6. Detectores de presencia y movimiento

• 6.1. ¿Qué es un detector de presencia o movimiento?
• 6.2. Medición de luz constante: Si/No (detector de presencias o detector de movimiento)
• 6.3. Tecnologías empleadas en los detectores de presencia y movimiento
• 6.4. Alcances y diferentes tipos de movimiento
• 6.5. Guía para elegir un detector de presencia o movimiento

6.1. ¿Qué es un detector de presencia o movimiento?

Un detector de presencia o movimiento en el ámbito de la iluminación, es un aparato construido para determinar si dentro del recinto (o la zona supervisada por él) están o no están presentes personas y proceder al apagado o encendido de la luz en dicho local o zona. En la práctica es un interruptor que de forma automática: enciende la luz cuando entramos a una habitación y la apaga cuando salimos de ella.

Esto lógicamente produce un ahorro de energía, ya que evita consumos innecesarios de iluminación cuando en una habitación no se encuentra nadie presente. Desde otro punto de vista genera confort, ya que no tenemos que activar un interruptor para encender la luz cuando entramos en un local, ni desactivarlo al salir de él. Pensemos en la comodidad y el ahorro que proporciona que la luz de nuestras escaleras se encienda al entrar en el portal de nuestra casa, o que diferentes zonas en un garaje se iluminen a medida que avanzamos por ellas sin necesidad de encenderlas nosotros manualmente. Por tanto, un detector de presencia o movimiento, proporciona ahorro de energía y confort.

Pero un detector de presencia y movimiento todavía puede realizar más labores: además de encender la luz, puede activar la calefacción, el aire acondicionado... o lo que se pudiera necesitar según el uso al que se destine un local. Para estos casos, se emplean detectores con más de un canal de salida y cada uno de ellos, con sus parámetros específicos, se encargará de actuar sobre un sistema concreto (iluminación, calefacción, etc.).

Quizás nos preguntemos por que son necesarios diferentes canales y no vale el mismo para los distintos sistemas que queremos controlar. Aclararemos esto con un ejemplo. Supongamos que queremos controlar en un determinado local, la iluminación y el sistema de calefacción. El sistema de iluminación se debe activar al detectar que entramos en el recinto SOLO SI NO HAY LUZ SUFICIENTE, mientras que la activación del sistema de calefacción es independiente de la luz que exista en el local. Esto todavía puede complicarse mucho más si pensamos en el momento en el que deben apagarse los sistemas. Si en la habitación que controlamos está entrando y saliendo gente constantemente, seguramente podemos apagar la luz en el preciso instante que detectemos que no haya nadie en el local y encenderla en el mismo instante que entre alguien, provocando continuos encendidos y apagados. Para el sistema de calefacción es más conveniente disponer de un retardo en el apagado para que los encendidos y apagados no sean tan números, ya que por problemas de inercia térmica nunca seríamos capaces de llegar a calentar el local si el tiempo de presencia de las personas en el mismo fuera reducido. Y todavía más: la decisión de activar el sistema de iluminación depende del nivel de luz del local, mientras que el sistema de calefacción es independiente de luz ambiental que exista en el mismo.

Por este motivo, cuando con el detector de presencia o movimiento se controlan otros sistemas (aparte del de iluminación) se utilizan diferentes canales, cada uno de los cuales se regula con unos parámetros específicos.

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6.2. Medición de luz constante: Si/No (detector de presencia o detector de movimiento)

En el apartado anterior, hemos visto que un detector de presencia o movimiento (para iluminación) no solamente ha de detectar la presencia de personas, sino que además ha de medir la luz ambiental para decidir si enciende la luz, o no es necesario porque hay suficiente luz natural. Estos aparatos tienen una regulación para que le indiquemos que es lo que consideramos "luz suficiente", valor a partir del cual no se producirá la activación del sistema de iluminación, aunque se detecte presencia.

Supongamos que llegamos a nuestro lugar de trabajo un día de invierno a las 8 de la mañana. Todavía es de noche, el detector siente nuestra presencia y como no hay luz suficiente decide encender el sistema de iluminación. Perfecto, ha cumplido sus objetivos de ahorro energético y de confort. ¿Qué tiene que hacer el aparato a partir de este momento? Mientras siga detectando que estamos en el lugar mantener la luz encendida, y cuando lo abandonemos apagarla.

