¿Qué son los edificios inteligentes?

Gracias a los avances en las tecnologías del Internet de las cosas (IoT) y la inteligencia artificial (IA), las plataformas de edificios inteligentes automatizan los procesos manuales, optimizan el rendimiento de los edificios, aumentan la comodidad y ayudan a reducir los costos de energía.

El término “edificio inteligente” comenzó a aparecer en la década de 2000 para describir cómo el auge de la infraestructura en red (y más tarde, el uso de dispositivos IoT) estaba impactando el diseño de edificios comerciales.

Aunque estas tecnologías aún sustentan los edificios inteligentes de hoy en día, han evolucionado para asumir nuevas capacidades que están asociadas principalmente con algoritmos de machine learning (ML). Los algoritmos de ML son conjuntos de reglas que permiten a los sistemas de IA reconocer patrones en los datos de entrenamiento y utilizarlos para realizar predicciones precisas sobre nuevos datos.

A medida que las tecnologías de redes, IoT, IA y machine learning (ML) continúan evolucionando, la demanda de edificios inteligentes que puedan utilizar los últimos avances sigue creciendo. Según un informe reciente, se prevé que el mercado global de edificios inteligentes aumente en 76.8 mil millones de dólares en los próximos 5 años. Este aumento significa una tasa de crecimiento anual compuesta (CAGR) del 11.3 %. 1

Los edificios inteligentes se basan en una sofisticada red de dispositivos y sensores que pueden automatizar tareas manuales, optimizar procesos y ayudar a los equipos a reducir el consumo de energía y los costos operativos. Aquí le mostramos un análisis más detallado de los componentes y elementos de diseño que sustentan la funcionalidad de los edificios inteligentes.

• Redes: las redes, también conocidas como redes informáticas, permiten las capacidades de comunicación e intercambio de datos de las que dependen los edificios inteligentes. Por lo general, los edificios inteligentes utilizan una única red centralizada para mover datos en tiempo real entre sistemas, aplicaciones y dispositivos como teléfonos inteligentes, computadoras y sistemas de gestión de edificios.

• Sistemas de gestión de edificios (BMS): son sistemas de control que centralizan aspectos de la gestión de edificios como la iluminación, el mantenimiento, el aire acondicionado y la seguridad en una plataforma de software. En los edificios inteligentes, los BMS son cruciales para la racionalización y automatización efectivas de los procesos que hacen que los edificios inteligentes sean tan valiosos. Los BMS ayudan a los gerentes a coordinar y controlar múltiples subsistemas en un edificio desde una interfaz intuitiva.

• Sistemas de automatización de edificios (BAS): conocidos como BAS, son plataformas de software similares a los BMS pero más centradas en la capacidad central de la automatización. Con base en capacidades avanzadas de IA y ML, los BAS están transformando los procesos tradicionales de operaciones manuales de construcción, como calefacción, mantenimiento y ventilación, en tareas totalmente automatizadas e hipereficientes realizadas por software.

• Dispositivos del Internet de las cosas (IoT): son dispositivos físicos, integrados con sensores, software y conectividad de red, que pueden recopilar datos y compartirlos a través de Internet. En un edificio inteligente, los dispositivos IoT ayudan a las plataformas de software como BMS y BAS a monitorear y controlar una variedad de condiciones dentro del edificio, como la temperatura, la ocupación, la calidad del aire y el uso de energía.

• Algoritmos de machine learning: automatizan el análisis de tendencias a partir de los datos del edificio y ayudan a los gerentes a tomar decisiones más informadas sobre el uso de energía, la ocupación y la seguridad.

• Herramientas de ciberseguridad: los edificios inteligentes dependen en gran medida de internet y otras redes para llevar información sensible, una característica que los convierte en objetivos atractivos para los delincuentes cibernéticos. Las tecnologías avanzadas de edificios inteligentes de hoy despliegan una variedad de herramientas de ciberseguridad, como cortafuegos, sistemas de detección y prevención de intrusiones (IDPS) y protocolos de comunicación segura (SCPs) para proteger datos confidenciales.

La arquitectura de edificios inteligentes es una práctica de diseño que aprovecha los sistemas interconectados (o capas) que comparten datos en tiempo real a través de redes para hacer que los edificios modernos sean más seguros y eficientes. El diseño de edificios inteligentes incorpora cinco capas principales: física, red, datos, aplicación y usuario.

• Capa física: la capa física de un edificio inteligente está conformada por componentes físicos como paredes, habitaciones, puertas y sistemas mecánicos y eléctricos. Mientras que antes la capa física requería una entrada manual, los edificios inteligentes modernos automatizan muchos de sus aspectos, como el control de los sistemas de climatización, la iluminación y la vigilancia de la seguridad.

