De la regulación y control a la conectividad para hacer más inteligente al edificio

Con el auge del “Internet de las cosas” (IoT) y del “Big Data” cada vez más equipos de campo llevan incorporadas tecnologías que permiten ser dispositivos de comunicación y transferencia de datos. Toda esa información, que cada vez más, va a estar al alcance de todos, permitirá adelantarse (funcionamiento predictivo) a cualquier situación y mejorará la respuesta técnica y económica de los sistemas de regulación y control.

La regulación y control (BACS, en sus siglas en inglés) es a las instalaciones de climatización y ventilación (HVAC) lo que un director de orquesta es a esta, es decir, una herramienta potentísima para que funcione todo armónicamente. Por supuesto, si la orquesta es mala el buen director solo conseguirá que suene dignamente, pero nada más.

En muchas ocasiones se cae en ciertos errores que se repiten con bastante asiduidad; con demasiada frecuencia se espera de un sistema de regulación más de lo que puede dar. Es normal que ante una instalación mal calculada o no equilibrada se argumente que: “el sistema de regulación se encargará de compensar las diferencias”.

Hay que aceptar que el calificativo de “inteligente” vende mucho y consecuentemente es muy utilizado como argumento por los comerciales de las marcas. Sin embargo, es más ajustado calificarles de “obedientes”, porque si se les da unas instrucciones concretas y posibles de llevar a cabo, lo harán; independientemente de que los resultados sean admisibles, contrarios a lo que se pretende o catastróficos.

En principio, para que un sistema de control sea eficiente, la instalación a la que se aplica debe disponer de los elementos necesarios y suficientes para ejercer ese control. Por otra parte, cuando la instalación esté a plena carga, con todos los elementos de control posicionados en su límite superior, tiene que ser capaz de cubrir las necesidades de una forma equilibrada, es decir, manteniendo los valores de diseño en todos y cada uno de los puntos controlados. Si esto no es así, el sistema de control no podrá aportar la potencia que falta, ni tampoco hacerla llegar adonde naturalmente no llega. Pensar que cuando se cierren los circuitos favorecidos, llegará la potencia no utilizada a los desfavorables, no solo no es cierto, sino que muy al contrario, el problema suele agravarse.

“Los sistemas de regulación y control son una herramienta poderosísima para conseguir instalaciones que proporcionen el máximo confort con el consumo energético mínimo, solo se requiere saberla utilizar”

En fin, los sistemas de regulación y control son una herramienta poderosísima para conseguir instalaciones que proporcionen el máximo confort con el consumo energético mínimo, solo se requiere saberla utilizar.

Otro error bastante común es considerar el BACS como independiente de la instalación de climatización. Es habitual, por parte de las ingenierías, ponerse en manos de los fabricantes para que estos les diseñen y dimensionen el sistema de control necesario para su instalación; pero, ¿por qué, si las calderas, enfriadoras, UTA's, etc lo seleccionan ellas?

Creo que el proyectista debe tomar más protagonismo y definir una arquitectura de control (que dependerá mucho del fabricante seleccionado) acorde a la instalación que ha diseñado. El funcionamiento de una instalación depende de los equipos seleccionados, su tecnología, su punto de máximo rendimento, … parámetros, todos ellos, que son criterios del proyectista por lo que este debería implicarse más en la definición del BACS. Como complemento a esto, en todo proyecto debe reflejarse el funcionamiento adecuado de la instalación, que servirá para programar los equipos de automatización (conocidos comúnmente como “cerebros” o “centralitas”). Se hace necesario la previsión de una actualización del sistema de control (no hay que olvidar que estos sistemas dependen mucho de la tecnología y todos sabemos lo rápido que avanza) y entregar a los usuarios (en la mayoría de los casos mantenedores que les “cae” una instalación que no conocen ni dominan) un manual de uso que permita que esta instalación funcione lo más adecuadamente y el mayor tiempo posible. Es habitual que, ante la falta de información y conocimiento, se propongan cambios en los sistemas de control como salida fácil para el mantenedor, pero que no suelen ser necesarios.Si bien el control en sí mismo es una técnica que requiere una especialización tan amplia como la de climatización, el proyectista (y el instalador, que suele incurrir en el mismo error) debe tener los conocimientos sobre el particular, que son aplicables a los sistemas de climatización y que le permitan discernir entre las diferentes posibilidades, diseñar los sistemas hidráulicos teniendo en cuenta la dificultad de su control y seleccionar los elementos de campo en correspondencia, conocer la influencia de los parámetros de control sobre el sistema de climatización y viceversa, y desde luego, saber especificar y concretar los enlaces entre el sistema de control y el resto de sistemas que forman parte de una instalación de climatización, principalmente con el sistema eléctrico.

