La digitalización: el sistema nervioso central de los edificios

Actualmente, las ciudades tienen dos importantes retos que superar para poder afrontar estas previsiones: disminuir el consumo energético y conseguir una reducción en las emisiones de CO₂. Para conseguirlo, resulta imprescindible que las ciudades tengan en cuenta las infraestructuras urbanas como piezas clave del puzzle que nos ayudarán a dar respuesta a las necesidades que se plantearán en los próximos años. Afortunadamente, hoy es posible gracias a la aplicación de la digitalización a la tecnología de edificios, que éstos puedan aumentar su eficiencia y, por tanto, disminuir el consumo energético de nuestras ciudades. Se trata del camino a seguir para transformar una ciudad en una Smart City.

La eficiencia energética en los edificios se erige, por tanto, como una de las piezas clave en la tarea de reducir el consumo energético y las emisiones contaminantes, ya que los edificios son responsables del consumo del 41% de la energía a nivel mundial y del 21% de las emisiones de C0₂. Sin embargo, con la creación de edificios inteligentes o con la conversión de los existentes, gracias a la tecnología y la digitalización, podemos conseguir grandes avances.

Un edificio inteligente genera y almacena energía, interactúa con las redes eléctricas inteligentes y es capaz de manejar su propia demanda y generación energética para minimizar el coste y las emisiones de CO₂. Estos serán los edificios del futuro: siempre conectados, con energía autosuficiente y capaces de adaptarse según las demandas. Pero ¿cómo lo harán?. Sencillamente dejarán de ser simples consumidores de energía, para también convertirse en generadores, utilizando sistemas locales como fotovoltaicos, energía eólica o centrales de ciclo combinado. Esto es lo que se conoce como generación distribuida.

Además, estos nuevos edificios serán capaces de dirigir el excedente de energía a la red general o bien almacenarlo. Por ejemplo, en un futuro no muy lejano incluso podremos utilizar los vehículos eléctricos como baterías temporales que, conectados al edificio, podrán almacenar su energía sobrante.

Esta imagen, que puede parecer más propia de la ciencia ficción, pronto se convertirá en realidad gracias al rápido avance de la tecnología y la digitalización aplicada a las infraestructuras. De hecho, la digitalización ya está cambiando la manera en que los edificios se diseñan, construyen, utilizan y finalmente, se gestionan. Porque el potencial que ofrece la digitalización es enorme no sólo en cuanto al consumo de energía, sino también en optimización de costes, ya que un edificio es uno de los activos más caros de una compañía. Por esta razón, la eficiencia, la monitorización automática o el control de la luz, la ventilación, la calefacción y los sistemas de seguridad son claves para conseguir disminuir costes de gestión y mantenimiento.

No en vano, en la nueva construcción todas estas funciones son fundamentales a la hora de diseñar un edificio. Por eso, Siemens ha creado el software BIM (Building Information Modeling), un sistema centrado en la planificación completa del edificio, que incluye todas las funciones, para poder simular, probar y si es necesario corregir errores en un modelo virtual. Algo que facilita eliminar cualquier inconsistencia directamente en el software, en lugar de tener que hacerlo en el lugar de construcción, que sería un proceso mucho más laborioso.

En esencia, con este software se puede construir un edificio dos veces: primero en el ordenador (de forma virtual) y después en el mundo real (de forma física). Esto es lo que denominamos gemelo digital, con el que gracias a BIM es posible realizar proyectos de edificios más rentables, sencillos y sostenibles, a la vez que más seguros, cómodos y eficientes. Incluso es posible desde planificar varias disciplinas y funciones al mismo tiempo hasta crear soluciones multidisciplinares coordinadas.

Anteriormente, esto era muy difícil de conseguir debido a las prácticas de adjudicación de proyectos en uso. Sin embargo, ahora la planificación virtual y el uso de modelos de datos comunes permiten una verificación temprana de variables específicas con el objetivo de optimizar el edificio al máximo. Se pueden contemplar variables tales como: ¿Qué impacto tendrá la elección de un determinado tipo de fachada en la construcción y los costes de inversión así como en el mantenimiento, la limpieza o el confort para el usuario posteriormente? O ¿Cómo una puerta adicional puede afectar a futuros escenarios de evacuación, confort y costes de calefacción? Si podemos responder a cuestiones como éstas antes de empezar a “romper” el suelo, será posible realizar proyectos de construcción más rentables, sencillos y sostenibles así como gestionar edificios de manera más segura, cómoda y eficiente.

