Control de Aire Acondicionado en Edificios

En la actualidad la tecnología ofrece a nuestro favor algunas ventajas sobre las cosas materiales, me refiero a que las máquinas cada vez resultan ser más rápidas, con mayor capacidad y con dimensiones más pequeñas.

Arq. Dulce María Lima Romero.

Estas innovaciones se logran con la ayuda de las personas que trabajan en ello dando como resultado en el campo de la construcción que todo lo que se haga conlleve a que el usurario final tenga comodidad, ahorro y menor esfuerzo al realizar las actividades domésticas y de trabajo pero sobre todo se pretende conseguir que todos los elementos sean compatibles entre sí para obtener un mejor resultado.

Imaginamos a largo plazo un edificio totalmente automatizado o alguno que cuente con la mayor parte de elementos sistematizados u otro que tenga algún grado de inteligencia, sin embargo esta situación no está muy lejos de la realidad ya que aquí en la ciudad de México encontramos edificios y grandes corporativos que ya cuentan con alguno de estos elementos.

Por lo menos una vez hemos entrado a algún espacio en donde ya tenemos que introducir una clave o una tarjeta con una banda magnética la cual la pasamos por un lector para poder acceder o poder comunicarnos hacia el interior o el exterior del mismo edificio, abrir o cerrar las puertas automáticamente. Mientras que su sistema de seguridad vigila las 24 horas del día y en caso de existir algún desastre, éste responde de manera automática, al ver algunos usos de la automatización que muchos de ellos pasamos por alto, notamos que la tecnología está siendo utilizada a nuestro favor, tomando en cuenta que las diferentes áreas puedan tener mecanismos básicos específicos de los cuales dependa la actividad de cada una de éstas.

Actualmente podemos encontrar el control automático en la mayoría de los equipos que usamos cotidianamente, un ejemplo es la televisión al encenderla, apagarla o cambiar de canal, ésta se maneja a distancia por medio de un control remoto y cuando se tiene un reproductor de DVD o estéreo se puede llegar a tener más de dos controles para operar cada uno de los equipos respectivamente, sin embargo, es posible tener un punto en común desde el cual nos permite manejar cada uno de los aparatos.

Algunos de estos sistemas automatizados, vistos en edificios modernos nos induce a pensar que el hecho de introducirlas es más costoso que una instalación convencional, sin embargo es posible colocar esta forma de tecnología en todo tipo de construcción pero lo más recomendable es que se plantean las propuestas al mismo tiempo en que se va desarrollando el proyecto de la obra, porque lo más conveniente es que se dejen los ductos a utilizar y se tengan preparados para el futuro en caso de que se prefiera integrar algún sistema posterior al término del proyecto ya sea por diseño, uso o economía.

La automatización de un edificio se puede lograr por varios sistemas, elementos o mecanismos eléctricos que se encuentran conectados entre sí, los cuales van a recibir órdenes programadas por un control central.  Lo puedo definir como el proceso por medio del cual se va a obtener un sistema en el interior o exterior del edificio que a través de éste va a dar por resultado la realización de diversas tareas proporcionando beneficios económicos, físicos y ambientales. Creando ambientes agradables y procurando el bienestar del usuario.

Encontramos objetivos en la automatización entre los que puedo mencionar: proporcionar un beneficio al usurario, permitir el manejo de equipos de una manera sencilla, de fácil uso, aparte de incrementar la calidad de vida del usuario y del edificio mismo, permitiendo que el usuario final realice actividades con el menor esfuerzo. Con esto no se pretende fomentar el sedentarismo humano sino más bien me refiero a que proporciona apoyo de tal forma que una persona que trabaja todo el día, llega cansada a su casa y sólo desea disfrutar de un buen café y que además necesite seguridad dentro y fuera de su casa, tenga solucionadas sus necesidades con el menor esfuerzo por la orden se dio desde antes de llegar, ya sea vía telefónica, internet o por programación horaria previa, así como el caso de dar la orden de encender la lavadora, la estufa, el microondas o alguna lámpara específica, todo esto con el fin de que las tareas domésticas se reduzcan así como facilitar su realización.

Las funciones de un Edificio Inteligente se pueden englobar en área de confort, seguridad, entretenimiento y comunicación. Entre las muchas actividades que ofrecen podemos encontrar enrollado y extendido de toldos, parasoles, persianas de tal forma que protejan al usurario de los rayos solares y en caso de ser externos evitar que se rompan por medio de fuertes vientos, control en el monitoreo del sistema de seguridad, considerándolo el más común de todos, control de sonido, audio y video, monitoreo de equipos mecánicos, control de equipo de aire acondicionado, entre otros.

Centrándonos en el área de confort podemos encontrar el control de aire acondicionado teniendo en cuenta que el objetivo de este es proporcionar un ambiente interno agradable climáticamente hablando, siendo una manera activa para lograrlo. Es un medio por el cual se puede controlar temperatura, humedad, movimiento de aire y limpieza del aire teniendo un control de todos simultáneamente.

Para tener un control de aire definiré este término como el proceso que garantiza el funcionamiento y eficacia de las operaciones internas del edificio, sin disminuir su capacidad de proporcionar confort ni minimizar sus funciones.

La aplicación de métodos innovadores de control al sistema de aire acondicionado de un edificio asegurará considerables ahorros de dinero

El control generalmente consiste en 3 principales elementos, los cuales pueden ser un procesador o computadora central, sensor y actuador. Con el apoyo de cables o de manera inalámbrica van a permitir que cada uno realice actividades específicas, con ayuda de los avances que se han ido desarrollando. Este control puede realizarse vía internet sin tener la necesidad de estar físicamente en el sitio.

