Automatización Sectores de la industria

La humanización de los sistemas HVAC

Uno de los principales atractivos de la automatización de los sistemas HVAC es proveer la comodidad de temperatura requerida por el usuario. Aplicada en viviendas y edificaciones, esta tecnología es capaz de sincronizarse y trabajar en conjunto con otros sistemas gestionados por la domótica para lograr un mayor ahorro en consumo energético

Redacción

Los edificios son responsables de hasta el 40 por ciento de la demanda energética mundial y pronto representarán el 60. Esta tendencia exige que las ciudades transformen urgentemente las edificaciones en inmuebles más eficientes, verdes y habitables. Ante este panorama, aumenta la responsabilidad de las empresas para hacer más eficientes sus sistemas y apuntar a un mínimo de consumo energético.

La automatización ofrece cada vez más y mejores soluciones para gestionar y optimizar las funciones, espacios y recursos energéticos de un edificio.

Detectar los movimientos, número de personas en una sala, tránsito, cantidad de luz durante el día y condiciones climáticas son sólo algunas de las ventajas de esta tecnología, disponible para hacer más eficiente el uso de cada espacio, recopilar datos cotidianos, consumir menos recursos y, claro está, disminuir el impacto sobre el medioambiente.

La idea es integrar todos los elementos y sistemas de un inmueble de tal manera que funcionen como un “ecosistema”. La premisa es sencilla: el edificio debe adaptarse a las necesidades de sus habitantes y comunicar a estos información fácil de interpretar. Lo anterior implica la integración de sensores, pantallas de visualización con mensajes, creación automática de estadísticas fácilmente entendibles y equipos eléctricos de alta eficiencia, por citar algunas. Su integración se logra a través de una adecuada implementación entre los sistemas de monitoreo y los demás controles del edificio: iluminación, aire acondicionado, cámaras de video vigilancia, seguridad, entre otros.

La idea es integrar todos los elementos y sistemas de un inmueble de tal manera que funcionen como un “ecosistema”. La premisa es sencilla: el edificio debe adaptarse a las necesidades de sus habitantes y comunicar a éstos información fácil de interpretar. Lo anterior implica la integración de sensores, pantallas de visualización con mensajes, creación automática de estadísticas fácilmente entendibles y equipos eléctricos de alta eficiencia, por citar algunas. Su integración se logra a través de una adecuada implementación entre los sistemas de monitoreo y los demás controles del edificio: iluminación, aire acondicionado, cámaras de video vigilancia, seguridad, entre otros.

Gestión Energética
Una buena estrategia es la implementación de un sistema de alta tecnología de gestión energética (BEMS, por sus siglas en inglés). Según la empresa de analistas Navigant Research, el BEMS es una red de monitoreo y control basado en tecnologías de la información, vinculadas con las corrientes de datos acerca de la energía e infraestructura de un edificio, como sistemas de calefacción, ventilación y aire acondicionado. Se trata de una herramienta que permite la visualización y análisis de datos para mejorar la toma de decisiones.

Pero el BEMS es más que un sistema de gestión energética para monitorear sistemas HVAC, iluminación y control de acceso. Produce, además, información acerca de servicios, seguridad, tarifas de energía, etcétera. Esto sin mencionar aspectos acerca de la operación de instalaciones, comodidad de los ocupantes, facturas de servicios y datos sobre el clima local. Igualmente, involucra presupuestos de capital, emisiones de carbono y metas de sostenibilidad.

El Internet de las Cosas
Otro factor clave es el uso de sistemas ligados al concepto loT (Internet of Things) o Internet de las cosas. La tendencia plantea un esquema de acceso a la información en tiempo real y la interconectividad de sistemas para una toma de decisiones más eficaz y oportuna, a través del uso de estándares mundiales que redunden en un impacto positivo en la administración del inmueble. Esto es posible gracias a la información que proveen los diferentes sistemas para incrementar la disponibilidad y uso eficiente de los recursos.

Una edificación diseñada a partir de pautas de evaluación LEED (Leadership in Energy and Environmental Design) ahorra de 30 a 50 por ciento de energía respecto de los edificios tradicionales, lo que a su vez se traduce en una disminución de costos operacionales.

En tanto sistema centralizado de inteligencia distribuida con arquitecturas escalables, la integración de estos instrumentos genera múltiples ventajas: flexibilidad en el uso de espacios, mayor productividad y eficiencia energética, simplificación de las operaciones diarias, menor impacto ambiental, transformación de los datos en información útil y acceso a ésta las 24 horas del día.

Un ejemplo de su aplicación es el Centro de Desarrollo e Innovación de Monterrey (CDIM), distinguido a nivel nacional con una certificación LEED Nivel Plata, y avalado por Underwriters Laboratories (UL), una consultoría de seguridad con validez internacional.

Domótica y Sistemas HVAC
Un edificio inteligente es aquel que proporciona un ambiente de trabajo productivo y eficiente a través de la optimización de cuatro elementos básicos: estructura, sistemas, servicios y administración, así como las interrelaciones entre ellos. Las edificaciones inteligentes, por lo tanto, ayudan a propietarios, operadores y ocupantes a lograr sus propósitos en términos de costo, confort, seguridad, flexibilidad y comercialización.

