La incorporación de mecanismos inteligentes para la operación de las edificaciones permite obtener espacios de trabajo confortables y de calidad. Esto ha dado como resultado, según diversos estudios, aumentos significativos en la productividad de los usuarios. En conjunto con los ahorros energéticos asociados, la incorporación de automatismos ofrece considerables beneficios para dueños de inmuebles
Eréndira Reyes
Tanto en Estados Unidos como en Europa, cuando iniciaron los ensayos con electrodomésticos de última generación y dispositivos automáticos para el hogar (aire acondicionado y alarmas, sobre todo) se encontró una nueva disciplina arquitectónica encargada de los automatismos, a la cual se le nombró domótica.
Por extensión, un edificio domótico es aquel que cuenta con automatismos integrados entre sí y relacionados con el usuario, el cual es capaz de autogestionar sus acciones con el propósito de lograr el máximo confort y obtener la mayor economía, contemplando también la reducción de impactos ambientales como un objetivo adicional.
La Asociación Española de Domótica e Inmótica, que reúne a todos los agentes del sector, define a dicha disciplina como un sistema de control y automatización de funciones, basado en equipos que intercambian información e interactúan y que ofrece al usuario prestaciones relacionadas con diferentes aspectos de la actividad cotidiana que se desarrolla en la vivienda. Está encaminado a mejorar la calidad de vida de las personas que la habitan.
De manera general, la domótica racionaliza los consumos, incrementa la seguridad y aumenta la comodidad de una edificación. Cuando se incorpora al equipamiento de edificios de uso terciario o industrial, se le denomina inmótica, dejando el término domótica para el sector residencial.
Aportación de los automatismos
Las tecnologías de control y gestión aplicadas a los espacios de trabajo han demostrado ser capaces de incrementar el rendimiento laboral. Aunque el consumo de energía es un tema crítico en el mundo, la Unión Europea prescribe que su uso adecuado debe ir en detrimento de la calidad del ambiente interior, considerando que esto afectaría la salud, la productividad y el confort de los ocupantes. Como resultado, el desarrollo de edificaciones debe vigilar en principio la calidad de los espacios para los ocupantes, con apoyo de las tecnologías necesarias para lograrlo.
Si bien se define al confort como un estado de completo bienestar físico, mental y social, se reconoce la intervención de una multitud de factores personales: respuesta a las sensaciones, expectativas para el momento y lugar considerados, así como de parámetros físicos, ya sean visuales, auditivos, térmicos u olfativos. Además, existen agentes externos, como la temperatura y la calidad del aire exterior, así como parámetros ambientales del interior de los edificios, como temperatura del aire, temperatura radiante media, humedad relativa y velocidad del aire, que se suman a los fisiológicos: metabolismo y vestimenta. De acuerdo con el estándar 55 de la American Society of Heating, Refrigerating and Air Conditioning Engineers, estos elementos deben considerarse en los sistemas inteligentes para lograr el confort.
Las aplicaciones de los sistemas inteligentes son diversas. Consideran, por ejemplo, el accionamiento de parasoles y persianas, la iluminación, la detección de personas, entre otros; sin embargo, un aspecto importante es que el usuario no es receptor pasivo de estas situaciones y algunos estudios afirman que factores personales, como la constitución corporal, el género, la ingesta de alimentos y parámetros del entorno inmediato (clima exterior, por mencionar alguno) afectan la percepción térmica de los individuos.
Diversos estudios sugieren que ofrecer a los usuarios la posibilidad de controlar el ambiente que los rodea aumenta el confort térmico y visual, incluyendo la satisfacción por la calidad del aire. En este sentido, existen estudios sobre los edificios inmóticos y especialistas en el tema, como Vastenburg, que afirman que los usuarios de las edificaciones están dispuestos a delegar el control a un automatismo para facilitar el uso de los sistemas, siempre y cuando éstos no sean complejos e impredecibles. En otras palabras, los usuarios exigen que la posibilidad de interactuar con el sistema de control exista y sea lo suficientemente sencilla para no convertirse en un obstáculo, en vez de una herramienta facilitadora.
Sistemas inmóticos
En la mayoría de los edificios inmóticos actuales, es posible encontrar una serie de subsistemas, encargados de la operación de componentes específicos del sitio:
1) De control y seguridad técnica: se encarga de la vigilancia de personas y bienes; del control de acceso al edificio; del aviso a mantenimiento de fugas y fallos, y de la detección y apagado de incendios.
