Armonía ambiental 2.0: plataforma IOT predictiva por IA para cumplimiento de la UE 2024/1275 (EPBD) y auditoría de la calidad ambiental (IEQ)

Abstract

La presente comunicación expone la evolución disruptiva del proyecto de investigación doctoral "Armonía Ambiental", presentado inicialmente en CONTART 2024. Tras una primera fase de exploración basada en prototipos Do-It-Yourself (DIY), la investigación ha experimentado una transformación radical impulsada por dos vectores principales: la integración de la Inteligencia Artificial Generativa (GenAI) como motor de desarrollo de ingeniería y software; y la alineación estratégica con el nuevo marco normativo europeo, específicamente la Directiva (UE) 2024/1275 (EPBD Recast) o con el índice PMV/PPD (ISO 7730). El núcleo de esta evolución reside en el cambio de paradigma del investigador, quien ha superado las barreras tradicionales de la programación de sistemas embebidos mediante el uso de Grandes Modelos de Lenguaje (LLMs). Esto ha permitido reescribir desde cero la arquitectura del firmware para microcontroladores y servidores, dando lugar a una plataforma nueva, libre y hecha a medida sin necesidad medios o equipos técnicos profesionales. A diferencia de sus predecesores, estos nuevos dispositivos Open Source (cuyo esquema, funcionamiento y código se publicará libremente para su divulgación y mejora colaborativa) no se limita al registro pasivo de datos, sino que ejecuta algoritmos de análisis en tiempo real en el edge (borde), optimizados por IA para gestionar múltiples sensores de última generación para medición de PM, VOC, NOx, CO2, temperatura, humedad e iluminancia. Realizando comparaciones en tiempo real con estaciones meteorológicas de la Agencia Estatal de Meteorología (AEMET) para desarrollar nuevos conceptos útiles y sencillas de comprender para el usuario final. Tales como brain score, free cooling; proliferación de moho; eficacia de ventilación o incluso porcentaje de la probabilidad de padecer migrañas. La investigación demuestra cómo la IA ha democratizado la creación de herramientas de verificación de alta precisión, permitiendo al arquitecto técnico diseñar tanto el hardware y software según sus necesidades, proyectos técnicos o certificaciones oficiales, pudiendo auditar parámetros críticos de la Calidad Ambiental Interior (IEQ) de estándares de la sostenibilidad cómo la certificación WELL v2, Passivhaus, o sencillamente nuestras actuales residencias. A nivel normativo, el proyecto se anticipa a la transposición española del RITE actualizado y el Código Técnico de la Edificación (CTE DB-HS 3), ofreciendo una respuesta tecnológica de bajo coste y accesible a las nuevas exigencias de digitalización del mantenimiento y monitorización obligatoria en edificios terciarios. Acercando a toda clase de usuarios la facilidad de la programación orientada a requerimientos profesionales de la construcción, diseño de dispositivos, almacenamiento, la gestión junto al análisis de los datos y su exposición para conclusiones técnicas. "Armonía Ambiental 2.0" no solo valida una herramienta tecnológica, sino que propone un nuevo modelo de ejercicio profesional mediante la implementación real de IA, actuando como catalizador para garantizar edificios saludables y descarbonizados al alcance de profesionales de la construcción y usuarios finales de los proyectos.

This communication presents the disruptive evolution of the doctoral research project 'Environmental Harmony', initially presented at CONTART 2024. After a first exploratory phase based on Do-It-Yourself (DIY) prototypes, the research has undergone a radical transformation driven by two main vectors: the integration of Generative Artificial Intelligence (GenAI) as an engine for engineering and software development; and strategic alignment with the new European regulatory framework, specifically Directive (EU) 2024/1275 (EPBD Recast), or with the PMV/PPD index (ISO 7730). The core of this evolution lies in the researcher's paradigm shift, having overcome the traditional barriers of embedded-systems programming through the use of Large Language Models (LLMs). This has made it possible to rewrite the firmware architecture for microcontrollers and servers from scratch, giving rise to a new, free and tailor-made platform without the need for professional technical resources or equipment. Unlike its predecessors, these new Open Source devices (whose design, operation and code will be published freely for dissemination and collaborative improvement) are not limited to passive data logging, but execute real-time analysis algorithms at the edge, optimized by AI to manage multiple state-of-the-art sensors for measuring PM, VOCs, NOx, CO2, temperature, humidity and illuminance. They make real-time comparisons with weather stations of the State Meteorological Agency (AEMET) in order to develop new concepts that are useful and easy for the end user to understand, such as brain score, free cooling, mold proliferation, ventilation effectiveness or even the percentage probability of suffering migraines. The research demonstrates how AI has democratized the creation of high-precision verification tools, enabling the technical architect to design both hardware and software according to their needs, technical projects or official certifications, and to audit critical parameters of Indoor Environmental Quality (IEQ) in sustainability standards such as WELL v2, Passivhaus, or simply in our current homes. At the regulatory level, the project anticipates the Spanish transposition of the updated RITE and the Technical Building Code (CTE DB-HS 3), offering a low-cost and accessible technological response to the new requirements for digitalization of maintenance and mandatory monitoring in tertiary buildings. It brings all kinds of users closer to the ease of programming oriented towards professional construction requirements, device design, storage, data management and analysis, and the presentation of data for technical conclusions. 'Environmental Harmony 2.0' not only validates a technological tool, but also proposes a new model of professional practice through the real implementation of AI, acting as a catalyst to ensure healthy and decarbonized buildings within reach of construction professionals and end users of projects.