En este artículo te explicamos el concepto de eficiencia energética y cómo se está aplicando en los edificios, la forma de medir u impacto y los aportes que a esta tarea puede hacer el Internet de las Cosas o IoT.

Como hemos señalado en varios de nuestros artículos, el cambio climático (producido por el calentamiento global) es hoy una realidad que está afectando diferentes ámbitos de nuestra vida, desde la agricultura y la ecología hasta la industria y el turismo. Esta serie de cambios nos obligan a asumir diferentes estrategias que permitan adaptarnos de la mejor forma posible a este nuevo escenario. Uno de estas estrategias es aquella que se relaciona con el mejor uso de los recursos energéticos, los cuales en muchos casos tienden a disminuir su disponibilidad con la misma velocidad que aumenta su demanda, tal es el caso del petróleo, el gas o los cursos de agua que alimentan centrales hidroeléctricas. Por otra parte, un mejor uso de los recursos energéticos nos permite disminuir nuestra huella de carbono o contaminantes que propician o favorecen el calentamiento global. De esta forma es que es que ya desde hace unos años se ha instalado el concepto de Eficiencia energética.

¿Qué es la eficiencia energética?

Se trata de un concepto que visto en forma sencilla se orienta a tomar acciones e implementar tecnologías que nos permitan obtener los mismos servicios y productos que hemos tenido hasta ahora pero con un menor consumo de energía. A modo de ejemplo cotidiano, podemos pensar en cambiar las ampolletas incandescentes de nuestros hogares y utilizar en su lugar ampolletas LED, este cambio nos permitirá mantener los niveles de iluminación, pero además nos permitirá obtener un ahorro que llega al 85 o 95% en el consumo eléctrico, y adicionalmente obtener una vida útil de la ampolleta LED que supera en más de 20 veces a la ampolleta incandescente. La razón de esta diferencia es que la tecnología LED se enfoca en producir luz propiamente tal, por lo que el calor que genera, producto de la luz, es notoriamente menor, mientras que las ampolletas incandescentes se enfocan en producir calor que irradie luz, es decir, la tecnología LED aprovecha mucho mejor la energía que consume. Es importante también señalar en este ejemplo que si podemos señalar que el ahorro es de un 85 a 95%, lo hacemos en referencia al consumo esperado con la tecnología tradicional. Por definición, le eficiencia energética  es la relación entre la cantidad de energía utilizada en una actividad y la prevista para su realización.

Para seguir con este ejemplo, existen también otras formas de ser más eficientes  y disminuir el consumo energético empleado en iluminación, y una de estas formas es no encender las ampolletas cuando no es necesario, ya sea porque contamos con luz natural o porque en el espacio que estamos iluminando no hay personas que la requieran.

Para obtener este tipo de control y hacerlo en forma extensible a mayor escala, es fundamental explorar nuevas tecnologías y estrategias de trabajo que ahorren energía, alcanzando así un desarrollo sustentable. Sin embargo ello no es una tarea sencilla, debemos recordar que nuestro país es una economía en desarrollo, lo que significa que en las próximas décadas nuestra demanda de energía aumentará, lo que nos obligará a contar con nuevas fuentes de generación de energía, al mismo tiempo que debemos recordar también que nuestro país ratificó el Acuerdo de París, lo que nos obliga a disminuir nuestra emisión de GEI (gases de efecto invernadero, especialmente CO2). Es por esta razón que trabajar sobre estrategias de Eficiencia Energética es una materia no solo necesaria, sino además urgente, ya que solo en materia de disminución de GEI, la Eficiencia Energética es responsable conforme algunos estudios del 60% de su disminución.

Eficiencia Energética en edificios

Una de las fuentes en donde mejor se puede aplicar la Eficiencia Energética es en los edificios, ya sea que se trate de edificaciones habitacionales o de oficinas, sector particularmente interesante en el caso de Chile, ya que nuestra capital que concentra a casi el 50% de la población total del país  tiene una marcada tendencia hacia el crecimiento vertical por sobre el horizontal. De acuerdo a expertos internacionales, los edificios a nivel mundial son los responsables de cerca del 25 y 35% de las emisiones de CO2, es decir se trata de fuentes fijas de contaminación relevantes. En contrapartida, y de acuerdo a estos mismos expertos, los edificios nos ofrecen múltiples instancias para implementar estrategias de Eficiencia Energética efectivas y con costos abordables, la que se pueden traducir en una disminución del 11% de toda la demanda energética.

