Rehabilitacion de edificios
Actualmente, la rehabilitación energética de edificios se ha convertido en una necesidad que reporta grandes beneficios sociales, económicos y medioambientales. La optimización de la energía favorece la confortabilidad de los edificios, supone un ahorro a nivel económico debido a la reducción del consumo, y por supuesto, tiene un menor impacto sobre el medio ambiente.
Aprovechando las oportunidades que ofrece la situación actual en materia de rehabilitación, y dado el stock de edificios con un elevado margen de mejora y notables necesidades, es imprescindible la búsqueda de soluciones avanzadas, fiables e inteligentes que permitan un aumento considerable del porcentaje de eficiencia energética en los próximos años.
El objetivo principal del sistema BEMS es controlar los componentes activos de un edificio.
La mayor parte de edificios de España y de Europa no cumplen los requisitos que enumera la Directiva de Eficiencia Energética de Edificios (EPBD), la principal norma europea dirigida a garantizar el cumplimiento de los objetivos de la Unión Europea en lo referente a la contención de emisiones de gases de efecto invernadero, al consumo y eficiencia energética y a la generación de energía a partir de fuentes renovables.
Estos requisitos pueden ser distintos dependiendo del uso que se le dé al inmueble o de si se trata de un edificio nuevo o ya existente. Sin embargo, persiguen el mismo fin.
Uno de los objetivos principales de esta Directiva es la renovación del 3% de edificios del gobierno central y su correspondiente estrategia de rehabilitación. Además, el 60% de las viviendas españolas, responsables del 24% del consumo de energía total del país, fueron construidas antes de 1980, por lo que presentan deficiencias y escasas medidas orientadas a la eficiencia. El consumo energético representa entre un 20 y un 30% de los costes de operación de un edificio, y a su vez, estos suponen el 75% del coste del ciclo de vida del inmueble.
La monitorización ayuda a obtener un conjunto de KPIs que caracterizan el rendimiento térmico
En el mercado actual existen algunos sistemas de gestión de energía que ofrecen diversas funcionalidades, como la monitorización energética, la generación de informes sobre el consumo o la gestión de los proyectos de eficiencia energética. Estas soluciones están disponibles para una amplia variedad de áreas de aplicación: residencial, complejos de edificios, minería, comercio, industria, sector terciario, alumbrado público, coche eléctrico, Smart Grid, Smart Cities y gestores energéticos.
Sin embargo, no todas las soluciones ofrecen un control inteligente basado en KPIs (Key Performance Indicators), aquellos valores procesados y recogidos a partir de los datos monitorizados que permiten evaluar el rendimiento y funcionamiento del sistema. Con el objetivo de mejorar estos procedimientos comerciales y conocer esos valores de evaluación, se está trabajando actualmente en el desarrollo de un sistema BEMS (Building Energy Management System) que ofrece nuevas funcionalidades que no se encuentran actualmente en el mercado.
El sistema BEMS es un sistema inteligente de información complejo, multinivel, multiobjetivo, integrado y completo basado en costes, que actúa en edificios monitorizando y controlando los equipos mecánicos y eléctricos, entre los que destacan los de iluminación, climatización y sistemas de seguridad. Su propósito es convertir un edificio pasivo en uno activo e interactivo. Los BEMS, cada vez más usados en edificios para la gestión de los servicios de energía, pueden suponer hasta un 40% en el ahorro energético del inmueble. Estos sistemas, tienen en cuenta las múltiples soluciones posibles para conseguir una mayor eficiencia, y otorgan una mayor capacidad de decisión.
CARTIF tiene años de experiencia en la aplicación de esta tecnología, en la que ha trabajado en numerosos proyectos. Uno de los últimos es el proyecto europeo BRESAER, cuyo principal objetivo es desarrollar y demostrar un sistema de recubrimiento industrial, innovador, eficiente y adaptable para la rehabilitación de edificios, incluyendo soluciones prefabricadas, activas y pasivas de forma combinada, y además integradas en una estructura de malla ligera
José Luis Hernández, investigador del Área de Energía de CARTIF, explica que “las cuatro funciones básicas de un sistema BEMS son la monitorización, el control, la optimización y la generación procesada de documentos. Aplicando el BEMS se consigue controlar todos los componentes activos de un edificio para optimizar la climatización e iluminación; mejorar el confort de las personas que habiten o usen el edificio y conseguir un importante ahorro energético”.
