BMS, el corazón digital del edificio inteligente

La inteligencia artificial nos rodea, transformando nuestras ciudades y los activos que la componen. Edificios industriales, residenciales y oficinas se adaptan rápidamente a la evolución del IoT, recogiendo, almacenando y dando valor a los datos. Casi tres años después (AeI octubre 2022), volvemos a analizar el estado del arte de los sistemas de gestión de edificios (BMS, por sus siglas en inglés). En el siguiente artículo, hablamos con varios tecnólogos al respecto.

PREGUNTAS

1. ¿Cuáles son los beneficios clave obtenidos al implementar un BMS en edificios industriales, en oficinas o edificios residenciales?

2. ¿Cómo han evolucionado estos sistemas en los últimos años?

3. ¿Cómo contribuyen estos sistemas a la eficiencia energética y la sostenibilidad de estos edificios?

4. ¿Qué papel juega o jugará en el futuro el uso de la IA en la gestión inteligente de este tipo de activos?

5. ¿Qué valor diferencial ofrece su compañía en el equipamiento de edificios?

1. Los sistemas de gestión de edificios o BMS (Building Management System) se han convertido en un elemento esencial para transformar cualquier edificio en una infraestructura inteligente, resiliente y energéticamente eficiente. En edificios industriales, un BMS permite maximizar la continuidad operativa, prevenir fallos críticos en procesos sensibles y optimizar el uso de recursos. En el entorno residencial, cada vez más digitalizado, el BMS facilita la gestión remota de energía, seguridad y confort, mejorando la experiencia del usuario final.

En oficinas, se traduce más confort para los ocupantes, menos costes operativos y un mejor rendimiento del espacio. Por ejemplo, un estudio que acabamos de lanzar ha demostrado que el uso de controles de ocupación en salas de reuniones puede generar un ahorro promedio del 22% en el consumo energético y las emisiones de carbono de estas salas. Este dato es especialmente relevante si consideramos que los edificios representan aproximadamente el 30% del consumo energético total en España y de casi el 40% de las emisiones de gases de efecto invernadero, según el Green Building Council.

Además, los beneficios no sólo son operativos, sino también estratégicos: un edificio con BMS bien implantado puede reducir su consumo energético y mejorar su desempeño ambiental, facilitando certificaciones como BREEAM, LEED o WELL.
 

2. El BMS ha evolucionado desde sistemas cerrados y propietarios hasta convertirse en plataformas abiertas, interoperables, ciberseguras y escalables. Hoy, gracias al IoT, el Cloud y la convergencia IT/OT, el BMS se ha transformado en el corazón digital del edificio.
 

Los sistemas actuales integran funcionalidades como la monitorización en tiempo real, automatización avanzada, la integración de energías renovables, el control basado en la ocupación y el mantenimiento predictivo. Según nuestro análisis interno, los clientes que actualizan sus BMS con soluciones como EcoStruxure Building Operation consiguen una reducción del 39% de ahorro energético en climatización e iluminación, lo que equivale a una reducción aproximada del 26% del consumo de energía operativo del total del edificio. 

Además, un cambio fundamental ha sido su accesibilidad. Hoy, gracias a arquitecturas modulares y escalables, incluso los edificios de tamaño medio, como muchos hoteles, oficinas o centros educativos, pueden implementar este tipo de soluciones avanzadas de gestión.
 

3. Un sistema de gestión de edificios moderno no sólo optimiza el rendimiento técnico del inmueble, sino que tiene un impacto directo y medible en su sostenibilidad, como decíamos antes, y resulta ser un facilitador clave para alcanzar niveles superiores de eficiencia energética, confort y cumplimiento normativo. La clave está en que estos sistemas permiten adaptar el funcionamiento de las instalaciones en tiempo real a las condiciones reales de uso, ya sea ajustando la climatización en función del aforo, regulando la iluminación natural y artificial, gestionando la ventilación en base a la calidad del aire o priorizando el uso de fuentes renovables y almacenamiento energético cuando están disponibles. Esta inteligencia aplicada a las operaciones no solo permite reducir costes, sino que además alinea el edificio con los objetivos de descarbonización marcados por la directiva europea EPBD, la Agenda 2030 y el Pacto Verde Europeo.
 

4. La inteligencia artificial es ya una realidad en los BMS de última generación. Automatiza y permite anticiparse al comportamiento del edificio mediante analíticas predictivas y machine learning. Un BMS con IA integrada, como EcoStruxure Building Advisor, analiza patrones históricos y condiciones en tiempo real para detectar ineficiencias, generar alertas tempranas y proponer acciones correctivas. Esto reduce el riesgo de fallos, minimiza el consumo energético y optimiza la planificación de mantenimiento.
 

