles de fabricación tradicional, por un compuesto de Galio y Arsénico sobre un sustrato de cristales de Silicio.

Hasta ahora, las investigaciones sobre paneles solares que buscaban mejorar su rendimiento, habían intentado sustituir esa capa por otra de nanotubos de carbono. Desgraciadamente, no todos los nanotubos de este material conducen igual de bien la electricidad, y al aplicar la capa, su distribución altamente aleatoria hacía que el rendimiento no fuera el deseado. Además, su ensamblaje requiere de altas temperaturas de fabricación y necesita de un sustrato de filamentos conductores, generalmente compuesto por dióxido de titanio, que sirvan para canalizar la energía almacenada.

Aquí es donde entran en acción los virus M13. Los investigadores del MIT modificaron genéticamente un virus, para excretar proteínas mediante un proceso llamado bio- mineralización. Resulta que estas proteínas se unen a los nanotubos de carbono y, literalmente, los ordenan sobre una superficie. Cada virus segrega suficientes proteínas como para atrapar y alinear 5 o 10 nanotubos. Por si no fuera suficiente con esa tarea, el virus M13 tiene otra propiedad. Al cambiar el PH del agua en la que vive, se activa otro mecanismo genético que le hace excretar también dióxido de titanio, en largos filamentos que sirven precisamente de sustrato conductor al conjunto.

Para realizar el proceso no hacen falta altas temperaturas, tan sólo agua a temperatura ambiente y bacterias que sirvan de alimento y medio de reproducción al M13. Los responsables del proyecto, han demostrado su efectividad y ya son varias las compañías interesadas en comprar el hallazgo, para la fabricación de paneles solares de dióxido de titanio, denominados comúnmente ‘Dye-Sensitized’.

Los creadores del M13, aseguran además que puede ser reprogramado para producir otras sustancias, y así usarlo como mano de obra barata en otros procedimientos. Lo más importante del asunto es que el M13, lejos de ser un simple experimento de laboratorio, está completamente preparado para su comercialización, y podría traducirse en una mayor proliferación de sistemas de alimentación solar de bajo costo. Al final del proceso, no quedan virus activos en el panel, cuando este ya está terminado.

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CAPÍTULO II MARCO TEÓRICO

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Capítulo II Marco Teórico Dentro de este capítulo, veremos el marco teórico y de referencia en relación con los sistemas de video vigilancia y la tecnología solar, además de otros aspectos importantes para el presente proyecto. 2.1 Circuito Cerrado de Televisión La televisión, como su nombre lo indica, es la acción de ver a distancia (tele=distancia, visión=acción de ver), que se explica por la propia experiencia física. La "televisión" es la posibilidad de ver a una distancia mayor de la que el órgano de la visión natural (ojo) puede llegar.

Una cámara de televisión, entonces, es el componente de un sistema de visión móvil que, colocada en el lugar y a la distancia necesaria, permite ver una escena más allá de la capacidad de observación natural del hombre.

Para confeccionar una lista de los elementos básicos que componen un sistema de visión a distancia, es útil analizar primero las funciones y los requisitos que debe cumplir la cámara:

• Debe disponer de un elemento sensible a la luz. • La luz que llega al elemento sensible debe poder ser regulada en su intensidad, para recibir tanto la imagen de una penumbra, una habitación iluminada artificial o naturalmente, hasta llegar a las imágenes que el sol ilumina con su máxima intensidad. • El elemento sensible a la luz, debe estar precedido por un dispositivo de enfoque para que la imagen pueda verse con nitidez. • En caso de estar dirigida hacia fuentes de luz muy intensas, deberá disponer de un elemento protector (por ejemplo, una visera). • La cámara deberá disponer de un accesorio que le permita moverse vertical y horizontalmente para poder observar hacia arriba, hacia abajo y hacia los costados cuando sea necesario. • Las imágenes recibidas por el elemento sensible deben poder transmitirse para luego ser procesadas adecuadamente y ofrecer la sensación de la visión que de ella se requiere.  En la cámara de TV lo que se logra es, como en el ojo, recibir imágenes, convertirlas en señales eléctricas y reconvertirlas para poder ver, con el ojo, la imagen observada en el dispositivo llamado "monitor".

El sistema de circuito cerrado de televisión más simple, consiste de un cámara de TV, un monitor y un cable coaxial (hoy también se usan pares trenzados) que los conecta.

El origen de CCTV se remonta a los años 50’s, con grandes avances en los 70’s, concretamente a través de los sistemas de grabación análoga y cámaras de estado sólido, impulsaron a las tecnologías dedicadas a la seguridad, vigilancia y control. Tal como se muestra en la Figura 5, el sistema tradicional usaba cable coaxial de 75 Ohm. Varias cámaras se conectaban por medio de este cableado, y se conectaban en home-run a multiplexores (MUX) que alimentaban varias grabadoras de video, en un cuarto de control central. Se podían visualizar las imágenes en tiempo real por medio de varios monitores, de un solo monitor con un switch para cambiar a la cámara deseada, o de monitores capaces de aceptar múltiples fuentes de video en ventanas separadas.

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Figura 5. Sistema tradicional de CCTV

2.1.1 Cámaras de un sistema de CCTV Una cámara de CCTV, está compuesta fundamentalmente por un dispositivo captador de imágenes, un circuito electrónico asociado (DSP) y una lente, que de acuerdo a sus características permitirá visualizar una escena determinada. El dispositivo captador de imágenes, denominado comúnmente CCD o CMOS, está compuesto por alrededor de 300.000 elementos sensibles, denominados píxeles y su formato en las cámaras estándar es de 1/3” o 1/4”. A la hora de seleccionar una cámara, según el uso o instalación que quiera realizarse, las especificaciones más importantes a tener en cuenta, son las siguientes:  Alimentación: 220 VCA, 24 VCA y/o 12 VCC.  Tipo de sensor: CCD o CMOS y su respuesta espectral (color, blanco y negro y/o infrarrojo).  Tamaño del sensor: 1/4“, 1/3”, 1/2", 2/3", 1“  Resolución: Representa la definición de la imagen, expresada en líneas de TV (TV Lines o TVL).  Audio: Permite escuchar el sonido del ambiente en el que está instalada la cámara.

2.1.2 Características de las cámaras profesionales Toda cámara profesional para CCTV reúne una serie de características, que si bien se encuentran en todas ellas, varían según las marcas, modelos y tipos.

• Sensibilidad: Proporciona la capacidad de reproducción de imágenes de video, en condiciones de baja iluminación. Es la cantidad de iluminación mínima de una escena para obtener la señal de video. La sensibilidad se mide en LUX1.

1El lux ( lx). Equivale a un lumen/m². Se usa como medida de la intensidad luminosa, tomando en cuenta las diferentes longitudes de onda según la función de luminosidad.

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• Resolución: Es la medida de la calidad con que se reproducen los detalles finos de una escena. Cuantos más píxeles posea el CCD, mejor será la resolución de la cámara. Las cámaras estándar tienen 380 líneas de resolución(TVL), mientras que las cámaras profesionales van de las 420 a las 550TVL.

• Iris electrónico: También conocido como AES (Automatic Electronic Shutter), controla en forma automática la cantidad de luz que penetra en la cámara. Cuanto mayor es la velocidad de control, que puede variar entre 1/60 y 1/100,000 de segundo, mejor será la compensación de la imagen en condiciones de luz brillante.

• Compensación de luz trasera: Cuando debe visualizarse una escena o un objeto que tiene una luz brillante detrás, deberá seleccionarse una cámara que posea compensación de luz trasera o BLC (Back-Light Compensation). Si la cámara está instalada en un ambiente interior, enfocada hacia una puerta de entrada o una ventana, y no posee esta función, el reflejo del sol o luz diurna hacen que la imagen en el monitor, cuando una persona entre por la puerta o pase frente a la ventana, sea una silueta negra. La función del BLC es básicamente "engañar" electrónicamente a la cámara, para que no registre la luz trasera, elimine el efecto de silueta y reproduzca una imagen clara, en condiciones difíciles de luz.

• Ajuste del control de fase: En general, el sincronismo de la señal de video es generado a través de un oscilador interno de la cámara. El ajuste del nivel de fase del sincronismo vertical, en tanto, evita saltos indeseables durante la reproducción del video en vivo, o cuando se reproduce una grabación luego de ocurrido un evento.

• Relación Señal /Ruido (S/N Signal Noise): Mide la inmunidad a ruido eléctrico proveniente de la línea de alimentación. Las normas recomiendan 46 dB como mínimo.

• AGC (Control Automático de Ganancia): El valor típico es de 30 dB. Mantiene la salida de la señal de video en un nivel de 1V pico a pico, con una carga de 75 ohms.

2.1.3 Monitor y sus características. La división básica de los monitores utilizados en CCTV, es de blanco y negro (B/N) y color. Los monitores B/N tienen una mejor resolución, ya que tienen sólo una capa de fósforo continua; pero los monitores de color ofrecen una información muy importante y detallada acerca de los objetos. Ese factor es más importante según su aplicación. Por ejemplo, para un sistema CCTV que deba reconocer muchos detalles, es más importante la buena resolución, por lo que la mejor elección será un sistema B/N. Por otra parte, cuando lo que se requiere es la identificación de personas o artículos, será mejor el color. Otra identificación que se hace de los monitores, es a través del tamaño diagonal de su pantalla, generalmente expresado en pulgadas. De entre todos los tipos de monitores B/N de tipo profesional, por ejemplo, los más utilizados son los de 9” (23 cm) y 12” (31cm). Los tamaños más pequeños, como el de 5” (13 cm) y 7” (18 cm), son utilizados en Sistemas de Observación. Los de mayor tamaño, son generalmente usados con multiplexores y grabadoras digitales, y pueden conseguirse en tamaños como 15” (38 cm), 17” (43 cm) y 20” (50 cm).

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2.1.4 Medio de transmisión de imágenes a. Cable coaxial: La transmisión a través de cable coaxial es conocida como desbalanceada, debido a la forma constructiva del cable. El blindaje rechaza exitosamente interferencias electromagnéticas superiores a 50 KHz. Sin embargo, la radiación proveniente de las redes eléctricas de 50 Hz, es más difícil de eliminar y depende fundamentalmente de la corriente que circula por los conductores cercanos. Por este motivo, conviene alejar por lo menos 30 cm los cables coaxiales de video de los que transportan energía. La manifestación visual de esta interferencia, son barras o líneas horizontales que se desplazan hacia arriba o hacia abajo en la pantalla del monitor. La frecuencia de desplazamiento, se determina por la diferencia entre la frecuencia de campo de video, y la frecuencia de la red eléctrica. Varía generalmente entre 0 y 1 Hz. Las radiaciones electromagnéticas provocadas por rayos o vehículos, se visualizan como ruidos irregulares.

b. Par trenzado UTP: Cuando las distancias entre los distintos componentes de un sistema de CCTV exceden los 200 metros, la transmisión de video por par trenzado es una opción muy conveniente, frente al cable coaxial con amplificadores de video, ya que estos amplifican también las interferencias. La impedancia característica del UTP es de 100 ohms. Toda interferencia electromagnética y ruido no deseado que llegue a ambos conductores, se cancelará debido a que el sistema admite señales en modo diferencial (distinta polaridad en cada conductor del par), ya que están balanceados con respecto de masa. Por este motivo, se la conoce como transmisión balanceada y es necesario que los cables estén trenzados. La adaptación entre los equipos y el cable, se realiza a través de un balún2, del que existen dos tipos: balunes pasivos, que no necesitan energía externa y son bilaterales, es decir trabajan indistintamente en ambos extremos de la línea, y permiten transmisiones de señal de video a distancias de hasta 300 m, y balunes activos, utilizados para longitudes de hasta 2400 metros. A través del cable UTP pueden conectarse hasta 4 cámaras con un solo cable, y proporcionan un menor costo en tendidos superiores a los 70 metros.

c. Enlace inalámbrico: Se utiliza para transmitir en forma inalámbrica una imagen de CCTV, a una distancia entre los 100 y 8,000m. La señal de video se modula con una frecuencia que pertenece a la región de las microondas, del espectro electromagnético. En la práctica, sin embargo, las frecuencias típicas que se usan para la transmisión de video, están entre 1 y 10 GHz. Las conexiones de microonda, transmiten un ancho de banda muy grande de señales de video, así como también otros datos si es necesario (incluyendo audio y control de PTZ). El ancho de banda depende del modelo del fabricante. Para un sistema bien construido, un ancho de banda entre 6 MHz y 7, es suficiente para enviar señales de video de alta calidad sin una degradación visible. Para un enlace correcto, se necesita tener visión óptica entre el transmisor y el receptor. Las distancias que se pueden alcanzar con esta tecnología, dependen de la potencia de salida del transmisor y de la ganancia de las antenas.

2 El término "balún" proviene del inglés y significa "Balanced - Unbalanced". Es generalmente un tipo especial de transformador que se conecta a una salida "desbalanceada" de una cámara, y los otros dos extremos se conectan a un par trenzado.

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2.1.5 Alojamientos y soportes Los gabinetes o "housings", son cajas de material plástico, fibra de vidrio o metal con una ventana transparente de vidrio o acrílico, resistente a golpes o ralladuras, para permitir la entrada de la luz al frente de la lente de la cámara. En el interior del gabinete se dispone de una placa, a la cual la cámara queda firmemente apoyada, atornillada y dirigida la lente hacia la ventana. Los gabinetes disponen de una entrada para la alimentación eléctrica, y para el cable de vídeo. Todos los gabinetes disponen en su parte inferior externa de la rosca de sostén, del mismo tipo del que utilizan las cámaras, para ser montados en soportes o en dispositivos de movimiento. El sostén de los gabinetes debe permitir el giro de 180º grados sobre el soporte.

Las variedades de alojamientos para cámaras se dividen en dos categorías: interiores y exteriores. Los alojamientos para interiores protegen las cámaras y lentes de desarmarse, y usualmente son hechos de materiales opacos a la luz. En tanto, los alojamientos para exterior, protegen a las cámaras y lentes de las condiciones ambientales.

2.1.6 Mecanismos de movimiento a. Unidad de PAN & TILT: Cuando una cámara debe ver un área extensa, se utiliza un montaje para rotación horizontal (PAN o paneo), y cobertura angular vertical (TILT o cabeceo). Su rango máximo de paneo es 350° y de cabeceo 60°. Se controla por joystick, y puede trabajar en combinación con el control motorizado de lentes zoom, lo que permite el control manual de las funciones del lente.

b. Speed dome: La cámara móvil de rotación continua, permite movimientos con ángulo de visión ajustable en 360º, con una velocidad de giro de 300º/seg. Su construcción en acrílico de alto impacto, ya sean claros u oscuros, logra disimular la posición de la cámara, con una mínima reducción de luz. Su montaje puede realizarse tanto en techos, superficies inclinadas, como paredes.

2.1.7 Funciones del compresor y el secuenciador La mayoría de los sistemas de CCTV, disponen de varias cámaras que deben verse en un solo monitor. Por lo tanto, se necesita de un equipo que vaya mostrando en la pantalla, las señales proporcionadas por cada una de esas cámaras. El secuenciador de video muestra de a una las cámaras, con un tiempo de secuencia fijado por un potenciómetro. Un tiempo corto de secuencia puede ser no práctico y molesto para el ojo del operador, mientras que un tiempo mayor puede traer como resultado, pérdida de información para las cámaras que no están expuestas. Por lo tanto, siempre se debe llegar a una solución de compromiso para el uso de secuenciadores. Esta situación indujo a crear sistemas compresores de video digitales, que permitan ver en una sola pantalla, imágenes múltiples en forma simultánea. Por ejemplo, los compresores cuaternarios ponen en una misma pantalla hasta 4 cámaras, dividiendo la pantalla en 4 cuadrantes. Para lograrlo, primero se digitaliza la señal de video y luego se comprime en los cuadrantes que le corresponden.

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La electrónica del equipo hace la corrección del tiempo, lo que significa que sincroniza todas las señales, de manera tal, que cuando se produce la señal de video resultante, los 4 cuadrantes están en realidad residiendo en una sola señal, y no hay necesidad de una sincronización externa.

2.1.8 Multiplexor: descripción y funciones Los multiplexores, son dispositivos que tienen varios canales de datos de entrada y solamente un canal de salida, en este caso, realiza la división del tiempo haciendo multiplexación de las señales de entrada de video, y producen dos clases de salidas de video. Una de ellas para visualizar todas las cámaras a la vez en una misma pantalla. Esto significa que, si tenemos un multiplexor para 9 cámaras, todas podrán verse en un mosaico de 3x3. El mismo concepto se aplica a los multiplexores de 4 y de 16 cámaras. En tanto la otra salida, de VCR3 (video cassette recorder), envía las imágenes multiplexadas de todas las cámaras seleccionadas para grabar. Cuando la VCR está en modo 24h. hace una toma cada 0.16 segundos, siendo de 6 cuadros por segundo el índice de actualización.

2.1.9 Equipo de grabación Si ante un evento es necesario analizar las imágenes grabadas con anterioridad, la calidad y fácil disponibilidad, resulta fundamental para una correcta evaluación de lo sucedido. La grabación digital ofrece una serie de ventajas con respecto a la grabación en cinta magnética. Los sistemas DVR (digital video recorder) cubren tres funciones, a saber: a. Multiplexor: Muestra hasta 32 cámaras en una sola pantalla. b. Grabador: Graba imágenes por meses, dependiendo de su capacidad expandible. c. Servidor IP: Accede a las imágenes en vivo y grabadas a través de redes IP.

En las VCR, la información no puede ser procesada, y la calidad de reproducción de las imágenes es siempre inferior a la original. Además, no se tiene acceso rápido y directo a una toma determinada, y requieren mantenimiento periódico. La cinta, ante la reproducción reiterada en el análisis de un evento, se degrada rápidamente. Para almacenar digitalmente, la solución consiste en comprimir las imágenes, para lo cual se han desarrollado distintos estándares de compresión de video, que permiten la recuperación de la información con una calidad aceptable.

2.1.10 DVR Características principales • Cantidad de cámaras que acepta el equipo: 4, 8, 16, 32 o 64 cámaras. • Cantidad de imágenes por segundo que permiten grabar en cuadros por segundo. • Capacidad de almacenamiento que admiten: En gigabytes de disco rígido • Entrada para grabación de audio. • Detección de movimiento por video. • Grabación por fecha, día y hora. • Entradas de alarma. • Tamaño de la imagen grabada: Entre 160x120, 320x240 y 640x480 píxeles. • Tipo y cantidad de salidas para monitor (analógicos o SVGA).

3VCR: Aparecieron en los 80’s y desaparecen en los 90’s, utilizaban una videocinta extraíble que contenía una cinta magnética para grabar audio y video de una señal de televisión, y reproducirlo posteriormente.

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• Opción de grabar cada cámara a distinta velocidad, de acuerdo a la importancia de las escenas a visualizar. • Conexión remota por red, mediante Web Browser o software cliente.

