Soluciones de Control y Supervisión de eficiencia energetica en la industria farmacéutica

Factores Clave que incentivan la Eficiencia Energética

También es posible que se trate de una mejora de la disponibilidad y fiabilidad de la instalación, ya que, como se comprobará a continuación, existe una correlación directa entre ambas. Por último, puede ser una cuestión de ahorrar en costes. No es difícil encontrar empresas que tienen consumos energéticos de 300 k€/año; en esas compañías, un ahorro nada más que de un 10% haría recuperar

la inversión en la mayoría de los casos en torno a los 5-7 años. Por lo tanto, es bien sabido que este último motivo es el que más peso específico tiene en la decisión.

Por otro lado, algunos actores, analizando el entorno energético mundial y algunas cifras macroeconómicas, se anticipan y empiezan a alinearse con la Eficiencia Energética. Hoy en día, somos 6.800 millones de personas en el mundo, de los cuales el 18 % pertenecen a la OECD y el 82% forman parte de los países emergentes. Es lógico pensar que los países industrializados consumen alrededor del 50% del consumo energético mundial y que emiten menos cantidad de emisiones de CO2, ya que los procesos automatizados e inteligentes son, por definición, menos consumidores y menos emisores linealmente hablando.

Lamentablemente, la situación prevista para el 2030 no va a suponer un alivio, sino que va a ser considerablemente peor. Semejantes cifras de crecimiento poblacional de más de un 20% y de un 46% más de consumo energético, pasando de 13 a 19miles de millones de toneladas de petróleo. Las emisiones totales superarán los 40millones de toneladas métricas de CO2, con un crecimiento de un 40%.

No hace falta ser un gurú de la Eficiencia Energética para anticipar que el dilema energético cae por su propio peso y que todos van a tener que adoptar medidas en la industria, en un corto-medio plazo para conseguir regular el consumo y las emisiones, de forma que sea posible vivir en un entorno sostenible.

Es por ello que es necesario aprender a adaptar y manejar el consumo de la energía y sus agentes contaminantes por las razones citadas anteriormente y para evitar ser sancionados por las autoridades.

La Eficiencia Energética debe ser abordada en todo su ciclo de vida, es decir, desde su generación

hasta su consumo responsable. Las plantas generadoras de energía se enfrentan a una serie de desafíos y los consumidores nos enfrentamos a otros distintos, pero totalmente necesarios para poder llegar a buen puerto.

Soluciones de Control y Supervisión de Eficiencia Energética en la Industria Farmacéutica

¿Qué motiva a las empresas a adoptar una actitud de ahorro energético? Las razones son varias y entre ellas se pueden destacar el ahorro de energía, la disminución en la emisión de CO2 y la mejora en la percepción de la imagen de la empresa. Muchas empresas, hoy en día, asocian sus acciones de comunicación a las energías limpias y la Eficiencia Energética.

Es obvio que el creciente aumento de los precios de los combustibles fósiles de los últimos 30 años y su inestabilidad frente al carbón le convierte en el tipo de energía más utilizado.

Este incremento es otro de los argumentos que impelen a la industria a evolucionar hacia un consumo más racional y enfocado a la Eficiencia Energética.

Contexto energético nacional en la industria

Antes de analizar el entorno industrial en los países de más desarrollo en este tipo de industria, es necesario definir con exactitud que es la Eficiencia Energética. A menudo se piensa que es suficiente únicamente adquirir elementos terminales de bajo consumo. Es cierto que este tipo de acciones son eficaces, pero eso no es más que la punta del iceberg.

La Eficiencia Energética se define como la relación entre la producción de un rendimiento, servicio, bien o energía y el gasto de energía asociado. Es decir, es un ratio o cociente entre producción, confort o calidad en función del consumo energético.

Eficiencia Energética= Producción /Consumo energético

Por lo tanto, como cociente que es, ¿cómo aumentaremos la Eficiencia Energética?. Rigiéndonos estrictamente por las matemáticas cuando sucedan 3 situaciones:

• Aumente la producción y se mantenga constante el consumo

• Se mantenga constante la producción y disminuya el consumo

• Cuando aumente la producción y disminuya el consumo: situación ideal.