Dentro de éste, el subsistema de Control de Ingresos consta de ciertos servicios: control de ingresos por tarjeta magnética o de proximidad; cámaras de circuito cerrado, con software de detección, grabadora, control por monitor con multiplexor, aviso por celular, altavoz e intranet y extranet, así como con sistemas de protección contraincendios
2) Ambiental: iluminación; música funcional y temperatura de confort del puesto de trabajo, y creación de escenarios. Contempla la regulación de la iluminación en función de la luz natural, la gestión de zonas comunes, el control de luces encendidas, el aire acondicionado, etcétera
- Sistema de aire acondicionado. Los sistemas de climatización, ventilación y calefacción (CVC) están presentes en casi todas las instalaciones y son la primera contribución al bienestar. Estos suelen controlarse mediante sistemas autónomos y centralizados
- Ventilación natural. Si bien se ha determinado que los equipos de aire acondicionado tienen la función de renovar el aire, también se sabe que al ser centralizados no siempre dejan conformes a los usuarios.
En los edificios inmóticos, muchos de ellos corporativos, existe una tendencia en el diseño de fachadas con curtain wall, llamada también piel de vidrio o vidrio estructural. Este sistema es un conjunto vidriado y con delgadas columnas de aluminio que tienen pocos planos de aberturas.
- Música ambiental. El subsistema ambiental contempla también el sistema de sonorización, intercomunicación y megafonía para instalaciones de oficinas.
El de música funcional es muy útil para colaborar con el acondicionamiento acústico. La música sirve como una ayuda ambiental, debido a que su poder fisiológico y psicológico puede ser utilizado para producir y mejorar el patrón de comportamiento del trabajador.
Ha sido propuesto el uso de la música funcional como mecanismo para barrera acústica de ruidos o impacto y de compañía virtual
3) De automatización de la actividad: control de gestión, transmisión de datos, comunicación e intercomunicación entre dispositivos y con el usuario final; es decir, ofimática. En él interactúan otros sistemas: soportes y redes para teleconferencias y transmisión simultánea y comunicación vía satélite. También se consideran los sistemas de archivos para guardados de carpetas como datos
4) Lumínico: es de lo más importantes, ya que genera más gasto de energía y tiene un mayor impacto en el confort de los usuarios finales
- Luz artificial. El Control de la iluminación debería trabajar con sensores de luz, exteriores y su correspondiente regulación de luz en el interior, de manera que en función de la luminosidad exterior se regule la intensidad de luz en el interior a fin de mantener el nivel de luminosidad constante
- Luz natural. En este sentido, se puede decir que casi todos los edificios inmóticos tiene por imagen un cerramiento al exterior, el cual es vidriado, curtain wall o muro cortina. Por contrato, respetando las normas del consorcio, no se pude agregar ningún parasol o alero en fachada, sólo algunos permiten algún tipo de cortinas en el interior. Lo anterior deriva en problemas con la luz natural, por ejemplo, encandilamiento.
Control y eficacia
Para mejorar la eficacia operativa y energética, el mercado ofrece nuevas formas para que la administración de las instalaciones sea un trabajo más fácil, por lo que existen múltiples sistemas y servicios que ayudan a que la automatización de edificios sea más sencilla.
Sin embargo, uno de los primeros cuestionamientos que se debe hacer el inversionista es qué aspectos debe tomar en cuenta para automatizar un edificio. Respecto de esta disyuntiva se cuestionó a algunos especialistas.
“Se considerará la ubicación del terreno, la orientación del edificio, su estructura (aspecto que determinará la ganancia térmica y de iluminación), el tipo y número de equipos que se encuentran instalados en los sistemas eléctrico, hidráulico y HVAC. Además, desde la etapa de diseño se deberá tener una perfecta coordinación con todas las especialidades para lograr la menor inversión con los ahorros más importantes”, afirma el ingeniero Eduardo Zapiain, director de Proyecto de la marca Logen.
Por su parte, el ingeniero Antonio Bojorges, director de Tecnología para la empresa Modebo, recalcó la conveniencia de tener sistemas de automatización, porque no sólo proporcionan un mayor control y ahorro energético, sino que puede hacer más sencilla la operación del edificio. Sin embargo, antes de emprender un proyecto se debe conocer qué tipo de sistemas son los que se instalarán o en caso de que éstos ya estén operando saber el tipo de ingeniería que tienen, pues si hay una mala instalación eléctrica, será más complicado instalar un sistema de automatización, “Lo ideal, por lo tanto es emprender el proyecto desde la etapa de prediseño, para así integrar los sistemas”, afirma.