Las estrategias de Eficiencia Energética en edificios comprenden tanto la construcción como la rehabilitación de las edificaciones otorgándoles no solo una menor demanda, sino que además una mayor autonomía en el uso de energía, para  ello existen básicamente tres líneas de acción:

– Reducir la demanda de energía

– Aumentar la eficiencia energética de las instalaciones

– Aumentar el uso de las energías renovables disponibles

La reducción de demanda energética se trata de una estrategia que se relaciona directamente con la envolvente térmica, es decir se trata de técnicas de construcción y materiales que afectan la fachada, los vidrios, las techumbres, suelos y cubiertas del edificio. Su propósito es reducir el consumo energético garantizando una temperatura y humedad internas de confort durante todas las estaciones del año, es decir, otorgamos la mayor hermeticidad posible al edificio, evitando la pérdida o adquisición de temperaturas no deseadas por transmisión.  La hermeticidad nos permitirá ahorros importantes de la energía que empleamos al disminuir el uso de elementos para regular la temperatura a través de sistemas de refrigeración o calefacción. Por otra parte, una adecuada orientación de la edificación también nos permitirá una disminución en la demanda de energía, por ejemplo al elevar los niveles de iluminación natural en intensidad y tiempo.  Estas estrategia se denomina pasiva, ya que es propio del diseño, orientación y materiales de la construcción, sin que tengan que mediar mayormente acciones de sus moradores.

El aumento de la eficiencia energética de las instalaciones es por el contrario una estrategia activa, ya que ella depende de acciones concretas que tomen sus moradores. Esto se relaciona básicamente con el racionamiento en el uso de algunos recursos o el empleo de determinadas tecnologías que se pueden emplear para ello. Un ejemplo de lo anterior es el uso más eficiente de los sistemas de iluminación que pueden estar asociados a sensores que no solo miden la luz natural disponible, sino que además detectan la presencia de personas en espacios comunes como pasillos, escaleras o estacionamientos, activando la iluminación solo si es necesario, es decir, solo si detecta la presencia de personas. Lo propio ocurre con sistemas de ventilación y calefacción que pueden estar vinculados a sistemas de monitoreo y accionamiento automático, los que si bien pueden tener un costo inicial determinado, en el tiempo son altamente rentables ya que logran disminuir los costos de consumo eléctrico al regular de manera más eficiente los tiempos de encendido y apagado de estos sistemas. Lo propio ocurre con sensores y sistemas de alerta que nos permiten detectar rápidamente fugas de gas o consumos anómalos de energía eléctrica por parte de equipos y maquinarias, permitiéndonos tomar acciones oportunas para atacar la falla, evitando consumos innecesarios y accidentes.

Finalmente, en la línea de aumentar el uso de energías renovables, el énfasis está puesto en contar con nuevas fuentes de energía, renovables, más limpias y de bajo costo para que estas cubran al menos parcialmente el requerimiento de energía. El uso de energía solar, captada a través de paneles fotovoltaicos, es un ejemplo que se ha comenzado a masificar desde hace varios años en las construcciones de altura. Otro ejemplo lo constituye el uso de la propia basura que eliminan los habitantes de estos edificios, basura que sometida a ciertos procesos es capaz de producir energía combustible limpia, y finalmente, el propio diseño de algunos edificios el cual les permite captar de mejor forma los vientos que circundan la construcción para capturar energía eólica.

¿Cómo se mide la eficiencia energética de los edificios? 

Como hemos señalado en un principio, la Eficiencia Energética corresponde a la relación entre la cantidad de energía utilizada en una actividad y la prevista para su realización. Llevado esto a los edificios, se trata entonces de calcular la energía que consumirá un edificio en condiciones normales de uso y ocupación durante un año, con todos los servicios, maquinarias y equipos utilizadas de manera habitual, manteniendo las condiciones de confort dentro del recinto. Una vez obtenido este cálculo anual de consumo, expresado en kilovatios hora por metro cuadrado, la podemos comparar con el consumo efectivamente alcanzado durante el mismo periodo. Si el consumo efectivo es menor al cálculo inicial de consumo, podemos afirmar que nuestro edificio ha tenido un comportamiento eficiente, por lo que la pregunta que nos haremos es otra: ¿Qué tan eficiente es?

Desde hace ya algunos años, países de la Unión Europea como Dinamarca han logrado levantar protocolos y acuerdos que les permiten calificar y categorizar la Eficiencia Energética de sus edificios tal como si se tratase de electrodomésticos, información que es relevante para quienes desean por ejemplo adquirir un inmueble, ya que este etiquetado se relaciona directamente tanto con el cuidado del medio ambiente, como en los costos que ellos deberán asumir en materia de consumo energético.