Por lo tanto, únicamente con un uso de elementos terminales de bajo consumo quizás no consigamos llegar a aumentar el ratio. Es necesario cumplir los dos cimientos del iceberg:

• El producto terminal debe ser un recurso optimizado, es decir, automatizado y que trabaje sólo en las ocasiones que sea necesario.

• El elemento terminal debe disponer de un buen sistema de distribución eléctrica que facilite la continuidad de servicio y la fiabilidad. No conseguiríamos aumentar el ratio si la energía fuera entregada con fallos de suministro que provoquen paros intempestivos de los procesos, aumentando considerablemente el consumo en los transitorios o puestas en marcha.

Como conclusión, vale la pena resaltar la siguiente cita: "La energía más limpia, más barata y más eficiente es la que no se consume", que encaja perfectamente con lo comentado.

Una vez aclarados estos conceptos, podemos abordar con claridad la Eficiencia Nacional. Si analizamos el consumo energético de países con sobrado desarrollo de esta industria como: Francia, Italia, Reino Unido e Irlanda, se puede apreciar como la intensidad energética (inversa de la Eficiencia Energética) empeora desde los años 90, mientras que en el resto de países mejora, aunque si enfocamos el entorno industrial, observamos que la degeneración es menor y más estable, cosa que

avala la correlación que hay entre automatización industrial y Eficiencia Energética.

Segmentando el consumo energético por mercado de destino, es fácil obtener datos macroeconómicos, atendiendo a que el mayor foco de gasto se sitúa en la industria Química (22%),Minerales no Metálicos (15%), Alimentación, bebidas y tabaco (8%) y siderurgia y fundición (12%).

Ahora bien, dándole otra vuelta de tuerca y centrándonos en analizar en qué tipos de aplicación hay más consumo en una industria tipo, veríamos que en vapor y calor industrial se estima un gasto medio de entre el 20 y el 40%, en aire comprimido y refrigeración de un 4-20%, y en control de motores de un 15 a un 50%. Es decir, es en este tipo de aplicación donde se registra un mayor consumo de energía.

Plan de subvenciones

Existen a día de hoy distintos planes gubernamentales (lo mismo ocurre en el viejo continente) que impulsan la Eficiencia Energética.

De este modo, bonifican a las industrias que invierten en proyectos con entorno de Eficiencia.

Por ejemplo, uno de los planes de mayor peso es "El plan de acción de Ahorro de Eficiencia Energética 2008-2012 (E4)", impulsado por el Instituto para la Diversificación y Ahorro de la Energía (IDAE), al cual las administraciones públicas destinan 2.367M€. Cada comunidad autónoma dispone de un ente regulador de la Eficiencia Energética al cual es necesario abordar de forma independiente poniéndose en contacto con ellos, aunque si queremos generalizar en cuanto a aportaciones medias, contamos con un 75% para la subvención del valor del estudio de la auditoria energética y de un 10 a un 40% en función del proyecto para la implantación de soluciones adoptadas.

Cómo enfocar la Eficiencia Energética

A la hora de abordar concretamente el objetivo de la Eficiencia Energética, es necesario realizar diferentes pasos que cierran un círculo realimentado, de forma que el sistema se encuentra bajo control de eficiencia. Es lo que llamamos el ciclo de la Eficiencia Energética.

Para ser coherentes, en primer lugar es recomendable hacer una auditoria energética y estudiar minuciosamente los consumos por procesos y por acometidas. Con la intención de conocer con exactitud qué es lo que está ocurriendo en la industria, disponer de los datos cuantitativos permite fácilmente abordar una mejora con exactitud y establecer unas bases en términos de Eficiencia Pasiva y Activa.

Una auditoría energética se basa en una inspección de campo que tiene como objetivos:

• Conocer la relación entre los procesos, tecnologías y flujos de energía.

