pág. 1935
MONITOREO DEL CONSUMO ELÉCTRICO
MEDIANTE EL INTERNET DE LAS COSAS
MONITORING ELECTRICITY CONSUMPTION
USING THE INTERNET OF THINGS
Alberto Arturo Flores Hernández
TecNM/Instituto Tecnológico de Matamoros
Edgar Morales Medina
TecNM/Instituto Tecnológico de Matamoros
Wendy Aracely Sánchez Gómez
TecNM/Instituto Tecnológico de Matamoros
Luis Alberto Requena Garza
TecNM/Instituto Tecnológico de Matamoros
Andres Gamez Bocanegra
TecNM/Instituto Tecnológico de Matamoros
pág. 1936
DOI: https://doi.org/10.37811/cl_rcm.v9i2.17022
Monitoreo del Consumo Eléctrico Mediante el Internet de las Cosas
Alberto Arturo Flores Hernández1
alberto.fh@matamoros.tecnm.mx
https://orcid.org/0000-0001-7533-2358
TecNM/Instituto Tecnológico de Matamoros
Edgar Morales Medina
edgar.mm@matamoros.tecnm.mx
https://orcid.org/0009-0009-7691-542X
TecNM/Instituto Tecnológico de Matamoros
Wendy Aracely Sánchez Gómez
alberto.fh@matamoros.tecnm.mx
https://orcid.org/0000-0002-8576-5621
TecNM/Instituto Tecnológico de Matamoros
Luis Alberto Requena Garza
luis.rg@matamoros.tecnm.mx
https://orcid.org/0009-0004-0207-4940
TecNM/Instituto Tecnológico de Matamoros
Andres Gamez Bocanegra
andres.gb@matamoros.tecnm.mx
https://orcid.org/0009-0005-9942-1044
TecNM/Instituto Tecnológico de Matamoros
RESUMEN
El consumo de energía eléctrica es esencial para mantener la calidad de vida de la sociedad humana,
especialmente en áreas como salud, educación y alimentación. Este estudio se enfoca en el consumo de
energía eléctrica en el sector educativo, especialmente en aulas y edificios administrativos, destacando
la necesidad de ser más eficientes en su uso. Para ello, se propone un prototipo basado en el internet de
las cosas mediante la tarjeta ESP32 y los sensores SCT-013 y ZMPT101B. Los datos son procesados y
almacenados en la nube a través de la plataforma de software libre ThingSpeak. El prototipo fue probado
en un ambiente real, registrando el consumo de una carga fija. El cual fue satisfactoria ya que la
información se almacena correctamente en la nube y con ello se puede acceder a los datos desde
cualquier parte. Una gran ventaja del prototipo es que al estar constituido por elementos de bajo costo
se puede replicar fácilmente y agregarle si es necesario más sensores.
Palabras clave: internet de las cosas, monitoreo, energía eléctrica
1
Autor principal.
Correspondencia: alberto.fh@matamoros.tecnm.mx
pág. 1937
Monitoring Electricity Consumption Using the Internet of Things
ABSTRACT
The consumption of electrical energy is essential to maintain the quality of life in human society,
especially in areas such as health, education, and food. This study focuses on electrical energy
consumption in the education sector, particularly in classrooms and administrative buildings,
highlighting the need to use energy more efficiently. To address this, a prototype based on the Internet
of Things is proposed, using the ESP32 card, SCT-013 and ZMPT101B sensors. The data is processed
and stored in the cloud through the open-source platform ThingSpeak. The prototype was tested in a
real environment, recording the consumption of a fixed load. The results were satisfactory, as the
information is correctly stored in the cloud, allowing access to the data from anywhere. A great
advantage of the prototype is that, being made up of low-cost components, it can be easily replicated
and additional sensors can be added if necessary.
Keywords: internet of things, monitoring, electric power
Artículo recibido 17 febrero 2025
Aceptado para publicación: 20 marzo 2025
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INTRODUCCIÓN
El consumo de la energía eléctrica en la actualidad se debe principalmente para mantener la calidad de
vida de la sociedad humana, es decir, los servicios básicos como alimentación, educación, salud, entre
otros, requieren una industria estable y fuerte, esto se traduce a que la industria debe producir y para
ello es necesario el consumo de energía eléctrica como fuente principal.
