Análisis del comportamiento energético de los edificios a través de la utilización de la inteligencia artificial, el gemelo digital y el BMS
La inteligencia artificial y el gemelo digital, trabajando conjuntamente con los sistemas de gestión de edificios (BMS), pueden ayudar a reducir las emisiones de CO2 y el consumo energético de los edificios y aumentar el confort de los usuarios. Así lo ha corroborado el proyecto europeo SQ Building a través de una solución inteligente llamada DeltaQ.
El proyecto, que comenzó en 2018 y finalizó en 2020, lo desarrolló la compañía belga 3E y contó con una inversión de 2.495.000 euros, de los cuales 1.746.500 euros fueron financiados por el programa de investigación Horizonte 2020 de la Comisión Europea.
La solución DeltaQ es una tecnología de aprendizaje automático, que tiene la capacidad de predecir el comportamiento que va a tener un edificio, basándose en sus características, como son el acristalamiento, la orientación y los materiales de construcción; la ocupación del edificio, que engloba a las personas y los equipos, y la previsión meteorológica.
Estructura de DeltaQ
La solución desarrollada en el proyecto SQ Building dispone de un software de pasarela, basado en la nube, donde se aplica la inteligencia artificial. Este software es el responsable de conseguir mejorar el clima interior, la comodidad de los ocupantes y reducir los costos operativos del edificio, todo al mismo tiempo.
Por otro lado, la solución incluye el dispositivo de comunicación DeltaQ Building Gateway, que se conecta directamente a la red de control del edificio o BMS. Su función es la de recopilar todos los datos que se unifican en el BMS y enviarlos a la plataforma en la nube DeltaQ para su posterior análisis.
Esta conexión se puede llevar a cabo de dos maneras diferentes. Por un lado, utilizando la conexión a Internet de la red del edificio y, por otro lado, mediante una conexión celular. Esta última, se aplica cuando existe una restricción en la red de datos.
La solución crea un gemelo digital del edificio para realizar los cambios en los sistemas y verificar que se produce una mejora en los consumos. Posteriormente, los nuevos parámetros se envían al edificio físico para que se ejecuten en tiempo real.
Gemelo digital del edificio
Para generar el gemelo digital, DeltaQ lleva a cabo un proceso de recopilación de datos, con una duración de entre cuatro a ocho semanas, que permite calibrar correctamente el gemelo digital. Tras este periodo, DeltaQ recalibra el modelo digital semanalmente para tener en cuenta los cambios en las características del edificio, ocupación, cambios estacionales, etc.
Los parámetros que se monitorizan son la temperatura tanto del aire como del agua, los niveles de CO2, así como el estado de las bombas y calderas. Esta información se muestra en el panel central de los clientes indicando las ubicaciones físicas de cada dispositivo.
El gemelo digital aplica la inteligencia artificial y el aprendizaje automático para anticipar cómo reaccionará el edificio y qué necesitará en las próximas horas para mantener la comodidad de los usuarios y la eficiencia energética.
Para ello, tanto la inteligencia artificial como el aprendizaje automático tienen en cuenta los cuatro factores principales, que son las previsiones meteorológicas, la configuración del termostato, la ocupación y las preferencias de los usuarios.
Caso piloto en Bruselas
Para ver la efectividad de la solución, la compañía 3E realizó un acuerdo de colaboración con Sodexo, para implementar la solución en las oficinas de Bruselas (Bélgica). Este acuerdo se firmó en 2016 y se comenzó el piloto en febrero de 2017.
En una superficie de casi 10.000 metros cuadrados y durante un periodo de tres años, se aplicó la solución DeltaQ, con el objetivo de optimizar el uso de la calefacción, refrigeración y ventilación de las oficinas de Sodexo.
Los resultados que se obtuvieron en este piloto fueron satisfactorios. DeltaQ consiguió reducir el uso de gas en 1.285 mWh, lo que supone casi un 50% del consumo, y disminuyó el consumo eléctrico en 648 MWh, un 25% menos. Esto a su vez provocó que se dejara de emitir a la atmósfera 586 toneladas de CO2, que suponen casi un 33% menos de emisiones. En cuanto a la comodidad de los trabajadores, se pudo observar un descenso del 75% de las quejas relacionadas con esta cuestión.
Actualmente, se han desplegado unos 29 dispositivos DeltaQ, repartidos en unos 20 clientes procedentes de varios países como Bélgica, Luxemburgo, Países Bajos, España y Japón. La compañía ha anunciado que próximamente implementará su solución en otros dos países, Alemania y Francia.
El siguiente paso es intentar demostrar los beneficios sociales que puede aportar DeltaQ, a través de la mitigación del cambio climático mediante la reducción de las emisiones de CO2 del edificio, la obtención de mejores calificaciones de eficiencia energética, el aumento de la productividad al mejorar la salud y el bienestar de los empleados, la integración con el mercado único digital y el fortalecimiento de la competitividad y el crecimiento de los clientes.
El proyecto SQ Building ha conseguido unificar tres tecnologías diferentes para mejorar los dispositivos de climatización y, por lo tanto, optimizar los edificios inteligentes haciéndolos más eficientes y confortables para los usuarios.