• Estimar inicialmente ahorros e inversiones potenciales para las tecnologías siguientes:

– Aire comprimido

– Compensación de Energía reactiva

– Climatización, centrales de producción y unidades terminales

– Ventilación, aspiración y/o extracción

– Sistemas de bombeo

– Control de iluminación eficiente

– Sistemas de Supervisión energética

Los pasos a seguir son generalmente:

• Identificación de oportunidades o áreas de mejora energética

• Desarrollo del Plan de Medidas Energéticas de los consumos

• Análisis de los perfiles de demanda del emplazamiento en estudio

• Sectorización de consumos y costes relativos a las energías y fluidos consumidos

• Definición del ahorro e inversiones potenciales para las tecnologías consumidoras de Energía.

• Opcionalmente se pueden llevar a cabo estudios de optimización de la tarifa eléctrica, análisis de calidad y fiabilidad de suministro.

La Auditoría Energética está indicada para aquellos clientes que quieren conocer en profundidad

el rendimiento energético de sus instalaciones, las propuestas de mejora identificadas a implantar y el plan de inversión asociado.

Para retomar lo citado previamente, dentro del perímetro de Eficiencia Pasiva se encuentran todos los elementos que, una vez instalados o construidos, no son capaces de adaptar su consumo a la demanda, como, por ejemplo, el uso de materiales de aislamiento para el recubrimiento de paredes, que favorecerá considerablemente el consumo de la calefacción.

En el paquete de Eficiencia Activa es donde podremos abordar todo lo referente a los controles de automatización y control, con los cuales podemos conseguir reducir el consumo según su demanda sin reducir su eficacia.

Sería el caso de los controles de climatización, iluminación, motores, etc. Por último, y no por ellos menos importante, es necesario supervisar todo el proceso para que el sistema sea mantenido e incluso mejorado con la finalidad de estar bajo control.

¿Cuánto es posible ahorrar en la Industria?

Esta es la pregunta del millón. Tras realizar diferentes estudios y poner en práctica diferentes proyectos, se estima que un ahorro entre un 10 y un 20% es perfectamente válido en una instalación media. Idealmente hasta un 30% si se cumplieran diferentes factores.

Ahora bien, un ahorro de consumo de un 15% no es nada despreciable si partimos de las enormes facturas de las empresas, donde es fácil encontrar cuantías anuales de 300 o 400 k€. La pregunta que todas las empresas se formulan es la cantidad del retorno de la inversión ROI (Return On Investment).

Esto es un tema a tratar de forma independiente por cada empresa a través de la auditoría. Existen bastantes ejemplos de empresas con un ROI de 5 o 6 años más el aporte de las subvenciones.

Es más, en aplicaciones puntuales como climatización y bombeo y mediante la instalación de Variadores de Velocidad Altivar es posible obtener un ROI de 9 a 24meses.

Aplicaciones típicas susceptibles de ahorro energético y medidas a llevar a cabo

En una industria tipo, existen diferentes aplicaciones comunes que son susceptibles de mejora o focos de consumo energético. Es posible encontrar un transporte de líquidos (bombeo) o un transporte de sólidos (de materiales o productos), una climatización de las oficinas y/o de las naves, una fuente de

vapor o de calor y frío industrial o una zona de compresores.

En definitiva, todas ellas tienen algo en común y se pueden fácilmente optimizar englobándolas en 3 segmentos aplicativos distintos:

1. Medición y supervisión energética

2. Arranque y control de motores

3. Control de climatización e iluminación (sistemas integrados)

A continuación detallaremos cada una de estas etapas.-

• 1. Medición y supervisión energética.

En este segmento se incluye todo lo referente a la captura de datos de campo, así como a la visualización, tratamiento e interpretación.

Existen diferentes tecnologías y dispositivos de campo en función de las necesidades o pretensiones que tengamos. Nos podemos encontrar con diferentes alcances. Desde una lectura a nivel de dispositivos de campo hasta una supervisión de información de planta.

Observemos algunas de las características que demandan las soluciones:

A-SUBSISTEMA DE CONTROL DE PLANTA

Existen diferentes dispositivos de campo capaces de tomar mediciones de este tipo.

