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Edificios inteligentes: evolución histórica del control de edificios
EDIFICIOS INTELIGENTES Evolución histórica del control de edificio Francisco Javier Valerdi Alvaro as controles automáticos de temperatura de tipo termostato para calefacción aparecieron en el mercado hace aproximadamente 100 años1 hacia la década de 1880i este control relativa mente simplej estuvo funcionando de forma satisfactoria durante 50 años aproximadamente mientras los grandes edificios o de viviendaj comenzaban a incorporar sistemas de calefao ción y ventilación centralizada de forma cre cientc5 incluso a incluir sistemas de aire acond cionadc Después de la Segunda Guerra Mu dial5 las construcciones con ventanas fijas hacen que los sistemas de climatización sean una abso luta necesidadI Los métodos neumáticos para la medida5 misión de señales y respuestas de control llegan a ser un estándar en estos sistemas5 con esta te nología era sencillo mantener y operar la clirr tización de un edificio dentro de unos límites aceptablesI Los primeros sistemas de control de edificios MONOGRÁFICO EDIFICIOS INTELIGENTES basados en técnicas electrónicas aparecen en la década de los sesenta juntamente con un cons derable aumento de la complejidad de las insta laciones técnicas y del tamaño de los edificios que hace necesario centralizar la señalización de desperfecto anomalías y alarmas Así fue como se empezaron a ver grandes tableros con esqi mas y sinópticos que representaban las insta ciones sobre los que indicadores luminosos7 ii trumentos de medida1 interruptores5 etc perm tían supervisar e incluso actuar a distancia sobre los equipos e instalación de un edificó La rápida evolución de la electrónica y de la informática y los conocimientos adquiridos en la automatización de otras áreas ábricas5 ce trales eléctricas5 etc hicieron desarrollar aplica ciones específicas5 mejorar los sistemas de trai misión de señales5 buscar sensores especiales y realizar programas especiales encaminados a la optimización del control de edificiosI Estos sistemas donde la electrónica y la inforn tica garantizan un servicio de alta fiabilidad y precisión en cuanto al control del funcioi miento de complejos sistemas electromecánicos cuyo costo de mantenimiento o las consecueiv cias de un desperfecto7 justificaban las inversio nes realizadas en eos Las crisis del petróleo de 1973 y la consiguiente escalada de los precios de la energía5 propicia ron la necesidad de instalar sistemas capaces de reducir el consumo de energíai esta reducción de energía llegó a ser un objetivo crítico en la operatividad de edificios y no solamente en los de nueva construcción las inversiones5 aunqu mayores comenzaban a ser rentables en edificios ya construidos1 Un dato significativo es que entre 1973 y 1977 los costos energéticos de un edificio aumentaron en un 40 por 100 anual y los de personal en un 15 por 100 anuaL El casi simultáneo desarrollo de los microprocesadores proporciona las herramientas necesarias para la Lmplementación de sofisticados sistemas de co trol con unos costos relativamente bajos esto condujo a que estos sistemas se fueran implaiv tando cada vez Al principio de los ochenta el fin principal era la conservación de la energía al menos mieiv tras los precios del crudo continuasen crecieiv do5 la contención y disminución de estos p cios restaron protagonismo a este argumento desde el punto de vista económico quedando no obstante como una importante justificación desde el punto de vista político y de imagen mientras tanto el énfasis ha ido cambiándose hacia una operatividad del edificio incluyendo controles más consistentes de temperatura y una ventilaciónXclimatización más efectiva del edificó Para cubrir la necesidad de un control de edifv cios más efectivOj los sistemas han pasado desde las tecnologías basadas en métodos neumáticos analógicos a las basadas en control digital directo DC sin pasar por el paso intermedio Electrónica analógica que fueron muy impo tantes en los procesos de control industriaL La tecnología electrónica analógica no ha tenido demasiada penetración en el control de edificios probablemente porque la precisión en medidas y la alta velocidad de respuesta requeridos en los controles industriales no son factores críticos en el control de edificios5 habiendo quedado redi cido al mínimo los tratamientos analógicos5 cap tación de medidas y ajustes de regulación real zándose toda la gestión de la información de forma digitaL Actualmente ya no se concibe ningún nuevo edificio especialmente los dedicados a oficinas bien sean corporativas o