Análisis en profundidad

Edificios inteligentes: ¿Cómo funcionan? Conoce las ventajas

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

14 Sep 2022

Gianluigi Torchiani

smart building

¿Qué son los edificios inteligentes o smart buildings 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, materiales reciclables y que ayuden a reducir el consumo de energía para 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 así como inteligencia artificial. 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 sistemas de control. Gracias a este tipo de gestión, los edificios pueden ser más seguros y aumentar la eficiencia energética, 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.

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¿Para qué sirve un edificio inteligente?

El objetivo de los edificios inteligentes es autogestionarse, aprender, anticiparse y adaptarse por sí mismos, sin necesidad de la intervención o reconocimiento de sus usuarios . La temperatura ambiente, la iluminación, las sombras, la energía y la utilización del agua se pueden ajustar fácil y automáticamente en función de sensores y monitores.
Un edificio inteligente utiliza su inteligencia para recopilar datos procesables de los dispositivos, sensores, sistemas y servicios de los usuarios en las instalaciones . La aplicación de esos datos mediante inteligencia artificial y aprendizaje automático (AI/ML) hace que el edificio sea programable y responda a las necesidades de los usuarios y del administrador del edificio.

 

Caracteristicas de 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 y la calidad de vida de los ocupantes, como los sistemas de generación de energía y eficiencia energética y los relacionados con el tema de sistemas de 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.

 

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 Energy & Strategy, solo las plantas fotovoltaicas equipadas con sistemas de almacenamiento pueden considerarse realmente inteligentes, porque están dotadas de una plataforma que permite gestionar la energía producida.

Tecnología de automatización en edificios inteligentes 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, ventilación o el aire acondicionado. 

Estos dispositivos de monitorización suelen ser capaces de detectar cualquier anomalía en el funcionamiento energético de los diferentes dispositivos y comunicar 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 por ejemplo a través de los smart home 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, control de acceso, etc.) .

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, paneles solares, calderas, calefacción. 
  • Gestión y control de las emisiones y reducción del impacto medioambiental

Tipos de edificios inteligentes

Hay tres categorías principales de edificios inteligentes: de consumo, comercial e industrial . Los dispositivos IoT utilizados en estos edificios pueden diferir, pero se superponen. Los dispositivos de consumo inteligentes incluyen automóviles, teléfonos inteligentes, computadoras portátiles, sistemas de entretenimiento en el hogar, monitores de salud y electrodomésticos conectados.

5 ejemplos de edificios inteligentes

1. Torre Capital, Singapur

Este edificio de oficinas de 52 pisos ganó el premio Green Mark Platinum por su construcción y diseño, junto con su eficiencia energética y de agua.

La Torre Capital es un edificio inteligente con sistemas de eficiencia energética incorporados, incluido un sistema de rueda de recuperación de energía en su unidad de aire acondicionado, que permite recuperar el aire fresco para mantener la eficiencia de los enfriadores.

2. Centro Corporativo del Consejo Hindmarsh Shire, Australia

Al diseñar las oficinas del Hindmarsh Shire Council, la firma de arquitectos k20 Architecture, con sede en Melbourne, quería mejorar la eficiencia energética y, al mismo tiempo, mejorar el entorno de oficina para los empleados. Este edificio inteligente está ubicado en un área que está expuesta a condiciones de temperatura extrema, y ​​los arquitectos querían usar esto a su favor. Construyeron una serie de cámaras térmicas subterráneas y un sistema de ventilación debajo del piso para aspirar aire fresco del exterior.

3. Duke Energy Center, Charlotte, Carolina del Norte

Este  rascacielos de 51 pisos  (con 48 pisos ocupados) es propiedad de Wells Fargo y alberga a Duke Energy. Cuenta con la más alta certificación verde, LEED Platinum. El edificio puede reutilizar aproximadamente 10 millones de galones de agua recolectada cada año, incluidas las aguas subterráneas, el agua de lluvia y la condensación de HVAC, lo que satisface aproximadamente el 80 por ciento de las necesidades de agua de la torre de enfriamiento y el 100 por ciento de las necesidades de riego del edificio.

4. El Cristal, Londres

Diseñado por Siemens, The Crystal en Londres es uno de los edificios más sostenibles del mundo.

El edificio es 100% eléctrico y los paneles solares del techo generan alrededor del 20 por ciento de su energía. También supervisa su consumo de energía de forma exhaustiva y, como resultado, sus emisiones de carbono son aproximadamente un 70 % más bajas que las de los edificios de oficinas comparables en el Reino Unido.

5. Burj Khalifa, Dubái

Dubái es líder mundial en el movimiento de edificios inteligentes. El país tiene un puntaje de construcción inteligente de 65%  de Honeywell, un puntaje que evalúa la sostenibilidad, la seguridad y la productividad del edificio.

El futuro de los edificios inteligentes

El mercado de edificios inteligentes está creciendo, y está creciendo rápidamente. Según Fortune Business Insights 2022, el mercado de edificios inteligentes llegó a alrededor de $ 67,8 mil millones en 2021 y se prevé que alcance los $ 328 mil millones en 2029. Sin embargo hay 5 tendencias o retos a tener en cuenta.

1. Cero neto y cambios regulatorios

Alrededor del 36% de las emisiones de carbono provienen de los edificios. Las regulaciones aumentan a medida que avanzamos hacia el cero neto, y los clientes quieren, o en algunos casos necesitan, edificios que utilicen energía limpia y brinden visibilidad a la huella de carbono de su edificio. Dado que la sustentabilidad es una prioridad principal para muchos, y con las regulaciones en rápido aumento, es fundamental trabajar con socios que estén monitoreando las futuras tendencias legislativas en la industria.

2. Aumento del consumo y los costos de energía

Con el aumento del consumo y los costos de energía, la oportunidad de implementar tecnologías y sistemas avanzados que crean energía limpia, optimizada y automatizada, así como tecnología que mide el consumo de energía, es esencial para controlar los costos.

3. Amenazas a la seguridad cibernética

Acentuadas aún más debido al estado geopolítico actual del mundo, las amenazas de seguridad informática y cibernética son lo más importante en el mercado. Con un estimado de cuatro de cada diez edificios conectados en riesgo de un ataque cibernético, elevar la postura de seguridad y la capacitación de los empleados son necesidades para defenderse contra las amenazas de seguridad cibernética.

4. Cambios en las forma de trabajar: trabajo híbrido

No sorprende que uno de los mayores cambios en el mercado provenga del efecto de la pandemia en la fuerza laboral. Desde el inicio de la COVID-19, el trabajo remoto e híbrido se ha vuelto común para las empresas de todo el mundo, lo que deja muchas preguntas sin respuesta sobre el mercado de los edificios inteligentes. Ahora, a medida que los trabajadores regresan a la oficina o cambian a roles híbridos permanentes, los edificios tienen nuevos requisitos tecnológicos para respaldar y administrar las demandas comerciales y residenciales.

5. Avance en soluciones IoT

Más del 67 % de las empresas tienen plataformas IoT o se encuentran en las etapas de planificación de la inversión. Es fundamental monitorear la rápida evolución de la tecnología y trabajar con socios que evalúen activamente las plataformas y capacidades en este espacio.

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