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Evolución HVAC: Un veloz progreso tecnológico

El avance de la industria HVAC es veloz y su crecimiento mayúsculo. Las nuevas tecnologías abonan para que este desarrollo se dé en conjunción con sistemas  interconectados que faciliten la operación de los equipos y sigan la misma tesitura de eficiencia y sustentabilidad

Por Jorge Waldemar Sosa, Fotografía: Cortesía del autor

La demanda global del sector HVAC ha aumentado rápidamente, por lo que se espera que siga así durante los próximos seis años, con un estimado de 122 billones de dólares en los primeros tres, según las estimaciones de Freedonia Group. Esto representa un crecimiento anual compuesto (CAGR) de alrededor de 4 por ciento de aquí a 2020 y, según los informes de PR Newswire, se espera que para finales de 2017 el mercado de estadunidense crecerá 16 por ciento.

De estas cifras, aproximadamente el 11 por ciento será a través de las ventas de servicios residenciales y comerciales a los sistemas de climatización existentes. El otro incremento del 5 por ciento se producirá como consecuencia de instalaciones nuevas en edificios y casas, aumentando a la par el número de sistemas vigentes.

Mayor enfoque en dimensionamiento de sistemas
Hubo una época en la que un mayor tamaño significaba que era mejor. Sin embargo, los sistemas HVAC y de gestión de edificios (Facility Management System o FMS, por sus siglas en inglés) están logrando ahorros récord, a través de la correcta selección y dimensionamiento de los equipos.

En otras palabras, hoy en día, los grandes sistemas ya no son necesarios para áreas que requieran de un mínimo de refrigeración. Además, las nuevas tecnologías, como los sistemas de agua refrigerada, están proporcionando productos de menor capacidad de enfriamiento, con mejor eficiencia y que rivalizan con los sistemas más grandes.

Nuevos refrigerantes ecoamigables
Siguiendo la corriente global de sustentabilidad, los fabricantes se están moviendo hacia el uso de refrigerantes con bajo Potencial de Calentamiento Global (GWP, por sus siglas en inglés) y Potencial de Destrucción de la Capa de Ozono (ODP, por sus siglas en inglés), ya que usualmente se empleaban HCFC y CFC, principales causantes del desgaste de la capa de ozono.

Estas iniciativas son el resultado del Acuerdo de Kigali, aprobado en octubre de 2016, en el cual todos los firmantes del Protocolo de Montreal establecieron reducir el uso de HCFC, CFC y HFC, gradualmente. Los cambios entrarán en vigor poco a poco en una combinación de productos prohibidos y niveles aceptables de GWP. Por ejemplo, la Agencia de Protección Ambiental de Estados Unidos (EPA) ha prohibido el uso de HFC R-134a y R-410A a partir de enero de 2024, mientras que el gobierno de Canadá ha establecido un límite máximo de 700 GWP para enfriadores de aire acondicionado. Por su parte, México prohibirá su uso para 2020.

Estos cambios traerán dos grandes beneficios:

  • La introducción de nuevos refrigerantes empujará a la industria hacia innovadores sistemas de compresión
  • Prevenir un incremento de 5 oC en el calentamiento global, según estimaciones del gobierno canadiense

Tecnologías más inteligentes
La industria de productos HVAC continúa sus esfuerzos en el desarrollo de dispositivos más “inteligentes”, rápidos y pequeños, que posean mayor capacidad de decisión con base en más variables del entorno, y, a su vez, contemplen estrategias de ahorro para lograr una mayor eficiencia energética.

Para esto, los fabricantes han utilizado procesadores más potentes que les permiten manejar el famoso big data, conectividad bluetooth, IoT, Wi-Fi, BACNET, así como otras funciones adicionales de análisis de datos, diagnóstico y mantenimiento, logrando una “inteligencia distribuida”  capaz de administrar grandes redes de dispositivos de manera eficaz.

Sistemas “conectados”, un nuevo paradigma
Los días de los sistemas aislados o controlados manualmente están llegando a su fin. El número de dispositivos IoT creció 30 por ciento durante el año pasado y se espera que, entre 2016 y 2020, llegue a 225 por ciento.

Durante la Expo Internacional de Aire Acondicionado, Calefacción y Refrigeración fueron revelados los nuevos equipos en versión IoT-ready. Estos podrían integrarse perfectamente al sistema de gestión de la energía, en una empresa existente, sin mucho problema. Asimismo, serán monitoreados remotamente desde una tableta, un celular o una PC; podrán enviar comandos específicos e incluso aprender de sus hábitos. Con esto, podrá llevarse a cabo un diagnóstico de su estado, determinar si está próximo a presentar algún fallo, o bien, si ya sucedió uno; obtener un informe del daño o la pieza que lo sufrió, entre otros aspectos. El resultado es la optimización del mantenimiento y la agilización de los tiempos de respuesta.