Otro de los aspectos fundamentales – si no el que más- es la programación y puesta en marcha de la instalación. El personal encargado de la programación de las instalaciones puede tener muchos conocimientos informáticos pero, en cualquier caso, debe tener muy claro cómo debe funcionar la instalación de climatización; lo principal para regular y controlar de forma eficiente un proceso es conocer ese proceso. Esta puesta en marcha se suele realizar con las instalaciones finalizadas, aunque se puede ir haciendo puestas en marchas parciales.

En muchos casos se confunde esta puesta en marcha con lo que se conoce como Commissioning; este es un proceso de verificación y calidad en el que se comprueba, desde el inicio de la instalación, que todo está y funciona como se ha proyectado y que se entrega a la propiedad para su gestión, previa formación de cómo modificar parámetros, modificar y ajustar la programación o parametrización y extraer información que permita mejorar la gestión energética y de seguridad de la instalación.

Algo que suele generar bastante confusión son los protocolos de comunicación, es decir, la interoperabilidad o forma en que se comunican los diferentes dispositivos que forman la instalación de regulación entre sí y con los equipos de climatización existentes. En el mercado se ofrecen dispositivos con protocolos abiertos como BACnet, KNX, LonWorks o MODBUS en combinación con entradas y salidas estándar o subsistemas como DALI o EnOcean.

Alguno de ellos vienen de instalaciones como la eléctrica y domótica (KNX y LonWorks), dispositivos industriales (MODBUS), iluminación(DALI), pero el que más auge está tomando en la regulación y control de las instalaciones de climatización es el BACnet ya que está específicamente relacionado con las necesidades de automatización de edificios y equipos de control. BACnet representa, de forma estándar, las distintas funciones (entradas y salidas analógicas y binarias, programaciones, bucles de control y alarmas, etc). Este modelo estandarizado de un dispositivo representa estas funciones comunes como colecciones de información relacionada llamadas “objetos”, cada una de las cuales tiene un conjunto de “propiedades“que la describen más detalladamente. Cada entrada analógica, por ejemplo, está representada por un”objeto de entrada analógica“de BACnet que tiene un conjunto de propiedades estándar como valor actual, tipo de sensor, ubicación, límites de alarma, etc. Algunas de estas propiedades son obligatorias, mientras que otras son opcionales. Una de las propiedades más importantes del objeto es su identificador, una especie de nombre numérico que permite a BACnet acceder sin ambigüedades. Una vez que los dispositivos tienen”apariencias” comunes en la red en términos de sus objetos y propiedades, es fácil imaginar mensajes que puedan manipular esta información de manera estándar.

Cuando desarrollamos un proyecto de climatización tenemos siempre a mano el RITE, ya que nos marca las exigencias mínimas que deben cumplir estas instalaciones pero para realizar un subproyecto de control no se encuentra con excesiva normativa: la norma UNE 16484-3:2006 es la única norma que aparece en el RITE sobre control. Esta norma define cada una de las posibles funciones (entradas y salidas) que nos encontramos en las instalaciones y nos da unas pautas para realizar una tabla en la que quede perfectamente definido qué se controla y regula en la instalación. Este es el paso previo e imprescindible para dimensionar adecuadamente nuestras instalaciones de control: una vez definida esta lista (llamada BACS FL) tendremos que ir al mercado y seleccionar las estaciones de automatización y módulos de ampliación de señales adecuadas para cubrir todas estas funciones.

