Para lograr un alto rendimiento, los sistemas constructivos deben utilizar equipos adecuados para cada aplicación. Sin embargo, incluso los equipos de alta calidad funcionan mal si se usan incorrectamente, y esto ocurre a menudo cuando los ajustes del equipo no están configurados correctamente. Los ingenieros de MEP suelen recomendar los controles automáticos porque siempre mantienen la configuración óptima para los sistemas del edificio sin la necesidad de ajustes manuales.
Los sistemas de construcción pueden realizar sus funciones de manera más efectiva con controles automáticos. Por ejemplo, los equipos de calefacción y refrigeración pueden controlar mejor la temperatura interior, proporcionando un ambiente más confortable para los ocupantes. Los controles automáticos también reducen el costo operativo de muchos sistemas de edificios, logrando sinergia con las medidas de eficiencia energética. En algunos casos es posible un período de recuperación de menos de un año.
Este artículo se centrará en algunas de las aplicaciones más comunes de los controles automáticos en edificios, pero hay muchas formas de utilizarlos. Los sistemas de automatización de edificios (BAS) tienden a centrarse en la iluminación y la climatización, ya que estas dos áreas suelen representar más del 80% del consumo de energía.
Mejore el rendimiento de su edificio con controles automáticos
Controles automáticos de iluminación.
Las luminarias pueden representar más del 20% del consumo energético en edificios comerciales, donde muchas actividades laborales requieren una iluminación abundante durante muchas horas. El consumo de energía de los sistemas de iluminación puede ser especialmente elevado si las lámparas utilizadas no son eficientes: las lámparas incandescentes, halógenas y de halogenuros metálicos son algunos ejemplos. Las lámparas también consumen más energía si se dejan encendidas cuando no se necesitan, un error común cuando los ocupantes se concentran en otras tareas.
La mejor forma de controlar un sistema de iluminación cambia según la aplicación. Los tipos más comunes de controles automáticos de iluminación son los siguientes:
- Los controles basados en tiempo simplemente siguen un cronograma para encender y apagar los dispositivos. Estos controles se recomiendan para áreas con ocupación predecible.
- Los controles de ocupación responden a la presencia humana en determinadas zonas. Utilizan sensores que detectan a los ocupantes con luz infrarroja, ultrasonido o una combinación de ambos.
- Los controles de luz natural responden a la luz solar natural. Las fotocélulas básicas simplemente activan las lámparas cuando ya no reciben luz solar, mientras que los sistemas más complejos atenúan o iluminan gradualmente las lámparas según la luz del día disponible.
Los controles automáticos logran sinergia con la iluminación LED, que tolera conmutación y atenuación continuas. Por otro lado, los tipos de lámparas más antiguos sufren una drástica reducción de su vida útil cuando se cambian con frecuencia.
Los controles de iluminación más básicos simplemente proporcionan operación de encendido/apagado, y los atenuadores se utilizan cuando se necesita control de brillo. Algunos sistemas LED también permiten ajustar el color de la iluminación y crear diferentes “escenas de iluminación” para espacios interiores.
Controles automáticos para sistemas HVAC
Los sistemas HVAC representan más del 50% del consumo de energía en algunos edificios y es posible lograr ahorros significativos con la automatización. Los ingenieros consultores suelen recomendar variadores de frecuencia (VFD) para manejadores de aire, torres de enfriamiento, compresores y bombas hidrónicas. Los termostatos inteligentes son una opción rentable para instalaciones más pequeñas y las calderas de gas pueden mejorar su rendimiento con controles de purga automática.
Los sistemas de calefacción y refrigeración suelen controlarse con ajustes manuales y suelen funcionar a plena capacidad cuando sólo se requiere una producción parcial. Además de desperdiciar energía, esto puede provocar un calentamiento y enfriamiento excesivo de los espacios interiores, provocando incomodidad a los ocupantes y potencialmente problemas de salud. Los enfriadores, calderas y bombas de calor modernos suelen venir con controles integrados y en estos casos no se requiere equipo adicional.
Otro concepto prometedor es la ventilación controlada por demanda (DCV), donde la velocidad del ventilador de los controladores de aire se ajusta según la cantidad de personas en un área interior. DCV puede lograr importantes ahorros en edificios con ocupación variable.
Los sistemas de flujo de refrigerante variable (VRF) son un tipo específico de instalación HVAC que puede proporcionar calefacción y refrigeración controlando el flujo de refrigerante según la carga. Los sistemas VRF tienen mayor eficiencia que los equipos convencionales de calefacción y refrigeración y ahorran espacio al utilizar líneas de refrigerante en lugar de tubos hidrónicos o conductos de aire voluminosos.
Monitoreo, Alarmas y Seguridad
Debido a que los sistemas de automatización de edificios utilizan muchos tipos de sensores, recopilan constantemente datos valiosos sobre los equipos y los componentes asociados. Los controles automáticos se pueden configurar para enviar una notificación cada vez que detecten un problema que represente un peligro o requiera atención por parte del personal de mantenimiento.
Los sistemas de alarma se pueden integrar con plataformas de automatización de edificios, proporcionando visibilidad de todas las zonas y su estado. Los administradores del edificio pueden acceder a estos datos en tiempo real y el sistema puede enviar notificaciones automáticas en respuesta a condiciones peligrosas.
Controles Automáticos para Generación y Almacenamiento de Energía
Los edificios con sistemas propios de generación y almacenamiento pueden obtener mayores beneficios de estas tecnologías añadiendo controles inteligentes. Considere el siguiente ejemplo con almacenamiento de electricidad:
- Si el edificio está sujeto a tarifas eléctricas variables, se puede configurar un sistema de almacenamiento para aprovechar los precios bajos de kWh y evitar el consumo de la red cuando se aplican precios altos de kWh.
- El almacenamiento de energía también se puede utilizar para reducir los picos de consumo, reduciendo los cargos por capacidad en la factura energética.
El almacenamiento de energía elimina la principal limitación de los sistemas solares fotovoltaicos y las turbinas eólicas, que es su dependencia de insumos energéticos variables. Las microturbinas alimentadas por gas natural o biomasa también son viables en algunos edificios, proporcionando una fuente de energía controlable que hace que el edificio sea menos dependiente de la red eléctrica.
Recomendación final
Los controles automáticos pueden mejorar todo tipo de sistemas de edificios, mejorando su rendimiento y reduciendo el consumo de energía. Sin embargo, es muy importante utilizar el dispositivo adecuado para cada aplicación; Las consecuencias del uso de controles incorrectos van desde un rendimiento deficiente hasta daños al equipo y reparaciones costosas.
Los ingenieros profesionales de MEP pueden diseñar controles adecuados para cada sistema de construcción, especificando los mejores sensores y dispositivos de comunicación para cada aplicación. A menudo se proponen controles automáticos después de la auditoría energética, dado su potencial de ahorro de energía y su corto período de recuperación.