La IA puede transformar la relación entre el edificio y sus ocupantes. Podremos contar con edificios que aprenden y se adaptan automáticamente a las necesidades de confort, aforo y productividad, sin intervención humana. La IA convertirá el BMS en un auténtico ‘sistema nervioso’ del edificio, operando con máxima eficiencia y mínima intervención. Además, la IA permite la creación de gemelos digitales, que son representaciones virtuales de los sistemas físicos del edificio. Estos gemelos digitales pueden utilizarse para comparar el rendimiento real con el esperado, identificar comportamientos anómalos y predecir fallos antes de que ocurran. La integración de sensores IoT y la computación en la nube también facilita el análisis de grandes volúmenes de datos, permitiendo una gestión más proactiva y eficiente. La IA no sólo mejora la eficiencia operativa y energética, sino que también transforma la experiencia de los ocupantes, haciendo que los edificios sean más inteligentes y adaptativos.

5. Schneider Electric ofrece una propuesta integral y diferencial que abarca todo el ciclo de vida del edificio, desde el diseño y la instalación hasta el mantenimiento y la mejora continua. Nuestra plataforma EcoStruxure Building, por ejemplo, ha sido desarrollada bajo principios de apertura, interoperabilidad y ciberseguridad, lo que permite integrar todos los sistemas del edificio, desde climatización hasta iluminación, ocupación, detección de incendios o accesos, en una única solución conectada y gestionable en tiempo real. Además, nuestros servicios digitales permiten realizar mantenimiento predictivo y monitorización remota, lo que se traduce en una gestión proactiva de la eficiencia y en una reducción significativa de los costes operativos. Hemos diseñado nuestras soluciones para facilitar también la modernización de sistemas antiguos, permitiendo la transición a un BMS moderno sin necesidad de grandes inversiones iniciales ni interrupciones en la operación. Gracias a nuestra combinación de tecnología, conocimiento y partners, ayudamos a nuestros clientes a convertir sus edificios en activos inteligentes, sostenibles y preparados para el futuro. 
 

1. Un sistema BMS -o sistema de automatización de edificios (BAS) como lo denominamos en Johnson Controls-, proporciona importantes beneficios que afectan tanto a la eficiencia operativa como al bienestar de los ocupantes. BAS permite automatizar y supervisar sistemas clave de los edificios como climatización, iluminación, seguridad y energía. Esto se traduce en un uso más racional de los recursos, reducción de costes operativos, mejoras en el confort y la productividad, y una operación mucho más segura y predecible. Además, BAS facilita la transición hacia modelos de mantenimiento preventivo y predictivo, con el fin último de alargar la vida útil de los equipos y reducir las paradas no planificadas.
 

2. En la última década han pasado de ser sistemas cerrados y rígidos a convertirse en plataformas abiertas, conectadas y centradas en los datos. En Johnson Controls hemos liderado este cambio con soluciones que integran tecnología IoT, análisis de datos y control remoto. En la actualidad, la mayor conectividad e interoperabilidad de los BAS facilitan una gestión mucho más intuitiva y eficaz desde cualquier lugar, con interfaces amigables y capacidad para adaptarse a distintos tipos de edificios y necesidades operativas.
 

3. Un BAS de última generación resulta clave para alcanzar los objetivos de sostenibilidad. En Johnson Controls diseñamos nuestros sistemas para que puedan optimizar automáticamente el consumo energético en función del uso real del edificio. Esto implica que se ajustan de forma dinámica a aspectos como la ventilación, el aire acondicionado o la iluminación, reduciendo el desperdicio energético sin comprometer el confort. Además, nuestros sistemas generan informes detallados que permiten tomar decisiones estratégicas para reducir emisiones y avanzar hacia certificaciones como LEED o WELL. También son compatibles con energías renovables y soluciones de almacenamiento, reforzando su papel en la descarbonización.

4. La IA ya está transformando la forma en que operamos los edificios, y su protagonismo seguirá creciendo. En Johnson Controls la incorporamos en soluciones como OpenBlue para prever patrones de consumo, identificar oportunidades de ahorro y optimizar el mantenimiento predictivo. Gracias a la IA, los edificios pueden aprender del comportamiento de los usuarios y ajustar automáticamente sus sistemas para mejorar la eficiencia. En un futuro próximo veremos edificios que se gestionan prácticamente solos, con una toma de decisiones autónoma basada en datos en tiempo real y aprendizaje continuo.
 