En nuestro país si bien no hemos llegado aún a igualar la experiencia de los daneses, ya existen algunas iniciativas importantes, tal es el caso  de CEV,  o Calificación Energética de la Vivienda, impulsada por el Ministerio de Vivienda y Urbanismo. Se trata de un instrumento diseñado el año 2012 por el Minvu en conjunto con el Ministerio de Energía y que busca mejorar la calidad de vida de las familias, a través de la entrega de información objetiva y estandarizada. Esta herramienta entrega información a las familias acerca de la eficiencia energética de las viviendas, permitiéndoles tomar una decisión informada a la hora de comprar una vivienda y así optar por la que represente un mayor confort térmico y/o por la que considere el uso de equipos eficientes o con energías renovables no convencionales, lo que se puede traducir en una mayor cantidad de ahorro en calefacción, enfriamiento, iluminación y agua caliente sanitaria. En esta misma línea de acción se encuentra la Certificación Edificio Sustentable (CES), que corresponde a  un sistema de certificación voluntario iniciado en el año 2012 por el Instituto de la Construcción de Chile, bajo el mandato conjunto del Ministerio de Obras Públicas, la Cámara Chilena de la Construcción y el Colegio de Arquitectos. El objetivo de esta certificación es incentivar el diseño y la construcción de edificios con criterios de sustentabilidad y estimular al mercado chileno para que valore este tipo de edificaciones.

El aporte del IoT a la Eficiencia Energética

Para que un proyecto de Eficiencia Energética, independiente de su tamaño y alcance, tenga éxito, debemos ser capaces de garantizar algunos elementos que resultan básicos, entre ellos nuestra capacidad de “Medir”, “Disponibilidad de la información” y “Actuar”. El Internet de las Cosas (IoT) logra hacerse cargo de estos tres elementos para simplificar su manejo.

Como hemos visto en nuestro estudio, los proyectos de Eficiencia Energética nos obligan a medir en forma permanente una serie de variables, entre ellas temperatura ambiental, humedad, luz, presencia de personas, consumo eléctrico, flujos de aire, consumo de agua, etc.  En ese sentido el mercado ofrece una amplia gama de dispositivos y sensores para medir estas variables. La contribución que hace el IoT en este sentido es que recoge todas estas mediciones y las envía a una plataforma de gestión. Destacamos aquí que nuestra empresa ofrece su servicio de Desarrollo de soluciones IoT, disponiendo de una gran variedad de sensores dotados de comunicación inalámbrica que facilitan la implementación del proyecto, con la ventaja adicional que nuestra plataforma posee la capacidad para recoger mediciones de cualquier tipo de sensor en tanto este posea algún protocolo de comunicación.

Por otra parte las soluciones IoT nos permiten disponibilizar toda la información relacionada con las mediciones simplemente accediendo desde internet a una  plataforma virtual. En esta plataforma  no solo podemos realizar las ya mencionadas comparaciones entre consumo calculado y consumo efectivo, sino que además nos permite obtener perfiles de comportamiento, detectar áreas críticas de consumo, información histórica de variables ambientales  y generación de alertas y reportes entre otras ventajas. Es importante señalar que dado el impacto que está teniendo el cambio climático, es altamente probable que en un futuro próximo la certificación de sustentabilidad o Eficiencia Energética pasen a ser una obligación para las nuevas construcciones de altura de nuestro país, instancia en la que disponer de toda la información para elaborar nuestro Indice de eficiencia Energética (IEE) será un elemento crítico. Además y en el caso particular de la plataforma desarrollada por nuestra empresa, posee la capacidad de integrase con otras aplicaciones, lo que permite externalizar las funcionalidades de la plataforma, por ejemplo, para el manejo y análisis de datos.

Por último, las aplicaciones IoT nos permiten en muchos casos, tomar acciones en forma remota y oportuna sobre los dispositivos y la edificación misma, por ejemplo, activar o desactivar las luminarias, los sistemas de ventilación y refrigeración, la reorientación  de paneles solares.

En definitiva, y para resumir este punto, las aplicaciones IoT nos permiten el monitoreo de todas las variables factibles de ser medidas, en tiempo real y remota, permitiéndonos contar con información crítica para la toma de decisiones y tomar acciones en base a información válida y completa.

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