2.2 Vigilancia IP

En los últimos veinte años, las aplicaciones de monitorización y vigilancia han estado basadas en la tecnología analógica. Los sistemas de Circuito Cerrado de Televisión, dado que resultan fáciles de manejar y tienen un precio razonable, la tecnología analógica fue, probablemente, la elección adecuada al momento de comprarla. De todas formas, el alcance actual de la tecnología digital, ha cubierto muchas de las limitaciones de la tecnología analógica. Los sistemas de CCTV analógicos generalmente precisan un mantenimiento intensivo, no ofrecen accesibilidad remota y son notablemente difíciles de integrar con otros sistemas.

Las Grabadoras de Video Digital (DVR. Digital Video Recorders), se introdujeron para resolver muchos de los problemas de las cintotecas de medios magnéticos. Los videos digitales se graban en unidades de discos duros, de la misma forma en que un archivo se almacena en una PC. Esto permite obtener redundancia, monitoreo descentralizado, mejor calidad de imagen y mayor longevidad de las grabaciones. Las transmisiones digitales, pueden almacenarse sin la necesidad de intervención humana o cambio de cintas. Los tiempos de grabación son mayores y, gracias a algoritmos de compresión dentro de los dispositivos y secuencias de video, estas grabaciones son accesibles de forma instantánea, y virtualmente ser visualizadas desde cualquier lugar del mundo, a través de Internet. Un DVR típico puede multiplexar 16 canales analógicos para grabación y reproducción. Esto representa una reducción significativa en costo, sumado a un incremento también significativo en funcionalidad, en comparación con otros métodos. Las cámaras direccionables IP de estándar abierto, son tan fáciles de integrar en una red de seguridad, como una PC, puesto que se comportan como cualquier otro periférico. Se ha observado una reducción significativa en el precio de almacenamiento de datos, proporcionado a las soluciones CCTV una nueva evolución.

Con la expansión de la tecnología de grabación digital, sus múltiples ventajas se han hecho evidentes: facilidad de uso, capacidades avanzadas de búsqueda, grabación y visualización simultáneas sin pérdida de calidad de imagen, mejora de la compresión y el almacenamiento, y mayor potencial de integración, entre otras. Con la tecnología digital, la Vigilancia IP ofrece más ventajas:

 Accesibilidad remota. El principal beneficio de la conexión de las cámaras a la red es que, a partir de ese momento, el usuario puede visualizar imágenes de vigilancia desde cualquier PC conectada a la red, sin necesidad de hardware o software adicional. Si tiene un puerto para Internet, puede conectarse de forma segura desde cualquier parte del mundo, para ver el edificio seleccionado o, incluso, una cámara de su circuito de seguridad. Con el uso de Redes Privadas Virtuales (Virtual Private Network, VPN) o Intranets corporativas, pueden gestionarse accesos protegidos por contraseña, a imágenes del sistema de vigilancia. Tan fiable como el pago por Internet, las imágenes y la información del usuario quedan seguras, y sólo puede acceder a ellas el personal autorizado.

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 Almacenamiento seguro e ilimitado. Puede almacenar tantas horas de imágenes como quiera, en función de la capacidad de sus discos duros. Y almacenar y visualizar las imágenes desde cualquier parte.

 Distribución flexible y proactiva de imágenes. Puede obtener imágenes instantáneas de un intruso o un incidente, y lograr que sean enviadas por e- mail a la policía o las autoridades apropiadas.

 Alertas automáticas. El servidor de vídeo, puede enviar automáticamente mensajes de correo electrónico o SMS, con una imagen de alarma a las direcciones de correo especificadas, de forma que las personas que lo requieran, tengan la información que necesitan en el momento preciso.

 Rendimiento y costos de adquisición. Al principio se mencionaron las ventajas de la tecnología digital, conviene reiterar que ya no serán necesarios los grabadores de lapsos de tiempo, ni las cintas de video, ni su cambio o clasificación. Los costos de mantenimiento también son inferiores, y mientras el rendimiento y los resultados del sistema aumentan notablemente, el costo total de adquisición a través del tiempo continúa decreciendo. La Vigilancia IP proporciona toda la funcionalidad superior asociada a la tecnología digital y, además, los enormes beneficios de una mayor accesibilidad, de un almacenamiento y distribución de imágenes mejorada, y unas imágenes con mayor relación costo/beneficio.

 Ancho de banda de la red. En conexiones a Internet el ancho de banda es la cantidad de información o de datos, que se puede enviar a través de una conexión de red en un período dado. El ancho de banda se indica generalmente en bits por segundo (bps). Es común denominar ancho de banda digital a la cantidad de datos que se pueden transmitir, en una unidad de tiempo. Por ejemplo, una línea ADSL de 256 Kbps puede, teóricamente, enviar 256 000 bits por segundo. Esto es en realidad la tasa de transferencia máxima permitida por el sistema, que depende del ancho de banda analógico, de la potencia de la señal, de la potencia de ruido y de la codificación de canal. Un ejemplo de banda estrecha, es la realizada a través de una conexión telefónica, y un ejemplo de banda ancha, es la que se realiza por medio de una conexión DSL4, microondas, cable módem, etc. Cada tipo de conexión tiene su propio ancho de banda analógico, y su tasa de transferencia máxima. Si el servidor de video está conectado a una red de área local, éste podrá ser vinculado a Internet a través de un enrutador, para su acceso desde el exterior.

 Espacio en disco. Los requerimientos de almacenamiento en discos duros, dependen de la cantidad de cuadros por segundo del video que se desee almacenar. Cada aplicación tiene diferentes necesidades de grabación y almacenamiento, en términos de imágenes por segundo en el video, y las exigencias de almacenamiento en disco diferirán en función de estas características.

4 DSL: Línea de Suscripción Digital, es un término utilizado para referirse de forma global, a todas las tecnologías que proveen una conexión digital sobre la red telefónica básica o conmutada: ADSL, ADSL2, SDSL, IDSL, HDSL, SHDSL, VDSL y VDSL, etc.

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Figura 6. Diagrama de una conexión de vigilancia IP

2.2.1 Normas de Compresión de Video Las imágenes digitales de alta resolución necesitan mayor ancho de banda para transmisión, y más espacio en disco para almacenamiento. El almacenamiento y la transmisión de estas imágenes, son aspectos críticos en las tecnologías e infraestructuras, tanto en la Intranet como en Internet. Se han desarrollado algoritmos de compresión, para ayudar a asegurar transmisiones de alta calidad, sobre mecanismos de menor ancho de banda. Existe una relación directa entre la tasa de transferencia de paquetes y la calidad de la imagen. Formatos de compresión como JPEG, JPEG2000, MPEG-1, 2, 4, Wavelet y, son métodos de compresión que tratan con este tipo de transmisiones.

JPEG (Joint Photographic Experts Group) y MPEG (Motion Pictures Expert Group), son normas ISO/IEC que permiten transmisiones de video de alta calidad. JPEG es la norma para imágenes fijas, mientras que MPEG lo es para imágenes en movimiento. La última norma internacional de audio-video video en movimiento, es MPEG4 (ISO/IEC 14496). Wavelet-Like Motion-JPEG, es el proceso de combinar fotos fijas dentro del video en movimiento. Las normas H.261 y H.263, fueron desarrolladas para videoconferencia y no ofrecen imágenes claras, para objetos en movimiento rápido.

2.2.2 Diferencias entre un sistema analógico y uno digital Existen marcadas diferencias entre un sistema analógico y uno digital. Las características de uno y otro pueden apreciarse en la Tabla 1:

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CARACTERÍSTICAS SISTEMAS ANALÓGICOS SISTEMAS DIGITALES

Medio de grabación Casetes de VHS (cambios Discos duros de alta frecuentes) capacidad

Grabación continua La calidad de la imagen Uso ilimitado empeora con el paso del tiempo y con los sucesivos usos

Búsqueda de imágenes Toma mucho tiempo de Búsqueda rápida revisar porque la información no está organizada

Calidad de imagen Baja calidad de imagen Alta calidad de imagen

Mantenimiento del Necesidad de espacio para No necesita mantenimiento sistema almacenar casetes

Función de transmisión No tiene la función Transmisión posible de imágenes Costo de mantenimiento Casetes de grabación, Sin costo de cambio de cabezales VHS mantenimiento y alto costo de mantenimiento

Área de detección Hasta donde llega el cable Sin límites de distancia

Impresión Requiere equipo separado Impresión de alta calidad de imagen de pantalla, impresión remota interna

Grabación Grabación simple y sin Grabación de movimiento opciones o sensor (eliminación de grabación innecesaria)

Tabla 1. Cuadro comparativo CCTV vs IP 2.3 Cámaras IP Las cámaras IP, son un tipo de cámara que transmiten imágenes, audio y video directamente, a través de una red de Internet desde un explorador Web, como Internet Explorer o de un concentrador en una red local. Se utilizan como parte de un sistema de vídeo vigilancia, para la seguridad industrial o de una casa, escuela o sitio público.

Las cámaras IP cuentan con su propia computadora, que se conecta a sí misma a Internet, con lo que además de emitir el video por sí misma, la cámara puede comprimir y redireccionar la información a cualquier lugar del mundo. Las cámaras IP toman imágenes, videos y audios de gran calidad, con la posibilidad de capturar imágenes en oscuridad total.

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Funcionamiento interno de una cámara IP:

Figura 7. Funcionamiento interno de una cámara IP

En la Figura 7 se ilustra, como la luz de la imagen pasa por la lente, ésta se refleja en un filtro RGB (Red-Green-Blue), el cual descompone la luz en tres colores básicos: rojo, verde y azul. Esta división de rayos se concentra en un chip sensible a la luz, denominado CCD ("Charged Coupled Device"), el cual asigna valores binarios a cada píxel, y envía los datos digitales para su codificación en vídeo, y envío a través de Internet hasta el dispositivo (teléfono celular, monitor, etc.), desde el cual el interesado necesita ver las acciones en tiempo real.

Externamente, una cámara IP cuenta con las siguientes partes, como se observa en la Figura 8:

Figura 8. Esquema de las partes externas de una cámara IP

1.- Cable de alimentación: suministra energía eléctrica al dispositivo. 2.- Antena: permite una mejor señal de red inalámbrica. 3.- Base giratoria horizontal: permite colocar la cámara en la posición horizontal que el usuario decida. 4.- Brazo giratorio vertical: permite colocar la cámara en la posición vertical que el usuario decida. 5. - Visor digital: se encarga de captar las imágenes a transmitir y grabar vía Internet.

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Las funciones principales de las cámaras IP, son:

 Enviar e-mail con imágenes, ante la detección de movimiento en zonas o accesos restringidos.  Activación automática, ante movimiento de imagen.  Activación de la alarma mediante otros sensores añadidos, como el de fuego o humo.  Control remoto de movimiento horizontal o vertical, para mover la cámara IP y apuntar hacia varias direcciones.  Programación de secuencias de movimiento.  Guardar y emitir los momentos previos a cierto evento particular.  Actualización de funciones por medio de un software.  Posibilidad de uso de fotogramas para una secuencia de imágenes.

2.3.1 Sistemas digitales de video El sistema de vigilancia IP, permite transmitir imágenes y almacenarlas en un servidor remoto, a través de la red. Sin embargo, cuando el ancho de banda de la red es limitado, conviene almacenar localmente las imágenes en una DVR. Esta solución permite que las fuentes de video analógicas, se conviertan y almacenen como grabaciones digitales. A éstas se puede acceder en cualquier momento desde una PC, a través de la red. Para la visualización y reproducción por Internet es aconsejable contar con Banda Ancha, y una dirección IP otorgada por el prestador del servicio. La resolución de las cámaras analógicas, se mide por el número de líneas horizontales de TV (TVlines o TVL), mientras que la resolución de las cámaras digitales se mide por el número de píxeles del CCD.

2.3.2 Redes IP IP es el protocolo de comunicaciones de mayor difusión en la actualidad. Es el protocolo en el que se basa Internet, el correo electrónico, etc., y el de casi todas las nuevas redes que se instalan. En cualquier oficina moderna, las computadoras de la empresa están conectadas a través de una red Ethernet, formando una red de área local LAN. Esto funciona bien, tanto en pequeñas instalaciones como en las más grandes, y está soportado por una creciente variedad de equipamiento de alto rendimiento y bajo costo.

Las redes Ethernet utilizan cables de par trenzado UTP, cuya longitud de cable máxima está alrededor de los 100 metros. Si es necesario conectarse a distancias superiores, existen diferentes dispositivos que lo hacen posible, como la fibra óptica o las redes inalámbricas.

Una red pública es aquella red de voz o datos, que es accesible por cualquier persona o entidad, en cambio las redes denominadas privadas, son redes de voz o datos accesibles sólo por las personas que trabajan en ella, o son dueñas de éstas.

Por otro lado, las direcciones IP públicas son aquellas que se manejan en la red de Internet. Todo el sistema de comunicaciones de Internet tiene direcciones IP públicas. Son administradas para que no se repitan y están al alcance de todas las personas. En contraste las direcciones IP privadas, se manejan en redes privadas que no son accesibles desde la red pública y nadie las administra, de tal forma que se repiten de una red privada a otra. Actualmente las direcciones IP4 ya están agotadas, por lo que se han tenido que implementar mecanismos de ahorro de direcciones.

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El protocolo NAT (Network Address Translation), es un traductor de direcciones de red cuyo mecanismo es utilizado por los enrutadores IP, para intercambiar paquetes entre dos redes a las que se asignan mutuamente direcciones incompatibles. Consiste en convertir, en tiempo real, las direcciones utilizadas en los paquetes transportados. También es necesario editar los paquetes, para permitir la operación de protocolos que incluyen información de direcciones, dentro de la conversación del protocolo. El tipo más simple de NAT, proporciona una traducción una a una de las direcciones IP. Como se ve en la Figura 9.

Figura 9. Protocolo NAT

En el NAT estático, una dirección IP pública se casa con una dirección privada. Las direcciones IP públicas que se manejan son estáticas, y se necesita una por cada servidor que se requiera comunicar a la red pública.

Otro concepto importante es el DNS dinámico: este protocolo funciona igual que un DNS, donde el nombre está asignado a una dirección IP, pero la dirección IP puede cambiar de un momento a otro. Muchas empresas ofrecen este servicio, ya que comprar una IP fija resulta bastante costoso, o es difícil de contratar porque solo la ofrecen en paquetes empresariales. El servicio consiste en asociar la IP dinámica con un nombre fácil de recordar, así cada vez que el cliente hace una petición para entrar a una red privada desde una red pública, éste informa al servidor la dirección IP actual y el nombre que se le asignó. Con el protocolo IP forwarding se asocia una dirección IP pública y un número de puerto, con una IP privada y un número de puerto, para poder acceder.

Estos conceptos son de gran utilidad al momento de instalar un sistema de cámaras IP, ya que entre ellas se conectan por medio de una LAN, ya sea alámbrica o inalámbrica, pero para poder acceder desde Internet en una red ajena a la local, se necesita configurar el enrutador por medio del NAT o contratar un servicio de DNS dinámico.

2.3.3 Conexión simple a Internet La conexión de banda ancha a Internet se vincula mediante un cable módem o un módem ADSL. Los servicios de transmisión ADSL son cada día más populares, y están disponibles en la mayoría de las compañías telefónicas. La velocidad difiere

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entre el envío y la recepción de datos. La velocidad de bajada (recepción) puede ser, por ejemplo, de 1 Mbit/seg., mientras que la de subida (envío) generalmente está fijada en 128 Kbits/seg.

2.3.4 Acceso remoto El proveedor de Internet, además de instalar la conexión ADSL y el módem, puede proveer una dirección IP fija para acceder a las imágenes de las cámaras. Otra opción es trabajar con una IP dinámica, ingresando a un sitio gratuito que brinde el servicio DDNS. En este caso, es importante realizar pruebas preliminares para comprobar la fiabilidad de la conexión.

2.4 Tecnología solar La electricidad es una de las formas de energía más versátiles, y que mejor se adaptan a cada necesidad. Su utilización está tan extendida, que difícilmente podría concebirse una sociedad tecnológicamente avanzada, que no hiciese uso de ella. Actualmente existen miles de aparatos que, bien en forma de corriente continua o de corriente alterna, utilizan la electricidad como fuente de energía, y su uso ha provocado un gran aumento de la demanda de consumo eléctrico. Este hecho ha propiciado la búsqueda de nuevas fuentes de energía, y nuevos sistemas de producción eléctrica, basados fundamentalmente, en el uso de energías renovables. Es aquí donde cobra importancia la energía solar. Existen varias formas de aprovechar el sol para la producción de electricidad, entre las cuales tenemos:

• Métodos indirectos: el sol se aprovecha para calentar un fluido (que puede ser agua, sodio, sales fundidas, etc.) y convertirlo en vapor, con el fin de producir electricidad mediante el movimiento de un alternador. La producción de la electricidad, se realiza mediante un ciclo termodinámico convencional, como se haría en una central térmica de combustible fósil. .

• Métodos directos: en ellos, la luz del sol es convertida directamente a electricidad, mediante el uso de las células solares. Se distingue entre sistemas conectados a red y sistemas aislados, en este apartado se realizará el estudio de la energía solar fotovoltaica.

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2.4.1 Elementos de una ISF

Figura 10. Esquema de una ISF

De manera general, una instalación solar fotovoltaica (ISF) se ajusta a un esquema como el mostrado en la Figura 10. A lo largo de esta unidad se detallará el funcionamiento de cada uno de estos elementos.

2.4.2 La célula solar: características básicas El elemento principal de cualquier instalación de energía solar es el generador, que recibe el nombre de célula solar. Se caracteriza por convertir directamente en electricidad, los fotones provenientes de la luz del sol. Su funcionamiento se basa en el efecto fotovoltaico. Una célula solar se comporta como un diodo: la parte expuesta a la radiación solar es la N, y la parte situada en la zona de oscuridad, la P. Los terminales de conexión de la célula se hallan sobre cada una de estas partes del diodo: la cara correspondiente a la zona P se encuentra metalizada por completo (no tiene que recibir luz), mientras que en la zona N, el metalizado tiene forma de peine, a fin de que la radiación solar llegue al semiconductor. Esto se ilustra mejor, en la Figura 11.

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Figura 11. Célula solar

Parámetros fundamentales de la célula solar • Corriente de iluminación (IL): la corriente generada cuando incide la radiación solar sobre la célula. • Corriente de oscuridad: es debida a la recombinación de los pares electrón-hueco que se produce en el interior del semiconductor. • Tensión de circuito abierto (VOC): la máxima tensión que se obtiene en los extremos de la célula solar, que se da cuando no está conectada a ninguna carga. Es una característica del material con el que está construida la célula. • Corriente de cortocircuito (ISC): máximo valor de corriente que puede circular por la célula solar. Se da cuando sus terminales están cortocircuitados.

Cuando la célula solar es conectada a una carga, los valores de tensión e intensidad varían. Existirán dos de ellos para los cuales la potencia entregada sea máxima: Vm (tensión máxima) e Im (intensidad máxima), que siempre serán menores que VOC e ISC. En función de estos valores, la potencia máxima que puede entregar la célula solar será:

(1)

Esto permite definir un parámetro de la célula solar que recibe el nombre de factor de forma (FF),y que se calcula mediante la fórmula:

(2)

Así pues, el factor de forma es el cociente entre la máxima potencia que puede entregar la célula a la carga, y el producto de la tensión de circuito abierto y la corriente de cortocircuito. En las células solares más habituales, los valores típicos de FF, son: 0.7 o 0.8.

