Análisis en profundidad

Edificios inteligentes: qué son, aplicaciones y ejemplos de smart buildings

Los edificios inteligentes son edificios en los que las instalaciones se gestionan de forma inteligente y automatizada. Y representan hoy la solución más extendida para la eficiencia energética de los edificios.

19 Nov 2021

Gianluigi Torchiani

smart building

¿Qué son los edificios inteligentes y cómo pueden ayudarnos a automatizar las actividades en su interior? La mayor parte de nuestra vida, en el trabajo y en casa, transcurre entre cuatro paredes, en edificios. Es aquí donde comemos, nos comunicamos con el resto del mundo y llevamos a cabo nuestros proyectos profesionales: todas las actividades que, de un modo u otro, requieren una cierta cantidad de energía eléctrica y térmica como base. No debe sorprender, por tanto, que en Europa alrededor del 40% de la energía se consuma en los edificios, un porcentaje superior incluso al de la industria. Sin duda, este 40% podría reducirse considerablemente, teniendo en cuenta que gran parte del parque de edificios y viviendas se construyó antes de los años 70, es decir, sin prestar especial atención a la eficiencia energética. Está claro, por tanto, que si queremos trabajar por una mayor eficiencia energética, debemos apostar por la construcción y la mejora de edificios capaces de garantizar un rendimiento superior desde el punto de vista energético. Una posibilidad que pasa necesariamente por la adopción de tecnologías digitales innovadoras, capaces de transformar un edificio ordinario en un “Smart Building”.

¿Qué son los edificios inteligentes?

Pero, ¿cómo se puede definir un edificio inteligente? Según la definición del Grupo de Energía y Estrategia del Politécnico de Milán, es “un edificio cuyos sistemas se gestionan de forma inteligente y automatizada, a través de una infraestructura de supervisión y control, para optimizar el consumo de energía, el confort y la seguridad de los ocupantes, garantizando la integración con el sistema eléctrico”. En esencia, esta definición significa que en un edificio inteligente todos los sistemas principales (desde la energía hasta las telecomunicaciones y la seguridad) funcionan gracias a plataformas digitales y sensores electrónicos. Esto significa que, además de la detección precisa de los parámetros de todos los sistemas, los sistemas que componen el edificio pueden comunicarse entre sí de forma automatizada e integrada, a través de una infraestructura de software de supervisión y control. Gracias a este tipo de gestión, los edificios pueden ser más seguros y eficientes, pero también más ecológicos: gracias a la gestión eficiente de la energía y el calor, se reduce el derroche energético y la emisión de sustancias nocivas al aire.

Cómo construir un edificio inteligente, tecnologías de apoyo

Por lo tanto, hay cuatro elementos tecnológicos clave de un edificio inteligente:

  • Dispositivo y solución del edificio: es decir, sistemas y tecnologías que velan por la seguridad de los ocupantes, como los sistemas de generación de energía y eficiencia energética y los relacionados con el tema de la seguridad.
  • tecnología de automatización: los sensores conectados a los sistemas para recoger datos, y los actuadores que dan a los sistemas las órdenes procesadas por las plataformas de control y gestión).
  • plataformas de control y gestión: el conjunto de sistemas informáticos destinados a recoger, tratar y analizar los datos adquiridos por los sensores instalados en las instalaciones)
  • conectividad: el conjunto de protocolos de comunicación, inalámbricos o por cable, que permiten la comunicación entre los sensores, los actuadores y la plataforma de control y gestión.

En 2018, en Italia, el volumen total de negocio asociado a las inversiones en edificios inteligentes fue de unos 3.600 millones de euros, distribuidos casi por igual entre dispositivos y soluciones para edificios (41%, o 1.470 millones de euros), tecnología de automatización (31%, 1.100 millones de euros) y plataformas de gestión y control (28%, 1.020 millones de euros), donde las inversiones en hardware y software fueron predominantes en comparación con la parte de ingeniería de la planta, lo que demuestra la creciente importancia del componente digital. No se ha tenido en cuenta el elemento de conectividad.

Tecnologías de apoyo a los edificios inteligentes

Construcción de dispositivos y soluciones

En cuanto a los dispositivos y soluciones para la construcción, en el ámbito de la energía se puede distinguir entre los sistemas para la producción de energía (fotovoltaica, sistemas de almacenamiento, solar térmica y cogeneración) y las tecnologías para la eficiencia energética (acristalamiento, calderas de condensación y bombas de calor).