Para que los sistemas HVAC alcancen su máximo potencial de automatización es necesario disponer de un control que optimice la operación del edificio y sea capaz de comunicarse correctamente con otros elementos. Un buen ejemplo de la aplicación de la domótica en una vivienda es que los sistemas de climatización se apagan mientras un espacio está desocupado, para luego encenderse al detectar la presencia humana. Esto debido a que los equipos HVAC funcionan a la par y en sintonía con otros sistemas, en este caso, los programados para detectar movimientos en un determinado espacio o habitación.

En entrevista para Mundo HVAC&R, Tania Kalinka Cerda, gerente de Power Solutions de Schneider Electric México, explica en qué consiste la automatización de los sistemas HVAC.

La automatización es la integración de varios sistemas inteligentes trabajando simultáneamente para que el edificio pueda ver, oír y sentir a sus habitantes” – Tania Kalinka Cerda, Gerente de Power Solutions en Schneider Electric México

Mundo HVAC&R (MH): ¿Cómo funciona la automatización de los sistemas HVAC?
Tania Kalinka (TK): A través de una plataforma integral capaz de gestionar cada uno de los sistemas de control de un edificio, recopilar información y comunicarse con todo aquello que interviene de manera simultánea en su operación. En Schneider Electric vamos más allá, pues brindamos soluciones de automatización que involucran e integran el control del aire acondicionado a través de una interfaz sencilla para el usuario. El control climático se realiza mediante sensores de presencia que miden la temperatura de un lugar para mayor comodidad de las personas. El objetivo es monitorear la energía para enlazar confort con sustentabilidad y eficiencia energética.

(MH): ¿Cómo lograr un mejor rendimiento de los sistemas HVAC?
(TK): Hay dos parámetros muy importantes. Uno es el uso eficiente de la energía, es decir, utilizarla cuando es verdaderamente requerida por los equipos, y prescindir de ella cuando no sea necesario. De ahí viene el segundo punto, el de la automatización. Cuando se automatizan todos los sistemas garantizamos el confort de los usuarios, así como un mayor ahorro en el consumo energético.

(MH): ¿Esta plataforma de control detecta la calidad del aire interior?
(TK): Es posible incorporar varios tipos de sensores que recopilen información relacionada con la calidad del aire para generar una reacción en el sistema. Obviamente, éstos deben incorporarse en la medida en que sean necesarios. La gran ventaja de la plataforma de Schneider es la escalabilidad y adaptabilidad según las necesidades del cliente.

(MH): ¿Qué porcentaje energético representa la climatización en una edificación?
(TK): Puede representar hasta el 40 por ciento, pero depende del uso y tipos de aire acondicionado. Si hablamos de un edificio de oficinas, las cargas principales son aire acondicionado, iluminación y quizá algunos motores de bombas hidráulicas. También depende de temas arquitectónicos y de diseño para hacer un uso eficiente de la climatización, entre otros factores.

(MH): ¿Cómo contribuyen estos sistemas a reducir el cambio climático y no dañar más la capa de ozono? Es decir, ¿son amigables con el medioambiente?
(TK): Cuando se hace un uso eficiente de la energía necesariamente hay un impacto positivo. Esto porque provocamos un menor número de emisiones de gases de efecto invernadero a la atmósfera. El impacto, por lo tanto, no sólo se traduce en un ahorro económico, sino también en el cuidado del medioambiente.

(MH): ¿El control de estos sistemas tiene alguna parte de detección de fallas?
(TK): Sí, a través de esta plataforma podemos detectar fallas, pérdidas o sistemas caídos. En algunos equipos con pantallas aparecen esquemas 3D; también se puede descargar información en tiempo real para supervisar a qué capacidad están operando. Adicionalmente, se puede disponer de alarmas que se activen incluso antes de que se presente alguna falla, si así las parametrizamos. Para el usuario se trata de una herramienta que predice y garantiza un correcto funcionamiento y continuidad en el servicio.

(MH): ¿Podría suscitarse alguna una falla que el sistema no detecte?
(TK): No, no existe tal posibilidad. La información llega en tiempo real, lo cual garantiza la conectividad del sistema y que los datos lleguen al usuario. Un punto importante es la visibilidad de la información en todo momento para detectar posibles fallas o bien hacer la libranza y cambio de equipos cuando éstos comiencen su decadencia.

(MH): ¿La automatización ofrece la posibilidad de que varios sistemas operen con calefacción y enfriamiento simultáneamente?

(TK): Sí, cuenta con esa posibilidad. Incluso pueden trabajar de una manera centralizada, no sólo controlando la parte HVAC de varios edificios, sino también las de seguridad, energía, iluminación, todo al mismo tiempo.

(MH): ¿Qué inversión requiere la automatización de los sistemas HVAC?
(TK): Es muy variable y depende de las necesidades de cada edificación. Por ejemplo, contamos con sistemas pequeños que llevan absolutamente la parte HVAC, y que pueden ir escalando para incorporar nuevas funciones. Sabemos que no todos los edificios van a requerir la plataforma completa. De ahí que busquemos que nuestros socios comerciales estén siempre capacitados para ofrecer soluciones conforme al presupuesto y necesidades de cada cliente.

Propósitos específicos de un sistema HVAC

  • Mantener el confort y productividad de los ocupantes
  • Mejorar la eficiencia de equipos y procesos que se traducen en ahorro de dinero
  • Generar ahorros de energía en sistemas de enfriamiento y calefacción
  • Administrar la operación y mantenimiento de equipos para optimizar costos
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