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    • Integrar BAS, sistemas eléctricos

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    Los dueños de edificios de alto rendimiento esperan que los ingenieros, fabricantes, e instaladores de sistemas de edificios trabajen juntos para aumentar el rendimiento de los sistemas del edificio. Sin embargo, la superioridad del rendimiento generalmente está relacionada con la complejidad y los costos aumentados.

    Ilustración 1: Las pantallas de interfaz del usuario del Sistema de automatismo de edificios, BAS, como el tablero de mandos en la ilustración pueden proporcionar una visualización de datos del sistema eléctrico fácil de usar. Cortesía: DGLux by DGLogik

    El equipo moderno basado en un microprocesador está reemplazando los artefactos mecánicos. Las redes industriales conectan equipo y sistemas. Los sensores proporcionan información para medir los resultados y proporcionar control y funcionalidad mejorados. Mejorar, conectar e integrar los sistemas industriales con la plataforma de control de un edificio permite a ingenieros superar las expectativas de los dueños de edificios de alto rendimiento.

    El BAS se ha vuelto una función omnipresente del edificio comercial moderno, al proporcionar acceso a la compleja operación de los sistemas mecánicos de un edifico y por lo tanto, permite a los operadores realizar sus trabajos de manera más eficaz. Los sistemas modernos de BAS también están bien equipados -fuera de lo convencional o con un costo extra muy bajo- para seguir los protocoles de redes basados en las normas, como Modbus, que se encuentra en numerosos sistemas eléctricos. La suma del cableado de red o comunicaciones inalámbricas puede facilitar una integración fácil. Al consolidar la supervisión de un sistema eléctrico y uno mecánico en una sola plataforma unificada de BAS se puede obtener el potencial completo del equipo eléctrico y los sistemas, lo que trae nuevas posibilidades de estrategias de alto rendimiento.

    Nuevas oportunidades

    Además de gestionar los sistemas mecánicos de un edificio, el BAS moderno puede beneficiarse de numerosas de sus funciones, como el trending, las alarmas, las gráficas basadas en la red, para supervisar los sistemas eléctricos también (Véase la ilustración 1). La integración también puede emplear la experiencia y capacidad existentes de un operador del edificio para facilitar una gestión de construcción más eficaz.

    Integrar los sistemas eléctricos de un edifico con el BAS puede aportar oportunidades nuevas para un rendimiento alto. Las oportunidades de la integración del BAS incluyen ampliar los beneficios operativos, coordinar datos históricos, optimizar la eficacia del personal de mantenimiento, y aprovechar diagnósticos de fallas.

    Ampliar los beneficios operativos Tener datos de cada sistema o de una sola plataforma permite a los operadores del edificio que lleguen a conclusiones para después implementar estrategias eficientes de energía que no se pueden lograr fácilmente con sistemas independientes. Al rastrear y analizar los sistemas mecánicos y eléctricos de manera simultánea por medio del uso de puntos de referencia (es decir, comparar el amperaje inicial instalado con el amperaje actual), el personal operativo puede realizar acciones correctivas si y cuando la eficacia del equipo disminuye. Determinar la mejor forma de reducir las cargas de energía de demanda máxima se vuelve más fácil cuando se pueden ver estos sistemas desde una plataforma. Reducir las cargas del edificio como reacción a las peticiones de respuesta a las demandas se vuelve más simple cuando se pueden realizar acciones desde una sola ubicación. Entender estas tareas en tiempo real permite a los operadores del edificio que establezcan y cumplan metas de eficacia al tiempo que reducen costos de energía.

    Numerosas implementaciones modernas del BAS incluyen un interfaz de tiempo real con un software de Gestión de mantenimiento asistida por computadora, CMMS, o un software similar de gestión de instalaciones que gestiona el mantenimiento del equipo y acciona tareas con base en los parámetros operativos como el tiempo de funcionamiento del equipo o las fallas del equipo. Aprovechar el software para los sistemas eléctricos por medio de un interfaz de BAS puede mejorar la atención del operador en el mantenimiento del equipo eléctrico.