Además, la demanda por obtener ahorros consistentes en sistemas de eficiencia energética coloca a la versión IoT-ready como una alta prioridad para muchos fabricantes de sistemas HVAC y administradores de edificios. Esto gracias a que es posible ajustar el consumo de energía basado en las condiciones ambientales en tiempo real, y que, al combinarse con las variables de ocupación, carga térmica, iluminación, etcétera, del inmueble en cuestión reflejan ahorros sustanciales.

Automatización que mejora la eficiencia
La automatización es otra tendencia que dará forma al sector y al facility management en los próximos meses. En los edificios, los sistemas de este tipo tienen microprocesadores que monitorean y transfieren cambios en las variables ambientales a los controladores. Así pues, el Building Management System (BMS) puede realizar ajustes en la iluminación y Calidad del Aire Interior (CAI) para ahorrar energía, al tiempo que reduce costos de operación. Así, cada vez la exige soluciones de BMS más potentes.

Muchos sistemas actuales se basan en BACnet, un protocolo internacionalmente reconocido y desarrollado bajo ASHRAE, ANSI e ISO 1684-5. Además, las soluciones para aplicaciones específicas también son más recurrentes; por ejemplo, un sistema BACnet con un suministro ininterrumpido que proporciona energía de respaldo al control necesario para mantener equipos críticos.

Los sistemas automatizados, incluyendo el control inalámbrico, las alertas y notificaciones en tiempo real, reemplazarán gradualmente a los tradicionales. Para aquellos sistemas que se pueden reparar, se instalarán sensores habilitados con IoT y hubs o centros de conexión que darán a los gerentes de instalaciones (facility managers) una nueva visión, supervisión y control en sistemas HVAC, remotamente y 24/7.

Construcción e implementación de sistemas más eficientes
Poco a poco, los edificios sustentables están impactando en los costos de operación y mantenimiento con datos sólidos. El informe SmartMarket 2016 World Green Building Trends muestra que, para funcionar, los edificios verdes cuestan 14 por ciento menos que los inmuebles tradicionales.

Ante esto, se espera que la demanda por edificaciones verdes se duplique cada tres años. La iluminación led, el uso de refrigerante de flujo variable y la energía solar son sólo algunas de las soluciones que está implementando la industria actualmente, pero también se irán multiplicando con innovación y tecnología.

El principal cambio recaerá en la gestión de instalaciones y ordenación de equipos energéticamente más eficientes, coordinados mediante sistemas BMS o FMS que utilicen dispositivos “conectados” y que puedan monitorearse y controlarse vía remota.

En otras palabras, durante la etapa de construcción, el foco se desplazará de la re-conversión/remodelación de los edificios al uso eficiente de la energía en los sistemas de climatización. Esto reducirá los costos asociados con la gestión de instalaciones HVAC y la integración de los sistemas, pero además mejorará el valor intrínseco del edificio simultáneamente (plusvalía).

Actualmente, se está viviendo una era de una gran velocidad de desarrollo e innovación tecnológica que supera por mucho la Revolución Industrial del siglo XX. Según datos de la Organización Mundial de la Propiedad Intelectual (WIPO, por sus siglas en inglés), entre 2005 y 2015, pasamos de 6 millones 539 mil 256 de patentes/marcas registradas a 11 millones 334 mil 106, lo que significa un incremento de 57.7 por ciento (ver gráfica 1).

Asimismo, el aumento de las comunicaciones a través de nuevos medios y sistemas globales prácticamente ha logrado una comunicación inmediata, tanto entre las personas como entre las máquinas. Esto ha dado un nuevo nivel de oportunidad para el monitoreo de los sistemas y su optimización vía remota. Otra consecuencia es la facilidad en la adquisición de datos y en su análisis, llegando al concepto de big data que plantea un nuevo horizonte.

Por otro lado, la humanidad se ha concientizado más acerca de la sustentabilidad del planeta y se ha exigido a sí misma para lograr más con menos: menos desperdicios y contaminantes; menos desechos tóxicos y gasto de energía. En una frase: menos impacto ambiental. Con esto, se busca enfocar los esfuerzos de la industria para que el provecho económico sea paralelo al beneficio de la sociedad y de la naturaleza.

Son grandes cambios y muchos retos para los próximos años, por lo que hoy más que nunca se abrirán muchas áreas de oportunidad para las industrias, emprendedores, profesionistas, usuarios y especialistas en sistemas HVAC y facility management.

 

Jorge Waldemar Sosa
Líder en productos y servicios para la industria de los edificios inteligentes, con más de 20 años de experiencia en BMS, HVAC, CCTV, F&S. Actualmente es consultor LEED GA, miembro del IMEI y provee asesoría, comisionamiento y supervisión en proyectos de ingeniería.

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