El proceso de trabajo del BEMS comienza con la red de monitorización, que recoge la información del consumo energético y del confort. En esta red, los dispositivos de actuación permiten implementar las diversas estrategias de control. Por otro lado, los consumos eléctricos y térmicos de los diferentes sistemas también son recogidos con el fin de conocer las necesidades y el gasto de las diferentes salas del inmueble. Por último, complementando la información con los consumos térmicos y eléctricos a nivel global del edificio sirve para obtener el comportamiento histórico, así como los valores instantáneos en los que se basa la toma de decisiones, teniendo en cuenta en todo momento el confort de los usuarios.
El sistema BEMS también integra el concepto de Internet de las Cosas, al permitir armonizar todas las medidas en un modelo común, de manera que el control y comprensión de esos datos sean más sencillos.
Un ejemplo de esta integración es otro de los proyectos coordinados por CARTIF en los últimos años, el BaaS. En este caso, como explica la investigadora del Área de Energía de CARTIF, Susana Martín, “se ha desarrollado un middleware que accede a la información relacionada con un edificio (redes de sensores, de automatización, estación meteorológica y BIM (Building Information Modelling)). Este middleware ofrece todos los datos disponibles de una manera homogénea a las empresas que se encarguen de la gestión energética del edificio.” En términos de “cloud”, añade Martín, BaaS establece un nuevo concepto: Building as a Service, puesto que el middleware ofrece de manera transparente el acceso a la información del edificio”.
El BEMS permite reducir el consumo de energía y aumenta el confort del usuario.
Las ventajas que supone la aplicación de un sistema BEMS, especialmente en términos de ahorro energético, se han aplicado hasta ahora en edificios residenciales.
Sin embargo, en Europa hay un considerable parque de edificios históricos que fueron construidos sin tener en cuenta aspectos de eficiencia energética y que plantean numerosas restricciones a la hora de ser rehabilitados porque no se pueden incluir soluciones “intrusivas” (como el aislamiento térmico, por ejemplo).
En estos casos, la aplicación de las TICs resulta decisiva para conseguir los mismos resultados sin dañar el valor estético del edificio.
Otro de los proyectos en los que ha trabajado el equipo de investigadores de CARTIF, el 3ENCULT, desarrolló un BEMS específico para aplicar a los conjuntos históricos y patrimoniales.
En este caso, el BEMS toma las medidas de un sistema de monitorización no intrusivo, inalámbrico y de bajo consumo. Además, el BEMS tiene en cuenta las restricciones de este tipo de edificios (por ejemplo, mantener la temperatura y humedad de una estancia) e incorpora a sus KPIs estos parámetros.
El caso de estudio en el que trabajó CARTIF fue la rehabilitación de la Escuela de Ingeniería de Béjar (Salamanca), en la que el sistema se centró en el control de la iluminación y la mejora del confort térmico. Los resultados obtenidos muestran unos ahorros de hasta un 50% del consumo eléctrico, lo que presenta un interesante campo de aplicación en este sector.
Beneficios de la implantación del sistema
Por todo lo visto hasta ahora, queda probado que la aplicación del sistema BEMS, junto con la implementación de soluciones pasivas, permite reducir hasta un 70% el consumo de energía primaria.
Este hecho, unido al aumento del confort del usuario del edificio, sea de uso público o privado, hace que la aplicación de las TICS a la gestión de la eficiencia energética sea una solución que se aplicará a todo el parque de vivienda usada y de nueva construcción en los próximos años.
Una herramienta útil y cada vez más sencilla de usar, que en el futuro permitirá al residente o usuario de un edificio tener el control absoluto sobre cómo gestionar los recursos energéticos que la tecnología le ofrece.
