Ventajas de la automatización y el control HVAC

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La automatización de sistemas es parte de nuestra vida diaria. Conocer cómo operan en los equipos de la industria aumenta tus capacidades laborales, por lo que es importante que sepas de qué se trata esta herramienta que ayuda en la supervisión y al control de procesos, y que cada vez es más común

Karemm Danel

Habitualmente, los procesos productivos eran realizados por el hombre, pero fue desde la Revolución Industrial que esto se transformó hasta llegar a un punto en el que es posible interactuar con elementos tecnológicos para favorecer la eficiencia y la calidad de los productos; de ello se trata la automatización. El recurso humano favorece la productividad a través del diagnóstico, la supervisión y el control de calidad del proceso.

La automatización tiene ciertos objetivos:

  • Aumentar la productividad de las empresas, reduciendo costos de producción y mejorando la calidad
  • Mejorar las condiciones laborales de los trabajadores y, por lo tanto, su seguridad
  • Llevar a cabo operaciones que no pueden hacerse manualmente
  • Mejorar la disponibilidad de los productos, proveyendo lo necesario en el momento preciso
  • Integrar la gestión y producción

Se divide en:

  • Parte de mando. Es la principal. De manera autómata programable se encarga de la supervisión, la corrección de errores y la comunicación.
  • Parte operativa. Se actúa de manera directa sobre la máquina y considera aquellos elementos que logran que ésta haga la operación deseada, es decir, los accionadores, como motores, cilindros, compresores, entre otros.

Del tema nos habla el ingeniero Álvaro Ruíz, gerente Nacional de la División de Soluciones de Control en Carrier México, quien asegura que la automatización optimiza la mano de obra, algo que se puede observar no únicamente en la industria HVAC, sino en todas las que contemplan procesos de manufactura, donde las tareas de las personas se vuelven sumamente más específicas, haciendo posible que los trabajadores se desarrollen más intelectualmente en lo que quieren, dejando que la automatización tome las decisiones repetitivas.

Por ejemplo, señala que sería absurdo tener a una persona que tomara la temperatura todos los días en las paredes de los termostatos para llenar una bitácora. “Las horas hombre y el tipo de trabajo resultan repetitivos y no aportan nada a su nivel profesional, mientras que un sistema de control puede arrojar datos, guardarlos y mostrarlos para información histórica, y a esa persona podemos involucrarla en otras áreas que no sólo sean de aire acondicionado (AA); dentro del edificio, ella misma podría atender temas eléctricos o hidráulicos o de mantenimiento operativo”, señala Ruíz.

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El recurso humano favorece la productividad a través del diagnóstico, la supervisión y el control de calidad del proceso

La actualización consigue ahorros
La automatización de los sistemas de climatización ofrece una herramienta que funciona de manera autónoma. Actualmente, abarca diversas aplicaciones que impulsan la reducción del consumo energético. Para el ingeniero Ruíz, su relevancia se debe a que se trata de uno de los factores que más desarrollo ha registrado en los últimos cinco años. “El AA es sumamente tradicional; si hablamos de una manejadora o de un enfriador de agua, han evolucionado en cuanto a uso de materiales y eficiencias, pero, en esencia, se trata de la misma tecnología que se maneja desde hace más de 50 años. Las tecnologías de compresión sí han tenido cambios, aunque sólo en términos de eficiencia; sin embargo, ya hablando de sistemas de automatización, éstos han dado un vuelco enorme; tenemos el hecho de que en los últimos años se ha presentado una convergencia en cuanto a los protocolos de comunicación. Tal es el caso de la necesidad de que existan edificios completamente cubiertos en todos sus sistemas, por ejemplo, dado que el mayor consumidor de energía es el sistema de AA, aspecto sumamente importante”, dice el ingeniero Ruíz. Ante esto, comenta que se recurre al protocolo de comunicaciones creado por la American Society of Heating, Refrigerating, and Air-Conditioning Engineers (ASHRAE), al que pertenece la mayoría, debido a que es importante normarse. Se trata del protocolo BACnet.