Según el informe sobre edificios inteligentes del Politécnico de Milán, en 2018 el valor de las inversiones en tecnologías de generación ascendió a 800 millones de euros, de los cuales cerca del 70% procedieron de sistemas fotovoltaicos (con y sin sistemas de almacenamiento), que representan por tanto la fuente de generación renovable claramente más extendida en este contexto. Le sigue, con un 17% de las inversiones, la energía solar térmica, mientras que las inversiones en cogeneración, una tecnología que hasta ahora ha sido principalmente patrimonio del sector industrial, son mucho más limitadas. Pero, ¿cuántas de estas tecnologías pueden considerarse realmente inteligentes?

Según el informe Energy & Strategy, sólo las plantas fotovoltaicas equipadas con sistemas de almacenamiento pueden considerarse realmente inteligentes, porque están dotadas de una plataforma que permite gestionar la energía producida. Se trata de un total de 207 millones de euros (26% del total de las inversiones), gracias al continuo crecimiento de la combinación de planta + sistema de almacenamiento. Un porcentaje similar (25%) corresponde también a las tecnologías de eficiencia energética: la combinación de bombas de calor, calderas de condensación y acristalamiento, equipadas con plataformas de telegestión, por un total de 571 millones de euros.

Tecnología de automatización y plataformas de gestión

En cuanto a la tecnología de automatización, está claro que la moderna tecnología de sensores puede contribuir en gran medida a optimizar la eficiencia energética de un edificio. Partiendo del conocimiento de las fuentes de consumo y, sobre todo, de los residuos, condición indispensable para desarrollar proyectos de optimización del consumo. En particular, en el ámbito de los edificios inteligentes, las aplicaciones de monitorización de la energía en tiempo real son ya casi un estándar, capaces de registrar el consumo de energía en tiempo real y proporcionar información sobre cómo se utiliza la energía, ya sea para la iluminación o la calefacción o el aire acondicionado. Estos dispositivos de monitorización suelen ser capaces de detectar cualquier anomalía en el funcionamiento energético de los diferentes dispositivos y comunicarla mediante alertas al sistema de gestión energética. El siguiente paso que las soluciones inteligentes son capaces de implementar es una adecuada acción de demanda y respuesta, es decir, respuestas -a menudo automáticas- a los cambios en determinadas condiciones (el caso clásico es la temperatura), para optimizar el consumo energético del edificio inteligente. Como hemos mencionado anteriormente, estas acciones se coordinan mediante plataformas de gestión de software capaces de gestionar todo el edificio inteligente de forma integrada. En la actualidad, este tipo de plataformas suele integrarse directamente en las ofertas de los proveedores de tecnología o de las propias empresas de servicios públicos que atienden las necesidades energéticas de un edificio inteligente.

Conectividad

En todo ello, la conectividad desempeña un papel fundamental: la creación de una infraestructura de telecomunicaciones en el interior de los edificios (denominada instalación multiservicio), ya sean residenciales, comerciales o industriales, es la herramienta esencial para simplificar el acceso a internet y acceder a servicios como la televisión por internet o la videovigilancia y las aplicaciones de automatización de edificios, en primer lugar las de eficiencia y ahorro energético.

Las ventajas de un edificio inteligente

En cuanto a los beneficios de los edificios inteligentes, se pueden distinguir dos categorías diferentes:

  • beneficios concretos, es decir, cuantificables en términos monetarios: los más conocidos son el ahorro de energía, la optimización de la productividad, el mantenimiento predictivo, el aumento del valor de la propiedad.
  • beneficios blandos, que tienen que ver principalmente con la mejora de las condiciones socioambientales de los ocupantes (sostenibilidad ambiental, seguridad, confort, telegestión, telecontrol, interoperabilidad.

En concreto, en el ámbito de la energía, un edificio inteligente ofrece una serie de servicios avanzados:

  • Detección y control a distancia de los parámetros ambientales (humedad, temperatura, etc.)
  • Encender y apagar dispositivos a distancia
  • Modulación de las cargas según las condiciones de la red y los precios de la energía
  • Ajuste automático de los sistemas

Gestión y control de las emisiones

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Gianluigi Torchiani

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