Hasta el momento los recursos tanto renovables como no renovables han abastecido a las diferentes
plantas productoras de energía eléctrica para su producción. Tal consumo es monitoreado de forma
constante por las entidades que proporcionan el servicio.
El internet de las cosas a enriquecido el monitoreo del consumo energético. Dicho monitoreo permite
una gestión eficiente de los recursos, determina los costos, ayuda en la sostenibilidad energética y la
reducción de las emisiones de CO2 (Allahvirdizadeh et al., 2019; Shady & Haitham., 2015; Escobar
Gallardo, E., & Villazón, A. 2018). Sin embargo, a pesar de la disponibilidad de tecnologías avanzadas,
muchos sectores siguen enfrentando dificultades para obtener datos precisos y en tiempo real sobre su
consumo energético (Barman et al, 2018; Buenaventura Jiménez, K. S. 2022).
Aunque el consumo mayor de la energía eléctrica es por parte de la industria y el monitoreo está bien
regulado, el consumo desmedido de la población que tiene acceso a este recurso también es notable.
Así como también, en instituciones públicas que brindan servicios a la sociedad, se genera un consumo
desmedido por parte de los empleados. En esta área el principal problema es la conciencia del trabajador
ya que al no hacerse cargo el del pago por el consumo en ocasiones el consumo es mayor que en el
hogar. Este trabajo se enfoca en la medición del consumo de energía eléctrica por parte del sector
educativo, ya que se ha convertido en un aspecto crítico para lograr un uso más eficiente de los recursos,
considerando la cantidad de energía consumida en aulas, laboratorios y edificios administrativos, etc.
Por ejemplo, en (Tapia et al, 2023) aplicaron una metodología para el consumo eficiente de energía
eléctrica en un edificio escolar de nivel superior. Este tipo de estrategias ayudan a reducir el consumo
y complementadas con las mediciones adecuadas se demostraría sus beneficios.
Para ello, en este trabajo se desarrolló un prototipo baso en el internet de las cosas, que tiene como
objetivo proporcionar una solución accesible y de fácil implementación para monitorear el consumo
eléctrico en tiempo real, con el fin de promover una mayor conciencia y control sobre los recursos
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energéticos en las instituciones educativas. Las pruebas se realizaron en un ambiente real como lo es
una oficina de trabajo, lo que permite obtener datos del consumo.
Diferentes trabajos se han realizado para medir el consumo de energía eléctrica mediante equipos de
bajo costo, por ejemplo, en (Tipán & Rumipamba., 2018), desarrollaron un medidor inteligente
utilizando la tarjeta Raspberry Pi apoyados de software libre. Otro ejemplo es en (Vargas, J., Cuero, J.,
& Torres, C. 2020) donde muestran el uso de laboratorios remotos aplicados a la formación elearning
en ingeniería y ciencias básicas en tiempos del COVID-19. Las mediciones residenciales al ser
consumos de baja potencia el diseño de medidores inteligentes para este sector a umnetado, por ejemplo
en (Sandoval Obispo, E. B. 2024) desarrollaron un medidor electrónico y una plataforma IOT.
Este trabajo utiliza la tarjeta ESP32 para la lectura y procesamiento de las lecturas generadas por los
sensores, así como para registrar el consumo en la nube. Con ello se lleva un registro del consumo que
se genera y se pueden analizar e interpretar los datos.
METODOLOGÍA
La metodología del funcionamiento del prototipo para el monitoreo inteligente del consumo de energía
eléctrica se muestra en el diagrama de flujo de la figura 1.
Figura 1 Diagrama de Flujo del Funcionamiento del Prototipo
pág. 1940
Los componentes principales que conforman el prototipo son:
▪ ESP32, el ESP32 es un microcontrolador con múltiples funciones y conectividad Wi-Fi y Bluetooth
integrada para una amplia gama de aplicaciones. Puede funcionar como un sistema independiente
completo o como un dispositivo esclavo también puede interactuar con otros sistemas para
proporcionar funcionalidad Wi-Fi y Bluetooth a través de sus interfaces SPI/SDIO o I2C/UART.
