Detección de Presencia: Guía Española de Tecnología de Detección de Presencia

La detección de presencia es la tecnología y práctica de determinar si uno o más ocupantes humanos están actualmente presentes dentro de un espacio definido, incluyendo el caso en que la persona está sentada sin moverse, acostada o durmiendo sin movimiento visible. Los sistemas modernos de detección de presencia utilizan tecnología de radar de ondas milimétricas (mmWave) a 60 GHz (57–64 GHz) con 7 GHz de ancho de banda para detectar la firma micro-Doppler de la respiración humana a 0,2–0,5 Hz desde distancias de 6–8 metros, logrando una tasa de verdaderos positivos para ocupantes estacionarios superior al 99% en pruebas controladas y superior al 95% en despliegues reales, con una tasa de falsos positivos inferior al 1% durante un período de 24 horas. La detección de presencia es fundamentalmente diferente de la detección de movimiento, que utiliza sensores infrarrojos pasivos (PIR) que solo pueden detectar ocupantes en movimiento y no pueden detectar a una persona estacionaria. La detección de presencia se despliega en habitaciones de hotel para la coordinación del servicio de limpieza y la gestión energética, en oficinas para el control de climatización e iluminación basado en ocupación, en centros de salud para la detección de caídas y la monitorización de pacientes, y en hogares inteligentes residenciales para la iluminación automatizada y el control climático.

Esta guía proporciona una visión completa de la detección de presencia, cubriendo la tecnología, las características de rendimiento, los casos de uso y los criterios de selección para elegir el sistema adecuado para una aplicación específica. La guía está escrita en inglés para servir a la audiencia internacional de habla hispana que busca detección de presencia pero lee contenido técnico en inglés.

Detección de Presencia: La Tecnología

La tecnología detrás de la detección de presencia moderna es el radar de ondas milimétricas (mmWave).

Detección de Presencia: Fundamentos del Radar mmWave

Un sistema de detección de presencia por radar mmWave emite un chirp de onda continua modulada en frecuencia (FMCW) que barre un ancho de banda definido (típicamente 7 GHz a 60 GHz) durante un período corto. La señal reflejada de los objetos en la zona de detección se mezcla con una copia del chirp transmitido, produciendo una señal de batido cuya frecuencia es proporcional a la distancia del objetivo. Al realizar una Transformada Rápida de Fourier (FFT) en la señal de batido, el sistema puede determinar la distancia de cada objeto en la zona de detección con una resolución de aproximadamente 2,1 cm.

El sistema analiza luego la fase de la señal de batido a través de chirps sucesivos para determinar la velocidad de los objetivos. Una persona estacionaria produce una señal de batido con una fase que varía lentamente (debido al micro-movimiento de la respiración), mientras que una silla estacionaria produce una señal de batido con una fase constante. Al analizar la variación de fase (la firma micro-Doppler), el sistema de detección de presencia puede distinguir a un humano estacionario de un objeto estacionario, permitiendo una verdadera detección de presencia.

Detección de Presencia: Micro-Doppler y Detección de Respiración

La firma micro-Doppler de la respiración humana es la clave para detectar ocupantes estacionarios. El movimiento periódico de la pared torácica durante la respiración (amplitud 5–20 mm, frecuencia 0,2–0,5 Hz) produce una modulación Doppler que es claramente detectable por un sistema mmWave de 60 GHz con 7 GHz de ancho de banda.

Un sistema de detección de presencia bien diseñado utiliza técnicas de procesamiento de señal para extraer la firma respiratoria del retorno del radar, distinguirla del ruido de fondo (flujo de aire de climatización, vibración del edificio, movimiento de ventiladores) y utilizarla como indicador positivo de presencia humana. El resultado es un sistema que puede confirmar de manera fiable la presencia de un adulto durmiendo a 4 m con una tasa de verdaderos positivos superior al 99% en pruebas controladas.

Detección de Presencia: Por Qué los Sensores PIR No Pueden Detectar Ocupantes Estacionarios

Un sensor infrarrojo pasivo (PIR), utilizado para la detección de movimiento, no puede detectar ocupantes estacionarios. El sensor PIR detecta cambios en la radiación infrarroja a través de su campo de visión, y una persona estacionaria no produce un cambio en el patrón de radiación. Por lo tanto, el sensor PIR informa "sin movimiento" entre 10 y 30 minutos después del último movimiento, incluso si la habitación está ocupada.

Esta es la limitación fundamental que hace que un sensor PIR no sea adecuado para la detección de presencia en aplicaciones donde el ocupante puede permanecer estacionario durante períodos prolongados.

Detección de Presencia: Métricas de Rendimiento

El rendimiento de un sistema de detección de presencia se caracteriza por varias métricas clave.