Para mantenerse actualizadas, las compañías han llevado a cabo investigaciones y logrado avances para la creación de nuevos productos que cubran las necesidades y que converjan en un sistema que principalmente gobierna el AA. Por ello, en la industria se encuentran medidores BACnet, medidores de flujo y sistemas de gestión BACnet.

Asimismo, hay muchos más fabricantes trabajando en cuanto a mejoras de la instrumentación en sus aspectos de medición o sus emisiones de calidad de aire. “Tenemos mucha innovación por esa parte. En términos de eficiencia, la ASHRAE 62.1 habla de la ventilación, que obviamente es trascendente porque recibe una aportación en cuanto a normatividad al momento de instalar un sistema electrónico. No es lo mismo hablar de un espacio determinado que hablar de cambios de aire por determinado tiempo. Ahí se está haciendo un cálculo sumamente mecánico del flujo, que no se compara a contar con un sistema inteligente que te permita anticipar si existe ocupación o no mediante la detección de bióxido de carbono para introducir aire nuevo; claro que, en términos de eficiencia, el sistema electrónico es mejor. A nivel de toma de decisiones, estamos hablando de que los encargados de la administración de edificios requieren datos rápidos y completos para saber dónde existe la posibilidad de falla y, en caso de que ésta exista, poder determinarla rápidamente sin tener que comprometer a los ocupantes en términos de acondicionamiento y calidad de aire”, explica el ingeniero Ruíz.

A0CG0004474Una gran herramienta para el técnico
El confort térmico y la automatización guardan una relación sumamente cercana, porque no se puede concebir un sistema de confort eficiente, saludable y rentable sin un sistema de automatización.

Hace tiempo se pensaba que era suficiente con cubrir las toneladas de refrigeración, “pero en términos de salud de los ocupantes, de eficiencia eléctrica y de disponibilidad de equipo, no sería posible lograr esto sin integrar un sistema de aire acondicionado moderno y un equipo electrónico que nos dé indicadores del buen desempeño o sobre el buen funcionamiento del equipo”, indica el experto.

Además, “los sistemas de automatización ofrecen beneficios económicos y ambientales. El simple hecho de tener un equipo –ya sea mecánico o de control– funcionando hace mucho más eficiente la operación de éste, a diferencia de si lo tuviera operando en forma manual”. El ingeniero Ruíz propone un ejemplo: “Imaginen que tengo dos chillers; el primero con una tecnología que lo hace sumamente eficiente, como un chiller tornillo con variador de frecuencia, de los más eficientes, funcionando de manera aleatoria y a capricho de quien lo opera, pensando que esta persona pueda estar preparada o no o pensando que esta persona también puede estar trabajando hoy aquí o no. No vamos a saber en qué condiciones de trabajo lo tiene, puesto que no lo podemos ver, no podemos ver mucha información de él al no encontrarse a la vista de nadie en un sistema o una pantalla; no sabremos los criterios del set-point (que éste tiene repercusiones en el sistema eléctrico), o si este equipo se queda encendido fuera de horario, o si está haciendo un trabajo adecuado según los flujos máximos o mínimos, o si lo estamos operando al mínimo de sus necesidades de consumo de agua o energía que puedan finalmente afectarlo y obviamente afectar la economía del dueño del equipo. Nunca lo sabremos si no tenemos un sistema de control que nos permita poner esas alertas y observar, como si fuéramos espectadores, el espectáculo del buen funcionamiento de un sistema de agua helada. Si yo confío en una persona y esa persona se enferma o tiene algún olvido, el sistema siempre está disponible para cumplir con un horario o mostrarnos cuando existe alguna deficiencia y tomar una acción inmediata que evite que éste se dañe, evitando también repercusiones económicas y, sobre todo, para hacerlo funcionar eficientemente, lo que significa que necesitamos menos energía para producir más toneladas de agua, generando beneficios a nivel ecológico”.

En el mercado ya existen sistemas de aire acondicionado para el control óptimo y eficiente en la operación de algunos equipos, como los mecánicos, los cuales garantizan un consumo de energía mínimo.