2.4.3 El panel solar Un panel solar o módulo fotovoltaico está formado por un conjunto de células, conectadas eléctricamente, encapsuladas y montadas sobre una estructura de soporte o marco. Proporciona en su salida de conexión una tensión continua, y se diseña para

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valores concretos de tensión (6 V, 12 V, 24 V, etc.), que definirán la tensión a la que va a trabajar el sistema fotovoltaico. En la Figura No. 12 se destacan las principales características de todo panel solar, y puede verse un esquema típico de su construcción.

Figura 12. Características de panel solar

Los tipos de paneles solares vienen dados por la tecnología de fabricación de las células, y son fundamentalmente:

• Silicio cristalino (monocristalino y policristalino). • Silicio amorfo. En la Tabla 2 podemos observar las diferencias que existen entre ellos.

Células Silicio Rendimiento Rendimiento Características Fabricación laboratorio directo

Son típicos los Se obtiene azules de silicio Monocris- 24 % 15-18 % homogéneos puro fundido talino y la conexión de y dopado las células con boro. individuales entre sí.

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La superficie está Igual que el estructurada en del Policristali 19-20% 12 -14% cristales y monocristali no contiene distintos no, pero se . tonos azules. disminuye el número de fases de cristalizació n.

Tiene un color Tiene la homogéneo ventaja de Amorfo 16 % < 10 % (marrón), pero no depositarse existe conexión en forma de visible entre las lámina células. delgada y sobre un sustrato como vidrio o plástico. Tabla 2. Tipos de células solares

La potencia que proporciona una célula de tamaño estándar (digamos de 10 x10 cm) es muy pequeña (1-2 W), por lo que generalmente será necesario tener que asociar varias de ellas, con el fin de proporcionar la potencia necesaria al sistema fotovoltaico de la instalación. Es de este hecho, de donde surge el concepto de panel solar o módulo fotovoltaico. Según la conexión eléctrica que hagamos de las células, nos podemos encontrar con diferentes posibilidades:

• La conexión en serie de las células, permitirá aumentar la tensión final en los extremos de la célula equivalente. • La conexión en paralelo, permitirá aumentar la intensidad total del conjunto.

Esto se ejemplifica en Figura 13:

Figura 13. Células en serie y paralelo

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2.4.4 Agrupamiento y conexión de paneles Dependiendo de la instalación que estemos desarrollando, y de la aplicación para la que se ha diseñado, existe la posibilidad de utilizar un solo panel o un conjunto de paneles, que se montarán agrupados sobre un determinado soporte, y conectados entre sí eléctricamente. En aplicaciones de poca potencia, es posible hasta la utilización de paneles solares flexibles, que permitirán aplicaciones, como alimentar un equipo de comunicaciones, recargar la batería de un teléfono, etc. Cuando necesitamos una potencia elevada que no se puede obtener con un único módulo fotovoltaico, se recurre a la conexión en grupo de varios paneles solares. La conexión de los módulos fotovoltaicos se realiza por la parte posterior de los mismos, en una caja de conexiones preparada para tal fin. Esta caja de conexión contiene los diodos de protección (diodos de bypass), que sólo dejarán pasar la corriente en un sentido, y se opondrán a la circulación de la misma en el sentido contrario. Tienen varias misiones:

• Impedir que las baterías de la instalación se descarguen a través de los paneles. • Evitar que se invierta el flujo de corriente entre bloques interconectados en paralelo, cuando en alguno de ellos se produce una sombra. • Proteger individualmente cada panel de posibles daños, ocasionados por sombras parciales que se produzcan por circunstancias especiales.

2.4.5 El regulador Para un funcionamiento correcto de la instalación, hay que instalar un sistema de regulación de carga, en la unión entre los paneles solares y las baterías. Este elemento recibe el nombre de regulador, y tiene como misión evitar situaciones de carga y sobre-descarga de la batería, con el fin de alargar su vida útil. El regulador trabaja por tanto en las dos zonas. En la parte relacionada con la carga, su misión es la de garantizar una carga suficiente al acumulador, y evitar las situaciones de sobrecarga, y en la parte de descarga, se ocupará de asegurar el suministro eléctrico diario suficiente, y evitar la descarga excesiva de la batería. En la Figura 14 se ve un ejemplo.

Figura 14. El regulador

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Dado que los módulos solares tienen una tensión nominal mayor que la de la batería, si no existiera regulador se podrían producir sobrecargas. El motivo de que esta tensión nominal de los paneles sea así, se debe fundamentalmente a dos razones:

• Atenuar posibles disminuciones de tensión por el aumento de la temperatura. • Asegurar la carga correcta de la batería. Para ello, la tensión VOC del panel deberá ser mayor que la tensión nominal de la batería.

El dimensionado de la instalación solar, se realiza de manera que se asegure el suministro de energía, en las peores condiciones de luminosidad del sol. Por ello se toman como referencia los valores de irradiación en invierno. Esto puede provocar, que en verano la energía aportada por los módulos solares sea en ocasiones, casi el doble de los cálculos estimados, por lo que, si no se conecta el regulador entre los paneles y las baterías, el exceso de corriente podría llegar incluso a hacer hervir el electrolito de los acumuladores, con el riesgo que ello conlleva.

Los fabricantes nos proporcionarán los valores de trabajo del regulador, sobre una hoja de características. En estas hojas aparecerán:

• Características físicas del regulador: peso, dimensiones, material empleado en su construcción, etc. • Características eléctricas. • Normas de seguridad que cumple.

El regulador debe proteger tanto la instalación como a las personas que lo manejen, por lo que deberá llevar sistemas que proporcionen las medidas de seguridad adecuadas, para cada uno de los casos. Los fabricantes nos proporcionan también este tipo de información.

En las hojas de especificaciones se indica el tipo de regulación que lleva (si es serie o paralelo), el tipo de batería que podemos conectar a la salida del equipo, así como todas las alarmas que proporciona ante un mal funcionamiento, y las protecciones que lleva. Como en todos los equipos, se hace mención de la temperatura a la que va a trabajar el aparato, y la posible influencia que pueda tener esta sobre el funcionamiento correcto del mismo (no es igual realizar una instalación en una zona de frío extremo que en una zona cálida). El esquema de conexión del regulador, como se muestra en la Figura 15, en una instalación fotovoltaica, será el siguiente:

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Figura 15. Esquema de conexión del regulador

2.4.6 Tipos de baterías La llegada de la energía solar a los módulos fotovoltaicos, no se produce de manera uniforme, sino que presenta variaciones por diferentes motivos. Algunas de estas variaciones son predecibles, como la duración de la noche o las estaciones del año, pero existen otras causas, que pueden producir alteraciones de manera aleatoria en la energía recibida, como puede ocurrir con un aumento de la nubosidad en un determinado instante.

Este hecho hace necesario utilizar algún sistema de almacenamiento de energía, para aquellos momentos en que la radiación recibida sobre el generador fotovoltaico, no sea capaz de hacer que la instalación funcione en los valores diseñados. Para ello se utilizarán las baterías o acumuladores. Las baterías son dispositivos capaces de transformar la energía química en eléctrica. El funcionamiento de un acumulador en una instalación fotovoltaica será el siguiente:

Las baterías son recargadas a partir de la electricidad producida por los paneles solares, a través de un regulador de carga, y pueden entregar su energía a la salida de la instalación. La misión de las baterías en las instalaciones fotovoltaicas, es: • Almacenar energía durante un determinado número de días. • Proporcionar una potencia instantánea elevada. • Fijar la tensión de trabajo de la instalación.

Uno de los parámetros más importantes a considerar, a la hora de elegir un acumulador, es la capacidad. Se define, como la cantidad de electricidad que puede lograrse en una descarga completa del acumulador, partiendo de un estado de carga total del mismo. Se mide en Amperes hora (Ah), y se calcula como el producto de la intensidad de descarga del acumulador, durante el tiempo en el que está actuando: C = t I

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Además de los parámetros eléctricos, las características que serían deseables para las baterías a utilizar en las instalaciones solares, son:

• Buena resistencia al ciclado (proceso de carga-descarga). • Bajo mantenimiento. • Buen funcionamiento con corrientes pequeñas. • Amplia reserva de electrolito. • Depósito para materiales desprendidos. • Vasos transparentes.

Existen diferentes tecnologías en la fabricación de baterías, si bien, unas son más adecuadas que otras para utilizarlas en las instalaciones solares.

Tipos de baterías Las baterías se clasifican en función de la tecnología de fabricación y de los electrolitos utilizados. Las baterías más utilizadas en las instalaciones solares, son las de plomo-ácido, por las características que presentan. Dentro de este tipo de baterías podemos encontrar diferentes modelos. En aquellas instalaciones en las que vamos a tener descargas profundas, elegiremos baterías tubulares estacionarias, así como en las instalaciones en las que necesitemos una capacidad elevada. Es el caso que se da en las instalaciones autónomas de viviendas. Si la instalación solar es de pequeña dimensión, o de muy difícil mantenimiento, se deberán elegir baterías de gel, vigilando que no se produzcan ciclos de descargas profundos.

A la hora de elegir los acumuladores, es importante tener en cuenta el efecto de la temperatura sobre los mismos. La capacidad aumenta a medida que sube la temperatura, y al revés, disminuye cuando baja la temperatura del lugar donde se encuentra ubicado.

Si prevemos la posibilidad de que existan temperaturas por debajo de 0 ºC en el lugar de la instalación, deberemos elegir un acumulador de capacidad mayor que la calculada en el dimensionado de la instalación, con el fin de que no haya problemas en su funcionamiento.

2.4.7 El inversor El inversor se encarga de convertir la corriente continua de la instalación en corriente alterna, igual a la utilizada en la red eléctrica: 220 V de valor eficaz y una frecuencia de 60Hz. Es un elemento imprescindible en las instalaciones conectadas a red, y estará presente en la mayoría de instalaciones autónomas, sobre todo en aquellas destinadas a la electrificación de viviendas. Un esquema de este tipo de instalaciones es el representado en la Figura 16.

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Figura 16. Instalación autónoma

La misión del inversor en las instalaciones autónomas, como se ve en la Figura 17, es proporcionar una corriente alterna como la de la red eléctrica, con el fin de que se puedan conectar electrodomésticos utilizados habitualmente en las viviendas. En este caso, las variaciones que pueda sufrir la corriente, no tienen la importancia que en el caso de los inversores de las instalaciones conectadas a la red.

Figura 17. Misión del inversor

En el caso de las instalaciones conectadas a red, el inversor debe proporcionar una corriente alterna, que sea de las mismas características de la red eléctrica a la que está conectado, tanto en forma senoidal, como en valor eficaz (230 V), y sobre todo en

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la frecuencia (60 Hz); prácticamente, no se permiten variaciones, con el fin de evitar fallas sobre la red eléctrica de distribución.

La principal diferencia entre las dos instalaciones, es que en las autónomas se cuenta con los acumuladores para almacenar la energía, y los reguladores de carga de los mismos, mientras que en las instalaciones conectadas a la red, la energía no se almacena, sino que se pone a disposición de los usuarios a través de la red eléctrica, según se produce. Las características deseables para un inversor DCAC, las podemos resumir de la siguiente manera:

• Alta eficiencia: debe funcionar bien para un amplio rango de potencias. • Bajo consumo en vacío, es decir, cuando no hay cargas conectadas. • Alta fiabilidad: resistencia a los picos de arranque. • Protección contra cortocircuitos. • Seguridad. • Buena regulación de la tensión y frecuencia de salida, que debe ser compatible con la red eléctrica.

Algunos inversores, funcionan también como reguladores de carga de las baterías. En este caso, no sería necesario incluir el regulador en la instalación. Un ejemplo de una conexión de este tipo, lo vemos en la Figura 18.

Figura 18. Características deseables en el inversor

Podemos observar el cableado, y los colores estándares utilizados en las conexiones. Así, en la parte de continua, para el polo positivo utilizaremos cable de color rojo, y para el negativo, cable de color negro. En la parte de alterna, tendremos tres conductores:

• El de color amarillo verde para la conexión a tierra. • El de color azul para el neutro de la instalación. • El de color marrón para la fase.

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En el ejemplo, el fabricante nos da la descripción del tipo de onda que genera el equipo. Lo normal es utilizar inversores que den a la salida una onda senoidal, como en este caso, aunque los hay también de onda cuadrada. Estos últimos no pueden ser utilizados en las instalaciones conectadas a red.

El fabricante del inversor proporciona también información, sobre la posible variación que puede tener la frecuencia de salida (en el caso del ejemplo, indica que es de ± 0,01 % sobre el valor nominal).

En los inversores de instalaciones autónomas, este factor puede no ser demasiado importante, pero en los inversores de instalaciones conectadas a la red, es un parámetro que debe tenerse muy en cuenta; existe una normativa al respecto que fija, cuál es el valor máximo permitido de esta posible variación, en especial los valores indicados en la hoja de condiciones técnicas, para instalaciones conectadas a red.

El inversor, es el elemento central de una instalación fotovoltaica, conectada a la red eléctrica. Además de realizar la conversión de corriente continua a alterna, el inversor debe sincronizar la onda eléctrica generada con la de la corriente eléctrica de la red, para que su compatibilidad sea total. El inversor dispone de funciones de protección, para garantizar tanto la calidad de la electricidad vertida a la red, como la seguridad de la propia instalación y de las personas.

Los parámetros que determinan las características y prestaciones de un inversor, son los siguientes:

• Potencia: determinará la potencia máxima que podrá suministrar a la red eléctrica, en condiciones óptimas. La gama de potencias en el mercado es enorme; sin embargo, para los sistemas domésticos existen desde 50 W (mini inversor situado en cada placa), o 400 W (para pequeños campos fotovoltaicos), hasta potencias de varios kW. • Muchos modelos están pensados para poderlos conectar en paralelo, a fin de permitir el crecimiento de la potencia total de la instalación. • Fases: normalmente, los inversores cuya potencia es inferior a 5 kW, son monofásicos. Los mayores de 15 kW suelen ser trifásicos. Muchos modelos monofásicos pueden acoplarse entre sí, para generar corriente trifásica. • Rendimiento energético: debería ser alto en toda la gama de potencias a las que se trabajará. Los modelos actualmente en el mercado, tienen un rendimiento medio situado en torno al 90 %. El rendimiento del inversor es mayor, cuanto más próximos estamos a su potencia nominal y, con el fin de optimizar el balance energético, es primordial hacer coincidir la potencia pico del campo fotovoltaico, y la potencia nominal de inversor. Si se quiere tener un funcionamiento óptimo de la instalación, la potencia de pico del campo fotovoltaico, nunca debe ser menor que la potencia nominal del inversor. • Protecciones: el inversor debería incorporar algunas protecciones generales, que, como mínimo, serían las siguientes: – Interruptor automático: dispositivo de corte automático, sobre el cual actuarán los relés de mínima y máxima tensión, que controlarán la fase de la red de distribución sobre la que está conectado el inversor. El rearme del sistema de conmutación y, por tanto, de la conexión con la red de baja tensión de la instalación fotovoltaica, será también automático, una vez restablecido el servicio normal en la red. – Funcionamiento «en isla»: el inversor debe contar con un dispositivo para evitar la posibilidad de funcionamiento, cuando ha fallado el

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suministro eléctrico o su tensión ha descendido, por debajo de un determinado umbral. – Limitador de la tensión máxima y mínima. – Limitador de la frecuencia máxima y mínima. El margen indicado sería del 2 %. – Protección contra contactos directos. – Protección contra sobrecarga. – Protección contra cortocircuito. – Bajos niveles de emisión e inmunidad de armónicos.

Es deseable que el estado de funcionamiento del inversor, quede reflejado en indicadores luminosos o en una pantalla (funcionamiento anómalo o averías, detención de producción por avería en la red, etc.). También sería conveniente, que el inversor ofreciera la posibilidad de ser monitorizado desde un ordenador. Si en la instalación se incluyen determinados sensores, puede aportar datos de radiación, generación solar, energía transformada a corriente alterna, eficiencia, etc.

2.5 Dimensionado de ISF En este apartado se presentan, de forma breve, la teoría que sustenta los cálculos matemáticos de la ISF, y las principales características a considerar en el diseño de la misma.

2.5.1 Orientación de los Módulos Fotovoltaicos Los módulos fotovoltaicos se colocan generalmente sobre los tejados o en patios. Un aspecto fundamental es cerciorarse de que ningún objeto proyecte su sombra sobre los módulos, al menos en las horas centrales del día.

La orientación de los módulos se define a partir de dos ángulos principales:

• Ángulo acimutal de la superficie (δ): ángulo entre la proyección de la normal a la superficie en el punto horizontal y la dirección sur-norte (para localizaciones en el hemisferio norte) o norte-sur (para localizaciones en el hemisferio sur).

• Inclinación (β): ángulo entre el plano de la superficie a considerar y la horizontal.

La máxima captación en los colectores solares con estructura y orientación fija, se logra colocando los módulo dirigidos hacia el Sur en el caso de una región en el hemisferio Norte, y hacia el Norte en el caso de ubicaciones en el hemisferio Sur (δ = 0°). Esta configuración permite balancear las posibilidades de captación entre la mañana y la tarde, si se suponen características similares de irradiación. Las variaciones en la inclinación de ±15° respecto al ángulo óptimo, produce una reducción aproximada del 2,5% en la capacidad de captación del panel.

Es preferible la instalación de los módulos foto voltaicos sobre pedestales o paredes, que hacerlo sobre los tejados. Los montajes sobre pedestal o sobre pared generalmente permiten más fácil acceso a los módulos, y este tipo de instalación puede representar un grado de libertad adicional, cuando se buscan localizaciones sin sombras para el generador fotovoltaico.

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2.5.2 Dimensionado de los Paneles El tamaño del generador fotovoltaico, debe asegurar que la energía producida durante el peor mes pueda, como mínimo, igualar a la demandada por la carga. Por lo que para dimensionar tanto los módulos como las baterías de un sistema FV autónomo, es necesario conocer las cargas a conectar (televisores, radios, etc.), la potencia nominal de cada una (P), el número de aparatos de determinado tipo (n) y las horas diarias de funcionamiento (t). El consumo diario (Cd), medido en Wh/día, para cada tipo de carga, se calcula entonces de la siguiente forma.

(3)

Para sistemas FV domésticos, en que el generador se coloca cerca de la vivienda, se calculan por aparte las cargas en CC y en CA, ya que sólo las de CA se conectan al inversor.

La suma de los consumos diarios de todas las cargas, calculados a partir de la ecuación (1), constituye el consumo energético teórico Et en Wh. A partir de este valor debe calcularse el consumo energético real, E (Wh), que considera los diversos factores de pérdida en la instalación FV de acuerdo con la siguiente ecuación:

(4)

Donde el parámetro R es el rendimiento global de la instalación fotovoltaica, definido como:

(5)

Donde:

 kb: Coeficiente de pérdidas debidas al rendimiento del acumulador:

0.05 en sistemas que no se producen descargas intensas

0.1 en sistemas con descargas profundas

 kc: Coeficiente de pérdidas en el inversor:

0.005 para inversores de salida senoidal pura, en condiciones óptimas.