    Coordinar datos históricos: Para gestionar y mejorar cualquier proceso, los datos de referencia son imprescindible. No se puede saber sobre un posible problema si no se pueden comparar los datos de tiempo real con la forma en que estuvo operando el equipo antes del problema. La oportunidad de revisar los datos históricos a partir de medidores de energía y tener la capacidad de obtener tablas y gráficas de múltiples sistemas a lo largo del tiempo mejorará la capacidad de un operador para investigar y resolver problemas.

    Optimizar la eficacia del personal de mantenimiento: Llevar el control del sistema eléctrico y la supervisión al BAS generará de manera instantánea formas nuevas para analizar los datos del edificio, incluyendo la oportunidad de cumplir y establecer metas más eficaces de operación y mantenimiento. Cuando los sistemas de servicios mecánicos, eléctricos y de plomería, MEP, están en conjunto, el ingeniero en jefe puede dedicar más tiempo a realizar mantenimiento preventivo en lugar de dedicarlo a resolver problemas, y esto generalmente reduce costos de mantenimiento. La integración del BAS para la supervisión de sistemas eléctricos también permite alertar al personal inmediatamente sobre posibles problemas de energía, como dar una advertencia sobre una próxima sobrecarga en el sistema de distribución de energía que podría eliminar un sistema crítico de seguridad de vida o causar pérdidas considerables debido a un tiempo prolongado sin operar.

    Además, la eficacia del personal mejorará, naturalmente, cuando un software lo hace todo, ya que los operadores tienden a recordar cómo gestionar el sistema como parte de su rutina cotidiana y permanecerán capacitados para ello a lo largo del tiempo. Asimismo, cuando los operadores conocen el BAS, tienden a aprender y utilizar funciones y análisis de mayor nivel.

    Aprovechar los diagnósticos de fallas: Al interconectar los sistemas eléctricos al BAS, se vuelven posibles los diagnósticos de fallas. Mientras se obtenga, almacene, y analice más información, será más fácil desarrollar algoritmos importantes de fallas. Estos algoritmos enseñan al BAS a indicar cuando una pieza de un equipo está a punto de romperse o si no está operando en condiciones óptimas al comparar valores de parámetros diferentes con base en los datos históricos. Por ejemplo, si un sistema está utilizando más electricidad de la que utilizó el día anterior para operar en las mismas condiciones, el BAS puede alertar al operador para que investigue un posible problema en el equipo o identifique configuraciones problemáticas.

    Integración de sistemas eléctricos

    Numerosos tipos de equipo eléctrico moderno están basados en microprocesadores, lo que significa que pueden recabar, fácilmente, datos y actuar con base en los mismos en tiempo real. Enviar datos al BAS permite a los usuarios optimizar cada sistema que respalde para proporcionar protocolos eficaces de mantenimiento. El equipo eléctrico típico que puede ser integrado en el BAS incluye:

    Ilustración 2: Se pueden recabar los datos de medidores de energía que funcionan a través de la red y transferirlos a la plataforma del BAS para los datos de rendimiento históricos. Cortesía: Diseño de sistemas ambientales

    Medidores de energía: Debido a que no se puede gestionar lo que no está medido, el medidor inteligente de energía es un elemento vital de la integración del sistema de BAS y el eléctrico (Véase la ilustración 2.) Por ejemplo, los sistemas de clasificación de diseño sostenible, como el sistema LEED del Consejo de la Construcción Ecológica de Estados Unidos y el sistema Pearl Rating System de Abu Dabi fomentan de manera separada medir el consumo de energía con base en el tipo de carga (es decir, iluminación, las cargas de conexión del HVAC, y las cargas de IT) Se vuelve el BAS en la ubicación central para recabar y supervisar estos datos.

    Generadores:  Los generadores, que con frecuencia los exigen los códigos con fines de seguridad de vida y son utilizados para respaldar sistemas críticos en instalaciones esenciales de las misiones, tienen su propio sistema de control para garantizar que funciona como lo previsto. Debido a que hay infinidad de cosas que pueden fallar con un generador -desde altas temperaturas a un suministro bajo de combustible-, generalmente, se supervisan a distancia los sistemas con un tablero de estatus ubicado en el centro de mando contra incendios o la oficina del ingeniero del edificio. Si también está incluido en el BAS, se puede enviar a tiempo el mensaje electrónico al ingeniero del edificio, quien se puede encontrar lejos -cuando el generador está funcionando correctamente o cuando tiene un problema que necesita atención inmediata- (Véase la Ilustración 3). También se puede utilizar el BAS para registrar cuándo se necesita el siguiente mantenimiento y para alertar al personal al respecto.