El resto de las partes de esta norma no son obligatorios pero sí muy recomendables para especificar y estandarizar la información que se entrega e implantar de forma correcta esta instalación.

Hay alguna otra norma, como la UNE -EN 15232, que informa del impacto que tienen los sistemas de automatización, control y gestión de los edificios en la eficiencia energética de estos.

Otro de los aspectos que más rápido va avanzando es el tema de la conectividad. Con el auge del “Internet de las cosas” (IoT) y del “Big Data” cada vez más equipos de campo llevan incorporadas tecnologías que permiten ser dispositivos de comunicación. Ya es habitual que los fabricantes tengan entre sus productos equipos como, por ejemplo, actuadores de válvulas cuya función no solo es la de modificar el caudal de una válvula sino servir de nodo de comunicación para que, a través de protocolos de comunicación, reciban y envíen información al BACS. Estos actuadores reciben información de la apertura de la ventana, del sensor de presencia, del estado de la compuerta… y envían señales de caudal del ventilador del fancoil o cómo modificar el punto de trabajo de una bomba circuladora con el fin, todo ello, de mejorar la eficiencia energética. Además, este tipo de arquitectura de los sistemas de control simplifica el cableado ya que por un bus de 2 hilos podemos trasladar muchísima información.

También está creciendo la conectividad de los BACS con los dispositivos móviles teniendo, al alcance de la mano, cualquier instalación y el análisis de su comportamiento.

Toda esa información, que cada vez más va a estar al alcance de todos, permitirá adelantarse (funcionamiento predictivo) a cualquier situación y mejorará la respuesta técnica y económica de los sistemas de regulación y control. Si sabemos con antelación cuál es el precio de los distintos tipos de energía, en sistemas híbridos podremos configurar el funcionamiento de los equipos en función de la fuente que estén utilizando.

“Debería haber una mayor formación e información (personal más cualificado) sobre el funcionamiento de los sistemas de regulación y control, con el objetivo de extraer al máximo las prestaciones de estos sistemas y de los equipos que controlan.”

En Atecyr dedicamos gran parte de nuestro esfuerzo a la formación, conscientes de que es el camino hacia la excelencia, la garantía de un futuro próspero. Respecto a los sistemas de regulación y control ha publicado un DTIE en instalaciones de climatización. Por otro lado organizamos cursos de experto tanto de climatización, como de refrigeración y de auditor y gestor energético, muy bien valorados por los estudiantes y por las empresas del sector. Por las aulas de Atecyr han pasado ya más de 10.000 alumnos. Actualmente está abierta la convocatoria para el curso 2017/18 de la VI edición del curso de experto de auditor y gestor energético y la III edición del curso de experto en refrigeración.

En paralelo a los cursos, Atecyr está trabajando activamente en la elaboración de nuevos documentos técnicos y tiene programadas una serie de jornadas “estrella” en colaboración con sus socios protectores en todas las agrupaciones territoriales, sobre metodología BIM en la climatización, soluciones prácticas en edificios de consumo de energía casi nulo, contaje de energía en las instalaciones de calefacción y ACS e instalaciones seguras y sostenibles en protección contra incendios.

Debería haber una mayor formación e información (personal más cualificado) sobre el funcionamiento de los sistemas de regulación y control, con el objetivo de extraer al máximo las prestaciones de estos sistemas y de los equipos que controlan. La mejora de la gestión energética debe ser continua en el tiempo aprovechando la monitorización continua de los parámetros de consumo, redundando todo ello en una mejora de la eficiencia energética de los edificios.

"Los sistemas de regulación son una importante herramienta para justificar posibles ahorros, siempre dentro de un protocolo de medida adecuado"