Por ejemplo, en (Cuenca Sánchez, A., & Llumiquinga Eras, P., 2025; Ikiss, J. 2020) presentan la
implementación de un medidor electrónico interactivo basado en ESP32 para la adquisición de
datos.
▪ Sensor SCT-013 es un sensor que actúa como transformador, la corriente que circula por el cable
que deseamos medir actúa como el devanado primario (1 espira) e internamente tiene un devanado
secundario que dependiendo del modelo pueden tener hasta más de 2000 espiras.
Por ejemplo, en (Cargua Ramos, P. M., 2020; Iza Calapaqui, C. A., & Latacunga Pilatasig, L. J.,
2021) realizan la medición corriente mediante el sensor SCT-013 obteniendo resultados
satisfactorios.
▪ Sensor ZMPT101B es un sensor de voltaje de corriente alterna, es ideal para aplicaciones de
monitoreo de energía eléctrica en domótica y el internet de las cosas.
Por ejemplo, en (Padilla et al, 2021; Jiménez et al, 2021) desarrollaron un medidor de energía
eléctrica basado en el sensor ZMPT101B.
La metodología mostrada en la figura 1, comienza con la ejecución del programa dando inicio a la
lectura de los sensores SCT-013 y el ZMPT101B, las señales proporcionadas son adecuadas mediante
electrónica disponible y con el ESP32 son tratadas para poder ejecutar el algoritmo que determina el
consumo del potencial eléctrico.
Posteriormente esta información es almacenada en una variable, que se va actualizando con cada
medición generada, la cual se sube a una base de datos gratuita en la nube.
Finalmente, se manda un mensaje donde se ha registrado correctamente el dado en la base de datos y el
ciclo vuelve a comenzar. Si el dato no llegara a subirse correctamente, la medición se guarda y suma en
el siguiente dato que se subirá, con el propósito de no perder información.
pág. 1941
La plataforma que se está usando como base de datos es la página web ThingSpeak, la cual esta
desarrollada para proyectos del internet de las cosas. Cuanta con un servicio gratuito y uno de paga,
para este proyecto el servicio gratuito es más que suficiente para poder subir y almacenar las mediciones
en la nube, para su posterior descarga.
Los componentes que forman al prototipo se muestran en la figura 2.
Figura 2 Prototipo de medidor inteligente
La prueba de hardware realizada al prototipo se puede apreciar en la figura 3, la cual consistió en medir
el consumo de una carga fija durante un periodo de tiempo.
Figura 3 Prueba de hardware
pág. 1942
La prueba de software consto de registrar el voltaje, la corriente, la potencia y el consumo en kilowatt
hora, como se muestra en la figura 4.
Figura 4 Prueba de Software
Derivado de las pruebas se pasó a instalar el prototipo en el ambiente donde recabaría la información.
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
El análisis del prototipo se llevó a cabo en un ambiente real donde cuenta con una carga que varía de
acuerdo con las necesidades del empleado. La carga consta de un regulador de corriente en el cual se
conectan un monitor y bocinas de PC, y aleatoriamente se conectan otros equipos como cargadores de
celulares, cargadores de pilas recargables, entre otras cosas.
Figura 5 Uso del prototipo de monitoreo inteligente de energía eléctrica
pág. 1943
La visualización de la información se puede observar en la figura 6, donde se muestra el registro del
consumo de más de 10 días seguidos.
Figura 6 Datos almacenados en la nube
Otra forma de visualizar los datos es descargarla información mediante un archivo tipo Excel y
procesarla para generar graficas propias.
CONCLUSIONES
Este trabajo sienta las bases para realizar un monitoreo del consumo eléctrico en otros puntos cruciales
de las instituciones públicas como podrían ser aulas, laboratorios o cafeterías.
El bajo costo de los sensores y demás electrónica empleada permite reproducir el prototipo para su
distribución, así como la incorporación de algunos elementos nuevos.
El registro del consumo eléctrico puede servir para la validación de metodologías que afrontan el
problema del sobreconsumo eléctrico, ya que se puede realizar mediciones antes y después de la
aplicación de la metodología y ver las diferencias.
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pág. 1944
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