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Edificios inteligentes


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Las instalaciones eléctricas en edificios comprenden una serie de sistemas que van más allá de la iluminación y la fuerza motriz. Así se pueden encontrar sistemas de audio, TV, video, comunicaciones, acondicionamiento de ambientes, computación, seguridad contra intrusos, puertas y persianas automáticas, alarmas contra incendio, detectores de gas, bombas pluviales y cloacales, etcétera.

Y aunque no sea una novedad, la irrupción de las computadoras y las redes que las alimentan e interconectan es uno de los más notorios ingredientes en la nueva organización de los espacios en los edificios modernos. En efecto, si bien hace un tiempo existía una clara diferenciación entre los niveles que tenían o no acceso a las computadoras; hoy es evidente que esa herramienta ya aparece en los edificios a partir de la recepcionista y resulta difícil prever límites de esa expansión creciente.

Para que los servicios no operen como subsistemas independientes, que se reporten fallas entre sí para luego armar un rompecabezas, ha ido surgiendo una natural evolución hacia una mayor integración entre los distintos sistemas componentes, dando lugar a un concepto global que se conoce como automatización de edificios, que aparece como la tecnología emergente del momento.

Efectivamente, con el avance tecnológico y la reducción de los costos de fabricación, muchas aplicaciones que antes sólo estaban reservadas para su uso en grandes redes corporativas de oficinas e industrias, han pasado a ser accesibles para las instalaciones en edificios y viviendas en general. Además las demandas de espacio físico para estos sistemas es cada vez menor, lo mismo que las exigencias en cuanto a disipación del calor resultante. Por ello ya no resulta sorprendente que se incluyan capacidades para un control inteligente de aparatos, luces, diferentes tipos de alarma y reacción a las emergencias; que asimismo permiten compartir y enlazar las funciones de los distintos componentes que los forman.

El edificio inteligente es aquél que por si mismo puede crear condiciones personales, ambientales y tecnológicas para incrementar la satisfacción y productividad de sus ocupantes, dentro de un ambiente de máximo confort y seguridad, sumado al ahorro de recursos energéticos a partir del monitoreo y control de los sistemas comunes del edificio.

Aunque la palabra "inteligente" utilizada no corresponda a su real significado semántico, en el lenguaje diario resulta más cómodo decir edificio inteligente que edificio automatizado. El término además connota el tipo de automatización orientado hacia un control centralizado de los servicios, que es adonde apunta esta nueva especialización. Los niveles de inteligencia se miden según la cantidad de procesos controlados y la forma en que lo hacen.

La inteligencia de manera estricta está relacionada con la capacidad de un sistema de aprender por sí mismo, lo que no sucede en la mayoría de las construcciones a las que se denomina inteligentes, y que en el mundo científico es un tema sin conclusiones definitivas todavía.

En todos los casos, se trata de edificaciones "tecnológicamente avanzadas", es decir, que cuentan con dispositivos de última generación, que permiten que el sistema nos alerte, nos proteja, trabaje para nosotros y nos haga ahorrar dinero; comportándose como el sistema nervioso central del edificio, mediante una plataforma tecnológica que permita el establecimiento del "edificio conectado" con medidas de seguridad y control de acceso, climatización integral, ascensores con sistemas de optimización de flujo, servicios de datos, voz, seguridad o entretenimiento de forma integrada, e incorporar en esa estructura dispositivos y terminales de comunicaciones, audiovisuales y de teleasistencia, que faciliten al usuario la utilización de todos los servicios.

Por otro lado, el concepto de automatización de edificios conlleva la implementación de algún tipo de red de área local que permita la interacción de los diferentes sistemas componentes, y la adopción de un determinado protocolo de red para que la intercomunicación pueda llevarse a cabo. Hay módulos integradores que traducen y convierten las diferentes señales, permitiendo así la conectividad general.

El diseño y conformación definitiva deben cumplir con criterios de confiabilidad y flexibilidad para integrar los distintos componentes, y adaptarse al crecimiento y desarrollo de nuevos servicios dentro del edificio. Debe definirse cómo tiene que ser el canal que contendrá los cableados, los cuartos de máquinas y sus necesidades suplementarias de energía y frío, la localización de los motores, su alimentación y la ventilación de los gases que emanan para su funcionamiento o las previsiones energéticas para que en caso de corte los usuarios no pierdan información y puedan seguir trabajando.

Los edificios inteligentes se diseñan para minimizar las pérdidas térmicas de la envolvente, deben poseer entrepisos técnicos y un cableado estructurado para la mayor velocidad y capacidad del transporte de los datos.