Actualmente, los edificios considerados como grandes torres (más de quince pisos) suelen contar con un sistema de automatización, por lo que proyectos como Torre BBVA Bancomer, Torre Reforma o Reforma 509 se encuentran entre los cinco edificios más inteligentes en México, gracias a la tecnología que han usado en sus procesos constructivos y a la autonomía de gestión y operación, explica el ingeniero Edgar Sánchez, líder del segmento de Eficiencia energética de la división de Automatización Discreta y Movimiento para ABB de México.
En esta categoría también figura la segunda etapa de Plaza Carso, así como el complejo de Grupo Danhos, en Toreo, ya que cubren las especificaciones técnicas más altas que establece el Instituto Mexicano del Edificio Inteligente (IMEI), proporcionando confort a los usuarios finales y son amigables con el medioambiente.
“Entre las innovaciones de este tipo de proyectos están los materiales de construcción, como películas que cubren los cristales de los edificios, pero que permiten la entrada gradual de la luz del sol, para no afectar la temperatura interior y reducir el uso de aire acondicionado”, señaló el ingeniero Zapiain.
Ahora bien, los niveles de inteligencia que se establecen en la denominación de tales espacios pueden variar, aunque básicamente se clasifican en tres categorías:
1) Inteligencia básica, que se tratará de un sistema elemental de automatización del edificio, el cual no está integrado. Existe automatización de la actividad y servicios de telecom, aunque tampoco están integrados
2) Inteligencia media, serán los sistemas de automatización que registren la actividad que hay en cada uno de los espacios del recinto, sin tener una completa integración de las telecomunicaciones
3) Inteligencia máxima o total, será cuando los sistemas de automatización del edificio, las telecomunicaciones y la actividad se encuentren totalmente integradas.
Ahora bien, en cuanto a las opciones existentes en el mercado es posible encontrar desde los sistemas adaptados a hoteles, hospitales o centros comerciales, hasta sistemas enfocados en la operación de museos, corporativos y edificios residenciales, logrando una vasta gama de opciones y aplicaciones.
Los sistemas tradicionales de administración de edificios suelen contar con aplicaciones autónomas con estaciones de monitorización y control aparte para los controles de climatización (calefacción, ventilación y aire acondicionado), medición de la energía y administración de electricidad, de los equipos de la planta central y de iluminación. Aunque cada aplicación es útil por sí sola, el poder real radica en su administración como una solución inteligente.
Adoptar un punto de control único integrando sistemas nuevos y existentes para la administración de edificios a través de soluciones asequibles y a la medida es algo viable en la actualidad, obteniendo grandes beneficios:
- Perspectiva a nivel corporativo y procesos automatizados de control edificios
- Uso compartido de la información entre los departamentos
- Mayor productividad y eficacia operativa
- Tiempos de respuesta mejorados ante eventos
- Reducción de los costos de instalación y del ciclo de vida
Algunas plataformas que se pueden encontrar en este tipo de aplicaciones son la BACnet, OPC, LonWorks y Modbus, las cuales se caracterizan por especializarse en distintos aspectos de control que solicite el dueño del inmueble.
Optimización de consumos
Los gastos energéticos constituyen un porcentaje importante de los costos operativos totales, pero en innumerables ocasiones no se sabe qué tipo de servicios se brindan en una edificación, lo cual puede repercutir en la administración de la energía que consume cada uno de los sistemas instalados.
Según el ingeniero Bojorges, se puede tener un control más preciso del funcionamiento de distintos sistemas y equipos en el edificio. “Un servicio de automatización sirve para administrar y promover la optimización del uso de energía; mantiene, repara y automatiza los equipos de climatización, iluminación, agua y electricidad y da un seguimiento al consumo de energía de éstos. Se pueden analizar los datos del mercado para comprender mejor y controlar el uso de energía en las instalaciones; incluso, el mismo sistema te ofrece recomendaciones viables para mejorar el funcionamiento del edificio”, afirma.
Las diferencias entre cada una de las plataformas están optimizadas. Los equipos y sistemas de automatización y control de edificios (BAC), por ejemplo, proporcionan funciones de control efectivas para calefacción, ventilación, refrigeración, agua caliente e iluminación, lo que conduce a una un consumo energético más eficiente y optimiza los rasgos operacionales.
Con este tipo de sistemas, se pueden configurar funciones y rutinas en los equipos para obtener ahorros de energía. “Estas rutinas se basan en el comportamiento real del edificio, dependiendo de las necesidades reales del usuario, con el fin de evitar consumos y emisiones de CO2 innecesarios”, enfatiza el ingeniero Eduardo Zapiain.