5. Lo que realmente diferencia a Johnson Controls es nuestra visión integral del edificio inteligente. No sólo ofrecemos una solución BAS de última generación (denominada Metasys), sino una completa plataforma -OpenBlue- diseñada para poder conectar todos los sistemas del edificio y gestionarlos de manera centralizada, segura y basada en datos. Combinamos 140 años de experiencia con una apuesta fuerte por la innovación digital, y eso nos permite ofrecer soluciones flexibles, escalables y alineadas con los objetivos de sostenibilidad de nuestros clientes. Además, contamos con presencia global y experiencia en una amplia gama de sectores, lo que nos permite adaptar nuestras soluciones a cada caso particular. Una de nuestras innovaciones más recientes es la versión 14 de Metasys, nuestro sistema de automatización de edificios (BAS) que lleva la inteligencia de los BAS a un nuevo nivel y supone un avance significativo hacia el edificio autónomo. Diseñada para responder a las necesidades de los edificios comerciales, industriales e institucionales, sea cual sea su sector de actividad, la nueva versión mejora la eficiencia general y la sostenibilidad de los edificios, así como el confort, la salud y la seguridad de sus ocupantes. 

Metasys monitoriza, registra y analiza continuamente el consumo de todos los sistemas técnicos del edificio, agrupando y evaluando todos los datos almacenados en el sistema para definir los objetivos y requisitos de eficiencia energética. Combinando analítica en tiempo real e inteligencia artificial para ofrecer una visión completa del rendimiento del edificio, las nuevas funcionalidades se centran en optimizar la gestión energética, la flexibilidad de la red y la seguridad, ofreciendo también una experiencia de usuario mejorada y simplificando la gestión. Además, será la primera versión que cuente con un modelo de lanzamiento continuo que revolucionará la forma de integrar nuevas funcionalidades en el sistema. 

1. Un BMS ofrece numerosos beneficios, dependiendo del tipo de edificio, de su uso y de los objetivos específicos de cada cliente. El BMS es la plataforma software que supervisa, controla y automatiza los subsistemas que mantienen el edificio operativo (climatización, iluminación, accesos, fuerza, etc). Para ABB, todos se fundamentan en cuatro pilares esenciales: Primero, el ahorro energético. El uso de sistemas BMS avanzados pueden generar ahorros de consumo de hasta un 30% en las instalaciones. Por una parte, el BMS coordina los subsistemas para que trabajen conjuntamente mientras optimizan el consumo energético del edificio, pero por otra, también permiten recopilar, supervisar y analizar datos para que el usuario pueda tomar decisiones inteligentes e identificar áreas de mejora que reduzcan la factura de energía del edificio.
 

Segundo, acelera el camino hacia la sostenibilidad del negocio o del usuario. Un sistema BMS avanzado contribuye a la reducción de la huella de carbono del edificio, ya que optimiza el uso de la energía priorizando las fuentes de energía renovables si las hay en la instalación. Esto permite alcanzar los más altos estándares de sostenibilidad, y obtener certificaciones como LEED o WELL, y a su vez, permite aumentar el valor y el atractivo para inquilinos o compradores. Tercero, aumenta el confort para los usuarios del edificio. La sensorización del edificio y la digitalización permite al usuario supervisar de forma continua los equipos y detectar preventivamente posibles fallos de funcionamiento. Un BMS permite reducir los tiempos de inactividad de los sub-sistemas, y como consecuencia, disminuyen las reclamaciones de los usuarios, permitiéndoles disfrutar de un ambiente más confortable, manteniendo condiciones óptimas de temperatura, humedad, calidad de aire e iluminación.

Por último, la reducción de costes de operación del propietario o explotador del edificio. Al hacer un uso responsable de la energía y optimizar el uso de los activos, se disminuyen los costes operativos del edificio de forma directa. Asimismo, también se obtienen otras reducciones indirectas, como los costes de gestión del edificio, gracias a la supervisión continua del sistema y a la detección de fallos y avisos automáticos optimizando de forma substancial esta gestión.
 

2. Como no podía ser de otra forma, los sistemas BMS no han evolucionado ajenos a los avances tecnológicos que se han sucedido a su alrededor. Uno de los grandes avances de los últimos años ha sido la conectividad, esos dispositivos que hace poco más de 15 años utilizábamos para únicamente llamar, hoy se han convertido en una herramienta para todo. Hoy en día, todavía es fácil encontrar sistemas con una antigüedad cercana a los 10 años con un único punto de acceso en la instalación, bien sea una pantalla táctil en algún cuarto técnico o un PC ubicado en el taller de mantenimiento. Esta tendencia ha llegado ya desde hace algunos años a los sistemas BMS, por lo que hoy ya no concebimos como válido un sistema que no sea multiplataforma y con funcionalidad de acceso remoto ciberseguro integrada.
 

