La propuesta de investigación sugiere el uso de análisis de datos mediante Minería de Datos (DM) en un entorno del Internet de las Cosas (IoT) en conjunción con el modelado termodinámico inverso para la realización de modelos térmicos de edificios en áreas urbanas. ENTROPY y EDISON son los dos proyectos principales en los que el candidato efectuará su actividad investigadora.

Proyecto ENTROPY

El proyecto ENTROPY toma una perspectiva holística a la cuestión de la reducción energética en edificios usando tecnologías digitales y de la información (ICT). De esta manera, ENTROPY pretende reducir el consumo energético en edificios gracias a la adquisición y posterior análisis y modelado de datos para la creación de mensajes educacionales para los ocupantes y usuarios de los edificios.

Proyecto EDISON

El proyecto EDISON es un proyecto nacional que utiliza técnicas de análisis de datos existentes como la DM en el IoT para hacer posible la creación de ciudades inteligentes (Smart Cities). A pesar de que en el proyecto EDISON el hincapié no esté puesto en la reducción del consumo de energía sino en la mejora del funcionamiento global de las ciudades a nivel logístico y de experiencia ciudadana, este proyecto sienta las bases de las cuales se nutre ENTROPY en gran medida.

Contribución del candidato

La contribución del candidato consistirá en aportar a la parte del diseño y ubicación de sensores en la primera etapa de los proyectos descritos, y en el desarrollo de los algoritmos necesarios para obtener las características termodinámicas de los edificios a estudio. Los algoritmos de ThermaSim proveerán con la información de cómo el edificio usa la energía, contribuyendo de esta manera a la idea global de ciudad inteligente con uso optimizado de los recursos.

Modelado Inverso y Modelos Termodinámicos

El grupo que sugiere el candidato ha investigado el uso de tecnologías de la información y la telecomunicación para la mejora de eficiencia energética en edificios. Esto se ha hecho desde una perspectiva de análisis de datos sin incluir conocimientos físicos de los edificios, a estos métodos se les suele llamar Black box modelling. La propuesta del candidato sugiere el modelado inverso usando Grey-box modelling lo que implica el modelado físico de los edificios usando las variables termodinámicas.

Modelos Termodinámicos Basados en Datos Reales

Los modelos termodinámicos basados en datos reales están ganando popularidad [2]. Estos métodos consisten en obtener modelos simples que son capaces de ajustar los datos observados en el mundo real, y usar estos modelos para obtener otros parámetros no conocidos, como demandas o parámetros de confort futuros. A este método se le llama modelado inverso (IM).

ThermaSim y CTSM-r

El candidato pretende en ThermaSim usar la herramienta CTSM-r, en conjunción con estrategias de análisis de datos para la elaboración de modelos termodinámicos de los edificios estudiados dentro del marco de trabajo ENTROPY y EDISON. ThermaSim consistirá en realizar los algoritmos para descubrir las características térmicas de los edificios a estudiar y con ello poder optimizar el confort de sus habitantes/usuarios y su demanda energética. Esto se puede ver en la Figura 4.

Supervisión del Proyecto

Para afianzar el éxito de esta beca, el candidato contará con la supervisión conjunta de Antonio F. Skarmeta y Fernando Illan Gómez, director del departamento de Ingeniería Térmica y de Fluidos de la Universidad Politécnica de Cartagena.