0.1 para condiciones de trabajo lejos de las óptimas

 kv: Coeficiente de pérdidas varias (transmisión, efecto Joule, etc.)

El intervalo de valores de este parámetro que se toma como referencia, es:

0.05 < kv < 0.15

 ka: Coeficiente de autodescarga diaria de las baterías, los valores típicos son:

0.002 para baterías de baja autodescarga (Ni-Cd)

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0.005 para baterías estacionarias de plomo ácido (las más usuales)

0.012 para baterías de alta autodescarga (SLI)

 N: Días de autonomía de la instalación Días continuos en que la instalación deberá operar bajo una irradiación mínima (días nublados).

4-10 días como valores de referencia

 Pd: Profundidad de descarga diaria de la batería:

No deberá exceder el 80% de la capacidad nominal del acumulador

Ahora, es necesario conocer la radiación solar diaria (H), medida en KWh/m2/día para cada mes del año en función de la localización geográfica, e inclinación de los paneles y en base a datos estadísticos históricos de la zona.

Un concepto importante necesario, para realizar el dimensionamiento de la cantidad de paneles necesarios en la instalación, es el número de horas pico solares, HPS, que se consume una cantidad de energía mayor que la generada por el sistema FV. Se refiere al número de horas diarias de luz solar equivalentes, referidas a una irradiación constante I=1kWh/m2, a la cual se mide siempre la potencia de los paneles. Este es un método para estandarizar la curva diaria de irradiación solar.

El área del rectángulo, definida a partir de las horas pico solares, es igual al área bajo la curva horaria de irradiación real, como se aprecia en la Figura 19.

Figura 19. Irradiación real

La irradiación H (kWh/m2), es igual al producto de la irradiación de referencia, I, y las horas pico solares, HPS. Como I=1kWh/m2, se tiene entonces que los valores numéricos de la irradiación y las horas pico solares, son iguales:

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La cantidad de energía producida por un panel a lo largo de todo el día, es equivalente a la energía que se produciría en las horas de pico solar, si el panel opera a su potencia máxima o nominal (Wp). Dicha potencia es el principal parámetro que describe el funcionamiento del panel, y la especificación más importante en el dimensionamiento del generador FV.

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El número de paneles necesario (Np), se calcula empleando el número de horas pico solares del peor mes del año y la potencia pico del panel escogido:

(7)

2.5.3 Pérdidas Las principales pérdidas que pueden generarse en el generador fotovoltaico, son debidas a sombras, temperatura de las celdas superior a los 25°C, pérdidas en cables, o diferencias significativas entre el voltaje de operación y el del punto de máxima potencia. Estas pérdidas pueden compensarse inicialmente mediante una instalación cuidadosa, que permita una adecuada ventilación de los módulos y cables. Debe buscarse además, que las características eléctricas de los módulos empleados permitan una adecuada recarga de las baterías, en las condiciones climáticas particulares del lugar en que se instalan.

Con el fin de disminuir las pérdidas el generador fotovoltaico, debe estar totalmente libre de sombras durante por lo menos 8 horas diarias, centradas al mediodía, y a lo largo de todo el año.

2.5.4 Dimensionado de las baterías La primera etapa, consiste en asegurar que la producción de energía excederá la demanda durante el peor mes. Para lograr esto, la capacidad útil de la batería (capacidad nominal multiplicada por la máxima profundidad de descarga), debe permitir entre 3 y 5 días de autonomía (días que el sistema puede suministrar energía en ausencia de radiación solar usando sólo las baterías). La ecuación (6), permite calcular la capacidad del banco de baterías C (kAh), a partir del consumo energético real E, calculado en la ecuación (2); los días de autonomía N; la tensión nominal del acumulador V (usualmente 12 V); y la profundidad de descarga permitida Pd.

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Con este dato, puede calcularse el número de baterías que se requieren (Nb), en base a la capacidad de la batería elegida (Cbat) en kWh.

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Una vez confirmado que la producción de energía excederá la demanda durante el peor mes, y que el banco de baterías brinda los días de autonomía necesarios, el dimensionado de la batería deberá regirse por las siguientes reglas (se consideran especificaciones para baterías tubulares y SLI como valores de referencia, de acuerdo con la referencia):

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 La máxima profundidad de descarga, PdMAX, (referida a la capacidad nominal de la batería en 20 horas), no debe exceder los valores propuestos en la Tabla 3.

Tipo de Batería PdMax(%) OBLIGATORIO RECOMENDADO Tubular 80 70 SLI:  Clásica 50 30  Modificada 60 40  Bajo 30 20 mantenimiento Tabla 3. Tipos de baterías

 La capacidad útil de la batería, Cu, (la capacidad nominal en 20 horas, como se definió anteriormente, multiplicada por la máxima profundidad de descarga) deberá permitir entre tres y cinco días de autonomía.  La capacidad útil de la batería, Cu, debe también tomar en cuenta las condiciones meteorológicas locales. Cuanto más grande sea la cantidad de días nublados esperados, más grande deberá ser el valor de Cu.

Deben hacerse las previsiones necesarias, para asegurar que la capacidad inicial de las baterías puestas en operación no difiere en más del 95 % del valor nominal. En lo referente a la resistencia de la batería, deben cumplirse las siguientes especificaciones:  La vida de la batería (es decir, antes de que su capacidad residual caiga por debajo del 80 % de su capacidad nominal) a 20°C, debe exceder un cierto número de ciclos, NOC, cuando se descarga hasta una profundidad del 50%. En la tabla 2.3 se dan los valores de NOC para cada tipo de batería.  La autodescarga de la batería a 25°C, no debe exceder el 6% de su capacidad nominal en un mes.

2.5.5 Diseño inversor Las hojas de datos de inversores generalmente brindan dos valores de potencia, uno que corresponde a la potencia que el inversor puede suministrar en forma continua, y otro valor que indica la máxima potencia que el aparato puede tolerar durante un lapso de tiempo específico. El valor de potencia continua que puede suministrar el inversor, puede tomarse como válido si no se sobrepasa la máxima temperatura ambiente especificada, se tiene el voltaje requerido mínimo en la entrada de CC, y la carga que se conecta es resistiva o casi resistiva. Si se conectan motores, balastos u otras cargas inductivas, la onda de voltaje y corriente se desfasan y cambia el factor de potencia, por lo que la potencia real que el inversor puede manejar, disminuye. La eficiencia del inversor varía en función del nivel de carga. Dicha eficiencia es mayor si el nivel de carga que se conecta se encuentra cerca del valor nominal, para el que fue diseñado, y disminuye cuando opera con poca carga o sobrecarga. Los inversores que suministran potencias elevadas, poseen dispositivos de seguridad que se encuentran en funcionamiento las 24 horas del día, por lo que existe un consumo aún cuando no se transfiere potencia a las cargas.

Para los equipos que generan onda sinusoidal modificada, generalmente no se especifica el contenido armónico y el error es de ± 4 ciclos a 60 Hz. En el caso de

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onda sinusoidal pura el error en la frecuencia es generalmente ± 0.05 ciclos, alrededor de 60 veces menor. En este caso, el contenido armónico se especifica como menor a 3%.

El dimensionamiento del inversor, se realiza en base al pico máximo de potencia que se estima en el consumo, pero esto depende de que los usuarios planeen el uso de la energía, para reducir lo más posible el pico de energía.

2.6.6 Protecciones Los sistemas FV domésticos, generalmente operan con tensiones bajas (del rango de12-24V). El factor que representa mayor peligro en estos casos, es la batería, ya que tienen corrientes de cortocircuito muy altas, además contienen ácido sulfúrico y libera gases inflamables. Para evitar este tipo de riesgos, tanto la batería como el regulador de carga, deben estar protegidos contra sobre-corrientes y corrientes de cortocircuito. Dichas protecciones deben tener efecto tanto sobre la línea del generador fotovoltaico, como sobre la línea de las cargas. Dichas protecciones pueden realizarse de manera fácil, implementando fusibles, diodos, disyuntores u otros; y pueden o no estar incluidas dentro de la caja del regulador. En cualquiera de los casos, dichas protecciones se consideran parte del regulador en lo relativo a caídas de tensión en las mismas. 2.6 Páginas Web Una página Web, es el nombre de un documento o información electrónica adaptada para la World Wide Web, y que puede ser accedida mediante un navegador, para mostrarse en un monitor de computadora o dispositivo móvil. Esta información se encuentra generalmente en formato HTML o XHTML, que es accesible generalmente mediante el protocolo HTTP de Internet, y puede proporcionar navegación a otras páginas Web, mediante enlaces de hipertexto. Las páginas Web frecuentemente incluyen otros recursos, como hojas de estilo en cascada, guiones (scripts) e imágenes digitales, entre otros. Las páginas Web, pueden estar almacenadas en un equipo local o un servidor Web remoto. El servidor Web puede restringir el acceso únicamente para redes privadas, por ejemplo, en una Intranet corporativa, o puede publicar las páginas en la World Wide Web. El acceso a las páginas Web, es realizado mediante su transferencia desde servidores, utilizando el protocolo de transferencia de hipertexto (HTTP). Una página Web, está compuesta principalmente por información (sólo texto y/o módulos multimedia), así como por hiperenlaces; además, puede contener o asociar datos de estilo, para especificar cómo debe visualizarse, y también aplicaciones embebidas para hacerla interactiva. El contenido de la página puede ser predeterminado («página web estática»), o generado al momento de visualizarla, o solicitarla a un servidor Web («página web dinámica»). Las páginas dinámicas que se generan al momento de la visualización, se especifican a través de algún lenguaje, generalmente Java Script, y la aplicación encargada de visualizar el contenido, es la que realmente debe generarlo. Una página Web es en esencia, una tarjeta de presentación digital, ya sea para empresas, organizaciones, o personas, así como una tarjeta de presentación de ideas

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y de informaciones. Así mismo, la nueva tendencia orienta a que las páginas Web no sean sólo atractivas para los internautas, sino también optimizadas (preparadas), para los buscadores a través del código fuente.

2.6.1 Sitio Web Un sitio Web, es una colección de páginas Web relacionadas y comunes, a un dominio de Internet o subdominio en la World Wide Web en Internet. A las páginas de un sitio Web, se accede frecuentemente a través de un URL raíz común llamado portada, que normalmente reside en el mismo servidor físico. Los URL organizan las páginas en una jerarquía, aunque los hiperenlaces entre ellas controlan más particularmente, cómo el lector percibe la estructura general, y cómo el tráfico Web fluye entre las diferentes partes de los sitios. Algunos sitios Web requieren una subscripción, para acceder a algunos o todos sus contenidos. Ejemplos de sitios con subscripción, incluyen muchos portales de noticias, sitios de juegos, foros, servicios de correo electrónico basados en Web, sitios que proporcionan datos de bolsa de valores e información económica en tiempo real, etc. Un sitio Web es un gran espacio documental organizado, que la mayoría de las veces está típicamente dedicado a algún tema particular o propósito específico. Cualquier sitio Web puede contener hiperenlaces a cualquier otro sitio Web, de manera que la distinción entre sitios individuales, percibido por el usuario, puede ser a veces difícil. No debemos confundir sitio Web con página Web; esta última es sólo un archivo HTML, una unidad HTML, que forma parte de algún sitio Web. Al ingresar una dirección Web, siempre se está haciendo referencia a un sitio Web, el que tiene una página HTML inicial, que es generalmente la primera que se visualiza. La búsqueda en Internet se realiza asociando el DNS ingresado, con la dirección IP del servidor que contiene el sitio Web, en el cual está la página HTML buscada. Los sitios Web están escritos en código HTML (Hyper Text Markup Language), o dinámicamente convertidos a éste, y se acceden aplicando un software llamado navegador Web, también conocido como un cliente HTTP. Los sitios Web, pueden ser visualizados o accedidos desde un amplio abanico de dispositivos con conexión a Internet, como computadoras personales o portátiles, y teléfonos móviles. Un sitio Web está alojado en una computadora conocida como servidor Web, también llamada servidor HTTP, y estos términos también pueden referirse al software que se ejecuta en esta computadora, y que recupera y entrega las páginas de un sitio Web, en respuesta a peticiones del usuario. Apache, es el programa más comúnmente usado como servidor Web, y el Internet Information Services (IIS) de Microsoft, también se usa con mucha frecuencia. Un sitio Web estático, es aquel que tiene contenido que no se espera que cambie frecuentemente, y se mantiene manualmente por alguna persona, que usan algún tipo de programa editor. Hay dos amplias categorías de programas editores usados para este propósito, que son:

. Editores de texto como el bloc de notas, donde el HTML se manipula directamente en el programa editor.

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. Editores WYSIWYG (What You See Is What You Get), por ejemplo, Microsoft FrontPage y Adobe Dreamweaver, donde el sitio se edita usando una interfaz, y el HTML subyacente se genera automáticamente con el programa editor. Un sitio Web dinámico, es uno que puede tener cambios frecuentes en la información. Hay una amplia gama de sistemas de software, como el lenguaje de programación PHP, Active Server Pages (ASP) y Java Server Pages (JSP), que están disponibles para generar sistemas de sitios Web dinámicos.

2.6.2 Lenguajes para desarrollo de páginas Web Actualmente, existen diferentes lenguajes de programación para desarrollar en la Web, estos han ido surgiendo debido a las tendencias y necesidades de las plataformas. Desde los inicios de Internet, fueron surgiendo diferentes demandas por los usuarios, y se dieron soluciones mediante lenguajes estáticos. A medida que paso el tiempo, las tecnologías fueron evolucionando y surgieron nuevos problemas. Esto dio lugar a desarrollar lenguajes dinámicos de programación para la Web, que permitieran interactuar con los usuarios y utilizaran sistemas de Bases de Datos. En este documento se hace referencia a algunos de los más conocidos y utilizados para la creación de páginas Web. A) HTML

El HTML no es más que una aplicación del SGML (Standard Generalized Markup Language), un sistema para definir tipos de documentos estructurados y lenguajes de marcas, para representar esos mismos documentos. El término HTML se suele referir a ambas cosas, tanto al tipo de documento, como al lenguaje de marcas.

Para que varias personas se comuniquen, es necesario que éstas hablen un mismo idioma. El lenguaje que utilizan las computadoras que están conectadas a Internet, es HTML.

El HTML (Lenguaje de marcación de Hipertexto), fue creado en 1986 por el físico nuclear Tim Berners-Lee; el cual tomó dos herramientas preexistentes: el concepto de Hipertexto (Conocido también como link o ancla), el cual permite conectar dos elementos entre sí, y el SGML (Lenguaje Estándar de Marcación General), el cual sirve para colocar etiquetas o marcas en un texto que indique, cómo debe verse. HTML no es propiamente un lenguaje de programación como C++,Visual Basic, etc., sino un sistema de etiquetas. HTML no presenta ningún compilador, por lo tanto, algún error de sintaxis que se presente, éste no lo detectará, y se visualizará en la forma como éste lo entienda.

El entorno para trabajar HTML es simplemente un procesador de texto, como el que ofrecen los sistemas operativos Windows (Bloc de notas), y el conjunto de etiquetas que se creen, se deben guardar con la extensión .htm o .html.

Estos documentos, pueden ser mostrados por los visores o "browsers" de páginas Web en Internet, como Netscape Navigator, Mozilla Firefox , Google Chrome, Opera, Microsoft Internet Explorer, etc.

Ventajas:

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 Texto presentado de forma estructurada y agradable.  Archivos pequeños.  Despliegue rápido.  Lenguaje de fácil aprendizaje.  Lo admiten todos los exploradores. Desventajas:  Lenguaje estático.  La interpretación de cada navegador puede ser diferente.  Guarda muchas etiquetas que pueden convertirse en “basura” y dificultan la corrección.  El diseño es más lento.  Las etiquetas son muy limitadas.

B) Java Script

Éste es un lenguaje interpretado, no requiere compilación. Fue creado por Brendan Eich en la empresa Netscape Communications. Se utiliza principalmente en su forma del lado del cliente (client-side), implementado como parte de un navegador Web, permitiendo mejoras en la interfaz de usuario y páginas Web dinámicas, aunque existe una forma de Java Script del lado del servidor (Server-side Java Script o SSJS). Su uso en aplicaciones externas a la Web, por ejemplo, en documentos PDF y aplicaciones de escritorio, es también significativo.

Java Script se diseñó con una sintaxis similar al lenguaje C, aunque adopta nombres y convenciones del lenguaje de programación Java. Sin embargo, Java y Java Script no están relacionados y tienen semánticas y propósitos diferentes. La mayoría de los navegadores en sus últimas versiones interpretan código Java Script.

Ventajas:  Lenguaje de scripting seguro y fiable.  Los script tienen capacidades limitadas, por razones de seguridad.  El código Java Script se ejecuta en el cliente.

Desventajas:  Código visible por cualquier usuario.  El código debe descargarse completamente.  Puede poner en riesgo la seguridad del sitio, con el actual problema llamado XSS (significa en inglés Cross Site Scripting, renombrado a XSS por su similitud con las hojas de estilo CSS).

C) PHP

PHP es un acrónimo recursivo, que significa “Hypertext Pre-processor”, (inicialmente se llamó Personal Home Page). Surgió en 1995, desarrollado por PHP Group.

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PHP, es un lenguaje de script interpretado en el lado del servidor, utilizado para la generación de páginas Web dinámicas, embebidas en páginas HTML y ejecutadas en el servidor. PHP no necesita ser compilado para ejecutarse.

Aunque todo en su diseño está orientado a facilitar la creación de sitios Webs, es posible crear aplicaciones con una interfaz gráfica para el usuario, utilizando la extensión PHP-Qt o PHP-GTK. También puede ser usado desde la línea de órdenes, de la misma manera como Perl o Python pueden hacerlo; a esta versión de PHP se la llama PHP-CLI (Command Line Interface).

Cuando el cliente hace una petición al servidor para que le envíe una página Web, el servidor ejecuta el intérprete de PHP. Éste procesa el script solicitado, que generará el contenido de manera dinámica (por ejemplo, obteniendo información de una base de datos). El resultado es enviado por el intérprete al servidor, quien a su vez se lo envía al cliente. Mediante extensiones, es también posible la generación de archivos PDF, Flash, así como imágenes en diferentes formatos.

Permite la conexión a diferentes tipos de servidores de bases de datos, tales como, MySQL, PostgreSQL, Oracle, ODBC, DB2, Microsoft SQLServer, FireBird y SQLite.

PHP, también tiene la capacidad de ser ejecutado en la mayoría de los sistemas operativos, tales como Unix, Linux, Mac OSX y Microsoft Windows, y puede interactuar con los servidores Web más populares, como Apache, e ISAPI.

La mayor parte de su sintaxis ha sido tomada de C, Java y Perl, con algunas características específicas. Los archivos cuentan con la extensión (.php).

Ventajas:  Muy fácil de aprender.  Se caracteriza por ser un lenguaje muy rápido.  Soporta en cierta medida la programación orientada a objetos.  Es un lenguaje multiplataforma: Linux, Windows, entre otros.  Capacidad de conexión con la mayoría de los manejadores de base de datos: MySQL, PostgreSQL, Oracle, MS SQL Server, entre otras.  Capacidad de expandir su potencial utilizando módulos.  Posee documentación en su página oficial, la cual incluye descripción y ejemplos de cada una de sus funciones.  Es libre, por lo que se presenta como una alternativa de fácil acceso para todos.  Incluye gran cantidad de funciones.  No requiere definición de tipos de variables ni manejo detallado del bajo nivel.