• Red: la capa de red de un edificio inteligente está conformada por componentes de infraestructura de TI que permiten el intercambio de datos en tiempo real entre usuarios y dispositivos. Algunos ejemplos incluyen componentes de redes cableadas e inalámbricas, como cables Ethernet, enrutadores wifi y protocolos que mejoran la seguridad de la red.

• Datos: la capa de datos en un edificio inteligente es donde se recopilan, almacenan, gestionan y procesan los datos. Las prácticas de computación periférica permiten que los datos se procesen más cerca de su fuente en lugar de en un centro de datos, mientras que las plataformas basadas en la nube se utilizan para el almacenamiento y el análisis.

• Aplicación: la capa de aplicación admite funciones clave de edificios inteligentes, como la entrega de insight, la mejora de procesos y la automatización de tareas. La funcionalidad de BMS y BAM está integrada en la capa de aplicación, lo que permite capacidades como el mantenimiento predictivo, el control de la comodidad y el monitoreo en tiempo real de las condiciones del edificio.

• Interfaz de usuario: la capa de interfaz de usuario en un edificio inteligente es donde los gerentes de edificios y los equipos de operaciones rastrean datos en tiempo real sobre el uso de energía, la calidad del aire y la utilización del espacio. Las interfaces de usuario suelen ser plataformas de software que muestran información en un panel y permiten a los equipos elegir qué aspectos operativos de la gestión de edificios desean automatizar.

Mediante su amplio uso de IoT y tecnología de automatización, los edificios inteligentes ayudan a las empresas a optimizar los procesos, reducir el uso de energía y disminuir los costos asociados con la gestión de edificios. A continuación, se presentan algunos de los beneficios más importantes de los edificios inteligentes a nivel empresarial.

Los edificios inteligentes aumentan la eficiencia energética de las empresas que los operan, ayudando a optimizar la calefacción, la iluminación y el control de la calidad del aire. Mediante la conexión de los sistemas de climatización, iluminación y sensores de ocupación, los sistemas de edificios inteligentes pueden detectar automáticamente qué espacios de un edificio se están utilizando. También pueden ajustar la temperatura y la iluminación en esas habitaciones para conservar recursos.

Este enfoque ayuda a las grandes empresas a ser más eficientes energéticamente y a reducir costos y residuos para que puedan alcanzar sus objetivos de sustentabilidad. Según un informe reciente, los edificios representan un 30 % del consumo energético mundial y más de la mitad de la electricidad utilizada.² El diseño de edificios inteligentes ayuda a mitigar este problema.

Con sistemas automatizados de calefacción, refrigeración y calidad del aire, los edificios inteligentes ayudan a crear un entorno de trabajo cómodo para todos los empleados. Las modernas plataformas de edificios inteligentes permiten a los usuarios personalizar sus preferencias en términos de temperatura, iluminación y flujo de aire dentro de una habitación individual. Este enfoque altamente personalizable permite cambiar las condiciones de la habitación según las necesidades de los ocupantes. 

Al aprovechar los datos en tiempo real, algunos de los sistemas de edificios inteligentes más avanzados pueden ajustar los sistemas de flujo de aire y filtración para mantener saludables los niveles de CO2 y partículas. Estos sistemas también pueden ajustar la iluminación en las habitaciones para que imite la luz natural de una manera que favorezca el ritmo circadiano del usuario.

Los edificios inteligentes brindan a los gerentes de las instalaciones una visión unificada de las operaciones del edificio, lo que les permite detectar problemas y abordarlos de manera proactiva. En el pasado, los gerentes de las instalaciones practicaban el mantenimiento reactivo, permitiendo que los componentes fallaran antes de ser reparados. Pero con los datos en tiempo real y las capacidades de monitoreo automatizado de las modernas plataformas de edificios inteligentes, practican el mantenimiento predictivo.

El mantenimiento predictivo, que consiste en utilizar datos en tiempo real para detectar y resolver problemas de mantenimiento antes de que los componentes fallen, aumenta el ciclo de vida de los activos y ayuda a las organizaciones a evitar costosos tiempos de inactividad.

Las capacidades de automatización de las plataformas de edificios inteligentes actuales ayudan a las organizaciones a reducir los costos energéticos y operativos, y a detectar oportunidades para mejorar los procesos. Los sistemas de gestión de edificios y energía recopilan y analizan datos históricos para que los gerentes puedan optimizar el uso de la energía en función de la época del año o del día, la ocupación y otros factores.

Los sistemas automatizados controlan la iluminación y los sistemas de climatización, lo que reduce el desperdicio de energía cuando los espacios están desocupados, la necesidad de mano de obra manual y el costo total de los procedimientos de mantenimiento.