    Ilustración 3: La supervisión del BAS del equipo crítico de distribución de energía, como los generadores, pueden proporcionar alertas con anticipación sobre los posibles problemas. Cortesía: Diseño de sistemas ambientales

    Interruptores de transferencia:  El interruptor de transferencia conecta la seguridad de vida y las cargas críticas a fuentes alternas de energía en caso de una pérdida de energía del suministro. Por medio del BAS, se puede supervisar a distancia la posición del interruptor de transferencia (Véase la ilustración 4). También se puede controlar a distancia para probar el sistema de emergencia, para enviar una señal a desbordamiento de carga y evitar sobrecargar un generador, o para cambiar las cargas al generador para una respuesta a una demanda.

    Ilustración 4: El switchgear puede contener múltiples artefactos que supervisará el BAS, incluyendo la automatización del PLC, medidores de energía, artefactos protectores contra sobrecargas, e incluso breakers de circuito con relevadores de comunicación. Cortesía: Diseño de sistemas ambientales

    UPS:  Cualquier periodo de tiempo sin funcionamiento en un sistema de alimentación ininterrumpida, UPS, hace que las cargas críticas conectadas sean más susceptibles a los problemas de calidad de energía y lo pone en riesgo de desconectarse debido a una falla repentina de energía. Al integrar un UPS con el BAS, se puede reaccionar rápidamente al notificar inmediatamente al personal cuando hay condiciones adversas, como altas temperaturas o cuando ocurren fallas repentinas en el UPS.

    Artefactos de protección contra sobrecargas (SPDs):  Además de la fiabilidad, la calidad de la energía es importante en las instalaciones críticas. Los varistores de óxido metálico (MOVs) son el elemento más común utilizado en los SPD para desviar las sobrecargas eléctricas de las cargas críticas. Sin embargo, los MOV fallan con el tiempo al realizar su función prevista. Debido a que normalmente no se revisan estos artefactos después de la instalación, conectarlos al BAS para supervisar a distancia la cantidad de sobrecargas desviadas permite el reemplazo preventivo casi al final de su ciclo de vida para evitar que la siguiente sobrecarga cause daños severos en el sistema eléctrico.

    Transformadores:  Se pueden integrar los ventiladores en la caja del transformador para permitir más capacidad de energía de su nivel estándar al enfriar el transformador con aire forzado. Un controlador es capaz de activar el ventilador cuando el valor de la temperatura cambiante del transformador indique que una carga se está aproximando a su nivel estándar. Utilizar el BAS para supervisar la temperatura y el estatus del ventilador, y compararlos con el consumo calculado de energía del transformador garantiza que los ventiladores están funcionando conforme al diseño para que el transformador se pueda cargar a su capacidad mayor.

    Controles de iluminación:  Un sistema de control de iluminación puede -y con frecuencia debe- ser su propio subsistema de especialidad construido específicamente. Si se necesitan estrategias complejas de un sistema de iluminación, es posible que el sistema de control de iluminación pueda manejarlas de manera más eficaz, al compararlo con el BAS. Por ejemplo, cuando se especifican los controles de atenuación de luz del día, se establecen algoritmos dentro del sistema de control de iluminación para optimizar su funcionamiento. Sin embargo, el BAS puede supervisar y realizar cambios operativos básicos en el sistema de control de iluminación para las operaciones cotidianas normales, o coordinarse con el programa del sistema mecánico durante las ocupaciones fuera de las horas hábiles. El BAS también puede mejorar la eficiencia de energía del HVAC al permitir que los sistemas de HVAC cambien puntos establecidos con base en los datos del sensor de ocupación recibidos del sistema de control de iluminación.