Desventajas:  Se necesita instalar un servidor Web.  Todo el trabajo lo realiza el servidor y no delega al cliente. Por tanto puede ser más ineficiente, a medida que las solicitudes aumenten de número.

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 La legibilidad del código puede verse afectada al mezclar sentencias HTML y PHP.  La programación orientada a objetos es aún muy deficiente para aplicaciones grandes.  Dificulta la modulación.  Dificulta la organización por capas de la aplicación.

PHP es un lenguaje poderoso e intérprete, ya sea incluido como parte de un servidor Web en forma de módulo, es capaz de acceder a archivos, ejecutar comandos y abrir conexiones de red en el servidor. Estas propiedades hacen que cualquier cosa que sea ejecutada en un servidor Web, sea insegura por naturaleza.

PHP está diseñado específicamente, para ser un lenguaje más seguro para escribir programas CGI, que Perl o C, y con la selección correcta de opciones de configuración en tiempos de compilación y ejecución, y siguiendo algunas prácticas correctas de programación.

D) ASP

Es una tecnología del lado de servidor desarrollada por Microsoft, para el desarrollo de sitios Web dinámicos. ASP significa en inglés Active Server Pages, fue liberado por Microsoft en 1996.

La tecnología ASP, está estrechamente relacionada con el modelo tecnológico y de negocio de su fabricante. Intenta ser solución para un modelo de programación rápida, ya que "programar en ASP, es como programar en Visual Basic y C#", por supuesto, con muchas limitaciones y algunas ventajas específicas en entornos Web.

Lo interesante de este modelo tecnológico, es poder utilizar diversos componentes ya desarrollados, como algunos controles ActiveX, así como componentes del lado del servidor, tales como CDONTS, por ejemplo, que permite la interacción de los scripts con el servidor SMTP, que integra IIS (Internet Information Server).

Es limitado al funcionar sólo con IIS, por lo que su uso es cuestionado por la mayoría de los programadores Web(,) quienes prefieren otros lenguajes de programación del lado del servidor, por ejemplo, PHP, Perl, Java, etc.

ASP no necesita ser compilado para ejecutarse. Existen varios lenguajes que se pueden utilizar para crear páginas ASP. El más utilizado es VBScript, nativo de Microsoft. ASP se puede hacer también en Perl and Jscript (no Java Script). El código ASP puede ser insertado junto con el código HTML. Los archivos cuentan con la extensión (.asp).

Ventajas:

 Usa Visual Basic Script, siendo fácil para los usuarios.  Comunicación óptima con SQL Server.  Soporta el lenguaje JScript (Java Script de Microsoft).

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Desventajas:

 Código desorganizado.  Se necesita escribir mucho código para realizar funciones sencillas.  Tecnología propietaria.  Hospedaje de sitios Web costosos.

E) ASP.NET

Este es un lenguaje comercializado por Microsoft, y usado por programadores para desarrollar entre otras funciones, sitios Web dinámicos y servicios Web XML. Fue lanzada al mercado para resolver las limitantes que brindaba su antecesor ASP. Creado para desarrollar páginas Web sencillas o grandes aplicaciones. Para el desarrollo de ASP.NET, se puede utilizar C#, VB.NET o J#. Los archivos cuentan con la extensión (.aspx). Para funcionamiento de las páginas, se necesita tener instalado IIS con el Framework .Net.

Ventajas:

 Completamente orientado a objetos.  Controles de usuario y personalizados.  División entre la capa de aplicación o diseño y el código.  Facilita el mantenimiento de grandes aplicaciones.  Incremento de velocidad de respuesta del servidor.  Mayor velocidad.  Mayor seguridad.

Desventajas:

 Mayor consumo de recursos.

F) JSP

Es un lenguaje para la creación de sitios Web dinámicos, acrónimo de Java Server Pages. Es una tecnología Java que permite generar contenido dinámico para Web, en forma de documentos HTML, XML o de otro tipo.

Las JSP's, permiten la utilización de código Java mediante scripts. Además, es posible utilizar algunas acciones JSP predefinidas, mediante etiquetas. Estas etiquetas, pueden ser enriquecidas mediante la utilización de Bibliotecas de Etiquetas (TagLibs o Tag Libraries) externas, e incluso personalizadas, además JSP es un lenguaje multiplataforma. Creado para ejecutarse del lado del servidor.

JSP fue desarrollado por Sun Microsystems. Comparte ventajas similares a las de ASP.NET, desarrollado para la creación de aplicaciones Web potentes. Posee un motor de páginas basado en los Servlets de Java. Para su funcionamiento se necesita tener instalado un servidor Tomcat.

Características:

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 Código separado de la lógica del programa.  Las páginas son compiladas en la primera petición.  Permite separar la parte dinámica de la estática en las páginas Web.  Los archivos se encuentran con la extensión (jsp).  El código JSP puede ser incrustado en código HTML.  Elementos de JSP

Los elementos que pueden ser insertados en las páginas JSP, son los siguientes:

 Código: se puede incrustar código “Java”.  Directivas: permite controlar parámetros del Servlet.  Acciones: permite alterar el flujo normal de ejecución de una página.

Ventajas:

 Ejecución rápida de Servlets.  Crear páginas del lado del servidor.  Multiplataforma.  Código bien estructurado.  Integridad con los módulos de Java.  La parte dinámica está escrita en Java.

Desventajas:

 Complejidad de aprendizaje.

2.6.3 Editores de páginas Web Un editor de páginas Web, es una aplicación diseñada con el fin de facilitar la creación de documentos HTML o XHTML. Su complejidad puede variar desde la de un simple editor de texto plano, entornos WYSIWYG, hasta editores WYSIWYM. Los principales tipos de editores, son: A) Editor de texto sin formato

También llamado editor de texto plano. Este tipo de editor suele ser muy sencillo. Dos ejemplos son Notepad (incluido en Windows) y Kate(GNU/Linux). Con cualquiera de los dos, bastaría para escribir las líneas de código necesarias para diseñar una página Web.

Existen editores de texto específicamente diseñados para la edición Web, que como Kate, incluyen dentro de su simplicidad coloreado de sintaxis y las etiquetas de marcado usuales, necesarias en el lenguaje de hipertexto. Dichos editores incluyen una serie de botones para insertar rápidamente las etiquetas, o combinaciones de éstas, más corrientes, salvar el documento con un clic y visualizarlo posteriormente en una nueva ventana.

B) Editor de texto con ventanas desdobladas

Es una versión ligeramente más sofisticada que la anterior. Suelen constar de un par de ventanas. Una de trabajo, donde se teclea el código HTML y el texto que se quiere

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incluir en la página, y en la otra se visualiza el resultado en tiempo real. En otras palabras, se obtiene una pre-visualización del documento generado. Lo que significa que no se tiene que guardar el documento previamente, antes de volver a abrirlo con el navegador, para comprobar el resultado.

C) Editores WYSIWYG

El término WYSIWYG, es el acrónimo de What You See Is What You Get, que traducido al español, quiere decir: "lo que tú ves es lo que obtienes", en los que de manera visual, se pueden colocar distintos elementos sobre una vista previa de la página, encargándose el programa de generar el documento HTML. La manera de trabajar en este tipo de editores, es muy similar a la que se usa cuando se trabaja con un procesador de texto. Esto quiere decir, que un usuario no tiene por qué teclear las etiquetas del lenguaje de marcado. En lugar de eso, el usuario escribe el texto, lo formatea, e inserta las imágenes en los lugares deseados, trabajando igual a como lo haría con Writer, (el procesador incluido en la suite ofimática OpenOffice.org), o Word. Posteriormente, el editor transforma la vista por pantalla en código HTML perfectamente configurado.

Cualquiera de estos editores es una buena alternativa a los editores de texto simple. Los mejores editores HTML, señalan las líneas de código mediante distintos tipos de fuente, a las usadas en el texto introducido directamente por teclado. Además, proporcionan la posibilidad de volver hacia atrás entre los distintos tipos de vista.

D) Editores WYSIWYM

Es un acrónimo que significa "lo que ves es lo que quieres decir" (en inglés: What You See Is What You Mean). Es un paradigma para la creación de documentos alternativo al modelo más difundido WYSIWYG.

En este paradigma, el usuario se encarga de introducir los contenidos de forma estructurada, siguiendo su valor semántico, en lugar de indicar su formato de representación final. Por ejemplo, indicando si lo que está escribiendo es un título, una sección, un autor, etc. Para poder utilizar este tipo de editores, es necesario conocer, a priori, la estructura del documento que se va a editar. Además, el procesador de texto, debe ser capaz de generar el documento en su formato final, coherente con el texto introducido y siguiendo la estructura utilizada.

La principal ventaja de este sistema, es que se produce una total separación entre contenido y presentación. Por lo que el usuario sólo debe preocuparse de estructurar y agregar los contenidos, dejando los aspectos visuales a cargo del sistema de exportación. Además, la exportación podrá realizarse en distintos formatos a partir de los mismos contenidos.

Ejemplos claros de editores de páginas Web, son: KompoZer (antes llamado NVU), Mozilla Composer, Amaya, Dreamweaver o Microsoft Frontpage, entre otros.

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Hablando exclusivamente del Adobe Dreamweaver, que es el más popular actualmente, es una aplicación que está destinada a la construcción, diseño y edición de sitios y aplicaciones Web basados en estándares. Creado inicialmente por Macromedia (actualmente producido por Adobe Systems), es el programa más utilizado en el sector del diseño y la programación Web, por sus funcionalidades, su integración con otras herramientas como Adobe Flash, Adobe Fireworks, y Adobe Photoshop. La gran ventaja de este editor sobre otros, es su gran poder de ampliación y personalización del mismo, puesto que en este programa, sus rutinas (como la de insertar un hipervínculo, una imagen o añadir un comportamiento), están hechas en Java Script-C, lo que le ofrece una gran flexibilidad en estas materias. Esto hace que los archivos del programa no sean instrucciones de C++, sino rutinas de Java Script que hace que sea un programa muy fluido, que todo ello hace, que programadores y editores Web hagan extensiones para su programa, y lo ponga a su gusto. Las versiones originales de la aplicación se utilizaban como simples editores WYSIWYG. Sin embargo, versiones más recientes soportan otras tecnologías Web como CSS, Java Script y algunos frameworks del lado servidor.

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Capítulo III. Desarrollo del sistema

3.1 La elección del equipo Existe un gran número de fabricantes en el ámbito de la video-vigilancia, esta situación hace que aumente la oferta de opciones para adquirir un equipo, por ésta razón, los factores principales que se tomaron en cuenta a la hora de elegir la cámara IP modelo FS-613A-M136, de la marca EasyN, fueron los siguientes:

1) Calidad de imagen: Esta es una de las características más importantes a considerar cuando se piensa en vigilancia y supervisión, ya que una mejor calidad de imagen permite monitorizar con mayor nivel de detalle y tomar decisiones más certeras. Para considerar una cámara por su calidad de imagen, hay que tener en cuenta, entre otras cosas, la sensibilidad lumínica, claridad de la imagen y calidad de la imagen frente al movimiento que ofrece. La cámara elegida cuenta con 0.3 mega píxeles de resolución (640 x 480), lente de 3,6 mm Figura 20. Ángulos de visión en movimiento de la cámara IP modelo FS-613A-M136, marca EasyN. CMOS, con ángulo de visión de 67° estática, y de 270° horizontal y 90° vertical cuando se encuentra en movimiento, como se observa en la Figura 20.

2) Posibilidad de ampliar el sistema: Como las cámaras IP tienen más funciones que las analógicas (como compresión incorporada, detección de movimiento, funciones de red, administración de eventos y alarmas), es importante que al ampliar el sistema, las distintas cámaras mantengan las mismas funcionalidades. Lo recomendable es trabajar con marcas que cuenten con líneas completas de productos.

3) Compatibilidad con aplicaciones y facilidad de integración: La industria de la seguridad se está orientando a cámaras IP y sistemas y plataformas abiertas. Por eso, es importante seleccionar una cámara IP que disponga de interfaces abiertas, y varias aplicaciones de software para elegir. El equipo elegido (modelo FS-613A-M136), tiene incorporado conexión DDNS, soporte UPnP5 y una interfaz gráfica fácil de usar. Como se ilustra en la Figura 21, también es compatible con teléfonos inteligentes (Iphone y smart phones con sistema operativo Android), y se podrá ver en redes locales o Internet utilizando los navegadores estándar (Internet Explorer, Safari, Google Chrome y Firefox). Es compatible con los sistemas operativos, tales como Windows, Linux y Mac OS.

5Universal Plug and Play (UPnP), es una arquitectura software abierta y distribuida que de forma independiente al fabricante, sistema operativo, lenguaje de programación, etc. permite el intercambio de información y datos a los dispositivos conectados a una red.

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Figura 21. Formas de control remoto de la cámara

4) Múltiples opciones de funcionalidad y seguridad en red: La posibilidad de conectarse a una conexión Ethernet con una dirección IP, es sólo una de las funciones básicas de las cámaras IP. También se debe considerar el protocolo DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol), que se utiliza para administrar direcciones IP, y la seguridad que ofrece el cifrado HTTPS. El equipo de nuestra elección, cumple con estas características y soporta algunos otros protocolos, como son: HTTP, ICM, FTP, SMTP, PPPoE, etc.

5) Sensor de barrido progresivo: El barrido progresivo consiste en tomar y captar toda la imagen a la vez, en oposición al barrido entrelazado analógico, que capta sólo la mitad de las líneas de imagen y la otra mitad 17 milisegundos más tarde. Con esta función, no hay casi efecto de parpadeo ni bordes irregulares o imagen borrosa, lo que permite al usuario una mejor calidad de imagen cuando hay movimiento. La cámara IP modelo FS-613A-M136 cuenta con este tipo de sensor.

6) Inteligencia distribuida: El video inteligente requiere una gran cantidad de procesos y, si no se encuentra en la cámara, puede sobrecargar los servidores. Por el contrario, si la inteligencia se encuentra en la cámara, puede decidir cuándo enviar y procesar el video. En este sentido, una cámara es inteligente cuando incluye la potencia de proceso y funciones, como detección de movimiento, puertos de entrada/salida y gestión de eventos. En la hoja de especificaciones de la cámara IP modelo FS-613A-M136, se explican con más detalle, las características antes mencionadas (Anexo 1).

7) Relación costo-beneficio: La tecnología IP facilita la comunicación de voz, datos y video en tiempo real, a través de Internet. El equipo elegido, cuenta con dispositivos que capturan las señales (imágenes, sonido y otras), para luego transmitirlas en forma de “datos” a gran velocidad, con calidad y sin límites de distancia. Que un equipo aporte estos beneficios a un sistema de

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monitoreo y además a un bajo costo, es una de las principales características que se pretenden cubrir. El precio del dispositivo es de $1,100.00 por unidad, para un total de inversión de $6,600.00, por todo el sistema.

En resumidas cuentas el equipo designado, cubre una amplia gama de necesidades y ofrece un gran rendimiento, en todas las áreas antes mencionadas. Es un equipo poderoso e inteligente, que satisface las necesidades básicas de cualquier sistema de monitoreo local y remoto, a un precio realmente económico, lo que maximiza sus virtudes, frente a otras marcas con características similares. Otras particularidades relevantes acerca de la cámara, se encuentran en el Anexo 1.

A continuación se explica brevemente, la forma en cómo se configuró y se instaló el sistema de cámaras IP.

3.1.1 Instalación física de la cámara IP Lo primero es conectar la antena WiFi a la cámara IP, y posteriormente al enrutador o al módem mediante el cable de red (sólo será necesario el cable de red hasta configurar la WiFi). Una vez que la cámara sea alimentada, se iniciará y conectará a la red local, como se observa en la Figura 22.

Figura 22. Instalación física de la cámara

3.1.2 Configuración de los parámetros de red de la cámara IP Los fabricantes de este tipo de cámaras incluyen, generalmente, un software de configuración donde se introducen los parámetros de la red local y se asignan, a cada cámara del sistema, una dirección IP y un número de puerto distintos. Una vez terminada la configuración, no será necesario el software. Es necesario entrar a símbolo del sistema (cmd) y verificar la dirección IPv4, máscara de subred y puerta de enlace predeterminada o gateway, normalmente son

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direcciones clase C (192.168.x.x), con una máscara de subred: 255.255.255.0. Algunos software identifican estos datos con sólo introducir el CD de instalación, o mediante la ejecución de alguna instrucción, como se ve en la Figura 23, pero otros no lo hacen automáticamente, y posteriormente se necesitará el llenado de estos campos durante la instalación.

Figura 23. Configuración de parámetros de red.

3.1.3 Asignación de una dirección IP y un puerto Se debe introducir una dirección IP diferente a la IPv4, que esté en la misma subred, pero con otro número de host que no esté en uso. El gateway y la máscara de la subred seguirán siendo las mismas. Para el puerto, es necesario asignar uno que no esté en uso, en algunas cámaras trae por default el puerto 80, pero no es recomendable usar este puerto, ya que, normalmente, lo usa el módem.

3.1.4 Acceso a la cámara IP mediante el navegador de Internet Una vez configurados los parámetros de red, ya siempre accederemos a la cámara mediante un navegador de Internet para visualizar las imágenes, manejar la cámara o configurar el resto de parámetros. Puede usar el navegador que se desee pero, con Internet Explorer se tienen las siguientes funciones que no están disponibles en los otros navegadores: 1. Sonido bidireccional para hablar y escuchar (en los modelos con sonido) 2. Visión de múltiples cámaras simultáneamente (hasta 9 por cada cámara IP) 3. Grabación manual de video 4. Grabación automática de video por detección de movimiento 5. Toma de fotografías instantáneas

Antes de acceder a la cámara por primera vez desde Internet Explorer, hay que configurarlo para que permita la instalación de un control ActiveX que posee la cámara, y que es necesario para ver las imágenes y ejecutar las funciones antes mencionadas. Esta configuración sólo es necesaria una sola vez.

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3.1.5 Configuración del enrutador para acceder a la cámara IP desde Internet Una vez configurada la cámara IP, para el acceso a través de la red local, se realiza la configuración del enrutador para poder acceder a la cámara IP, desde cualquier computadora del mundo u otro dispositivo a través de Internet. Para llegar hasta ella en una red de millones de dispositivos, desde el navegador de una computadora ajena a la red local, se teclea la dirección IP pública del enrutador y el puerto que hemos asignado a la cámara. Cuando accedamos a la cámara desde otra PC, realmente estamos haciendo una petición de un servidor Web (la cámara es un servidor Web), ésta llegará a nuestro enrutador y se redireccionará la petición a través del puerto específico que hayamos asignado a la cámara, y a la IP fija local que hemos configurado. La cámara entonces servirá el menú y las imágenes al navegador desde el que le hemos llamado.