Las tendencias más recientes en cuanto al cerramiento de edificios como alternativa al muro cortina estándar se dirigen hacia la alternativa de la fachada ventilada. Esta permite contar con una cámara de aire ventilada, como su nombre lo indica, impidiendo la formación de puentes térmicos y corrientes convectoras dentro de ella. Este sistema ofrece notorias ventajas con respecto al tradicional curtain wall, por requerir un menor mantenimiento.

La expresión entrepiso técnico o piso elevado hace referencia a paneles de suelo prefabricados, colocados en seco sobre pedestales, libremente apoyados, sin fijación, permitiendo un acceso total al hueco bajo piso. Este hueco proporciona el espacio necesario para el tendido de las instalaciones eléctricas y de datos, así como para la colocación de tuberías de agua, canalizaciones neumáticas, equipos de aire comprimido y sistemas de aspiración centralizada, lo que ha hecho que el piso técnico se haya vuelto una necesidad ineludible en todo proyecto de edificio inteligente. Una de las prestaciones decisivas del piso elevado es la posibilidad de utilización como sistema de climatización, con salidas de ventilación encastradas en las losetas o mediante paneles perforados, cuando se necesitan especiales requerimientos de flujo aéreo o de capacidad.

La posibilidad de levantar por unidades el piso técnico y reparar cualquier desperfecto que surja en las conexiones que pasan por debajo, es otra ventaja propia de estos sistemas. Incluso los costos de mantenimiento de la infraestructura de obra, como cañerías o calefacción, se ven reducidos gracias a este innovador sistema. Por otra parte, la rapidez en la instalación beneficia los reducidos plazos de obra que requieren los emprendimientos comerciales.

Los sistemas de cableado estructurado abierto bajo los pisos elevados de las oficinas son imprescindibles cuando se tienen que hacer las actualizaciones, cambios de componentes de una red de sistema o telecomunicación, y facilitan el rerruteo de los puestos de trabajo cuando se cambia la función de un empleado.

Esta necesidad ha generado una oferta creciente de particiones modulares que también proveen los ductos para el cableado tanto eléctrico como de teleinformática, desde un punto central en cada piso a cada oficina o puesto de trabajo individual, especialmente útil en sectores abiertos.

La complejidad tecnológica de estos inmuebles genera costos de mantenimiento diferentes que el resto de las edificaciones, lo que incluso ha producido la aparición de empresas, no sólo expertas en la ingeniería e instalación de estos sistemas, sino que también en el mantenimiento de los mismos.

Por otro lado, la envergadura de algunos grandes edificios modernos, hace imposible pensar en algún otro sistema, pues a la larga se dispararían los costos de electricidad o de dotación de aire acondicionado para cada oficina. En este sentido, los especialistas afirman que los mayores costos iniciales de construcción de estos edificios inteligentes pueden ser de 5 a 10% y se amortizan entre 3 y 5 años, con los siguientes beneficios: menores costos operativos (fundamentalmente por el ahorro energético); mayor seguridad; mayor confort y menor impacto ambiental.

El inversor, que generalmente desarrolla edificios para su alquiler, comienza a darse cuenta de que la falta de una correcta integración no sólo no permite optimizar los ahorros, sino que genera importantes gastos que repercuten en las expensas y, por ende, en las decisiones de las empresas que alquilan.

En la actualidad se utiliza la denominada inteligencia distribuida, que se caracteriza por poseer un controlador en cada uno de los distintos niveles y, en algunos casos, un controlador central.

En efecto, a partir del atentado a las Torres Gemelas del World Trade Center de Nueva York en 1993, que tenían un control centralizado, se generalizó la utilización de la inteligencia distribuida. Con esta estructura de la red también se puede efectuar un control a distancia mediante teléfonos para la Web, distintos asistentes personales digitales (PDA), celulares y navegadores (browser), conectando el sistema a un servicio de Internet y/o Intranet.

El control remoto reduce la necesidad de desplazarse por el edificio, lo que resulta conveniente para la mayoría, pero es especialmente valioso para individuos con dificultades motrices o minusvalías. Los beneficios de tener múltiples equipos con capacidades inteligentes conectados entre sí y la programabilidad de estos sistemas también favorece un ahorro de tiempo, y las vías de comunicación con el exterior hacen posible el acceso desde cualquier lugar, lo que era impensable hace algunos años.

Asimismo hay sistemas sencillos, de conjunto de controles sin computadora: tienen sensores, actuadores, alarmas y programaciones horarias. Una de las aplicaciones más comunes es la integración de los sistemas de audio, video, televisión e iluminación en un solo control, que puede ser remoto, o que puede tener varias terminales empotradas en diferentes paredes.