    Persianas:  Se pueden programar las persianas motorizadas del interior o exterior de un edificio para que operaren de acuerdo con el reloj del BAS o la posición calculada del sol en relación con el edificio, en lugar de que los ocupantes abran o cierren cada una manualmente. Mantener las persianas cerradas en un edificio vacío durante el verano puede reducir considerablemente la captación de calor solar, al tiempo que los ocupantes no necesitan la vista al exterior ni la luz diurna. Operar las persianas automáticamente para equilibrar la captación reducida de calor e iluminación diurna aumentada puede llevar a una mayor satisfacción del empleado y a ganancias de productividad.

    Energía solar fotovoltáica:  Algunos dueños de edificios instalan paneles fotovoltáicos para optimizar la generación de energía. La supervisión por parte del BAS es crucial para verificar que estos paneles estén funcionando de manera óptima (Véase la ilustración 5). La suciedad y la sombra pueden reducir de manera exponencial y terminante la cantidad de energía generada de una serie de módulos fotovoltáicos. Al supervisar la energía de salida del conjunto fotovoltáico y coordinarla con los datos históricos del clima de una fecha y hora similares o de condiciones climáticas actuales (es decir, calcular la nubosidad con base en los datos de las fotocélulas externas), es posible calcular aproximadamente cuál debe ser la producción en un cierto día y compararla con la actividad en tiempo real. Cuando no se realiza el mantenimiento adecuado para garantizar que se mantenga el sistema en condiciones absolutamente óptimas, se puede duplicar, de la cantidad estimada, la recuperación calculada y es posible que esta inversión sostenible no sea factible en términos económicos.

    Ilustración 5: El BAS puede supervisar y rastrear la obtención de energía a partir de recursos renovables, como estos módulos fotovoltáicos integrados en el muro cortina de un edificio, para optimizar la obtención de energía. Cortesía: Diseño de sistemas ambientales

    Sistema de alarma contra incendios:  Los códigos y las autoridades que tienen jurisdicción delinean los requerimientos de los sistemas de alarmas contra incendios, y generalmente disuaden la integración de bajo nivel con el BAS ya que apoyan un sistema especializado de alarmas contra incendios. Sin embargo, se pueden conectar fácilmente las alarmas contra incendios con el BAS para compartir información sobre las alarmas y proporcionar supervisión complementaria. Esto puede permitir que el BAS envíe alarmas vía correo electrónico o mensaje de texto. Un BAS incluso puede enviar información de emergencia a señalizaciones digitales para alertar a los ocupantes y proporcionar asistencia para salir.

    Sistemas de seguridad:  Así como con los sistemas de alarmas contra incendios, con frecuencia se proporcionan los sistemas de seguridad como subsistemas especializados con características y funciones únicas. Sin embargo, al integrarse al BAS, el sistema de seguridad tiene la capacidad de crear beneficios adicionales y también de mejorar a seguridad. Los sistemas de tarjetas de acceso pueden llevar cuenta de los ocupantes en un espacio cuando está configurado para exigir a los usuarios que registren su salida con su tarjeta. Se puede utilizar esta cuenta de los ocupantes para optimizar los niveles de ventilación del edificio. En caso de una emergencia, cuando hay un incendio en una zona específica del edificio, se pueden programar las cámaras de seguridad en esa zona para que la imagen aparezca en la pantalla del oficial de seguridad. Además, si hay una falla en un refrigerador, la alarma del refrigerador puede ocasionar que la cámara en el cuarto mecánico envíe la imagen a la pantalla del oficial.

    Conclusión

    Integrar sistemas eléctricos a sistemas existentes de BAS puede generar beneficios operativos, optimizar la eficacia del personal de mantenimiento, y sacar provecho de los diagnósticos de fallas, al tiempo que se utilizan datos históricos para establecer una referencia para todo. Aprovechar las funciones de un BAS existente, como el trending, las alarmas, gráficas basadas en la red, y las funciones analíticas pueden proporcionar oportunidades de integrar equipo eléctrico y sistemas al cambiar a una sola plataforma unificada de BAS. Los resultados serán edificios de alto rendimiento y verdaderamente integrados.


    Mar es socio principal en Environmental Systems Design y es miembro de la junta de asesoramiento editorial Consulting-Specifying Engineer. Knight es socio principal en Environmental Systems Design.

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