Para configurar el enrutador, se teclea en el navegador la dirección de la puerta de enlace predeterminada, posteriormente se introduce el usuario y contraseña del enrutador. Una vez en el menú del enrutador, ir a la opción de redireccionamiento de puertos. Puede llamarse de varias maneras: NAT, SUA/NAT, Virtual server, Port forwarding, Reglas de cortafuegos (firewall rules), etc. Cada enrutador tiene esta función organizada de forma distinta pero, en general, se tendrá que buscar una casilla dónde introducir la dirección IP y el puerto que ha asignado a la cámara, lo que se ilustra en la Figura 24.

Figura 24. Configuración del enrutador

3.1.6 Configuración del servicio DDNS Normalmente la dirección IP asignada al enrutador, cambia cada cierto tiempo o tras un reinicio del mismo, es decir, es una IP dinámica. Se necesita un sistema intermediario que registre posibles cambios en esa IP y redireccione las peticiones desde una URL fija.

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Este servicio es ofrecido por muchas empresas; la más utilizada es www.dyndns.com. Se debe crear una cuenta, luego introducir los datos en una sola cámara IP (si tenemos varias) o también podemos introducirlos únicamente en el enrutador. Esta dirección además de ser fija, es más fácil de recordar, y será la que se utilice de ahora en adelante para acceder a la cámara desde fuera de la red local. De manera local, normalmente se sigue accediendo usando la IP fija local de la cámara.

Anteriormente Dyndns trabajaba con un periodo de prueba gratis, pero actualmente para acceder al servicio, es necesario registrar primero una tarjeta de crédito, para que otorguen 14 días de modo de prueba. Inmediatamente después de este lapso de 14 días, se carga a la tarjeta un monto de $20.00 dólares anuales por concepto de DNS dinámico, y las necesidades de acceso remoto, otorgándose una cuenta hasta con 31 nombres de host. Tomando a consideración este gasto adicional, el presupuesto necesario para la instalación del sistema, se encuentra en la Tabla 4.

Costos de implementación del sistema de monitoreo Componente Cantidad Precio por Precio total unidad Cámara IP 6 $1,100.00 $6,600.00 Modelo FS-613A-M136, de la marca EasyN Laptop (ya se tiene) 1 $0.00 $0.00 Servicio DNS 1 US$20.00 ~ $280.00 Total $6,880.00 Tabla 4 Presupuesto de implementación

3.1.7 Configuración de la conexión inalámbrica (WiFi) Una vez en el navegador y con la sesión de la cámara abierta, entrar al menú opciones y a continuación ir a la configuración de LAN inalámbrica, se da clic en escanear y se mostrarán las redes WiFi disponibles; hacer clic en la red local. Normalmente, los parámetros de la red se rellenarán automática y correctamente. A veces no aparecen los datos o no lo hacen fielmente; entonces tendrían que configurarse manualmente mirando los parámetros en el enrutador.

3.1.8 Otras configuraciones El procedimiento para ejecutar y manipular otras funciones en la cámara, se lleva a cabo de manera similar a la configuración WiFi, es decir, mediante el menú de opciones de la cámara, donde se despliegan todas las configuraciones posibles y los pasos a seguir. Dichas configuraciones se hacen de acuerdo a las necesidades de cada sistema o de la preferencia del administrador. En nuestro sistema, se han realizado distintas pruebas con todas las funcionalidades de la cámara. Pero las más relevantes, son las configuraciones de alarmas de detección de movimiento, y la de visualizar múltiples cámaras simultáneamente, esto se ilustra en la Figura 25. Las cámaras IP ofrecen imágenes en directo, pueden grabar de forma continua dichas imágenes o bien pueden realizar acciones cuando detectan movimiento: grabar las imágenes en video, enviar mensajes por correo electrónico con dichas imágenes, subir las imágenes a una página Web o activar relés (en los modelos que los tengan) para activar dispositivos conectados (puertas, luces, alarmas, etc.). Por otro lado, cada cámara IP siempre puede verse independientemente en una ventana del navegador

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pero, si se prefiere, puede configurar esta opción multi-dispositivo para visualizar y operar varias cámaras IP en una misma ventana (cada cámara puede visualizar hasta 9 cámaras simultáneamente). Dichas cámaras IP pueden estar en la misma red local, o pueden ser cámaras ubicadas en diferentes puntos del mundo. Por estas razones, este par de funciones son de vital importancia configurarse.

Figura 25. Visualización de múltiples cámaras

3.1.9 Instalación en las áreas de la empresa comercial Una vez que se hayan configurado las cámaras, lo que sigue es colocarlas en sus respectivas áreas, en el Anexo 2, se incluyen los bosquejos de instalación de cada espacio, además se marcan los ángulos de visión y posición de cada cámara del sistema. Para establecer los equipos, cada uno cuenta con un soporte, que sólo es preciso fijar a la pared, no se necesitan más cables que los de alimentación, puesto que la conexión entre los dispositivos es inalámbrica.

3.2 Desarrollo de página Web Uno de los objetivos particulares planteados al inicio de esta tesis, es el diseño de una página Web como interfaz gráfica para el control del sistema. En el transcurso de la elaboración de la misma, se acordó, por sugerencia del asesor técnico, que el sitio Web también abarcara, todo lo referente al negocio en sí. Como se trata de una empresa comercial con el giro de cafetería y restaurante, se agregaron otras secciones al sitio, como fueron el menú, contacto, eventos, por mencionar algunas, además de la parte del administrador, que era la que se había previsto desde el principio.

Utilizar programas pertenecientes a una misma suite nos facilita mucho la realización de un proyecto, ya que no hay problemas de compatibilidad y automáticamente se

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puede exportar y manipular, información de un programa a otro, y de hecho están diseñados con esa versatilidad de, si así lo requiere el usuario, complementarse entre ellos para lograr un mejor trabajo, como veremos en esta sección. De ahí que se haya elegido la Creative Suite de Adobe Systems para diseñar, maquetar y programar la página Web propuesta para este proyecto. Las páginas Web que visitamos diariamente, tienen una parte muy importante creativa o artística, se debe cuidar mucho la armonía entre la parte estética y la parte funcional; al ser un medio interactivo, hay que tener en cuenta la participación directa del usuario, hay que facilitarle la búsqueda de la información, que sea fácil de encontrar y que sea coherente. A la hora de diseñar una página Web, resulta muy cómodo hacer las pruebas de creatividad utilizando un programa de diseño gráfico, en lugar de realizar la maquetación directamente en HTML.

Uno de los programas más útiles para realizar el diseño de la página, es Adobe Photoshop, que ofrece muchas utilidades para el retoque fotográfico, pero también para el diseño gráfico en general. Las últimas versiones del programa además disponen de ayudas muy interesantes, para diseñar las páginas Web, como los sectores o la opción Guardar para Web. Adobe Photoshop, trata esencialmente de una aplicación informática en forma de taller de pintura y fotografía plugins que trabaja sobre un "lienzo" y que está destinado para la edición, retoque fotográfico y pintura a base de imágenes de mapa de bits (o gráficos rasterizados). A medida que ha ido evolucionando el software, ha incluido diversas mejoras fundamentales, como la incorporación de un espacio de trabajo multicapa, inclusión de elementos vectoriales, gestión avanzada de color, tratamiento extensivo de tipografías, control y retoque de color, efectos creativos, posibilidad de incorporar plugins6 de terceras compañías, exportación para sitios Web entre otros. La gran virtud de esta última característica es la creación de nuestra propia plantilla para el sitio Web, ya que no sólo el diseño es libre, también se pueden incorporar otros elementos de Adobe Flash plugins como gráficos vectoriales, contenido interactivo, videos y animaciones. Se puede agregar una galería fotográfica creada en Adobe Bridge o, por otro lado, puede exportarse a Adobe Fireworks y manipular la plantilla plugins con su manejo híbrido de gráficos vectoriales y gráficos en mapa de bits, cuya aplicación permite crear menús emergentes, rollover7 o imágenes de sustitución para Web. Y finalmente enviarse a Adobe Dreamweaver (editor del que ya se habló en la sección 2.6.3), y manipular el código, volverlo una hoja de estilos, o simplemente enlazar varias páginas, crear formularios y todo lo que nuestro sitio Web requiera, desplegando así un menú de opciones inmenso. Lo que no se podría hacer si simplemente se escogiese una plantilla determinada en Adobe Dreamweaver, o

6Plug-in es un módulo que se incluye opcionalmente en una aplicación. Programa que puede anexarse a otro para aumentar sus funcionalidades. 7 Rollover es el efecto que ocurre cuando una imagen existente en la página web es sustituida por otra, cuando el puntero del ratón se posa sobre ella, restituyéndose cuando quitamos el puntero de ella.

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cualquier otro editor, o en sistemas como Drupal8 o Joomla9, que también cuentan con plantillas predeterminadas pero no tenemos acceso al código ni al diseño estético. Por todo lo anterior, se llegó a la conclusión de que trabajar con la Creative Suite de Adobe Systems, cumplía con todas las expectativas y funcionalidades necesarias para la elaboración del sitio Web.

3.2.1 Creación del sitio Web  Una vez decidida la paquetería a utilizar, lo primero que se analizó fueron las necesidades generales del sitio, es decir, las secciones en que se iba a dividir, la información que se pretendía dar a conocer, la funcionalidad básica, el apartado que direccionaría a las cámaras IP, y la línea estética a seguir.  El siguiente paso fue la selección de fondos e imágenes, algunos fueron creados, pero otros se tomaron del Internet, cuidando siempre, que no estuvieran protegidas por autor con marca de agua, y otorgando los créditos necesarios, ya sea al autor o a la fuente, de donde fueron sustraídas.  Una vez que se tenía el material, se procedió a crear las plantillas en Adobe Photoshop (Figura 26).

Figura 26. Proceso de diseño de una página Web en Adobe Photoshop

 Una vez terminadas todas las páginas del sitio, se marcan los sectores, y se exportó directamente a Adobe Dreamweaver, donde se generó el código HTML para manipularlo (Figura 27). Una vez en este apartado, se insertó el código necesario para un formulario y otro para contraseñas (en PHP) y redireccionamiento, en las páginas de nombre “contactános” y “administrador”, respectivamente.

8Drupal es un sistema dinámico: en lugar de almacenar sus contenidos en archivos estáticos en el sistema de ficheros del servidor de forma fija, el contenido textual de las páginas y otras configuraciones son almacenados en una base de datos y se editan utilizando un entorno Web. 9Joomla es un sistema de gestión de contenidos que puede ser utilizado independientemente. Entre sus principales virtudes está la de permitir integrar, añadir o editar el contenido de un sitio Web.

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Figura 27. Muestra la generación de código HTML en Adobe Dreamweaver

 En este apartado, se agregó también, una galería fotográfica creada en Adobe Bridge, para la página denominada “galería”.  Para finalizar la página se realizaron, varias pruebas, en distintos navegadores y se reajustaron la resolución de imagen, tamaño de letra y algunas otras cuestiones estéticas, mediante código HTML.

En el Anexo 3, se encuentran con más detalle los componentes y características de todos los programas, que forman parte de la Creative Suite de Adobe Systems.

3.3 Diseño de la Instalación Solar Fotovoltaica (ISF) La mayoría de los sistemas solares domésticos de la actualidad son de baja potencia, diseñados, generalmente, para cubrir las necesidades básicas de una sola vivienda o un grupo reducido de tareas de la misma. De esta manera si se quiere implementar una ISF en una red eléctrica ya montada, las características de diseño dependen del tipo de instalación, la cantidad de equipos a conectar, los hábitos y necesidades de consumo eléctrico, así como de la financiación del proyecto. Una virtud importante a mencionar en este tipo de instalaciones(,) es la flexibilidad en el dimensionamiento de la ISF, que deja abierta la posibilidad de agrandar el sistema fotovoltaico en un futuro, simplemente incrementando el tamaño del generador fotovoltaico, agregando más paneles, o aumentando la cantidad de baterías para almacenamiento.

El presente sistema fotovoltaico de generación eléctrica, fue diseñado para ser implementado en una empresa comercial con el giro de cafetería y restaurante, registrado con el nombre de “El Cafetal”, ubicado en la comunidad de San Juan Teotihuacán, Estado de México. El diseño de la instalación solar fotovoltaica, sólo contempla la alimentación del sistema de monitoreo, que consta de 6 cámaras IP y una Laptop. En esta sección se explicará cómo se esbozó el sistema y algunas especificaciones del mismo, y se presenta una estimación tentativa del costo de implementación.

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3.3.1 Estimación del nivel de radiación solar La energía solar es la solución perfecta, para las necesidades energéticas en todo el mundo debido a su universalidad y acceso gratuito. No contamina y su captación es directa y de fácil mantenimiento. Es también llamada energía limpia o energía verde, y utilizarla como fuente de alimentación para aparatos electrónicos, aporta grandes beneficios para el medio ambiente; de ahí que se haya elegido para este proyecto. La radiación solar que alcanza la Tierra, puede aprovecharse por medio del calor que produce a través de la absorción de la radiación. La potencia de la radiación varía según el momento del día; las condiciones atmosféricas que la amortiguan y la latitud. Para la estimación del nivel de radiación solar en la zona de interés, se consideran los datos esbozados en la Figura 28 y la Tabla 5:

Estado Ciudad Ene. Feb. Mar. Abr. Mayo Jun. Jul. Ago. Sep. Oct. Nov. Dic. Prom. Guanajuat Guanajuat 4.4 5.1 6.1 6.3 6.6 6.0 6.0 5.9 5.8 5.2 4.8 4.6 5.6 o o Querétaro Querétaro 5.0 5.7 6.4 6.8 6.9 6.4 6.4 6.4 6.3 5.4 5.0 4.4 5.9 D.F. Tacubaya 4.4 5.2 5.8 5.8 5.7 5.1 4.9 4.9 4.7 4.4 4.2 3.8 4.9 México Toluca 4.4 4.9 5.3 5.4 5.2 5.2 4.9 4.9 4.6 4.4 4.2 3.9 4.8 México Chapingo 4.5 5.1 5.6 5.8 5.9 5.4 5.2 5.2 5.0 4.7 4.6 3.9 5.1 Tlaxcala Tlaxcala 4.6 5.1 5.5 5.4 5.6 5.2 5.3 5.2 5.1 4.9 4.7 4.0 5.1 Puebla Puebla 4.9 5.5 6.2 6.4 6.1 5.7 5.8 5.8 5.2 5.0 4.7 4.4 5.5 Hidalgo Pachuca 4.6 5.1 5.6 6.8 6.0 5.7 5.9 5.8 5.3 4.9 4.6 4.2 5.4 Michoacán Morelia 4.2 4.9 5.5 5.8 5.9 5.2 5.0 5.1 4.9 4.6 4.3 3.7 4.9 Tabla 5. Nivel de radiación en la zona de interés La Tabla 5 proporciona los valores de radiación media mensual, que se presentaron, Nos da los valores de radiación media mensual, que se presentaron, en los distintos estados de la en los distintos estados de la República y algunas ciudades durante el año 2011. La Repúblicatabla y algunas sólo ciudades muestra durante los estados el año centrales2011. La tabla del solo país, muestra ya que los ahí estados se encuentra centrales del nuestra país, ya que ahí seregión encuentra de interés. nuestra región de interés

Figura 28. Niveles de radiación global media diaria en la República Mexicana

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3.3.2 Estimación de la carga En la Tabla 6, se muestran los datos sobre los tipos y cantidad de cargas que serán conectadas, su potencia promedio, la potencia total demandada por el sistema y el consumo eléctrico diario aproximado, calculado en base a una estimación de las horas de uso promedio de cada uno de los dispositivos.

Potencia Horas Consumo Horas Consumo Carga Cantidad Potencia Total diarias Diario diarias Diario (W) (W) de uso Promedio de uso Máximo Mínimo (kWh/día) máximo (kWh/día)

Cámara 6 10 60 9 0.54 24 1.44 IP Mini Laptop 1 40 40 4 0.16 10 0.4

Total 100 0.7 1.84

Tabla 6. Tipos y cantidad de cargas

3.3.3 Dimensionamiento de los componentes y estimación del presupuesto

Voltaje de la instalación Los niveles de voltaje de corriente directa utilizados generalmente en sistemas fotovoltaicos, son 12, 24 o 48V. Sin importar el sistema que se escoja, un panel de 100 Wp siempre aporta 100 Watts (tanto en sistemas de 12V como de 24V). La ventaja de un sistema de 24V, es la de menos ineficiencias. Mientras que el poder es el mismo en 12 V o 24 V, el consumo corriente de las aplicaciones de 24V se reduce a la mitad. La ventaja de un panel de 12V es, que el sistema es escalable y se requerirán menos paneles y baterías, lo que se traduce en un importante ahorro económico. En este caso, debido a que el sistema no consume una gran cantidad de energía, se escoge trabajar con un voltaje de 12V.

Consumo eléctrico real A partir de la tabla 3.1, se tiene que el consumo eléctrico diario estimado para el sistema, no sobrepasa los 1.84KWh por día. Esta cantidad corresponde al consumo eléctrico teórico, por lo que debe calcularse el consumo eléctrico real, definido en la ecuación (4) de la sección 2.4.7, como la razón entre el consumo eléctrico teórico y el rendimiento global de la instalación, que corresponde a la ecuación (5). Dicho rendimiento global considera distintos factores de pérdida, definidos en la sección 2.4.7. Para el caso que nos ocupa se consideran los siguientes valores:

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El coeficiente pérdidas en el acumulador (kb) se toma igual a 0.05, ya que se descarta la posibilidad de que se presenten descargas profundas.

El coeficiente de pérdidas en el inversor (kc) tendrá un valor promedio de 0.1, tomando en cuenta que las condiciones de operación de los inversores, podrían ocasionalmente alejarse de los valores nominales, aún cuando se instalen aparatos de alta calidad.

El coeficiente de pérdidas varias (kv) se considera de 0.05, debido a que la energía generada deberá transmitirse, a través de una línea que no alcanzará muchos metros de distancia, con respecto a la ubicación de los paneles, por lo que no se generarán pérdidas considerables en los conductores de corriente alterna. Así mismo, la cantidad de energía que deberá generarse en la instalación, es baja para un voltaje máximo de 12V.

Se considera un coeficiente de autodescarga diaria de las baterías (ka) igual a 0.005; que corresponde a baterías de plomo ácido.

En el diseño de sistemas FV autónomos, se considera usualmente un valor de diseño de 6 días de autonomía.

Finalmente, la profundidad de descarga diaria de las baterías se escoge de 80%, para evitar los daños derivados de las descargas profundas.

Considerando los valores dados, se obtiene a partir de la ecuación (5) del apartado 2.4.7, que el rendimiento global de la instalación en estas condiciones corresponde a un 0.7997%; de modo que el consumo real estimado para el sistema, es de aproximadamente 0.875 kW/día como mínimo y 2.3KW/día como máximo.

Paneles solares A partir de valor de consumo eléctrico real calculado, la cantidad de paneles solares necesarios para el funcionamiento del sistema, se calcula considerando que el generador fotovoltaico, deberá ser capaz de abastecer la carga conectada durante el mes, con la irradiación solar promedio más baja. De acuerdo con la sección 3.1, el nivel de radiación para el peor mes en la zona de interés es de 3.9 KWh/m2 día, en el mes de diciembre. Es necesario ahora definir la potencia del panel solar que se empleará, para calcular la cantidad total de paneles necesaria, de acuerdo con la ecuación (7) correspondiente al apartado 2.4.7.