Los edificios inteligentes ayudan a las organizaciones a supervisar de cerca las emisiones y el consumo de energía, lo que les permite realizar un seguimiento de los avances hacia los objetivos de sustentabilidad. Al analizar los datos recopilados por dispositivos IoT, como termostatos inteligentes y sistemas de climatización, los sistemas BMS y BAS ofrecen a los stakeholders una visión en tiempo real del rendimiento de sus edificios. Los datos en tiempo real proporcionados por los sistemas IoT ayudan a los stakeholders a tomar decisiones críticas sobre la modernización de edificios existentes con componentes más eficientes energéticamente.

Además, para las organizaciones globales que deben cumplir con las regulaciones en más de un territorio, los edificios inteligentes automatizan el cumplimiento mediante la recopilación y el monitoreo de datos. Además, pueden generar informes.

A nivel empresarial, la tecnología de edificios inteligentes está transformando la manera en que las empresas gestionan sus edificios comerciales y otras instalaciones. A continuación, se presentan cinco casos de uso de edificios inteligentes a tener en cuenta al evaluar la tecnología para las necesidades empresariales.

1. Análisis de operaciones: las plataformas de edificios inteligentes pueden analizar los datos de los edificios y ayudar a las empresas a mejorar sus procesos operativos básicos. Recopilar y analizar volúmenes de datos recopilados por dispositivos IoT ayuda a acelerar los insights sobre cómo funcionan BMS y BAS, y a descubrir oportunidades de mejora.
2. Seguridad y protección: BMS, BAS y otros sistemas de edificios inteligentes ayudan a las organizaciones a mejorar las medidas de seguridad y protección de sus edificios. Los sistemas inteligentes y profundamente integrados monitorean y ajustan los controles de acceso, asegurando que solo las personas autorizadas accedan. Y los sistemas de seguridad de IA monitorean y detectan amenazas potenciales e incluso pueden automatizar las respuestas de emergencia.
3. Monitoreo del uso de energía en tiempo real: los edificios inteligentes avanzados y los sistemas que los impulsan pueden automatizar muchos aspectos del uso de energía. Las capacidades automatizadas de respuesta a la demanda pueden incluso reducir las cargas energéticas durante las horas pico de consumo y proporcionar fuentes de energía renovables para reducir el impacto climático.
4. Gestión de ocupación: muchas organizaciones que poseen y operan edificios inteligentes los equipan con sensores de ocupación, que son dispositivos IoT que proporcionan una imagen en tiempo real de dónde se encuentran las personas en un edificio. Este proceso permite a los gerentes de las instalaciones tomar decisiones más informadas sobre cómo asignar recursos y obtener insights valiosos sobre cómo interactúan los ocupantes con los espacios que gestionan.
5. Monitoreo de la calidad del aire: los sensores de calidad del aire en edificios inteligentes ayudan a los supervisores a monitorear y ajustar la calidad del aire en función de la ocupación y la necesidad. Los sistemas avanzados pueden incluso establecer correlaciones entre estos factores, indicando cómo y cuándo realizar el mantenimiento de los sistemas de climatización, cuyo mantenimiento es fundamental para la calidad del aire.

Los avances en la IA y el IoT hicieron que los edificios inteligentes sean más autónomos y eficientes, una tendencia que no muestra indicios de desaceleración. El crecimiento de la computación periférica, la robótica y las redes IoT han agregado nuevas capacidades, lo que convierte a las plataformas de edificios inteligentes en algunas de las aplicaciones más avanzadas disponibles.

A continuación, se examinan tres áreas que serán críticas para el desarrollo continuo de la industria.

El desarrollo de los sistemas de IA continúa teniendo un profundo impacto en la tecnología de edificios inteligentes. Lo hace transformando estos sistemas, pasando de ser simples máquinas capaces de realizar una sola tarea a plataformas avanzadas y multifacéticas que pueden asumir múltiples tareas en pos de un único objetivo.

A medida que los sistemas de IA se vuelven más autónomos, las tareas que pueden realizar se vuelven más complejas, lo que reduce aún más la necesidad de mano de obra manual en las operaciones de los edificios.

No solo los edificios se están volviendo más inteligentes debido a los avances tecnológicos, sino también ciudades enteras. A medida que esta evolución continúa, se espera que los distritos comerciales en áreas urbanas compartan redes y recursos y se integren aún más de lo que están actualmente.

Es probable que, pronto, varios edificios inteligentes compartan una infraestructura digital unificada que se pueda controlar desde una única plataforma para optimizar los procesos, y reducir la energía y los costos.

Los avances en las capacidades tecnológicas conllevan riesgos mayores junto con posibles beneficios: a medida que los edificios dependen más de tecnologías digitales, también se vuelven más vulnerables a los ciberataques.

La ciberseguridad, es decir, la práctica de proteger a las personas, los sistemas y los datos frente a los ciberataques, probablemente se convertirá en una prioridad aún mayor de lo que es ahora para las organizaciones que invierten en edificios inteligentes.