multiempresarias5 que no incorporen sistemas automatizados para el control de su explotación y de la seguridad I El continuo avance de la microelectrónica y de la informática y la disminución de sus costos tivos5 hará que en un futuro muy próximo estas técnicas pasen a aplicarse de forma habitual en las viviendas1 Sistemas centralizados de control El primer paso tras la regulación convencional fi no la sustitución de ésta5 sino el tratamie to de los datos a distancia con la posibilidad de telemandar los puntos de consigna5 banda5 prcv porcionales5 márgenes de actuación y otros parámetros a los equipos de regulación evita do a los operadores los desplazamientos hasta los lugares donde estaban los panales de señal zación y control En un principio se utilizaron mazos multicables para la transmisión de todas las señales hasta el puesto centrad pero esta té nica fue rápidamente sustituida por el empleo de equipos multiplexores y del tclemando5 que concentran todas las señales procedentes de un área y que utilizan solamente dos hilos para la transmisión de todos los datosI Con esta técnica se consigue reducir notablemente los costos de cable e instalación Estos paneles multiplexores1 carecen en los sistemas centralizadoSj de intel gencia y aun cuando están basados en micro procesadores su capacidad de cómputo se limita a la elaboración e interpretación de mensajes y al almacenamiento de datos durante los tiempos entre comunicacionesI La responsabilidad de todos los programas5 acciones de control tratamiento de alarmas5 enclavamiento y representación y registro de datos corresponde al equipo de control con el consiguiente riesgo de caída total del sistema por avería del mismoI Riesgo que ha sido clás camentc evitado con las técnicas de llbackupw caliente5 esto es la utilización de dos ordenado res gemelos que comparten toda la El equipo central estaba diseñado alrededor de un ordenador de propósito general lo que pc mitirá al usuario la creación de algoritmo y cá culos específicos para sus finesr ahorro cncrgét co5 mantenimientOj regulaciones variablcs5 ete Sistema de control digital directo ÍDDÜ Vn paso más en los sistemas de control de cd ficios ha sido el aprovechar la capacidad adquir da por los paneles remotos5 al avanzar la electrcV nica y la microinformática5 y dar a estos equipos unas características de inteligencia que les ha permitido almacenar en sus memorias los pro gramas que sustituyen a los reguladores clásicos5 lo que hace que desde el puesto de control se pueda cambiar los parámetros de regulación posiciones de válvulas y actuadores y disponer de las medidas de los sensoresI La responsabilidad ha sido delegada desde el ordenador central a los paneles remotos siendo éstos los que controlan todas las actuaciones de regulación con posterior información de las acciones ejecutadas al ordenador central5 otra de las ventajas de estos sistemas es la utilización de las mismas sondas y captadores para la ción y para la información Control distribuido El siguiente paso al control digital directo es la utilización de los sistemas basados en inteligeiv cia distribuidaí que consiste en la distribución en campo de equipos inteligentes y autónomos que puedan realizar todas las labores de regu ción y control de las áreas a ellos encomenda das5 y que se conectan con el ordenador central para que el operador disponga de la inforn ción y se le permita realizar las funciones de telemando opcionales El equipo central en estos sistemas queda libenv do dc5 prácticamente toda responsabilidad en cuanto al control quedando limitada su función a la de presentación y almacenamiento histórico de datos y a proporcionar las interfaces hombre información para actuaciones de tipo global 5 en la misma estructura se integra el equipo central de forma que también comparte la información y puede enviar a los equipos remotos las modifih caciones y órdenes propias de la coordinación y de la supervisión general de las instalaciones En este caso de pérdida de comunicaciones entre equipos central y equipos remotos5 éstos continuarán gestionando la información y ejeci tando sus acciones automáticas debido a su fuiv cionamiento autónomo y se le podrá conectar o podrán llevar incorporados terminales que pc mitan obtener información y proporcionen un Kinterfacen hombrenáquina que den al opc dor la posibilidad de acceder al control local de la instalación Justificación de los sistemas fcos servicios generales de explotación y de mantenimiento de un complejo edificio están obligados a obtener en un corto periodo de tiempo gran cantidad de información analizar la correctamente y tomar decisiones