Un dato que todo técnico debe considerar es que México es de los países que más invierte en tecnología de automatización, sobre todo en el sector portuario, en infraestructura carretera y empresas manufactureras, acercándose a los 250 millones de dólares.

PrintHacia dónde nos dirigimos
Debido al rezago que todavía existe en el tema de la formación para manejar sistemas de automatización, actualmente hay organizaciones que realizan el esfuerzo de certificar profesionales o bien generar criterios para el desarrollo sustentable de edificios. “Estamos hablando de Sustentabilidad para México o de la ASHRAE, organismos que buscan fomentar una educación continua y una certificación. Pienso que es el momento en el cual debe haber mayor desarrollo en estas organizaciones, que son las que están haciendo mucho por el AA en el país, con el propósito de que en algún momento se genere una certificación oficial o un reconocimiento que pueda hacer distinción entre un ingeniero que tiene la capacidad y el conocimiento para realizar un proyecto exitoso y aquel que simplemente lo hace de manera empírica, o no muy formal, y que genera riesgos para el inversionista y el usuario final”, explica el ingeniero Ruíz.

Para el gerente Nacional, nos encontramos en la antesala del desarrollo de la industria de la automatización en lo que se refiere al AA; sin embargo, en México aún existe poca cultura en cuanto a temas electrónicos. “Muchos usuarios piensan que es un gasto adicional y se conforman con saber que utilizan un sistema de AA mecánico eficiente. Voy a mencionar una analogía quizás un tanto absurda: es como adquirir el mejor automóvil y no saber cómo conducirlo. No por haber comprado el auto más eficiente voy a tener el sistema más eficiente. Entonces, si cambiamos un poco más la cultura y entendemos que los sistemas de AA bien diseñados, bien hechos y bien instalados generan un valor adicional para un inversionista que requiere retribuciones o un buen retorno de capital, y esto es gracias a que generan eficiencia y como consecuencia costos menores, logrando un retorno de inversión más rápido, las ventajas de la automatizción de procesos HVAC crecerán de manera acelerada”. Esto, en última instancia, derivaría en mejores funcionamientos de los equipos, menos reclamos por garantías, entre otros temas. “Si quienes viven en un edificio o pasan la mayor parte de tiempo en uno entienden que necesitan aire de calidad y que la única manera de corroborar que el aire cumple con esa característica es por medio de instrumentaciones o un sistema de control, la industria dará un vuelco inmediato”, indica Ruíz.

“Todos tenemos que ser parte de esto. En las conferencias que imparto y a los socios de la ASHRAE les comento que el futuro nos va a alcanzar, y quien se suba al barco te va a aventajar. No te conformes con instalar sólo equipos mecánicos o poner un termostato, ve más allá, dale un valor agregado a tu cliente, que pueda llegar a tomar mejores decisiones sabiendo que su equipo está operando de manera adecuada, eficiente, que está generando las mejores condiciones para quienes requieren el servicio de tu equipo. Eso solamente lo puede conseguir alguien que sepa de instrumentación y control y automatización, y quien no tenga esos conocimientos, quedará rezagado”, comenta.

Por otro lado, te será muy útil conocer las normativas que rigen la implementación de estos sistemas, porque es imprescindible que las apliques. Existen parámetros que consideran cuestiones de espacio, altura o de instalaciones de seguridad, entre otros.

“Desafortunadamente, como no existe un comité que evalúe al técnico o como no existe un colegio que certifique si éste cumple o no con los criterios de diseño, muchas veces dependemos de la capacidad técnica o del conocimiento técnico de dichas normatividades, y nadie verifica, por lo que luego nos encontramos con resultados desastrosos que tienen que ver con el tema de seguridad o de calidad de comunicaciones; por ejemplo, el hecho de instalar mal un cable puede generar un mal funcionamiento; por ende, pérdidas de tiempo y, por supuesto, afectaciones finales en el proyecto por carecer de certidumbre en la comunicación. Hay mucha normatividad por seguir, pero falta mucho por hacer”, expresa el ingeniero Álvaro Ruíz.