Son los siguientes:

Los dispositivos TeSys U son accionamientos integrales compactos electromecánicos capaces de tomar medidas eléctricas de los motores que alimentan y de tener un control de su evolución. Estas mediciones pueden trabajar a stand alone, por si mismas, sin conectarse a sistemas superiores o bien enviar la información a través de buses de comunicación a sistemas superiores SCADAS o autómatas programables que trabajen en Modbus, Profibus, DeviceNet, CANopen,AS-i.

Si lo que pretendemos es tener un control total del motor, como es el caso de los motores críticos, es posible instalar un TeSys T, que es capaz de proteger contra sobrecargas, fugas a tierra, desequilibrio o falta de fase, subcarga, arranque prolongado, inversión de fases, bloqueo y con la posibilidad de conectar sondas PTC o PT100. También puede leer tensión y hacer un deslastre de cargas no prioritarias.

Todas ellas se pueden visualizar de forma autónoma conectándolo con una Magelis o bien enviándolas a sistemas superiores mediante comunicaciones en Ethernet, Modbus, Profibus, DeviceNet y CANopen.

Otra de las formas de capturar señales y estados de motores es mediante la instalación de variadores de velocidad Altivar. Además de aprovechar sus aportaciones a la Eficiencia Energética, como veremos posteriormente, es capaz de obtener todas estas medidas en un display o bien enviarlas mediante comunicaciones a sistemas superiores.

Otros dispositivos que efectúan mediciones son:

•Medición de la Línea de Media Tensión con el Relé SEPAM: Éste nos protege y nos da información a través de su central de medida, aportándonos información propia de la línea, es decir, protecciones de fase y a tierra, protección para sobrecargas térmicas RMS, contador de tensión y corriente, y un amplio abanico de protecciones de motor y generador, entre otras.

•Medición de la Línea de Baja tensión con Power Meter: Con esta central de medida empotrable o carril DIN se obtienen desde parámetros básicos de Tensión, Intensidad y Tasa de distorsión harmónica (THD) hasta las opciones más avanzadas de registro de datos con memoria interna y detección de huecos o calidad de la energía con espectros de frecuencias.

• Supervisión energética de una planta o instalación con un servidor Web de Visiona: Dentro del subsistema de supervisión, una de las opciones es utilizar Visiona, un portal de gestión y supervisión energética. Es un servidor web que mediante una IP fija posibilita configurar una o varias plantas en un mismo servicio, obteniendo todos los datos energéticos necesarios sin necesidad de tener instalado ningún software. Es posible registrar la información por fábricas, edificios o locales y por circuitos importantes (General, refrigeración, climatización, iluminación…) y obtener datos de calidad de energía, de alarmas de sistema y de simulación de tarifa eléctrica.

B-SUBSISTEMA DE INFORMACIÓN DE PLANTA

Este subsistema se enmarca en el ámbito de las soluciones de Business Intelligence y Manufacturing Information Systems (MIS).

Éstas permiten interconectar los procesos a nivel de planta con el resto de procesos corporativos, permitiendo ofrecer una visión única y consolidada de la información: producción, consumos, costes, etc.

Un aspecto clave a la hora de implementar este tipo de soluciones es disponer de datos de calidad a bajo nivel, como los que hemos visto anteriormente. Sin ellos, no es posible llegar a conclusiones que puedan ayudar a tomar las decisiones correctas. Por ello, es básico disponer de un sistema de adquisición de datos de planta lo más automatizado posible, de forma que no se registren errores en

este proceso de recogida. Los dispositivos inteligentes son fundamentales para alcanzar este objetivo.

De igual forma, disponer de datos fiables no es una garantía por sí misma si no se dispone de una plataforma robusta, optimizada, abierta y bien dimensionada que sea capaz de almacenar los datos y, a su vez, proporcionar medios tecnológicos que permitan procesar dicha información de forma masiva. La plataforma tecnológica debe ser transparente al usuario, pero constituye el núcleo del sistema, garantizando su rendimiento y la escalabilidad futura.

Por último, la información debe ser fácilmente accesible y obtenerse por medios flexibles. Los informes estáticos son útiles para un seguimiento rutinario de la evolución de los procesos productivos y facilitan la detección de un primer nivel de incidencia, pero es fundamental disponer de informes configurables por el propio usuario, sin necesidad de reingeniería y de herramientas abiertas que permitan realizar consultas no previstas en tiempo de desarrollo del proyecto.