ade cuadas a la buena marcha de las instakv máquina que se precisen5 pudiéndose en este caso disponer de puestos de supervisión difereiv ciados por tipos de usuarios5 segregando la información y las capacidades de acción a cada uno de ellos1 Los equipos remotos que son autónomos en su funcionamicnto1 están conectados entre sí en una configuración tipo 1CBUSV o urcd locaP5 de forma que puedan intercambiar y compartir ciones con un mo costo y un máx mo de calidad y La utilización de ordenadores en estos sistemas hace posible racionalizar y optim zar el funcionamiento con el resultado de una mayor autom mía5 notables ahorros encrgéticos5 aumento notorio del rendimiento del personal evitando desplazamientos inútiles y tiempos muertos1 Los sistemas de control dotados de inteligencia pueden conducir una instalación ordenándole marcha y parada de equipos5 presentando en forma clara las incidencias5 comprimiendo y racionalizando los costos de entretenimiento permitiendo el control de todas las instalaciones en ausencia de personal especializado prcsclco cionando las alarmas urgentes y comunicándolas al personal de guardia de forma clara y precisa permitiendo aligerar los costos relacionados con los equipos de mantenimientos estos sistemas regulan también el mantenimiento preventivo a través de una programación preestablecida y logran reducir las reparaciones inesperadas y los tiempos muertos de maquinarias y equipen Para ello se precisa un equipo de moderna tee nología capaz de conseguir los siguientes facuv resr vigilancia total de todas las instalaciones por una persona desde el mismo punto5 mayor seguridad al centralizar un elevado número de alarmas con un mínimo tiempo de respuesta5 a las alarmas y averías1 al presentarse la infonr ción plenamente interpretada en un sólo puesto de control y visualización5 permitiendo al opc rador y personal de mantenimiento y seguridad una actuación inmcdiata El sistema posibilita la solicitud automática de ayuda exterior El hecho de estar informado de forma Lnmec ta permite reaccionar antes de que se alcancen situaciones de insatisfacción se agrave un siniesa tro o la concreción de un costo sea irreversible Mejora el grado de conforta debido a la tante supervisión de las condiciones ambientales y la inmediata actuación sobre los elementos que las reguláis Ahorro energético es consecuencia de su poder de actuación inmediata en aquellos puntos en que las instalacioncs5 bien han dejado de ser aprovechadas bien hay exceso de consumo res pecto de las necesidades5 o alejamiento de los parámetros de funcionamicnu Mejor mantenimiento de las instalaciones como consecuencia de la mejor vigilancia sobre el sis tcma y de la posibilidad de actuar desde el panel5 disminuyendo manipulaciones a pie de equipe Disminuyen las averías como consecuencia de la constante supervisión de los equipos por el sis tema y el tiempo de búsqueda de averíast dado que el equipo las señala inmediatamente La optimización del sistema se consigue al utilN zar racionalmente las instalaciones con el grado óptimo de aprovechamiento y conservación Francisco Javier Valerdi Alvaro es Ingeniero de Telecomunicación I Trabaja en SAINCO COITfEdificios inteligentes ti COIT colaboró con el I Simposio Español de Edifr dos e Infraestructuras lnteligentest que se celebró los días del 15 al 17 de octubret El Í0I1 y elAElThan seguido con interés este tema por varias razonesi En las empresas del sector de las Tek comunicaciones trabajan muchos colegiados y asocia dos y están realizando movimientos para entrar en este sector Un caso típico es la joiníventure entre Alca tel y Dragados y Construcciones Las intenciones de AMPER son las de crear otra joiníventuref los produ tos de AJÍ para este sector Otra razón es la posibilidad real y creciente de nuevos perfiles profesionales y nuevas áreas de actividad que pueden ser y están ocupadas por compañew Tanto el COIE como la AEIT presentan ante este tema varias inquietudes Una de ellas es la falta de datos rea les y estudios cuantificados sobre la importancia econó mica de esta actividad para que las pequeñas y medifr ñas empresas españolas con capacidad para entrar en esta actividad puedan planificar su estrategia Otra prw cupadón es la falta de normativa para el cliente y usua rios de las infraestructuras inteligentes al no ser necesa riot según la legislación actual que los proyectos sean realizados por técnicos cualificados en esta materia Otro punto de importancia es la urgencia de normativaf como en la CEE sobre chimeneas de Telecomunicaciones para cableado y casetas específicas para equipamiento en cubierta
30 oct 2015