Reducir el consumo energético y la huella de carbono de los edificios se ha convertido en uno de los pilares para combatir el cambio climático. Bajo este contexto, el proyecto europeo Precept, liderado por Watt+Volt (Grecia), dará un nuevo enfoque a los edificios, convirtiéndolos de pasivos a proactivos, con el fin de obtener un mayor ahorro energético.
Con un presupuesto de 7.645.025 euros, de los cuales 6.053.667,50 euros están íntegramente financiados por el programa de investigación e innovación Horizonte 2020 de la Unión Europea, el proyecto Precept propone un sistema proactivo, predictivo y preceptivo para la gestión energética en edificios (PP-BMS, por sus siglas en inglés), a través de la creación de inmuebles con un sistema de gestión energética más inteligente.
El sistema PP-BMS será autoadaptado, administrado, monitoreado, reparado, optimizado y realizará un autoaprendizaje, sin requerir costos de instalación ni mantenimiento. Respecto a su funcionalidad, el PP-BMS tiene el objetivo de transformar los edificios tradicionales en proactivos, al tiempo que aumentan su rendimiento al aprovechar las energías renovables, el almacenamiento, las previsiones y las tarifas energéticas.
Para desarrollar e implementar esta solución, el consorcio, compuesto por 14 entidades pertenecientes a Grecia, Lituania, Chipre, Alemania, España, Países Bajos, Austria, Hungría, Ucrania e Italia, tendrá tres años (octubre 2020-septiembre 2023) para alcanzar los objetivos planteados. La participación española está representada por las compañías Odin Solution y MIWEnergía.
Entre los objetivos establecidos destacan el diseño y desarrollo de procesos de IoT e inteligencia artificial que permitan la autogestión, el seguimiento y la optimización; las técnicas de visualización avanzadas para los datos de gran demanda, con el fin de ayudar en la toma de decisiones para la optimización de la operación proactiva del edificio; y la mejora de la colaboración de las partes interesadas apoyando el intercambio de conocimientos y las comunidades de usuarios.
Por otro lado, se integrará un gemelo digital de los edificios residenciales proactivos inteligentes y los modelos BIM 6D, y se proporcionarán indicadores de proactividad inteligente (SPI) que permitan calificar la proactividad inteligente de los edificios a través de procedimientos estandarizados, entre otros objetivos.
Arquitectura de Precept
Según el consorcio, la arquitectura de Precept se compone de un conjunto de elementos. En los edificios pilotos se integrarán los componentes Middleware, que serán los responsables de integrar y homogeneizar los datos adquiridos por los dispositivos IoT como sensores, gateways y adaptadores.
Por su parte, el middleware Event Manager permitirá la distribución de dichos datos al gemelo digital del edificio, al PP-BMS y a la herramienta de modelado de información de construcción existente (BIM). Este último contendrá la información responsable de modelar el consumo energético y la generación de energía del edificio, información que será utilizada por los procesos de digitalización de Precept para producir el gemelo digital.
Por otro lado, el consorcio también creará algoritmos para desagregar el consumo de energía del edificio en sus dispositivos individuales, mientras que un motor de inferencia podrá utilizar el consumo de energía total del edificio, junto con la salida del algoritmo de desagregación, para inferir en la ocupación, el bienestar y la actividad del usuario.
Para un mayor control de la energía, se aplicarán algoritmos de inteligencia artificial para llevar a cabo el análisis predictivo, la predicción de carga y la generación, además del mantenimiento prescriptivo. Respecto a la privacidad de los datos, la seguridad y los derechos de acceso están garantizados gracias a la tecnología de aprendizaje federado, que explotará toda la información de los edificios a través de mecanismos seguros.
Pilotos europeos del proyecto Precept
El sistema PP-BMS tendrá una fase de validación en un prepiloto que se desarrollará en el Certh/ITI nZEB Smart House, ubicado en Grecia, una infraestructura de demostración de tecnologías novedosas y de creación rápida de prototipos. El edificio cuenta con 300 metros cuadrados de superficie y dos áreas de apoyo, sala de demostración y sala de control.
En su interior alberga cargas inteligentes y controlables como iluminación con atenuación y encendido/apagado: interior y exterior; HVAC, electrodomésticos inteligentes, además de generación y almacenamiento de energía y big data.
Posteriormente, el sistema de Precept se implementará en edificios reales en España, Grecia, Alemania, Holanda y Ucrania. En el caso del piloto de España, se ha elegido el barrio residencial Joven Futura en Murcia, donde se probará el sistema PP-BMS en 20 apartamentos repartidos en cuatro edificios.
En los cuatro edificios se desplegarán dispositivos IoT, se utilizarán las tecnologías big data y BIM, y una instalación fotovoltaica compartida de 20 kW, para que los residentes puedan mejorar el confort y ver reducidos los costos de la energía, al tiempo que los edificios se convierten en proactivos.
En cuanto a las características de las viviendas, tienen un tamaño de 90 metros cuadrados y un consumo anual total de 3,5 MWh. Con estas características, el piloto puede ser altamente replicable hasta en 4 millones de viviendas con una tipología y prestaciones similares.
El proyecto Precept quiere demostrar que para conseguir una reducción del consumo energético en los edificios es necesario que estos sean elementos proactivos para gestionar de manera autónoma la energía. Para ello, se implementarán diversas tecnologías como IoT, big data y algoritmos para mejorar la toma de decisiones de los edificios inteligentes.