Energía activa: entendiendo el aporte de la automatización

Prescindir de sistemas mecánicos es casi inviable en muchos tipos de edificación. Pero optimizar su modo de operar, evitando que permanezcan funcionando en áreas desocupadas o a su máxima potencia en casos innecesarios, lo permite la automatización. La simple gestión de los sistemas o la instalación de sensores basta para aportar ahorros cuantiosos y cuantificables

Por Irayda Rodríguez y Christopher García / Fotografía: cortesía Schneider Electric

Utilizar mejor los recursos energéticos ha dejado de ser un tema de vanguardia para volverse un tema de urgencia. Al deterioro ambiental, el encarecimiento del recurso y la inestabilidad económica, se suman millones de pobladores en el mundo que no tienen acceso a la electricidad, tema pendiente entre las naciones, y que en conjunto forman parte de los problemas que la eficiencia energética busca resolver. El concepto es amplio y abarca desde la generación de energía, hasta su utilización para los distintos fines de las sociedades humanas actuales.

Luego del sector industrial, que concentra el menor número de usuarios y el mayor consumo de energía, la edificación es el sector con mayor demanda de electricidad. Las principales razones para ello se vinculan con la concentración de servicios y sistemas empleados para mantenerlos en operación, ya que se trata de uno de los nichos con mayor crecimiento en los últimos años. Para reducir la demanda, las respuestas se han bifurcado por dos rumbos: disminución de la necesidad mediante diseño arquitectónico y gestión de la demanda mediante automatización.

Para el segundo caso, el concepto de eficiencia está relacionado con dos esferas: la energía pasiva y la activa. La primera se entiende como la energía que hace funcionar un equipo para brindar un servicio a las personas, donde los sistemas que acaparan la demanda son la iluminación y la climatización. En este caso, la sustitución de las lámparas incandescentes por fluorescentes o tecnología LED y la sustitución de equipos por tecnología ahorradora, o con menor consumo, prometen los mejores resultados.

La energía activa, por otro lado, se entiende como aquella que actúa sobre otros sistemas para optimizar su operación; en este caso, el control de los procesos y de las instalaciones son dos de los puntos más importantes, ambos vinculados con las tecnologías de automatización.

Según explica Horacio Soriano, gerente de Negocios para Schneider Electric, la automatización en la operación de un inmueble, a la par de las mejoras tecnológicas, ayuda a las personas a transformar la eficiencia en todo momento y en todo lugar. Propone, como ejemplo, colocar sensores de presencia para los sistemas de iluminación, que, en un marco de mejora continua, son cambios hasta cierto punto sencillos pero que, en conjunto, tienen alcance en el ahorro de energía eléctrica y el gasto mensual, además de un beneficio ambiental equivalente a dejar de emitir toneladas de bióxido de carbono anualmente, una importante acción para ayudar a combatir el cambio climático.

Las iniciativas de monitoreo continuo para encontrar mejoras son indispensables a lo largo de la vida útil de los edificios. Los sistemas son vivos y pueden presentar incidentes que hagan perder la eficiencia, independientemente de que hayamos invertido una gran cantidad de dinero o tecnología de punta en procesos de energía activa o pasiva. Todo esto se puede perder si no se cuenta con un programa de mejora continua para monitorear los beneficios de la vida útil del inmueble”

La importancia de gestionar el consumo energético y el estado de los activos encuentra eco en normas de calidad como la ISO 50001, la cual certifica que haya un sistema optimizado para el uso correcto de la energía en una construcción, sin importar su tamaño o actividad. Esta normativa, a la par de esquemas de certificación como el LEED, que avala  la planeación, construcción, operación y mantenimiento eficiente de los edificios, se ha convertido en referente para optimizar el desempeño energético de las organizaciones, cuya base es una filosofía de mejora continua, mediante la recopilación de información sobre elementos cuantificables.