Las estaciones centrales pueden tener varios monitores, visualizando informes, almacenando datos para análisis de diagnóstico, mantenimiento preventivo, estadísticas, optimización de consumos, gráficos de tendencias y alarmas.

Los sistemas de control tienen entradas y salidas que pueden ser analógicas o digitales. El control puede originarse en acciones tipo on/off (encender/apagar), step/ramp/fade (escenarios luminosos), dimmer up/down (atenuación), eventos dependientes del tiempo, de sensores o de interfases analógicas o digitales con otros sistemas, y muchos otros mas que pueden combinarse en macros y escenarios.

Para lograr el ahorro de la energía, el sistema inteligente efectúa las siguientes acciones: control de ocupación, disminución de ingreso de aire exterior con el sistema economizador, mejora del proceso de arranque y parada de equipos, ciclado y rotación de cargas, control de calidad del aire, secuenciamiento de equipos y control de demandas. Además, los edificios inteligentes aseguran la entrega ininterrumpida de energía con la utilización de distintos tipos de UPS.

El aire acondicionado que consume el 60% de la energía de estos edificios, suele tener controladores específicos autónomos, usados en el control distribuido, donde la red reporta a la estación de trabajo del operador (OWS), existiendo diferentes sensores para el confort higrotérmico: 1) Temperatura, 2) Humedad, 3) Presión, 4) Entalpía, 5) Anemómetros y 6) De gases, especialmente CO2 para la calidad del aire.

Las etapas de calefacción pueden ser a gas o eléctricas. Para estas últimas el aporte de nuevas tecnologías reducen sus costos: son cajas que en cada piso tienen un microprocesador que con un contactor electrónico (económico y sin partes móviles) comandan una resistencia eléctrica, calentando el aire, que entra al local por las cajas del sistema de Volumen de Aire Variable (VAV) modulando con persianas (shutters) la cantidad de aire caliente o frío y el ocupante puede modificar la temperatura del local, aunque esté programado el rango elegido (set point).

La ventilación mecánica controlada es una técnica muy utilizada en los edificios inteligentes para controlar eficazmente las condiciones del aire en el interior del edificio. Las unidades ventiladoras (UV) presentan el montaje de los equipos sobre plataformas antivibratorias, que complementadas con aislantes acústicos ecológicos las insonoriza para brindar un silencioso confort, que además permite diferentes entradas ampliando las opciones de geometría.

Otras características de estos edificios son los sistemas de incendio monitoreando permanentemente; la automatización para la presurización de escaleras de evacuación; los sensores de humo para evitar la propagación de las llamas por los conductos, accionando los sprinklers y compuertas reguladoras (dampers contrafuego) y bloqueando un sector del conducto. También puede controlarse el estado de los detectores de gas y monóxido de carbono.

La seguridad está dada por la prevención, detección y solución de accidentes o imprevistos. Para prevenir y evitar pérdidas y acciones hostiles, cada vez más complejos sistemas de control de los accesos integran desde identificación por sofisticadas tecnologías biométricas hasta los casos más novedosos de control de entrada y salida, tanto peatonal como vehicular, con habilitación a través de una tarjeta de proximidad, de utilización obligatoria para empleados y visitantes, para registrar los movimientos de las personas en el interior del edificio, en combinación con los demás sistemas del mismo.

En algunos casos, hay códigos de accesos a todas las puertas internas, para evitar intrusos en caso de robos o extravíos de las tarjetas, y un circuito cerrado de televisión (CCTV), que mediante un registro en cinta o completamente digital, permite almacenar las grabaciones durante un mínimo de 15 días.

También se monitorean los sensores de flujos luminosos con medición permanente del nivel de iluminación, que según sea el ingreso de luz natural, accionan los atenuadores de luz (dimmers) de todo el edificio, haciendo que se apaguen o se atenúen las que no son necesarias, y en algunos casos hasta se las puede gobernar mediante una orden verbal.

En todos los sistemas puede programarse que se realicen determinados llamados telefónicos para alertar de la ocurrencia de algún evento peligroso o que al entrar en cada departamento se identifique al dueño, desactive el sistema de seguridad y establezca la iluminación seleccionada.

Además puede aprovecharse la red interna del sistema para que provea acceso a los servicios de Internet de alta velocidad, videotelefonía, vídeo bajo demanda, videoconferencia, teletrabajo y trabajo cooperativo.

Fuente: Sica

 

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