Teniendo en cuenta estos requerimientos generales, la solución de Schneider Electric se basa en el sistema de control integral sg2, constituyendo la plataforma sobre la que se sustenta el subsistema de almacenamiento histórico y de explotación de la información. sg2 permite centrar los esfuerzos del proyecto en los aspectos que aportan valor en la gestión de la información, ya que facilita enormemente la adquisición de datos fiables y su puesta a disposición de la aplicación de Eficiencia

Energética mediante:

• Objetos de librería que resuelven la comunicación con los elementos de campo de forma transparente a través de la red Ethernet y pasarelas para conexión de dispositivos inteligentes.

• Objetos de librería que gestionan la adquisición y acondicionamiento de los datos que provienen de los analizadores de energía (PowerLogic) y la instrumentación inteligente (contadores).

• Integración automática y orientada a objetos de los subsistemas de adquisición, control y supervisión.

• Visualización de datos a tiempo real e históricos que facilita la operación y el mantenimiento

a nivel de planta. Por su parte, Vijeo Historian asegura y optimiza el almacenamiento de datos a largo

plazo, constituyendo la plataforma que permite correlacionar y agregar información de forma masiva, transformándolos en información valiosa para la toma de decisiones. Vijeo Historian utiliza herramientas estándar del mundo de las Tecnologías de la Información; en concreto, la Base de Datos relacional MS SQL Server y el sistema de informes MS SQL Reporting Services. El uso de esta herramienta estándar de mercado, combinada con técnicas que permiten optimizar la integración con el subsistema de Supervisión, reducir el espacio requerido en disco y mejorar el rendimiento, así como mecanismos para garantizar la disponibilidad de los datos adquiridos de planta, facilitan el mantenimiento del sistema y reducen los costes de aprendizaje en una pieza clave del sistema y que se constituye como el eslabón entre los sistemas de planta y los sistemas corporativos.

Una aplicación de Eficiencia Energética permite realizar multitud de consultas mediante informes preestablecidos, informes dinámicos (configurables por el usuario) y herramientas de propósito general (MS Excel). Asimismo, existe la posibilidad de graficar y exportar datos mediante otras herramientas.

Entre otros, es posible correlacionar y/o agregar datos relativos a periodos seleccionables de tiempo y utilizar modificadores, tales como:

• Áreas de la instalación

• Detallado / Total

• Detalle de suma del mismo tipo de contadores (suma de todos los eléctricos, agua y/o gas)

• Total de suma del mismo tipo de contadores

• Mayores consumidores

En definitiva, un sistema de este tipo requiere de:

• Información al alcance de los usuarios involucrados en la detección de puntos de mejora, facilitando el proceso de toma de decisiones. Una solución de este tipo permite acceder a la información a través de un portal Web que puede ponerse al alcance de cualquier estación corporativa, si bien el acceso a la información está restringido al personal autorizado.

• Informes de primer nivel planificados y publicados de forma automática, quedando a disposición del usuario para su consulta sin requerir ningún tipo de intervención.

• Además, los usuarios deben disponer de medios para parametrizar las consultas (periodos de tiempo, áreas de la instalación, etc.), de forma que se facilite el análisis de la información, permitiendo correlacionar y/o agregar datos. Los informes dinámicos diseñados permiten al usuario establecer los criterios de las consultas en un lenguaje natural, facilitando su manejo.

• Los usuarios avanzados, con una formación mínima, disponen de medios que permiten acceder fácilmente a la información. Sería el caso de herramientas ofimáticas de propósito general (por ejemplo MS Excel), permitiéndoles desarrollar sus propios informes.

Arranque y control de motores

Los motores son, sin duda alguna, los mayores consumidores, representando más del 60% del uso de la electricidad industrial.

