Monitorización de edificios: consumo de energía, agua y gas y parámetros ambientales

Monitorizar un edificio significa medir continuamente su consumo y compararlo con una referencia para comprender si lo que está ocurriendo es normal o no.

Esta es la diferencia fundamental respecto a consultar las facturas. La factura indica cuánto se ha gastado el mes pasado; la monitorización indica qué instalación ha consumido energía, en qué momento y si ese consumo estaba justificado por las condiciones de ese día.

En resumen:

• Hay cuatro flujos que deben controlarse: electricidad, energía térmica y gas, agua y parámetros ambientales.
• Unos pocos indicadores bien elegidos valen más que un panel con cincuenta gráficos.
• El consumo debe normalizarse siempre según las condiciones: clima, horarios de apertura y ocupación.
• La monitorización solo genera ahorros si alguien recibe las alertas y tiene autoridad para intervenir.

Qué se monitoriza en un edificio

Los cuatro flujos son los que describimos al hablar de contadores inteligentes y sensores IoT: electricidad, energía térmica y gas, agua y condiciones ambientales.
La regla práctica para decidir dónde instalar los puntos de medición es sencilla: empezar por los suministros que más pesan en la factura y por las zonas donde se conocen problemas, en lugar de cartografiar todo el edificio. Una instalación de climatización bien monitorizada vale más que veinte puntos de medición distribuidos al azar.
La granularidad útil comienza con intervalos de quince minutos. Esta frecuencia permite interpretar los perfiles de carga y distinguir el consumo operativo del desperdicio.

Los indicadores importantes

Normalización: grados-día y variables relevantes

Este es el paso que convierte un dato en información. El consumo térmico de enero no puede compararse directamente con el de enero del año anterior: depende de cuánto frío haya hecho.
Los grados-día son la herramienta estándar para tenerlo en cuenta. El Decreto Presidencial italiano DPR 412/93 los define como la suma, para todos los días del periodo convencional de calefacción, de las diferencias positivas entre la temperatura interior de referencia de 20 grados y la temperatura media exterior diaria.
Sobre esta misma base, Italia se divide en seis zonas climáticas, desde la A (menos de 600 grados-día) hasta la F (más de 3.000).
En la práctica, el consumo térmico se relaciona con los grados-día del periodo, normalmente mediante una regresión lineal, y se comparan los consumos en condiciones climáticas equivalentes.
El mismo razonamiento se aplica a otras variables: horarios de apertura, ocupación y volumen de actividad. La distinción útil es entre variables relevantes, que cambian regularmente y deben incluirse en el modelo, y factores estáticos, como la superficie o el número de plantas, que cambian rara vez, pero que obligan a actualizar la línea de base cuando lo hacen.
Esto también explica la paradoja más habitual: el indicador mejora mientras aumenta la factura. El indicador mide la energía; la factura también incluye el precio. Son dos aspectos distintos y deben analizarse conjuntamente.

Cómo interpretar un perfil de carga

El perfil de carga diario es el documento más informativo que produce un edificio. Hay cuatro aspectos que conviene observar, en este orden:

• La base nocturna. Cuánta energía consume el edificio cuando no hay nadie. Es el punto de partida de cualquier medida de eficiencia, porque casi siempre se puede reducir ese consumo.
• La rampa de encendido. A qué hora arrancan las instalaciones en relación con la hora de apertura. Un adelanto de dos horas repetido cada día supone mucho más de lo que parece al final del año.
• La meseta diurna. El comportamiento durante las horas de actividad, que debe compararse con la ocupación y la temperatura exterior.
• El apagado. Cuándo vuelve el edificio a su nivel de consumo base y si realmente lo hace. Los consumos residuales por la tarde son uno de los hallazgos más frecuentes.

Según nuestra experiencia, el primer mes de datos de un edificio que nunca se ha monitorizado casi siempre revela al menos un problema de este tipo, y casi nunca se trata de una avería: suele ser una programación que nadie ha actualizado desde hace tiempo.

Agua y gas: qué cambia

En el caso del agua, el principal indicador es el consumo nocturno. En un edificio cerrado, un caudal constante durante la noche casi siempre indica una fuga, y la monitorización continua la detecta en días en lugar de esperar a las facturas. Los hoteles presentan particularidades propias, que analizamos en el contenido sobre la monitorización del agua en establecimientos hoteleros.
En el caso del gas y de la energía térmica, la monitorización sirve principalmente para evaluar el rendimiento: cuánta energía entra en la central, cuánta llega a las distintas zonas, cuántas horas funcionan los generadores y en qué condiciones. Estos datos hacen útil el mantenimiento predictivo, porque el deterioro gradual del rendimiento se detecta mucho antes de una avería.

Monitorización de una cartera de edificios

En un solo edificio, la monitorización ayuda a detectar desperdicios. En veinte edificios también cumple otra función, a menudo más valiosa: identificar qué edificios presentan anomalías respecto a los demás.
Cuando hay varios emplazamientos similares, la comparación interna se convierte en uno de los métodos de análisis más rápidos. Si dos puntos de venta con la misma superficie, los mismos horarios y el mismo formato consumen cantidades diferentes de energía, merece la pena investigar el motivo, y la respuesta puede encontrarse sin necesidad de referencias externas del sector.

Para que funcione, hay que tener en cuenta tres precauciones:

• Una nomenclatura común. Si cada emplazamiento denomina los suministros de manera diferente, no se pueden realizar comparaciones. Debe definirse desde el principio, porque nadie suele dedicar tiempo a cambiar los nombres posteriormente.
• Indicadores normalizados. La comparación solo es válida por unidad de superficie, hora de apertura o actividad, y dentro de la misma zona climática.
• Una clasificación actualizada. Ordenar los edificios por consumo específico y analizar los primeros de la lista es la forma más eficiente de asignar tiempo y presupuesto.