Generalmente el precio de los paneles aumenta proporcionalmente a la potencia nominal de los mismos. Cuando se emplean paneles de baja potencia el precio por unidad es menor, pero se requiere una mayor cantidad de unidades para conforma el generador, pasa lo contrario si escogen paneles de potencias más altas, por lo que la potencia del panel escogido debe lograr un equilibrio entre estos factores. Se escoge entonces que los paneles sean de una potencia promedio cercana a los 100 Wp a 12 V, ya que este es un valor nominal altamente estandarizado, que se encuentra fácilmente en los mercados y permite satisfacer los requerimientos de la instalación. Los paneles elegidos, son de la marca mexicana ERDM-SOLAR, modelo “TM/5”, que

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son los más económicos en el mercado, sus especificaciones técnicas aparecen en el Anexo 4.

Escogiendo este valor de potencia se requiere, de acuerdo con la ecuación (7) de la sección 2.4.7, 3 paneles para el uso mínimo y 7 para el nivel máximo. De acuerdo con las cotizaciones realizadas, el precio promedio de un panel de 100 Wp, ronda los $1,800.00 por unidad. Por lo tanto, el costo total asociado a la compra de los paneles sería de $12,600.00, en caso de comprarse los 7 paneles, y de $5400.00 para el valor mínimo.

De acuerdo con lo sugerido en la sección 2.4.7, los paneles deberán orientarse hacia el sur con una inclinación cercana a los 15°.

Con los componentes escogidos, la topología del sistema es tal como se muestra en las Figuras 29 y 30, para el valor de potencia mínimo y máximo respectivamente.

Figura 29. Topología para el consumo mínimo

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Figura 30. Topología del consumo máximo

Reguladores de carga El dimensionamiento del regulador de carga se realiza en base a la corriente de cortocircuito del generador FV. En este caso tenemos paneles de 100 Wp, la corriente de cortocircuito de un panel de esta potencia es, de acuerdo con hojas del fabricante, de aproximadamente 6A. Los reguladores comerciales se fabrican en múltiplos de 10A y no exceden los 50 A de capacidad. De este modo se necesitaría un solo regulador de 10A para este sistema, de acuerdo con la consulta de varias marcas de equipos, el precio por unidad ronda los $600.00 y el controlador de carga elegido fue el modelo SCI110, de la marca SYSCOM, cuya hoja de datos técnicos se encuentra en el Anexo 5.

Baterías De acuerdo con la ecuación (8) incluida en la sección 2.4.7, empleando el consumo real calculado, una profundidad de descarga del 80% (0.8), para un voltaje de la instalación de 12V con 1 día de autonomía, se obtiene que la capacidad necesaria de la batería es de 91.1Ah, para el consumo mínimo y 239.5Ah para el consumo máximo. Con la ecuación (9) del apartado 2.4.7, se calcula el número de baterías necesario, en base a la capacidad del acumulador elegido. En este caso, se optó por la batería de la marca CALE SOLAR, de 12v y con una capacidad que oscila entre los 100Ah y los 115Ah. Es libre de mantenimiento para aplicaciones de ciclo profundo, y diseñado específicamente para aplicaciones fotovoltaicas. Es de plomo ácido, que como ya se habló en el apartado 2.4.6, tiene un gran rendimiento y es ideal para este tipo de instalaciones. Su precio es bastante accesible y es muy fácil de conseguir en México, ya que muchas marcas de importación europea, en algunos casos, llegan a cuadruplicar el precio.

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Retomando la ecuación (9) de la sección antes referida, con los valores de capacidad calculada con la ecuación (8), incluida en el apartado antes mencionado, y los del acumulador seleccionado, donde se tomará de referencia el valor máximo de capacidad, que es de 115Ah, nos arroja como resultado que:

Capacidad Capacidad del Número de calculada acumulador en Ah Baterías en Ah Valor mínimo 91.1 115 0.792 ~ 1 Valor máximo 239.5 115 2.08 ~ 2 Tabla 7. Capacidad del acumulador y núm. de baterías calculado

El precio por unidad es de $1700.00, de acuerdo con la Tabla 6, para el valor mínimo se necesitaría una inversión de $1700.00 y de $3400.00 para el valor máximo.

El inversor Como la potencia total necesaria para abastecer las cargas se encuentra entre los 0.875kW y 2.3kW, será suficiente con conectar un inversor de 2000 W a 12 V. El precio promedio de uno de estos aparatos, es cercano a los $4000.00, de acuerdo a sus características, el modelo elegido fue el SP08A marca SAIAODI y su ficha técnica se encuentra en el Anexo 6.

3.3.4 Estimación de costos Una vez establecida la ISF, será necesario instalar nuevas tomas de corriente eléctrica. Como es una instalación que no fue planeada desde la construcción del edificio, se tendrá que hacer una nueva “bajada” eléctrica desde el inversor, y hay que tomar en cuenta la protección del cable que quedará a la intemperie, para resguardarlo de polvo, sol, humedad, animales, etc., y posteriormente administrar los cables necesarios para la conexión de los distintos tomacorrientes. Se tendrán que realizar nuevas perforaciones en las paredes, y el tendido de cable dentro del inmueble, quedará externo, por lo que será muy importante, cuidar la ubicación de los nuevos enchufes que alimentarán al sistema de monitoreo, para no dañar la decoración del espacio. En el Anexo 7 se muestran los bosquejos de la instalación eléctrica sin la ISF, por área del edificio, y cómo quedaría la ubicación de los nuevos tomacorrientes una vez implementada la ISF.

Lógicamente esta nueva instalación eléctrica tiene un costo asociado, el cual es desglosado en la Tabla 8.

Costos de Instalación

Producto Cantidad Precio Cable calibre 12 100m $1,200.00 Tomacorrientes sencillos 6pzas $120.00 Manguera corrugada poliducto de polietileno (protección de 25m $80.00 cableado a la intemperie) Clavos, sujetadores, grapas para Varios $100.00 cable TOTAL $1,500.00 Tabla 8. Monto aproximado de los gastos de instalación

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Resumiendo lo calculado en los apartados anteriores, se presentan dos relaciones de costos, la del consumo mínimo y consumo máximo, con sus respectivos detalles en la Tabla 9 y Tabla 10.

Inversión para el consumo Mínimo (consumo eléctrico real de 0.875kWh/día) Componentes Cantidad Valor nominal Precio Paneles solares 3 100Wp a 12v $5,400.00 Regulador de carga 1 10 A $ 600.00 Batería 1 115Ah $1,700.00 Inversor 1 2000W a 12v $4,000.00 + Gastos de $1,500.00 instalación TOTAL $13,200.00 Tabla 9. Costo de consumo mínimo

Inversión para el consumo Máximo (consumo eléctrico real de 2.3 KWh/día) Componentes Cantidad Valor nominal Precio Paneles solares 7 100Wp a 12v $12,600.00 Regulador de carga 1 10 A $ 600.00 Batería 2 115Ah $ 3,400.00 Inversor 1 2000W a 12v $ 4,000.00 + Gastos de $ 1,500.00 instalación TOTAL $22,100.00 Tabla 10. Costo de consumo máximo

De esta manera, se presentan dos presupuestos de diseño, el de consumo máximo y el mínimo, para que cuando se implemente la ISF se tenga un panorama completo de la inversión que se requiere.

Por el alto costo en ambos casos, fue imposible, por el momento, realizar esta instalación físicamente, sin embargo, se hace todo el diseño para hacerse en el futuro, mientras tanto, la instalación se maneja en forma de propuesta.

Por otro lado, es importante tomar en cuenta para los gastos que implicaría la implementación de la ISF, el precio del KWh en la comunidad. El consumo de KWh en la cafetería y restaurante “Cafetal”, oscila entre los 270kWh y los 280KWh bimestralmente, sin tomar en cuenta la instalación de las cámaras.

Comisión Federal de Electricidad (CFE), tiene distintas tarifas de acuerdo al estado de la república y dependen de la cantidad de KWh consumidas. En la Tabla 11 se

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observa el tipo de servicio que se tiene contratado para el lugar, y en la Tabla 12 se explica la facturación de dicho servicio.

Uso Tarifa Hilos General < 25KW 02 1

Tabla 11. Tipo de servicio contratado en CFE

Tarifa 02 (2011 - 2012)

Servicio general hasta 25 KW de demanda

Aplicación

Esta tarifa se aplicará a todos los servicios que destinen la energía en baja tensión a cualquier uso, con demanda hasta de 25 kilowatts, excepto a los servicios para los cuales se fija específicamente su tarifa.

Cargo fijo $ 52.39 Cargos adicionales por energía consumida $ 2.184 Por cada uno de los primeros 50 kilowatts-hora. $ 2.642 Por cada uno de los siguientes 50 kilowatts-hora. $ 2.969 Por cada kilowatt-hora adicional a los anteriores. Tabla 12. Facturación de servicio en CFE

Facturación bimestral Consumo Consumo promedio (sin Costo en CFE promedio (con Costo en CFE sistema de (con IVA 16%) sistema de (con IVA 16%) monitoreo) monitoreo) 280KWh $1,026.25 Máx. 418KWh ~$1,376.00 280KWh $1,026.25 Mín. 332.5KWh ~$1,111.44 Tabla 13. Pago promedio en CFE

En la Tabla 13, se hace un cálculo aproximado de la facturación bimestral, del consumo general para el negocio. En la Tabla 14, se muestra el consumo anual máximo y mínimo, considerando únicamente la implementación del sistema de monitoreo y cuánto costaría, si se toma en cuenta el precio KWh del tercer escalón, es decir, $2.969.

Consumo Costo Anual Inversión Tiempo de Anual (con IVA 16%) total de la recuperación ISF de la inversión Consumo Máximo 839.5 KWh $2,891.26 $22,100.00 7.64 años (2.3KWh/día)

Consumo Mínimo 319.375 $1,145.80 $13,200.00 11.52 años (0.875KWh/día) KWh Tabla 14. Recuperación de la inversión

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Conclusiones y Recomendaciones

Conclusiones del sistema de monitoreo De acuerdo a los objetivos planteados inicialmente, se integraron satisfactoriamente, recursos de hardware para redes, equipo de interconectividad, equipos terminales y cámaras IP para monitorear las diferentes secciones de la empresa, y se configuró el DNS para acceso a direcciones IP dinámicas, por medio de una dirección IP fija, cumpliendo así, con los objetivos particulares. A poco más de un mes de haber instalado el sistema de monitoreo, ya se pueden observar los primeros resultados y algunos problemas que se han suscitado. En primer lugar, el control de empleados ha mejorado muchísimo, ya que ahora, el dueño del establecimiento checa entradas, salidas e incluso conflictos, entre los mismos empleados y algún percance con los clientes.

Se mejoró la calidad del servicio, ya que al monitorear la atención y desempeño de los meseros, se corrigieron errores de logística de algunos suministros y mobiliario, se agilizó un poco la salida de comandas y últimamente están trabajado en la cordialidad hacia los comensales.

Por otro lado, se presentó un conflicto, hace unas semanas con el módem, ya que después de una fuerte lluvia, se perdió la línea telefónica y por consiguiente, el acceso a Internet, provocando que las cámaras quedaran inhabilitadas casi una semana. Y cuando todo regresó a la normalidad, la conexión DynDNS se había desconfigurado, por lo que hubo que configurarla de nueva cuenta. Evidenciando así, una gran desventaja que tienen este tipo de sistemas. Pero hay que tomar en cuenta que cualquier tipo de instalación tiene sus pros y contras. Otro problema que se tiene es que, por el momento, no se han colocado las 6 cámaras IP del diseño, por cuestiones económicas, lo que conlleva obviamente a que hay áreas que no son monitoreadas.

Se podría decir entonces como conclusión, que el sistema de monitoreo local y remoto, hasta ahora ha resultado bastante bien y se han obtenido los beneficios esperados. Por lo que en ese sentido la inversión ha sido rentable.

Conclusiones de instalación solar fotovoltaica En nuestro país, tenemos una falta de interés ecológico y de cultura sobre la utilización de energías renovables. Por esta razón, no existe una gran demanda por productos relacionados con este ámbito, esto a su vez ocasiona, que no surjan empresas nacionales que se dediquen a la manufactura, y mucho menos a la investigación, en este campo tan importante. En México, sólo hay dos empresas que se dedican a fabricar paneles solares y vender insumos para ISF, de hecho, sus productos son de los más económicos del mercado nacional, ya que una constante al cotizar dispositivos para ISF, es el encontrarse con componentes importados, generalmente provenientes de Europa, a precios muy altos, que lógicamente multiplican los gastos de inversión.

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Actualmente las ISF se han convertido en una alternativa para comunidades rurales, donde aún se carece de servicio de energía eléctrica. El gran problema que se presenta, según tesis dedicadas a este tema, es que los paneles solares tienen una producción energética muy limitada, y sólo cubren necesidades muy básicas, en lapsos cortos de tiempo. Si la generación de energía es muy restringida, por ende se requerirán un mayor número de dispositivos para cubrir la demanda energética, y esto implicaría una inversión millonaria. Precisamente por esta situación, se ha optado por sistemas híbridos empleando generadores que trabajan con diesel.

En el Distrito Federal y Estado de México, afortunadamente no existen problemas de infraestructura en materia energética, y además gozamos de un subsidio gubernamental, que ayuda a bajar los costos de la energía eléctrica.

En cuanto a la factibilidad de implementar la ISF para alimentar nuestro sistema de monitoreo, se puede concluir, de acuerdo a las Tablas 8, 9, 10 del apartado 3.3.5, que la inversión es demasiado elevada con respecto a la facturación por parte de CFE, reflejada en la Tabla 14, de la sección 3.3.5; la inversión se recuperaría en un lapso de 11.52 años, para el consumo mínimo, y 7.64 años, para el consumo máximo. Con esta información, es muy claro, que a pesar de los posibles beneficios ecológicos, económicamente no es rentable.

Conclusiones acerca del sitio Web Se cumplió con el diseño de la interfaz gráfica, para controlar las cámaras IP, y además se extendió el diseño, a crear un sitio Web, que abarcó todo lo relacionado al giro, los productos que ofrece el café “el Cafetal”, donde se instaló el sistema de monitoreo. Todo se realizó con la Creative Suite de Adobe System.

Recomendaciones del sistema de monitoreo En este apartado, se determinará la probabilidad de que el sistema propuesto, se use de manera ideal. Esto se logrará mediante el análisis de los siguientes aspectos negativos, que son comunes en la implementación de un nuevo sistema dentro de una organización, con sus respectivas soluciones propuestas: 1. El nuevo sistema puede ser demasiado complejo para los usuarios de la organización o los operadores del sistema. Por esta razón es importante dar una capacitación a quien o quienes van a ser los administradores del sistema, otorgar un manual breve de instrucciones y posibles preguntas comunes, además de ofrecer asesoramiento técnico futuro, si así se requiere. En pocas palabras hay que procurar la familiarización del usuario con el funcionamiento del nuevo sistema. 2. El sistema puede hacer que los empleados y clientes se resistan a él, como consecuencia de trabajo, miedo a ser observados todo el tiempo, pérdida de la privacidad, generar polémica del porqué de su implementación o alguna otra razón. Es importante hablar con el personal, clientes, proveedores, etc. y hacer de su conocimiento las razones que llevaron a la implementación, así como las ventajas y beneficios que se obtendrán con el sistema, y que en ningún momento se verá dañada su privacidad o integridad personal.

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3. El nuevo sistema puede introducir cambios demasiado rápido, para permitir a los usuarios adaptarse a él y aceptarlo. Se tendrá que llevar a cabo un periodo de prueba, para analizar no sólo si el sistema está funcionando de manera óptima, sino también para verificar como lo está tomando el personal. 4. En cuanto a aspectos legales, con la no existencia de una Ley que regule los sistemas de vigilancia (ver Anexo 8), algunos organismos establecen algunas recomendaciones básicas para evitar problemas legales relacionados. La instalación de un sistema de video-vigilancia, requerirá: a) Una declaración del comité de empresa o de la administración, explicando los motivos y las principales funciones del porqué se llevará a cabo la instalación. b) Una solicitud al Ayuntamiento, si la cámara filma una parte de la vía pública o la entrada de un inmueble, por ejemplo. c) Avisos informativos para los empleados (y eventualmente visitantes y/o clientes), indicando sus derechos. d) Si la video-vigilancia responde a un objetivo de seguridad y de lucha contra el robo, no debería ser utilizado para vigilar a los empleados de manera continua y permanente.

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ANEXOS

Anexo 1

Hoja de especificaciones de cámara IP, modelo FS-613A-M136, marca EasyN Características:

● Apoyo 10 idiomas ,9-ch vista a través del navegador IE

● Nombre de dominio libre, limitada

● Wi-Fi compatible con los estándares IEEE 802.11b / g

● Vista móvil que permite la visualización remota y registro en cualquier lugar en cualquier momento

● Suport Pan / Tilt de control (Pan: 270 ° e inclinación: 90 °)

● 15 posiciones predefinidas

● audio bidireccional monitoreo

● Auto IR-LED de iluminación para visión nocturna (hasta 10 metros) ● Apoyo a la foto por correo electrónico, FTP foto, registro de FTP, cuando la alarma se dispara.

● Certificado por Microsoft ActiveX, no se preocupe de ser invadida por virus

Model.:FS-613A-M136

Features System security Supports three-level account, password, user multi-level authority management

DDNS（free） Built in free DDNS system,like http://demo.easyn.hk,'demo' is serial code

IE multi-channel No need to install software, support multi-channel monitor view client(free) &management & check alarm picture via IE

Super client 1,4,9,16,25,36, 64-channel , no user limited , centralized monitor

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Superiority Support multi-channel monitor via cellphone or computer,certified by Microsoft activeX, support most of intelligent phone(such as Iphone,Antroid,Symbian )

CPU Operation Embedded Linux OS system

Microcomputer 32Bit RSIC Embedded Processor processor

Video Compression Motion-JPEG-N format

Signal system CMOS 300,000 pixel

Frame rate 25fps

Shutter speed 1/50s-1/100,000s

Resolution VGA(640*480),QVGA(320*240)

Image Brightness, contrast,saturation. adjustment

WB, BLC Auto

Lens Standard: 3. 6mm

Nightvision Nightvision 10Φ5 LED lights IR distance: 10m

Audio Compression ADPCM format

Input Built-in Mircophone

Output one channel linear output

Audio gain AGC

P/T Motor Built-in motor control

Rotation angle Horizontal: 270° vertical: 90°

Rotation speed 11 level pan/tilt rotation speed optional, speed range 15-70°/ second

Network Network RJ-45 10/100Mb self-adaptable Ethernet slot interface

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Protocol Support TCP/IP、HTTP、ICMP、DHCP、FTP、SMTP、PPPoE etc.

Wireless WIFI,802.11 b/g

Online visitor Support 4 visitors at the same time

IP mode Dynamic IP address, static IP address, PPPOE

Others Shape Cartoon robot

Use Indoor use environment

Power DC5V 2A

Temperature -10~50 °C

Humidity 95% RH

Size Item size:111*100*127mm ( L*W*H) Package size:170*170*170mm （L*W*H）

Weight G.W.: 895g（Note:for real products ）

Attachment Power adapter ,CD, manual , screws,warranty card

Alarm Input / output 1/1

Alarm detection Built-in motion detection, sensitivity can be set

Alarm action Support Email photo ,FTP photo upload ,preset positions call , GPIOetc.