¿Y qué pasa con la luz ambiental? ¿No debería tenerla en consideración para apagar la iluminación artificial si se alcanza una iluminación natural suficiente aunque no hayamos abandonado el local? La respuesta lógicamente es SI, pero para ello además de estar detectando en todo momento nuestra presencia, ha de estar midiendo constantemente la luz. Parece sencillo pero no lo es, porque el detector tiene que diferenciar entre la luz natural y la artificial para tomar la decisión de apagar la iluminación y por esto motivo un detector con medición de luz constante es tecnológicamente más complicado.

El detector sin medición de luz constante, no será capaz de apagar la iluminación si la luz natural se hace suficiente mientras detecte presencia de personas. El detector con medición de luz constante, será capaz de apagar la luz siempre que la natural sea suficiente, sin necesidad de que deje de haber presencia en el local (o zona) supervisada. Por tanto, la medición de luz constante es necesaria en locales donde la presencia pueda ser continuada (una oficina, un pasillo muy transitado... ) y no será necesario cuando la presencia de personas no se continua dentro del local (un baño por ejemplo).

En ningún sitio está escrito o definido cual es la diferencia entre un detector de presencia y uno de movimiento, aunque los mayores fabricantes de detectores coinciden en llamar detector de presencia a los aparatos que tienen medición de luz constante y detector de movimiento a los aparatos que no miden la luz constantemente. Pero insistimos en el hecho de que no hay ningún reglamento oficial ni norma escrita que imponga la utilización de dichos términos, por lo que algunos fabricantes también denominan detectores de presencia a aparatos que no tienen medición de luz constante. Lo importante no es que se denomine de presencia o de movimiento, sino el hecho de medir constantemente la luz o no.

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6.3. Tecnologías empleadas en los detectores de presencia y movimiento

En los detectores de presencia y movimiento para control de iluminación, se emplean tres tecnologías diferentes. Dos son independientes entre si (Infrarrojos y Ondas), y la tercera es complementaria a las anteriores (Sonido).

Un detector de infrarrojos es un aparato que VE UNA IMAGEN TÉRMICA (dentro del espectro infrarrojo) del área que supervisa. La detección de cambios en dicha imagen térmica será interpretada como que hay presencia de personas y se procederá a la activación de los circuitos correspondientes, para encender la luz o cualquier otra función que se haya asignado al detector. Pensemos en lo que ocurre en un recinto concreto: el detector está viendo una imagen térmica de dicho recinto, las paredes exteriores seguramente estarán más frías que las interiores, puede incluso haber zonas mucho más calientes debido a las presencia de radiadores, la imagen térmica de la habitación no será "plana" pero no tiene variaciones bruscas a lo largo del tiempo. Es temporalmente estática. ¿Qué ocurre cuando una persona entra en el recinto? La temperatura media de las paredes estará en torno a los 20º, y la irrupción de un cuerpo provocará que una determinada zona de la imagen térmica cambie bruscamente, ya que la temperatura del cuerpo rondará los 36º. Además el cuerpo está en movimiento y se produce una variación temporal rápida de la imagen térmica. El detector determina "presencia" y actúa consecuentemente. Este es el principio de funcionamiento del detector por infrarrojos: cambios temporales en la imagen térmica. Si nos quedamos estáticos, por muy diferente que sea nuestra temperatura corporal con respecto al resto del espacio visto por el detector, el aparato decidirá que no hay nadie presente.

La imagen térmica no es capaz de atravesar paredes o muebles, por lo que el mobiliario y las columnas que pueda haber dentro del recinto, producen zonas de sombra en las cuales el detector no es capaz de actuar. Por el contrario, una puerta abierta puede suponer "una ventana" de visión para el detector que no es conveniente y por dicha razón es muy importante la situación del detector.

La segunda tecnología empleada es la de ondas de alta frecuencia, que en algunas ocasiones se denomina también de micro ondas. El funcionamiento de estos aparatos es lo que normalmente conocemos como de un radar: el aparato emite ondas y recibe las ondas reflejadas. Las ondas emitidas rebotan en los objetos presentes y vuelven al aparato. Cada material refleja las ondas de una manera diferente por lo que el reflejo que lee el aparato dependerá de lo que se encuentren las ondas en su trayectoria. Si todo permanece en su lugar a lo largo del tiempo, las ondas reflejadas serán siempre las mismas, pero si hay movimiento de los objetos en el campo de visión del detector, se producirá un cambio en el reflejo recibido, lo que el detector interpretará como presencia de personas en el recinto controlado, actuando en consecuencia. Un característica de este tipo de tecnología, es que las ondas de alta frecuencia emitidas son capaces de atravesar muebles y paredes. Por lo tanto no se producen zonas de sombra como en el caso de los detectores de infrarrojos: esto es positivo en el caso de presencia de muebles o columnas dentro de la habitación, pero un inconveniente a la hora de limitar el espacio a controlar: el paso de una persona por un pasillo puede provocar la activación del detector sin que la persona entre dentro del recinto que se intenta supervisar.