Existen varios mecanismos de arranque y control de motores y en todos ellos se podrían proponer soluciones de Eficiencia Energética. En concreto, es posible realizar un arranque a través de:

• Un arranque directo TeSys

• Un arranque estrella-triángulo TeSys

• Un arrancador electrónico Altistar

• Un variador de velocidad Altivar

Por lo que respecta al arranque directo TeSys, existen a día de hoy referencias de bajo consumo capaces de consumir hasta un 55% menos de potencia en las bobinas del contactor. Cuando nos referimos a Eficiencia siempre la asociamos a los variadores de velocidad, tanto para aplicaciones de par constante como para aplicaciones de par variable (bombeo y climatización).

En aplicación de par constante pueden ser una fuente de Eficiencia desde el punto de vista de adaptar las necesidades de velocidad a la demanda. Aunque donde más ahorro van a generar es en las aplicaciones de par variable, como son la ventilación y el bombeo.

En ellas, si hacemos trabajar el variador de frecuencia al 80%de su caudal, obtendríamos un ahorro en el consumo del motor de un 50%.

El Variador de Velocidad Altivar lo consigue gracias a sus leyes de ahorro energético que controlan la corriente magnetizante suministrada al motor, para que, de esta forma, se proporcione la intensidad justa y necesaria para mantener el par motor y que, en definitiva el consumo desde la red sea inferior al modo convencional lineal ley tensión frecuencia (V/f)

Control de climatización e iluminación

Una de las instancias donde más consumo se genera es en la climatización. Teniendo en cuenta el tipo de instalación (un despacho, unas oficinas, un parking…), se deberá cumplir una normativa de renovaciones de aire o de CO2 existente en la sala. Al tratarse de una aplicación de par variable, es una de las que nos va a ofrecer un mejor retorno de la inversión

Más allá de un control básico de energía

Es muy común la infrautilización de los sistemas de control y automatización en las instalaciones o el uso de termostatos programables dedicados al equipamiento mecánico instalado.

El coste inicial de implementar un sistema de control básico es bajo, pero puede salir muy caro a posteriori, ya que con los incrementos del precio de la energía actuales no se dispone de una vía efectiva para gestionar el consumo de energía de la instalación y así, poder reducir gastos. Esto supone unos grandes costes adicionales necesarios para introducir estrategias de control que podrían haber sido previstas desde el inicio, con un sistema de gestión más escalable.

Un sistema de gestión del edificio está basado en una red de controladores que permite una labor de control y supervisión cercana y precisa del rendimiento de las distintas instalaciones de un edificio, incluyendo bombas, ventiladores, válvulas, compuertas, compresores, ascensores, alumbrado y más.

Los sistemas integrados permiten unir funciones tan dispares como el control de accesos con el control de clima y de alumbrado en cada una de las zonas en que esté dividido el edificio. También posibilitan incorporar prestaciones dedicadas a la seguridad del edificio y de las personas, como son el sistema de detección de incendios, el control de accesos, CCTV…

Una de las claves al escoger un sistema de supervisión debe ser su flexibilidad y escalabilidad para proteger la inversión realizada inicialmente por el propietario y prevenir la posibilidad de incorporar nuevas aplicaciones o mejorar las existentes en el futuro.

En el caso del alumbrado, un BMS permite gestionar de forma centralizada diversos parámetros de ocupación en oficinas, baños y vestuarios y almacenes; regular las instalaciones de acuerdo a una zonificación adecuada, y modificar el nivel de alumbrado, aprovechando la luz natural o bien reduciendo el flujo lumínico en los pasillos por las noches, manteniendo el compromiso con los niveles

mínimos de seguridad y salud. En conjunto, la implantación de un control efectivo de las instalaciones

de alumbrado en un edificio puede conllevar a una reducción de hasta el 30% de los costes de energía asociados a la iluminación.

De acuerdo a diferentes estudios realizados por Organismos Internacionales (US DOE, UK Carbon Trust, etc.), el hecho de disponer de un sistema de control bien diseñado que permita una gestión de los distintos sistemas existentes en el edificio puede aportar una reducción de los costes totales de energía de un 10%omás (pudiendo llegar a niveles del 20% anual), por lo que es una solución muy considerada en la modernización o construcción de nuevas instalaciones.

Esta gestión del ahorro energético se puede vertebrar en una serie de buenas prácticas, englobadas en tres niveles de actuación, implementadas y probadas comúnmente por gestores de edificios.