En ambos casos, la búsqueda se vincula con un mejor desempeño de los equipos. “Se trata de identificar qué tipo de tecnologías instaladas en el edificio pueden contribuir a la eficiencia energética; por ejemplo, el uso de variadores de velocidad en los sistemas de aire acondicionado, de bombeo de agua o en las plantas de tratamiento, cuya característica principal es controlar electrónicamente los motores, de manera que regulan su velocidad de forma instantánea, en función de las necesidades del edificio en un momento determinado”, explica Soriano.

El representante de Schneider afirma que esto ayuda a reducir los consumos de energía y puede representar un ahorro de más de 50 por ciento en comparación con un motor de tecnología tradicional. A la vez, “la automatización alarga la vida mecánica de las máquinas, al no tenerlas en funcionamiento todo el tiempo”.

Un aporte adicional de la automatización es su capacidad de funcionar sin mediación humana, rasgo que reduce los riesgos de error y olvido. “A una persona se le puede olvidar apagar la luz de su oficina y, si eso ocurre un viernes, la energía se estaría desperdiciando todo el fin de semana. En ese caso, los sensores de presencia, el control por horarios o por coordenadas GPS son tecnologías muy útiles que se encargan de optimizar los recursos”, agrega Soriano.

Desde el punto de vista económico, la eficiencia de una edificación toma como base los factores económicos capital expenditure (CAPEX) y operating expense (OPEX). Ambos factores consideran la inversión total que requerirá un edificio para operar, desde su concepción hasta su entrada en marcha. El primero hace referencia a la inversión inicial de capital, lo que representa casi la cuarta parte del gasto total que hacen los usuarios, incluyendo la inversión en el terreno o la gestión de permisos. Por su parte, el OPEX representa las tres cuartas partes restantes del gasto que ejercen los clientes en términos de operación y mantenimiento del inmueble.

Los proyectos con enfoque hacia la eficiencia energética requieren una inversión en tecnología que derive en el ahorro de recursos, una inyección de capital que va a ser inicial, pero cuyos beneficios se verán reflejados en los gastos de operación. Éste es el rumbo que deben tomar los proyectos de eficiencia para mejorar el retorno de inversión y darle prioridad a este tipo de proyectos.

La relación entre el consumo de energía y las emisiones de gases de efecto invernadero ha sido el catalizador de la eficiencia a todos niveles. Se sabe que reemplazar por completo los combustibles fósiles no es viable aún, toda vez que las fuentes renovables ofrecen un flujo de energía intermitente y no completamente fiable. Esto no significa, no obstante, que el empleo y el desarrollo de fuentes alternativas deban cesar.

Lo cierto es que el uso de fuentes fósiles para generar energía eléctrica seguirá presente, aunque en menor medida, al tiempo que se está llevando a cabo la transición hacia alternativas de combustibles fósiles menos agresivos con el ambiente y más eficientes desde el punto de vista de la generación, caso del gas natural.

Desde el punto de vista del consumo, añade el representante de Schneider Electric, “la humanidad tiene que ser más eficiente. Se espera que, por el estándar en el nivel de vida de los países desarrollados, el consumo de la energía en el planeta se duplique en los próximos 40 años. Las energías renovables deben llegar a ser capaces de producir la misma cantidad de energía que se consume”.

Una fuerte tendencia para el sector es el establecimiento de microrredes a fin de lograr independencia de la macrorred de la Comisión Federal de Electricidad (CFE), un consumo de energía más inteligente e, incluso, de menor costo. “Más de 1 mil 300 millones de personas todavía no tienen acceso a la electricidad y, en consecuencia, a las tecnologías de información. Por eso, es necesario asegurar una menor dependencia de los hidrocarburos, mediante el desarrollo de las energías renovables”, insiste Soriano.

Una alternativa para la optimización de la energía eléctrica, que se aborda ya en términos de diseño pasivo, es el modelado energético. El crecimiento de software orientado a la analítica, donde los sistemas inteligentes conectados a la red de satélites a nivel mundial proveen información de las condiciones meteorológicas, con pronósticos climáticos precisos, ayudan a regular la temperatura en un edificio mediante soluciones no mecánicas, aportando al balance del consumo energético números positivos.