La tercera tecnología utilizada en combinación con alguna de las descritas, es la del sonido y su propósito es el de paliar alguno de los inconvenientes de las tecnologías anteriores. Los detectores que incorporan detección de sonido, disponen además de un micrófono que una vez que se ha activado el aparato, constantemente "escucha" los ruidos producidos en el local. Si hay sonido y aunque no haya cambios en la imagen térmica o de radar, el aparato supone presencia de personas en el recinto y actúa en consecuencia. Esto es útil en lugares donde el movimiento es muy pequeño, o hay muchas zonas de sombra, y se utilizan en lugares como vestuarios.

Cada tecnología tiene sus ventajas y sus inconvenientes, pero sin duda alguna la tecnología más empleada en iluminación (por su menor número de inconvenientes) es la de infrarrojos.

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6.4. Alcances y diferentes tipos de movimiento

En la información suministrada por los fabricantes de detectores de presencia y movimiento se definen diferentes alcances de la zona detectada para diferentes tipos de movimiento e incluso los valores de estas características dependen de la altura a la que se instale el detector. Intentaremos explicar el por que de esta diferenciación y que significa cada uno de los términos.

El alcance es la zona que el detector es capaz de supervisar. Es lógico que el aparato no puede "ver" hasta el infinito, ya que los objetos que estén muy alejados producirán una imagen muy pequeña (sea térmica o de radar) para la que el aparato no tiene suficiente sensibilidad. Si el aparato está situado en el techo y su ángulo de visión es de 360º, el alcance suele definirse como un diámetro, que es el área de influencia del detector. Fuera de ese hipotético círculo, centrado en el detector y con el diámetro indicado, lo que suceda no será apreciado por el aparato.

¿Y por qué el alcance varía con la altura de colocación del detector? Se comprende fácilmente si pensamos en que los objetos muy alejados proporcionan una imagen muy pequeña para los que el aparato no tendrá suficiente sensibilidad para detectar sus cambios. Si vamos elevando el aparato en altura, cada vez el área vista será más grande, pero llegará un momento en el que el tamaño de los objetos no será suficiente para ser detectado. Lo mismo nos ocurre a los humanos con la visión: a medida que los objetos se alejan son cada vez más pequeños y llega un momento en el que no somos capaces de diferenciarlos ni de apreciar su movimiento.

La razón de hablar de diferentes tipos de movimiento es exactamente la misma y está relacionada con la sensibilidad del aparato. Si un objeto se acerca directamente hacia nosotros, los cambios en la imagen que percibimos son mucho menores que si el objeto se mueve en dirección perpendicular a la línea de visión (hacia los lados). Lo mismo le ocurre al detector, la sensibilidad es mucho menor con movimientos directos hacia el mismo, que con movimientos perpendiculares a la línea que une el objeto que se mueve con el detector. Por este motivo se diferencia también entre dos alcances que normalmente se denominan para "movimiento frontal" y para "movimiento transversal".

A la hora de decidir los alcances necesarios para un detector, es muy importante determinar el tipo de movimiento que queremos detectar, es decir, si este se produce de forma frontal o transversal al detector. En un pasillo muy largo y con un detector situado en mitad del mismo, las personas que entren el pasillo lo hacen con un movimiento prácticamente frontal al detector y por tanto habrá que asegurar que el detector tenga suficiente sensibilidad al movimiento frontal a la distancia de los límites del pasillo.

Otro tipo de movimiento del que se habla en las características de los detectores, es el denominado "pequeño movimiento", y que como su nombre indica hace referencia a la capacidad de tener sensibilidad ante pequeños movimientos, como los que produce una persona sentada en su puesto de trabajo tecleando en su ordenador. Un detector que haya de supervisar una oficina, tendrá que ser capaz de detectar "pequeño movimiento" al menos en las zonas en las que se prevea que haya puestos de trabajo. La razón nuevamente es obvia: los cambios en la imagen vista por el detector son muy pequeños, y el detector tiene que tener suficiente sensibilidad como para detectarlos.