Entendiendo como controlador a un punto principal en donde se van a controlar todas las instrucciones, comandos, programación de las operaciones y las posibles respuestas del sistema ante una orden dada por el usuario u otro equipo.

A los actuadores podemos describirlos como dispositivos que se van a utilizar para permitir que se modifiquen las actividades, movimientos o el estado en el que se encuentren los equipos del edificio. Un ejemplo de éstos son los motores de persianas y motores en general, válvulas o elementos para la regulación de la climatización artificial, entre otros.

Podemos encontrar una variedad de válvulas, las cuales se pueden clasificar según su uso y diseño. Por mencionar algunas están las de globo, son de mínima presión; la válvula de compuerta la cual se mueve verticalmente en posición de on-off; válvula bola sirve para fluidos negros y funciona para la regulación del caudal.

En la operación de un actuador se debe producir un cambio en su posición, su operación manual se puede dar por medio de elementos que posea, como pueden ser manijas, llaves, palancas, entre otros, si la forma se encuentra en modo automático está siendo manejado por medio de conexión mediante las órdenes que están siendo dadas por el controlador.

Al sensor lo podemos entender como un dispositivo que va a obtener información de la situación que se encuentra en el edificio, ya sea interior o exterior. Existe gran cantidad de tipos de sensores por mencionar algunos encontramos sensores de presencia, de viento, de temperatura, de iluminación, entre otros.

Generalmente el sistema cuenta con interfaces las cuales van a permitir que el usurario esté en contacto con el sistema, modificándolo o verificando su estado. Pueden darse interfaces por medio de un móvil, cualquier equipo portátil o un teclado en caso de estar en el espacio.

En el esquema (Ver Imagen 1) se muestra gráficamente el funcionamiento básico del sistema que se inicia con el sensor como elemento que va a tomar lecturas de la situación en el que se encuentra el espacio, mandando una señal al actuador, que es el mecanismo que mueve alguna pieza interna de un equipo, y éste va a estar en contacto con el procesador el cual dará las órdenes y respuesta a la situación que fue mandada por el sensor.

Imagen 1. Esquema de funcionamiento básico

Un termostato se puede definir como el componente de un sistema en el área de control que se encarga de abrir o cerrar un circuito eléctrico, dependiendo de la temperatura de un espacio.

Estos aparatos son los sensores en el sistema de aire acondicionado, regulando la temperatura. Los termostatos juegan un papel muy importante y se pueden encontrar en dos tipos: los termostatos electrónicos o análogos y los digitales.

El termostato electrónico siendo utilizado para el control de la temperatura interior, va a transmitir una señal al circuito electrónico que posteriormente será enviada al actuador para que influya en el nivel de temperatura.

Los termostatos análogos son los que van a funcionar con ayuda manual del hombre, podemos encontrar los de gas, que consisten en un gas encerrado dentro de un tubo de cobre. El calentamiento del gas interno va a permitir que la válvula realice la función por la que fue diseñada.

Imagen 2. Termostato análogo

Se compone de entradas las cuales sólo se conectan a los equipos a manejar y una perilla manipulada manualmente al nivel que se requiere. La instalación de este elemento es muy sencilla, se deja la preparación y se empotra a muro como si se tratara de un apagador común en la instalación eléctrica. (Ver Imagen 2)

El termostato digital es fácil de identificar ya que el panel como su nombre lo indica es digital y muestra los resultados en pantalla integrada.

Un ejemplo de control lo podemos observar en el sistema de enfriamiento por medio de las Cajas de Volumen Variable, las cuales son las encargadas de controlar el aire que circula en el interior permitiendo mantener la temperatura constante, esto se da porque en las cajas se encuentra un sensor el cual va a estar conectado a una compuerta interna que se va a estar cerrando o abriendo según sea el caso.

En el presente esquema (Ver imagen 3) se muestra la Caja de Volumen Variable, en uno de sus extremos se tiene la entrada de aire que viene del ducto principal, en donde se encuentra una compuerta de control de volumen y en la parte superior al ducto se muestra un control modulante el cual va a estar conectado al termostato que se encuentra en el interior del edificio y a su vez a la compuerta de control, mientras que en otro extremo de la caja se observa la salida que se dirige hacia el área acondicionada.

Imagen 3. Esquema de Caja de Volumen Variable

En la Imagen 4 se muestra la base de trabajo (también conocida como procesador) la cual se conecta a los controladores que van a estar encargados de las compuertas internas del sistema de aire acondicionado, también puede ser conocido como Unidad Controladora o Panel de Campo, este equipo a su vez se va a colocar en paralelo con otros en caso de que se requiera cubrir un área mucho mayor. Asimismo los sensores van a estar conectados con el controlador al igual que los actuadores.

Imagen 4. Esquema general

Una de las ventajas de este sistema es la recuperación de la inversión, lo cual se estima que sea de 5 a 10 años. Es una manera muy óptima para personas con alguna discapacidad física o que estén trabajando, debido a que pueden continuar con sus labores y actividades sin necesidad de estar monitoreando el clima de acuerdo a la temperatura del interior del cuarto ya que el sistema es el que se va encargar de regularla.

El control de un edificio ofrece la oportunidad de apoyo al usuario sin intención de sustituir sus actividades ya que es bien sabido que lo que las máquinas hacen es sólo resultado de una programación previa realizada por el hombre mismo.

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Bibliografía consultada

  • http://www.lasso.com.mx
  • http://es.wikipedia.org/wiki/Termostato#Mec.C3.A1nicos
  • Building Automation SystemsYour Building: An Asset with a partnership potential
  • David Rinehart Manager US Market Development Viconics Inc Temperature * Control and Intelligent Air Conditioning Systems Design
  • Instituto Mexicano del Edificio Inteligente (IMEI).
  • Ing. Joaquín Ornelas. Lasso
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