Aplicaciones de control fundamental

Es el punto de partida para el gestor de la instalación que quiere ir más allá de los termostatos programables o del control de iluminación por presencia. Algunas técnicas para el control fundamental incluyen:

• Programación zonal: Permite tener zonas definidas del edificio con niveles de climatización e iluminación o apagados según un calendario, adaptando las distintas zonas a sus necesidades reales según la ocupación del momento, sin tener necesidad de mantener toda la instalación al 100%.

• Control por ocupación: En esta aplicación, las consignas de confort del HVAC cambian de tal modo que la temperatura ambiente disminuye en invierno y aumenta en verano. Por consiguiente, se reduce la demanda de frío y calor durante las horas en que la sala no está ocupada.

• Configuración temporal fuera de horario: Permite cambios en los ajustes de confort fuera de horario, eliminando la necesidad de modificar programaciones por cuestiones temporales que pueden quedar de forma permanente por accidente. También evita tener un ala entera en modo ocupado para satisfacer las necesidades de un pequeño grupo.

• Sensores de ocupación: Activar las luces y/o el HVAC de la sala mediante la detección de movimiento. El sistema de automatización también posibilita el control o la activación basada en tarjetas de acceso para ciertas áreas del edificio, como pueden ser laboratorios, almacenes de material peligroso…

• Programación de vacaciones y festivos: Un calendario define el control del HVAC y de la iluminación de las oficinas, laboratorios, consultas para todo un año, ahorrando tiempo al personal, implementando programaciones especiales y asegurando que el sistema no funciona en modo ocupado en vacaciones, festivos o fines de semana.

Aplicaciones de control avanzado

En muchos casos, el mismo sistema de control para el control fundamental es capaz de realizar aplicaciones de control más avanzadas como pueden ser:

• Control solar: Permite programaciones del alumbrado (en las zonas de aparcamiento, señalizaciones y otros alumbrados de las zonas exteriores), variando a lo largo del año según cambia la duración de la luz diurna. Así se previene tener el sistema de alumbrado de las zonas exteriores encendido durante el día. El sistema calcula automáticamente la hora de salida y puesta del sol basándose en la latitud y longitud del edificio.

• Regulación de luz constante: En las zonas del edificio próximas a ventanas exteriores, el alumbrado puede regularse o apagarse en base a unos niveles mínimos de luz detectados por fotocélulas. El uso de persianas motorizadas también puede optimizar la disponibilidad de luz natural sin comprometer

la Eficiencia Energética.

• Arranque óptimo: El sistema de HVAC arranca sólo cuando se requiere llevar al edificio a las consignas de los niveles de confort adecuados para los modos de ocupación. Las rutinas de control tienen en cuenta la temperatura del aire exterior y la temperatura ambiente de los espacios interiores

cuando se inician los ciclos de calentamiento o enfriamiento matinales.

• Parada óptima: Determina el momento posible para iniciar la vuelta atrás de las temperaturas antes de los periodos de no ocupación mientras se mantiene el confort. La temperatura ambiente deriva gradualmente más allá de los niveles de confort, anticipándose al periodo de no ocupación.

• Ventilación bajo demanda: Los niveles de CO2 en un espacio ocupado se usan como indicador de ocupantes en una sala. Se relaciona el nivel de CO2 con la compuerta de entrada de aire "fresco", indicando cuando se necesita unmayor grado de aire exterior. Los niveles de CO2 también ayudan a anticipar la aportación de calor y frío en el control termostático para optimizar el confort y la recirculación de aire.

• Reajuste de temperatura en la aportación de aire para VAV: La temperatura de impulsión del sistema VAV puede reajustarse cuando no se requiere una carga total de frío. Esta temperatura se incrementa en los días más fríos según la carga del edificio en ese momento. Esto minimiza la necesidad de enfriar mecánicamente, optimiza el uso de economizadores y mejora el confort.

• Limitación de la demanda: Monitoriza las medidas eléctricas en equipos de alta demanda energética, relajando las consignas para inmediatamente reducir la demanda. Esta técnica puede, por ejemplo,

prevenir una enfriadora de sobrecargas, pero también puede cambiar las consignas de forma global en todo el edificio para evitar un pico de carga. El equipo no crítico y las cargas del alumbrado también pueden apagarse.