Un buen detector, ha de informarnos de todas estas características (y a diferentes alturas de instalación) para determinar si es válido para la aplicación a la que se va a destinar.

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6.5. Guía para elegir un detector de presencia o movimiento

Un detector de presencia o movimiento tiene que ser capaz de cubrir los requisitos que se le exijan, dentro de los límites previstos y para las funciones que se le encomienden. Esto es muy sencillo, y su vez muy complicado si no definimos con claridad los límites exigidos al aparato.

En primer lugar, hay que conocer el punto de instalación del detector, tanto en horizontal como en altura, en horizontal para poder determinar los alcances necesarios (tamaño del local o zona) y en altura porque dichos alcances dependen de la altura de colocación del detector, como hemos visto en el apartado anterior. Si no fijamos el punto de instalación del detector en el plano, no podemos determinar los alcances que se le exigirán y si no fijamos su altura de instalación no podremos saber si el aparato proporciona el alcance necesario. Podemos suponer diferentes puntos de colocación y alturas y comprobar si el detector tiene capacidad suficiente para reaccionar en la totalidad del local.

Otro aspecto muy importante es el del uso del local: no es lo mismo un lugar de paso que una oficina, ya que debemos tener claro el tipo de movimiento que el aparato debe de detectar. Para lugares de paso, será suficiente con tener sensibilidad ante movimientos frontales o transversales (según su colocación) en la zona supervisada. Para una oficina es necesario asegurar que el aparato tenga sensibilidad ante pequeños movimientos, al menos en las zonas en las que existan puestos de trabajo.

También es muy importante conocer si la utilización prevista es continua o de pequeña duración. En una escalera poco transitada, no necesitaremos un aparato con medición de luz constante, pero en un local que se supone que estará continuamente ocupado, será necesario un aparato con medición de luz constante para que pueda apagar la iluminación en caso de que haya luz natural suficiente, aún en el caso de que el local no haya quedado vacío. Otro caso particular es el de complementar al detector con un supervisor de "sonido" para aquellas ocasiones en las que por movimiento podría desactivarse la iluminación, pero que por sonido podemos detectar que todavía hay ocupación en el local y mantener la luz encendida.

Es además necesario conocer que es lo que se quiere controlar para elegir un aparato con el número de canales adecuados. Si sólo se va a controlar la iluminación, será suficiente con un aparato de un sólo canal, pero si queremos incluir la calefacción o cualquier otro sistema, habrá que añadir el número de canales necesarios.

Existen aparatos con diferentes formas de instalación: empotrados, de superficie, en pared, en techo y su elección será una combinación de su punto de colocación e incluso de parámetros estéticos. También existen aparatos que pueden integrase muy fácilmente dentro de una luminaria, y aparatos que por su tecnología (Ondas) pueden estar ocultos en las paredes.

Cada aparato tiene unas características determinadas de regulación, en particular de lo que considera como "luz suficiente" y parámetros de temporización para poceder al apagado de los sistemas que controle una vez que no detecta presencia. Hay que asegurarse de que el aparato cumpla con los requisitos que queramos exigirle.

Otro punto a tener en cuenta es la capacidad de ruptura del aparato. Normalmente el detector activa o desactiva el circuto correspondiente mediante un relé, que tiene unas determinadas capacidades de ruptura. Si sobrepasamos dichas capacidades, el aparato no será capaz de abrir o cerrar el circuíto e incluso acabaremos estropeándolo por sobrecarga. Cuando los aparatos enciendan o apaguen directamente el circuito de iluminación, es muy importante conocer la potencia y tipo de esta para comprobar que puede operar dentro de esos límites. Si la potencia es superior a la que el aparato es capaz de soportar, habrá que recurrir a mecanismos adicionales para controlar los circuitos (relés, contactores, etc.).

Debemos también saber si nuestro aparato va a estar integrado en algún sistema de control de iluminación (DALI, KNX, ect.), para elegir un aparato que pueda comunicarse con en el sistema correspondiente.

Por último ¿qué ocurre cuando el aparato no puede proporcionar el alcance necesario porque el área a supervisar es muy extensa? Para estos casos existen aparatos "maestros" a los que se conectan aparatos "esclavos". El aparato maestro es el encargado de decidir sobre el encendido del sistema de iluminación (o aquellos que se le hayan encargado) y los aparatos esclavos amplían la zona de supervisión, controlando cada uno de ellos la zona incluida dentro de su alcance.

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