Las funciones de la gestión técnica, como parte de la gestión de edificios, brindan información sobre el funcionamiento, el mantenimiento, los servicios y el desempeño de los edificios, sobre todo para la gestión de la energía, el registro de tendencias, la generación de alarmas y diagnósticos de consumos de energía innecesarios. La gestión de la energía es una condición para la documentación, regulación, supervisión, optimización y determinación, así como para soportar las acciones correctivas y preventivas que mejoren la eficiencia energética de los edificios.
Las funciones que tienen efecto sobre esta última se dividen en tres grupos: funciones de regulación automática, funciones de sistemas de automatización y control de edificios y funciones de gestión técnica de edificios.
1) Funciones de regulación automática:
- Regulación de calefacción y refrigeración
- Regulación de la ventilación y del aire acondicionado
- Control de iluminación
- Control de persianas
2) Automatización y control de edificios:
- Adaptación centralizada del sistema de automatización de edificios a las necesidades del usuario, como programas horarios, puntos de consigna, etcétera
- Optimización centralizada del sistema de automatización de edificios; por ejemplo, ajuste de reguladores y puntos de consigna
3) Gestión técnica de edificios con funciones de eficiencia energética:
- Detección de fallos de los edificios y sus sistemas técnicos y prestación de soporte para el diagnóstico de dichos fallos
- Presentación de la información sobre el consumo de energía, las condiciones interiores y las posibilidades de mejora
“La utilización de sistemas de automatización y control de edificios conduce, en general, a una mejora en la eficiencia energética. La automatización de los equipos de control proporciona la oportunidad de ahorrar energía comparado con la intervención manual no automatizada de los ocupantes. El efecto del ahorro energético debido a la aplicación de los BAC se puede intensificar si se tienen en cuenta las funciones de control complejas e integradas. Lo que es más, la implementación de la gestión técnica de edificios se recomienda para adquirir un conocimiento más profundo sobre el consumo energético del edificio y optimizar el funcionamiento de los sistemas energéticos”, comenta Antonio Bojorges.
En el caso específico del sistema HVAC, la automatización integrada de edificios y las funciones de control especiales se describen del siguiente modo:
- a) Regulación de la temperatura de ambientes individuales en zonas con calefacción afectadas por contactos de ventana
- b) Control optimizado de alumbrado y persianas
En opinión del líder de ABB, el ingeniero Sánchez, las ventajas que proporcionan estas soluciones benefician otros aspectos al interior de los edificios, como es el desempeño de los usuarios, debido a que controla el ambiente de tal forma que proporciona un ambiente de trabajo productivo y eficiente a través de la optimización de cuatro elementos básicos: estructura, sistemas, servicios y administración, los cuales pueden llegar a interrelacionarse. “Los edificios inteligentes ayudan a los propietarios, operadores y ocupantes a realizar sus propósitos en términos de costo, confort, seguridad, flexibilidad y comercialización” asegura.
Asimismo, las alternativas en el control de temperatura van más allá del sistema HVACR, pues también contemplan al sistema de iluminación, ya que si la iluminación exterior se nubla, los sensores instalados pueden detectar cuánta iluminación natural ingresa, y si es más reducida, puede empezar a encender la energía eléctrica gradualmente. Tal ejemplo sirve como referencia, aunque existen muchos usos cada vez más especializados. Como el caso de los elevadores, comenta el ingeniero Zapiain, que están equipados con computadoras que registran horarios y movimientos del personal para ponerse en periodos de actividad o de descanso y reducir el uso de energía eléctrica.
Moda o necesidad
Según los especialistas, hoy en día, contar con un edificio inteligente en México ha dejado de ser un valor agregado y ahora es un requisito, sobre todo para edificios de oficinas de alta calidad, aunque la tendencia también está abarcando otros nichos de negocio, como son los edificios medianos, ya sea que éstos se utilicen como oficinas o inmuebles residenciales.
“El mercado los ha solicitado. A partir del Tratado de Libre Comercio empezaron a venir compañías internacionales a México a poner corporativos y necesitaban tener edificios de calidad internacional”, afirma el directivo de la compañía Logen.
Con la Reforma Energética este tipo de edificios serán el común denominador y no sólo en espacios de oficinas, sino en hospitales, centros comerciales y edificios residenciales, gracias a la entrada de capital extranjero, que están generando las nuevas armadoras automotrices, oficinas corporativas y proyectos de gobierno.
Actualmente, existen en la Ciudad de México aproximadamente siete millones de metros cuadrados de edificios de oficinas, de ellos, tres millones son catalogados como B y C, es decir, no cuentan con el nivel de automatización o inteligencia de acuerdo con el IMEI.