System System Microsoft Win98 SE/ME/2000/XP、Vista、Win 7, Internet Explorer requirement 8.0, FireFox，Google Browser

Certification Certificate FCC CE SASO RoHS

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Anexo 2

Bosquejos de Instalación I. Planta baja, bosquejo general del espacio y áreas importantes.

II. Planta baja. Esquema de distribución de cámaras y ángulos de visión.

III. Planta alta, bosquejo general del espacio y áreas importantes.

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IV. Planta alta. Esquema de distribución de cámaras y ángulos de visión.

V. Terraza, bosquejo general del espacio y áreas importantes.

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VI. Terraza. Esquema de distribución de cámaras y ángulos de visión.

VII. Planta baja exterior, bosquejo general del espacio y áreas importantes.

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VIII. Planta baja exterior. Esquema de distribución de cámaras y ángulos de visión.

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Anexo 3

Adobe Creative Suite Adobe CS, es una suite de distintas aplicaciones en forma de talleres y estudios dotados de herramientas, y funciones altamente profesionales creada y producida por Adobe Systems, y que están dirigidas a la Publicación Impresa, Publicación Web, Post Producción de Video y Dispositivos Móviles. Adobe Creative Suite, nace del exitoso intento de la casa Adobe de unir todos sus programas profesionales (los cuales antes solo podían adquirirse individualmente), en diferentes conjuntos de utilidades profesionales que se adecuen al tipo de usuario. Esta ingeniosa unión de sus productos en conjuntos, ha dado muy buenos resultados para Adobe en los últimos años, no obstante, la compañía sigue vendiendo sus productos también individualmente.

Adobe Creative Suite Web Premium

Paquete dirigido especialmente al diseño y la publicación Web. Está compuesta por:

I. Acrobat II. Contribute III. Dreamweaver IV. Fireworks V. Flash VI. Illustrator VII. Photoshop

 Adobe Acrobat, es una familia de programas informáticos desarrollados por Adobe Systems diseñados para visualizar, crear y modificar archivos con el formato Portable Document Format, más conocido como PDF. Acrobat y Reader, son de uso muy popular como forma de presentar información con un formato fijo, similar al de una publicación. Cuenta con versiones para los sistemas operativos Microsoft Windows, Mac OS, Linux, Windows Mobile, Palm OS, Symbian OS y Android. El uso del formato PDF, es muy común para mostrar texto con un diseño visual ordenado. Actualmente se encuentra en su versión Adobe Acrobat X (10).

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 Adobe Contribute, actualmente en su sexta versión, es un software de aplicación diseñado para el contenido páginas Web. Es una aplicación de escritorio, originalmente desarrollado por Macromedia, permitiendo a una amplia variedad de personas dentro de una organización, actualizar páginas Web mediante la reducción de las habilidades necesarias para el proceso. Es usado principalment por personas no-programadoras pues emplea WYSIWYG, que es un intuitivo ambiente de desarrollo, el cual permite a aquellos con pequeña o ninguna experiencia en programación, mantener sus sitios Web y blogs editados y actualizados con contenido.

 Adobe Dreamweaver, es una aplicación en forma de suite (basada en la forma de estudio de Adobe Flash) que está destinada a la construcción, diseño y edición de sitios, videos y aplicaciones Web basados en estándares. Creado inicialmente por Macromedia (actualmente producido por Adobe Systems), es el programa más utilizado en el sector del diseño y la programación Web, por sus funcionalidades, su integración con otras herramientas como Adobe Flash y, recientemente, por su soporte de los estándares del World Wide Web

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Consortium. Su principal competidor es Microsoft Expression Web, y tiene soporte tanto para edición de imágenes como para animación, a través de su integración con otras. Hasta la versión MX, fue duramente criticado por su escaso soporte de los estándares de la Web, ya que el código que generaba era con frecuencia sólo válido para Internet Explorer, y no validaba como HTML estándar. Esto se ha ido corrigiendo en las versiones recientes. La gran ventaja de este editor sobre otros, es su gran poder de ampliación y personalización del mismo, puesto que en este programa, sus rutinas (como la de insertar un hipervínculo, una imagen o añadir un comportamiento), están hechas en Javascript-C, lo que le ofrece una gran flexibilidad en estas materias. Esto hace que los archivos del programa no sean instrucciones de C++, sino rutinas de Javascript que hace que sea un programa muy fluido, que todo ello hace, que programadores y editores Web hagan extensiones para su programa y lo ponga a su gusto.

 Adobe Fireworks, es una aplicación basada en la forma de estudio de Adobe Flash, pero con más parecido a un taller, destinado para el manejo híbrido de gráficos vectoriales con Gráficos en mapa de bits, y que ofrece un ambiente eficiente, tanto para la creación rápida de prototipos de sitios Web e interfaces de usuario, como para la creación y Optimización de Imágenes para Web. La aplicación permite crear menús emergentes, rollover o imágenes de sustitución, un efecto muy conocido en donde una imagen existente en la página Web, es sustituida por otro cuando el puntero del ratón se posa sobre ella, restituyéndose cuando quitamos el puntero de ella. Originalmente fue desarrollado por Macromedia, compañía que fue comprada en 2005 por Adobe Systems.

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 Adobe Flash Professional, es el nombre o marca comercial oficial que recibe uno de los programas más populares de la casa Adobe, junto con sus programas hermanos Adobe Illustrator y Adobe Photoshop, y que se trata de una aplicación de creación y manipulación de gráficos vectoriales, con posibilidades de manejo de código mediante el lenguaje ActionScript, en forma de estudio de animación que trabaja sobre "fotogramas", y está destinado a la producción y entrega de contenido interactivo, para las diferentes audiencias alrededor del mundo sin importar la plataforma. Se usa en las diferentes animaciones publicitarias, de reproducción de vídeos (como ocurre en YouTube), y otros medios interactivos que se presentan en casi todas las páginas Web del mundo, le han dado la fama a este programa dándoles el nombre de "animaciones Flash", a los contenidos creados con éste. Adobe Flash, utiliza gráficos vectoriales y gráficos rasterizados, sonido, código de programa, flujo de vídeo y audio bidireccional (el flujo de subida sólo está disponible si se usa conjuntamente con Macromedia Flash Communication Server). En sentido estricto, Flash es el entorno de desarrollo, y Flash Player es el reproductor utilizado para visualizar los archivos generados con Flash. En otras palabras, Adobe Flash crea y edita las animaciones o archivos multimedia, y Adobe Flash Player las reproduce.

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 Adobe Illustrator, es el nombre o marca comercial oficial que recibe uno de los programas más populares de la casa Adobe, junto con sus programas hermanos Adobe Photoshop y Adobe Flash, y que se trata esencialmente de una aplicación de creación y manipulación vectorial, en forma de taller de arte que trabaja sobre un tablero de dibujo, conocido como "mesa de trabajo", y está destinado a la creación artística de dibujo y pintura para Ilustración (Ilustración como rama del Arte digital aplicado a la Ilustración técnica o el diseño gráfico, entre otros). Es desarrollado y comercializado por Adobe Systems Incorporated, y constituye su primer programa oficial de su tipo en ser lanzado por esta compañía, definiendo en cierta manera el lenguaje gráfico contemporáneo, mediante el dibujo vectorial. Adobe Illustrator contiene opciones creativas, un acceso más sencillo a las herramientas y una gran versatilidad, para producir rápidamente gráficos flexibles cuyos usos se dan en (Maquetación-Publicación) impresión, video, publicación en la Web y dispositivos móviles. Las impresionantes ilustraciones que se crean con éste programa, le han dado una fama de talla mundial a esta aplicación de manejo vectorial, entre artistas gráficos digitales de todo el planeta, sin embargo, el hecho de que hubiese sido lanzado en un principio, para ejecutarse sólo con el sistema operativo Macintosh, y que su manejo no resultara muy intuitivo para las personas con muy poco trasfondo, en manejo de herramientas tan avanzadas afectó la aceptación de éste programa, entre el público general de algunos países. Actualmente forma parte de la Familia Adobe Creative Suite y tiene como función única y primordial, la creación de utillaje (Material) Gráfico- Ilustrativo altamente profesional, basándose para ello en la producción de objetos matemáticos denominados vectores.

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 Adobe Photoshop, es el nombre o marca comercial oficial que recibe uno de los programas más populares de la casa Adobe Systems, junto con sus programas hermanos Adobe Illustrator y Adobe Flash, y que se trata esencialmente de una aplicación informática en forma de taller de pintura y fotografía, que trabaja sobre un "lienzo" y que está destinado para la edición, retoque fotográfico y pintura a base de imágenes de mapa de bits (o gráficos rasterizados). Su nombre en español, significa literalmente "tienda de Fotos", pero puede interpretarse como "taller de foto". Su capacidad de retoque y modificación de fotografías, le ha dado el rubro de ser el programa de edición de imágenes más famoso del mundo. Actualmente forma parte de la familia Adobe Creative Suite, y es desarrollado y comercializado por Adobe Systems Incorporated, inicialmente para computadores Apple pero posteriormente también para plataformas PC, con sistema operativo Windows. Su distribución viene en diferentes presentaciones, que van desde su forma individual, hasta como parte de un paquete, siendo éstos: Adobe Creative Suite Design Premium y Versión Standard, Adobe Creative Suite Web Premium, Adobe Creative Suite Production Studio Premium y Adobe Creative Suite Master Collection. Photoshop en sus versiones iniciales, trabajaba en un espacio bitmap formado por una sola capa, donde se podían aplicar toda una serie de efectos, textos, marcas y tratamientos. En cierto modo tenía mucho parecido con las tradicionales ampliadoras. En la actualidad, lo hace con múltiples capas. A medida que ha ido evolucionando el software, ha incluido diversas mejoras fundamentales, como la incorporación de un espacio de trabajo multicapa, inclusión de elementos vectoriales, gestión avanzada de color (ICM / ICC), tratamiento extensivo de tipografías, control y retoque de color, efectos creativos, posibilidad de incorporar plugins de terceras compañías, exportación para sitios Web, entre otros. Photoshop se ha convertido, casi desde sus comienzos, en el estándar de facto en retoque fotográfico, pero también se usa extensivamente en multitud de disciplinas del campo del diseño y fotografía, como diseño Web,

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composición de imágenes bitmap, estilismo digital, fotocomposición, edición y grafismos de video, y básicamente en cualquier actividad que requiera el tratamiento de imágenes digitales.

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Anexo 4

Hoja de especificaciones de los Paneles Solares

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Anexo 5

Hoja de especificaciones del Regulador

Controlador Modelo SCI-110 El regulador modelo SCI-110 se utiliza en sistemas solares; está programado para proteger banco de baterías, tanto del tipo libres de mantenimiento como de plomo ácido. Cuenta con indicadores luminosos, los cuales indican lo siguiente: Led Amarillo, indica que el panel suministra energía a las baterías y/o a la carga. Led Verde, indica si las baterías pueden alimentar a la carga. Led Rojo, indica que las baterías no están en condiciones de alimentar a la carga (bajo voltaje). El controlador está contenido en un gabinete de policarbonato en color negro, diseñado para que las terminales en las cuales se realizan las conexiones queden ocultas, protegiéndolas de posibles cortos circuitos.

Operación El controlador regula la carga de las baterías de manera automática, detectando el nivel de voltaje de las baterías. Si el voltaje es menor a 13.10 Vcc, se conecta el panel solar a través de un interruptor electromagnético, logrando con esto, inyectar energía a las baterías. Éste se abrirá cuando las baterías lleguen a un voltaje superior a 14.50 Vcc; con esto se mantiene un nivel óptimo de energía y por otro lado, se aprovecha al máximo la vida útil de las baterías. La operación del control de carga, se logra también a través de un interruptor electromagnético, el cual se mantendrá cerrado mientras el voltaje no sea menor a 10.80 Vcc, cuando sea menor, el interruptor se abrirá. Indicando que la batería tiene voltaje bajo, y se cerrará nuevamente cuando el voltaje supere los 13.10 Vcc, debido a que las baterías obtienen energía a través del panel. Parámetros Eléctricos: Voltaje de Operación: 12.00 Vcc Polaridad Inversa de Panel. Corriente Máxima a la Carga: 10.00 Acc Polaridad Inversa de Batería al Circuito de Control. Corriente Máxima de Panel: 10.00 Acc Desconexión por Bajo Voltaje de Batería. Conexión de Panel Solar: 13.10 Vcc Desconexión por Alto Voltaje de Batería. Desconexión de Panel Solar: 14.50 Vcc Aislamiento de las Terminales de Conexión. Desconexión por Bajo Voltaje de Batería 10.50 Vcc Conexión de Cargas: 13.10 Vcc Desconexión de Cargas: 10.80 Vcc www.syscom.com.mx Depto. de Ingeniería SYSCOM

Anexo 6

Hoja de especificaciones del Inversor

China (continente) Marca: Saiaodi Número de SP08A De potencia de 2000W Modelo: salida: Tipo de la salida: Solo Tamaño: los 510*190*110MM Peso: 3.2kg Voltaje de DC12V/24/48/60V

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entrada: Voltaje de la AC110V/220V Tipo: Inversores de DC/AC salida: Frecuencia de la 50/60HZ Corriente de USB/0.5ª salida: salida: Color: Azul Shell del Aleación de aluminio material: Proceso en Oxidación Función: Inversor de la onda de seno superficie: OEM: AUTORIZACIÓN Uso: Lugar casero o móvil Certificado: CE, RoHS Manera de la C.C. al inversor de la CA transferencia: Especificaciones

Eficacia de 1.Inversor 2000W 12V 220V 2.

Inversor 2000W 12V 220V SP08A de alta calidad

Especificaciones

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Características de la seguridad:

1. La protección de la sobrecarga, la energía será cortada automáticamente.

2. El fusible integral proporciona la garantía de la seguridad

3. La advertencia de la baja tensión, la energía será cortada automáticamente.

4. La protección de la sobretensión, la energía será cortada automáticamente.

5. La protección de Overhumidity, la energía será cortada automáticamente.

6. Cortocircuitos la protección, la energía será cortado automáticamente.

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Anexo 7

Bosquejo eléctrico En el presente Anexo, se muestra de forma sencilla como se encuentra distribuido eléctricamente el edificio. Se hizo un boceto por cada área indicando lo que se conectará en el nuevo diseño eléctrico. Simbología

1. Esquema eléctrico actual de la planta baja.

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2. Esquema eléctricopara la ISF, planta baja.

3. Esquema eléctrico actual de la planta alta.

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4. Esquema eléctrico para la ISF, planta alta.

5. Esquema eléctrico actual de la terraza.

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6. Esquema eléctrico para la ISF, terraza.

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7. Esquema eléctrico actual de parte exterior, planta baja.

8. Esquema eléctrico para la ISF, parte exterior, planta baja.

Anexo 8

Legislación video-vigilancia Como ya se ha mencionado, la captación y/o el tratamiento de imágenes con fines de vigilancia es una práctica muy extendida en nuestra sociedad. Ojos por todas partes, y que no necesariamente pertenecen a los seres humanos, sus múltiples usos van desde las típicas cámaras de, montadas en los bancos y en los grandes almacenes, hasta cintas de un cónyuge infiel marcadas como prueba principal en un proceso de divorcio complicado, es así como el siglo XXI comienza con un despliegue tecnológico estelar.

Ya no es posible concebir la vida de los seres humanos ni su interacción, sin el uso de tecnologías informáticas. Dicha expansión conlleva el intercambio de flujos de información de todo tipo, incluida la relativa a las personas. Hoy en día, es posible acceder a información sobre millones de seres humanos, y sus actividades en prácticamente cualquier parte del planeta.

Aunque a lo largo de la historia de la humanidad se han conquistado grandes espacios, en materia de libertad de información y de expresión, el hecho de que los avances tecnológicos permitan irrumpir silenciosamente en el ámbito de lo privado,

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vulnera la esfera de uno de los derechos fundamentales de los individuos, el de la privacidad debido a que sin que las personas se enteren, ni mucho menos otorguen su consentimiento, terceros –ya sean entes públicos o privados- recaban y transmiten información sobre sus datos personales a través de todo tipo de procedimientos, que echan mano de tecnologías de punta. Entre éstos, destacan la geo-localización, la detección remota o la video vigilancia, dispositivos que hoy en día han madurado y están fácilmente disponibles en cualquier lugar del mundo, a través de Internet.

Si bien es cierto que los avances tecnológicos generalmente repercuten de forma positiva, en la calidad de vida del ser humano, pero sería ingenuo desconocer que también con ellos nacen nuevos conflictos e interrogantes a los que el Derecho, en su objetivo último de ordenar la convivencia social, debe dar respuesta. La tecnología no puede permanecer ajena al Derecho, ni evidentemente a la Constitución, por más que la velocidad con la que ocurren las innovaciones tecnológicas, amenace con hacer obsoleto cualquier esfuerzo por regular su impacto sobre el derecho a la vida privada.

Dado que los medios tradicionales de protección de la vida privada son insuficientes en la actualidad, cada vez más países han aprobado leyes de protección de datos personales y privacidad, así por ejemplo, Alemania o España, cuentan con una estricta legislación en cuanto a video vigilancia se refiere, donde se gestiona no sólo las condiciones para la instalación de este tipo de sistemas, sino también se garantizan los derechos de las personas, y se estipulan las sanciones necesarias a quien infrinja los estatutos.

En México como sabemos, el 11 de julio de 2002, fue publicada en el Diario Oficial de la Federación la Ley Federal de Transparencia y Acceso a la Información Pública Gubernamental, donde los límites al derecho de acceso a la información, están señalados de manera expresa en la propia Ley, y ahí se establece que los datos personales constituyen información confidencial, y requieren del consentimiento de los individuos para su difusión, distribución o comercialización.

La reforma al artículo 6° constitucional de junio de 2007, significó un salto cualitativo en nuestra evolución normativa en materia de acceso a la información, el problema es que sólo tiene una breve referencia a la privacidad: “la información que se refiere a la vida privada y los datos personales será protegida en los términos y con las excepciones que fijen las leyes”. Es decir, sólo aparece en función del derecho a la información y carece de un desarrollo propio. No obstante, la inquietud ya está sembrada y existen diversos proyectos legislativos en torno al tema, en el Congreso de la Unión, y en algunos estados de la República como Jalisco o Colima en este 2011, donde el reconocimiento de los derechos de los ciudadanos, frente a los sistemas de video vigilancia gubernamentales y privados, junto a la necesidad de que el Estado y sus instituciones puedan hacer uso de esos registros visuales, para fines de seguridad pública, están presentes en una iniciativa de ley con la que los legisladores, pretenden dar un marco regulatorio en esta actividad.

“El Estado debe garantizar el respeto a las garantías individuales de las personas tanto en la grabación como en las fases posteriores de uso y resguardo de estos registros visuales, bajo la premisa de salvaguardar la intimidad personal y familiar, el honor y la imagen de los ciudadanos”, es así como se fundamenta el contenido de la Ley de Video vigilancia, aunque ninguna de estas propuestas ha fructificado.

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