En el pasado, el modelo de construcción de información integral fallaba porque no se podían alcanzar los requisitos técnicos. Pero gracias al cloud computing, es decir, con la capacidad de almacenamiento informático ilimitado de forma virtual así como con la disponibilidad ininterrumpida de las redes y dispositivos, se han eliminado los obstáculos que antes hacían que la implementación fuese tan complicada. Al menos en teoría.

Pero todavía existen obstáculos que impiden una adopción de esta tecnología de forma generalizada. Esto se debe, por un lado, a la fragmentación existente en el sector y, por otro lado, las distintas partes involucradas en el proceso que cuentan con intereses muy diferentes. Y es que las compañías y las personas que las componen están acostumbradas a trabajar en procesos o disciplinas individuales de forma independiente. Por tanto, la coordinación que se consigue con BIM es un concepto relativamente novedoso que requiere de procesos y modelos de negocio personalizados.

Otros factores limitadores para su completa implantación son: los costes relativamente altos de las compras de sistemas personalizados, la falta de estándares e interfaces o que hasta la fecha, sólo unos pocos fabricantes son capaces de suministrar datos compatibles con BIM. Esto, unido a que las actuales prácticas de adjudicación de proyectos no contemplan ni reflejan una planificación o simulación digital en sus presupuestos ni programas de pagos, hace que aún a día de hoy el uso de este sistema no sea una práctica generalizada en el sector. A pesar de ello, lo que sí es cierto es que ya se está incrementando el número de proyectos de construcciones e infraestructuras públicas que requieren BIM y ya se ha acordado la introducción de esta herramienta a nivel europeo.

Otra de las piedras angulares de la digitalización aplicada a la tecnología de edificios es el Internet de las Cosas, o lo que es lo mismo, la interconexión de máquinas, dispositivos, componentes, sectores y otros objetos. Esta convergencia entre el mundo real y el digital es la base para conectar las distintas funciones de un edificio y, a su vez, crear nuevos servicios digitales y modelos de construcción. Las soluciones de servicio en remoto, por ejemplo, hacen posible detectar y corregir problemas de los componentes de forma rápida y eficiente y desde cualquier parte.

El concepto de mantenimiento preventivo minimiza las interrupciones porque los componentes son capaces de advertir a sus fabricantes ante la primera señal de problemas, mucho antes de que exista un daño que pueda causar una avería.

Pero esto no es todo. Los usuarios también se benefician de este tipo de edificios y servicios inteligentes. Gracias a esta tecnología, se puede conseguir un mayor confort para los usuarios, ya que el propio edificio será capaz de conseguir un ambiente perfectamente equilibrado en cuanto a iluminación, calidad de aire, temperatura y humedad. Algo que, a su vez, tiene un impacto directo en la productividad de su trabajo.

La consecuencia que parece más inmediata a la hora de aplicar la digitalización al sector de la edificación es que nuestras ciudades se compongan de edificios con un mayor nivel de eficiencia, seguridad y confort. Y esto se conseguirá gracias a que ahora los datos que aportan los sensores colocados en distintas zonas de un edificio pueden ser analizados y evaluados de forma inteligente. Así, las infraestructuras se convertirán en dinámicos ecosistemas que responderán inteligentemente a sus entornos y sabrán aprovechar sus beneficios a largo plazo, una vez estén conectados con otras infraestructuras y/o edificios (smart grids).

De hecho, los sensores, actuadores y distintos dispositivos de un edificio proporcionan normalmente una riqueza de información que, en su mayor parte, no se aprovecha. Sin embargo, la evaluación inteligente de estos datos utilizando las aplicaciones de Big Data podrían convertir esas masivas cantidades desestructuradas de datos en un indicador de rendimiento en tiempo real. Los algoritmos inteligentes evalúan tendencias y reconocen patrones en los comportamientos o consumos del usuario. Y esto, junto con una sofisticada función de auto-optimización, provee a los edificios de un sistema nervioso central que los convierte en inteligentes.

No hay duda de que la transformación digital en la tecnología de edificios traerá consigo un cambio de paradigma en toda la industria y, por tanto, un nuevo cambio en el modelo de negocio. El software se convertirá en el epicentro de la estructura y la apertura y la transparencia serán claves en el proceso. Esta transición abrirá nuevas oportunidades que sólo perdurarán y florecerán en un mundo digital.

Esto no es ciencia ficción, sino una realidad que está cada vez más cerca. Porque la digitalización dará respuesta a las necesidades de nuestro futuro y dibujará un escenario nuevo formado por edificios capaces de generar energía a la vez que almacenan su excedente o de ahorrar hasta un 30% del consumo. De forma que las ciudades aumenten su competitividad y, por tanto, sigan generando riqueza. Y todo será posible bajo un elemento común: la digitalización, que se convertirá en el sistema nervioso central de todos nuestros edificios.