El mismo razonamiento se aplica por sectores: oficinas, escuelas y centros comerciales tienen perfiles típicos diferentes, y la comparación resulta útil dentro de cada categoría.

Del panel de control a las alertas

Un panel de control que nadie consulta es un coste. La monitorización genera ahorros cuando los datos se convierten en señales y estas llegan a alguien que puede actuar.

• Alertas basadas en desviaciones, no en umbrales fijos. Un umbral fijo se activa constantemente en invierno y nunca en verano. Una alerta útil compara el consumo con el esperado en esas condiciones.
• Pocas reglas bien ajustadas. Un sistema que envía veinte notificaciones al día acaba silenciado en una semana.
• Un destinatario para cada alerta. Si no está claro quién debe intervenir, la notificación se queda en el panel de control.
• Una comprobación después de la intervención. El ciclo solo se cierra cuando se verifica si el consumo ha vuelto a la normalidad.

Por eso la monitorización funciona mejor cuando está conectada con el mantenimiento: la anomalía se convierte en una tarea asignada, con una fecha y un resultado registrado.

Los errores que vemos con más frecuencia

• Demasiada granularidad desde el principio. Cientos de puntos desde el primer día producen gráficos ilegibles y no ayudan a tomar decisiones.
• Datos sin normalizar. Las comparaciones interanuales que ignoran el clima y la ocupación conducen a conclusiones equivocadas en ambas direcciones.
• Nadie responsable de los datos. Si la monitorización no forma parte del trabajo de alguien, después de tres meses nadie volverá a consultarla.
• Lagunas en el histórico. Los sensores desconectados y las baterías agotadas deterioran la línea de base utilizada para demostrar los ahorros, y las lagunas siempre se descubren cuando hacen falta los datos.
• Medir sin intervenir. Es el error más costoso: el sistema de monitorización se amortiza mediante las correcciones, no mediante la medición por sí sola.

Las herramientas: la plataforma de monitorización

Para un solo edificio se puede empezar con una hoja de cálculo. Para una cartera inmobiliaria hace falta una plataforma, porque el trabajo no consiste en leer los datos, sino en mantenerlos comparables entre distintos emplazamientos y a lo largo del tiempo mediante una nomenclatura común.
El software de gestión energética de UTwin está diseñado para ello: recopila datos de contadores inteligentes y sensores IoT de energía, agua, gas y parámetros ambientales, conserva el histórico en la nube y lo muestra sobre el modelo BIM o el plano del edificio.
El software de gestión energética de UTwin está diseñado para ello: recopila datos de contadores inteligentes y sensores IoT de energía, agua, gas y parámetros ambientales, conserva el histórico en la nube y lo muestra sobre el modelo BIM o el plano del edificio.
El software de mantenimiento (CMMS) está integrado de forma nativa, por lo que una anomalía detectada se convierte en una tarea asignada y registrada. Si el edificio ya dispone de un BMS, la plataforma se integra con él y mejora sus automatismos; cuando un BMS tradicional no resulta rentable, funciona como un BMS ligero, con una inversión de capital (CAPEX) hasta un 70 % inferior.
Para comparar las soluciones disponibles en el mercado, hemos preparado una visión general del software de gestión energética. Para profundizar en la diferencia entre monitorización y sistema de gestión de la energía, consulta el artículo sobre el EMS.

Preguntas frecuentes

• ¿Qué diferencia hay entre la monitorización y el diagnóstico energético?

  El diagnóstico energético es un análisis periódico que refleja el consumo e identifica las posibles medidas. La monitorización es continua: sirve para comprobar que las medidas funcionan y detectar anomalías cuando se producen. El diagnóstico se realiza cada pocos años; la monitorización no se detiene.

• ¿Qué indicadores se necesitan para empezar?

  Tres indicadores bastan para empezar: el consumo específico por metro cuadrado, la proporción consumida cuando el edificio está cerrado y el consumo térmico normalizado por grados-día. Cubren, respectivamente, la comparación entre edificios, el desperdicio operativo y el efecto del clima.

• ¿Con qué frecuencia deben revisarse los datos?

  Para el consumo eléctrico, el intervalo útil es de quince minutos, que también es el previsto en los créditos de medición avanzada de las certificaciones ambientales. Para el agua y el gas, las lecturas horarias suelen ser suficientes, mientras que los parámetros ambientales se actualizan con mayor frecuencia cuando son necesarios para la regulación.

• ¿La monitorización también sirve para la certificación ISO 50001?

  Sí. La ISO 50001 exige un plan de recopilación de datos y el cálculo de indicadores de rendimiento. Un sistema de monitorización activo cubre ambos requisitos y reduce el trabajo necesario en cada auditoría.

• ¿Cuánto tiempo se necesita para ver los primeros resultados?

  Los primeros hallazgos suelen aparecer durante las primeras semanas, porque están relacionados con los horarios y las cargas nocturnas y no requieren inversiones. Sin embargo, para evaluar el ahorro anual con una línea de base fiable se necesita al menos una temporada completa de datos.

Por dónde empezar

Se empieza con un edificio y unos pocos suministros: el que más energía consume, la iluminación y la central térmica. Después se analiza el perfil de carga de dos semanas, prestando especial atención a las noches y los fines de semana.
Los resultados de esa primera comparación ya indican dónde está el margen de mejora y, casi siempre, lo hacen antes de realizar cualquier inversión.