•Optimización de centros de producción de frío: Los parámetros de los centros de producción pueden recalcularse según la carga y las necesidades del edificio.

• Reajuste temperatura del ACS: La temperatura del ACS puede resetearse en función del ambiente exterior, disminuyendo las pérdidas de calor en las tuberías de suministro. Esto ahorra energía y también ayuda a mantener el confort del usuario porque reduce aportaciones de calor localizadas causadas por tuberías excesivamente calientes.

Aplicaciones de control integrado

El concepto de control integrado es una extensión del control fundamental y avanzado, pero con conexiones a diversas partes de la instalación. El control integrado proporciona un alto nivel de potenciales beneficios para el negocio, a lo que hay que sumar la flexibilidad para extender el control, a bajo coste, para futuros objetivos de ahorro energético.

• Variadores de velocidad: Los variadores de velocidad optimizan el consumo de los ventiladores

del sistema de HVAC, acelerando o frenando el ventilador basándose en las demandas de clima del espacio controlado. Usando variadores, la reducción de un 20% en la velocidad de los ventiladores da como resultado un 49%de reducción del consumo eléctrico.

• HVAC e iluminación activadas por tarjeta de acceso: Consiste en el uso de lectores de tarjeta para entrar en el control de la activación del alumbrado y la climatización de la zona específica donde el usuario de la tarjeta trabaja. Esto es especialmente útil para ahorrar energía en áreas con periodos de

ocupación impredecibles.

• Informes y facturación: El sistema de automatización obtiene registros semanales, mensuales o anuales de consumo energético. Estos registros pueden incluir informes que verifiquen que las renovaciones de aire en los quirófanos cumplen, pero no exceden los requisitos, como también pueden reportar que las temperaturas de las salas que necesitan de un ambiente de temperatura

controlada se mueven dentro de los parámetros establecidos. En caso de tener zonas arrendadas se puede facturar el consumo energético al cliente.

• Equipos de terceros: Los sistemas de HVAC, sistemas de detección de incendios, sistemas de alarmas y sistemas de evacuación de humo están integrados en un solo sistema de automatización. Este tipo de

integración comporta un control total de la instalación a través de un único interfaz gráfico.

•Medición y análisis del suministro y distribución eléctricos: Se trata de disponer de equipos que midan y analicen la calidad de la energía eléctrica suministrada. De esta manera, se aprovecha al máximo toda la energía disponible y se evita las penalizaciones de las compañías (negociación de contratos). También para filtrar los armónicos y reducir los calentamientos, las pérdidas y evitar disparos intempestivos.

• Control y supervisión centralizados: El personal de mantenimiento o el gestor energético pueden monitorizar y controlar todo el edificio desde una misma estación de trabajo, ya sea desde la misma instalación o remotamente vía Internet. Las alarmas definidas por el usuario pueden aparecer en el

terminal o ser enviadas a una dirección de correo electrónico o como un mensaje SMS. Además, el proveedor de energía puede también realizar monitorización remota. Todas estas prácticas son sólo algunas de las técnicas de control que pueden aplicarse para conseguir ahorros energéticos en edificios.

Conclusiones

La industria farmacéutica, sin ser una gran consumidora de energía, tiene un gran potencial para optimizar su factura energética global.

Las vías de mejora son amplias y diversas, pero las más significativas se encuentran en el control de los motores, en la optimización de la climatización y en la medición y supervisión energética. En cada caso y para cada instalación, el ROI será diferente. Con especialistas de soluciones globales y de gestión de la energía, como Schneider Electric, es posible disponer de los productos y de las soluciones necesarias para aumentar la Eficiencia Energética en todos los pasos del ciclo, desde el proceso de auditoría, asesoramiento, ejecución y coordinación hasta la puesta en marcha de las instalaciones.

Autor:

MSc. Javier Fernández Rey

Especialista del Departamento de Energía

Centro de Inmunología Molecular

Ciudad Habana, Cuba Tel.: 271-4754,