Los restantes cuatro millones de metros cuadrados corresponden a edificios A o A+, que tienen algún nivel de inteligencia en cuanto a automatización, seguridad o infraestructura. Aunque la concentración se halla en el Distrito Federal, se ven cada vez más edificios con algún grado de inteligencia en Monterrey y Guadalajara.
Por citar algún número, se cuenta con aproximadamente 20 mega proyectos distribuidos en Guadalajara, León, Querétaro y México. La Torre BBVA, por mencionar un ejemplo, tendrá sistemas de bajo consumo de energía y sistemas integrados automatizados. En el caso de Plaza Carso, la parte del proyecto en operación tiene automatización integrada, la cual controla el conjunto de tres edificios, por lo que se espera que el nuevo inmueble posea iguales características.
En el caso del Toreo, éste tendrá un sistema de tratamiento de agua y optimización de energía eléctrica, mientras que Torre Reforma contará con aprovechamiento de agua de lluvia y uso eficiente de agua, entre otros.
Ante tales proyectos, ya consolidados y que representan un nicho de oportunidad para los instaladores, según los expertos, ¿sólo los grandes edificios tienen este tipo de sistema?
El director de tecnología de Modebo, el ingeniero Bojorges, comenta que una de las tendencias que se observa a nivel mundial y que se espera en el país es la automatización de espacios más pequeños, esto es, edificios menores a los doce pisos, en los que los dueños ya identifican los beneficios de contar con edificios automatizados y que integren las distintas tecnologías.
Buenas proyecciones
La Zona Metropolitana de la Ciudad de México es, después de Tokio y Seúl, una de las 10 aglomeraciones urbanas más pobladas en el mundo, según la Organización de las Naciones Unidas. El mismo Organismo estima que hacia el año 2050, 75 por ciento de la población mundial vivirá en ciudades, por lo que la demanda residencial, de infraestructura y de servicios crecerá considerablemente en las periferias de las grandes ciudades existentes en el país.
Esa nueva estructura se integrará a otros proyectos ya en operación, como Reforma 222; Arcos Bosques, y Antara; además de otros en construcción, como Nuevo Sur y el Metropolitan Center, en Monterrey, precisa el último informe de la Cámara Mexicana de la Industria de la Construcción (CMIC), que espera mejores proyectos y más oportunidades de negocio en los próximos años.
Mientras tanto, el uso mixto acompaña cada vez con mayor frecuencia el desempeño del mercado y el potencial del país para desarrollar 1 mil 400 centros comerciales nuevos, contra los 2 mil 300 de Brasil y los 358 de Colombia, indica el International Council of Shopping Centers.
La intensa actividad comercial prevista para el periodo 2014-2017 demuestra el atractivo que ha generado esta fórmula de combinar usos de inmuebles entre los inversionistas. En ese lapso se edificarán 25 proyectos de usos mixtos.
La Ciudad de México es una de las urbes que ha adoptado este modelo de desarrollo, y son muchos los factores que impulsan el nuevo concepto, pero dominan dos: el crecimiento vertical y la complejidad de la movilidad urbana.
En 2013 se agregaron al inventario nacional 23 centros comerciales con una superficie total de 700 mil metros cuadrados de espacios con conceptos fashionmall, lifestyle center, power center, y cinco de éstos fueron de uso mixto. Simultáneamente, las autoridades le han apostado a una ciudad más compacta, donde proliferen los usos mixtos que permitan mayor verticalidad y se continúe ejecutando el reciclaje urbano.
Pero esta nueva tendencia enfrenta un gran reto, “los desarrollos mixtos verticales deben ir acompañados de infraestructura urbana, como áreas comunes y parques, acorde con ese concepto; sobre todo, es necesario un marco normativo y programas sociales que abarquen desde reglas de edificación y protección civil, hasta seguridad y normas de convivencia en condominio”, según el especialista de Modebo.
“La tendencia que se observa en otras latitudes puede llegar muy pronto a México, y cada vez es más común ver en residencias o espacios más pequeños este interés por automatizar o integrar sus tecnologías, provocando un mayor crecimiento del sector, que no será algo propio de grandes empresas, pues creo que al ser más asequible la tecnología, los usuarios tienen mayor oportunidad al momento de escoger al proveedor e instalador de este tipo de soluciones”, afirma Antonio Bojorges.
La combinación de usos de los nuevos proyectos en construcción incrementa la tendencia de expansión inmobiliaria en las principales ciudades de México, por lo que zonas impensables contarán, en tan sólo tres años, espacios inmobiliarios.