Detección de Presencia: Tasa de Verdaderos Positivos para Ocupantes Estacionarios

La tasa de verdaderos positivos (TPR) para ocupantes estacionarios es el porcentaje de tiempo que un ocupante humano estacionario es correctamente reportado como presente. Para un sistema mmWave de 60 GHz, la TPR es superior al 99% en pruebas controladas y superior al 95% en despliegues reales.

Detección de Presencia: Tasa de Falsos Positivos

La tasa de falsos positivos (FPR) es el porcentaje de tiempo que el sistema reporta presencia cuando la habitación está realmente vacía. Para un sistema de detección de presencia bien diseñado, la FPR es inferior al 1% durante un período de 24 horas.

Detección de Presencia: Rango de Detección

El rango de detección de un sistema mmWave de 60 GHz es de 6–8 m para ocupantes estacionarios y de 8–12 m para ocupantes en movimiento cuando se monta en el techo a 2,5–3,0 m.

Detección de Presencia: Latencia de Detección

La latencia de detección es el tiempo entre que un ocupante entra en la zona de detección y el sistema reporta el cambio. Para un sistema de detección de presencia, la latencia es típicamente de 0,5–3 segundos.

Detección de Presencia: Aplicaciones

La detección de presencia se despliega en una amplia gama de aplicaciones en los mercados de habla hispana.

Detección de Presencia: Habitaciones de Hotel

Las habitaciones de hotel son la aplicación canónica para la detección de presencia. Un sistema de 60 GHz montado en el techo puede detectar de manera fiable si un huésped está en la habitación durante toda su estancia, incluso cuando está durmiendo, y envía los datos de ocupación al sistema de gestión de propiedades para la coordinación del servicio de limpieza y al sistema de climatización para la gestión energética.

Detección de Presencia: Oficinas

Las oficinas utilizan la detección de presencia para el control de climatización e iluminación por sala, la detección de disponibilidad de salas de reuniones y el análisis de utilización del espacio.

Detección de Presencia: Centros de Salud

Los centros de salud utilizan la detección de presencia para la detección de caídas, alertas de salida de cama y control ambiental basado en ocupación. El perfil de privacidad del radar mmWave (sin imágenes, no invasivo) lo hace adecuado para su despliegue en espacios privados.

Detección de Presencia: Hogares Inteligentes Residenciales

Los hogares inteligentes residenciales utilizan la detección de presencia para la iluminación basada en ocupación, el control de climatización y la monitorización de seguridad.

Detección de Presencia: Criterios de Selección

Seleccionar el sistema de detección de presencia adecuado para una aplicación específica requiere evaluar varios criterios.

Detección de Presencia: Tecnología

Para la detección de presencia en interiores, el radar mmWave de 60 GHz es la opción predeterminada, proporcionando una detección fiable de ocupantes estacionarios con un excelente perfil de privacidad.

Detección de Presencia: Factor de Forma

Para la mayoría de las aplicaciones, un sensor montado en el techo (disco de techo de 70 mm de diámetro) es la opción correcta. Para pasillos y entradas, puede preferirse un sensor montado en la pared.

Detección de Presencia: Conectividad

La conectividad debe coincidir con la infraestructura existente. Para despliegues en hoteles, Zigbee es común. Para despliegues en oficinas, WiFi o PoE con BACnet es común. Para despliegues residenciales, Matter o Zigbee es común.

Detección de Presencia: Certificaciones

El sistema de detección de presencia debe contar con las certificaciones requeridas. En España y la UE, se requiere el marcado CE. En México, se requiere IFETEL. En Argentina, se requiere ENACOM.

Detección de Presencia: Recomendación Final

La detección de presencia es una tecnología madura y fiable que se ha convertido en la opción predeterminada para la detección de presencia en habitaciones de hotel, oficinas, centros de salud y hogares inteligentes residenciales en los mercados de habla hispana. El radar mmWave de 60 GHz es la tecnología predeterminada, proporcionando una detección fiable de ocupantes estacionarios, un excelente perfil de privacidad y un factor de forma compacto.

Para un equipo de adquisiciones o un consumidor que selecciona un sistema de detección de presencia, el enfoque correcto es comenzar con una definición clara de los requisitos de la aplicación, luego evaluar los sistemas disponibles según esos requisitos, luego seleccionar un proveedor con un historial probado en el sector objetivo y luego ejecutar un piloto antes de comprometerse con un despliegue completo. Con el sistema adecuado, correctamente instalado e integrado, la detección de presencia puede ofrecer un nivel de conciencia de ocupación imposible de lograr con sensores de movimiento basados en PIR, y puede justificar el mayor coste unitario mediante una mejor eficiencia energética, una mejor experiencia del ocupante y datos de ocupación más precisos para el análisis posterior.

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