Otro de los grandes avances ha sido la adopción de protocolos estandarizados como BACnet y KNX, con entidades de certificación que aseguran la interoperabilidad entre equipos y sistemas. Esto ha permitido un aumento en la complejidad de los sistemas BMS, o lo que es lo mismo, ha permitido dotar de mayor inteligencia a los edificios. Ambos protocolos han sabido adaptarse a todas las evoluciones tecnológicas que se han sucedido a lo largo de su existencia, y eso ha permitido que se conviertan, de facto, en estándares universales. Otro avance muy destacable ha sido la irrupción del IoT. Esta tecnología ha permitido dar un vuelco a la concepción del elemento de campo clásico, dotando de mayor funcionalidad a sensores y actuadores. Un ejemplo muy didáctico podría ser las cada vez más usadas válvulas inteligentes, hasta hace muy poco tiempo, una válvula de control de una batería de un climatizador tenía la única función de regular el caudal de agua de entrada a la batería, hoy en día, con las válvulas inteligentes, estos dispositivos incorporan la funcionalidad de un contador de energía térmica, el propio control de la válvula y la conectividad necesaria para integrarse de forma rápida en cualquier sistema de control.
 

Cabe destacar en este punto la importancia de los protocolos de comunicación abiertos para el desarrollo de estos dispositivos inteligentes, sin protocolos de comunicación universales que aseguren la interoperabilidad de estos equipos con los sistemas de control, hubiera sido imposible el desarrollo de este tipo de elementos. Por último, hay que destacar el aumento de la complejidad de los sistemas actuales. Antiguamente, estos sistemas eran simples herramientas de gestión técnica de las instalaciones de un edificio, desde donde un operador podría programar horarios, fijar consignas, ver estados y alarmas. Hoy, son herramientas con un mayor enfoque en la eficiencia energética y la reducción de la huella de carbono. Esto obliga a recopilar datos de más fuentes e integrar más sistemas que permitan gestionar el edificio de la forma más optima posible, ajustando parámetros o equipos. Un ejemplo lo tenemos con las energías renovables, hoy todos los edificios disponen de producción de energía fotovoltaica, lo que hace que el BMS pueda adaptar el consumo a la producción fotovoltaica existente o gestione el almacenaje de energía sobrante en baterías en función de costes de energía o de las necesidades futuras del edificio.
 

3. El impacto que tienen los sistemas BMS en la eficiencia energética y la sostenibilidad de un edificio es enorme, esto lo podemos ver, por ejemplo, en cómo optimizan el consumo, ajustando automáticamente la climatización, la iluminación u otros sistemas para minimizar el consumo energético. Esto se logra mediante el uso de sensores que detectan la ocupación y las condiciones ambientales, y ajustan los sistemas en consecuencia. También lo podemos ver en la integración de Energías Renovables, ya que facilitan su integración y permiten gestionar tanto la producción como almacenaje y consumo de la energía verde. Otra gran contribución es la reducción de emisiones, estos sistemas ayudan a reducir las emisiones de CO2 mediante una gestión eficiente de los recursos. Al optimizar el uso de la energía y reducir el desperdicio, los sistemas BMS contribuyen a la reducción de la huella de carbono del edificio. Por ejemplo, un BMS puede ajustar la climatización en función de las condiciones climáticas, reduciendo la necesidad de calefacción o refrigeración excesiva.
 

En el proceso de certificación de un edificio sostenible, uno de los puntos clave es el BMS, gracias a la gran contribución en la gestión eficiente de todas las instalaciones del edificio. Certificaciones de sostenibilidad como LEED y BREEAM reconocen los esfuerzos del edificio por ser más eficiente y sostenible, lo que aumenta su valor y atractivo.
 

4. La IA está transformando nuestras vidas y el mundo en general, y eso que sólo hemos visto la punta del iceberg del verdadero potencial que nos puede llegar a ofrecer. Sea cual sea su dimensión final – todavía muy difícil de prever – la realidad es que estamos ante una tecnología disruptiva, que está cambiando la forma en que trabajamos, nos movemos y nos comunicamos. Esto ya los estamos viendo también en los sistemas BMS. La realidad en este sector es que existen limitaciones importantes en el apartado de integración de datos y eso provoca que estemos en una fase muy temprana de la aplicación. Esto provoca que la implantación de estos sistemas sea prácticamente manual, la existencia de datos planos sin contexto hace que el integrador deba modelar el edificio y relacionar cada uno de los datos disponibles con los distintos sistemas y elementos del edificio.

Esta integración semántica o contextualizado de datos permite a la IA, llegar a conclusiones tales como, si detectamos exceso de CO2 en una sala del edificio, las posibles razones son, o bien exceso de ocupación, o fallo en la compuerta de aportación de aire fresco de la sala o fallo en la UTA que aporta aire fresco en la zona de la sala. Aún con esta importante limitación, en el mercado existen herramientas de IA que permiten optimizar el funcionamiento de un edificio, aunque con limitaciones importantes, funcionan gracias a herramientas de modelado propietarias que no favorecen la integración semántica de distintas fuentes de datos.
 

Hoy en día, no existe todavía una norma que dote al mercado de un estándar de integración semántica. El estándar oficial de ASHRAE 223P aún no está finalizado, lo que ha provocado que muchas empresas sigan adelante con otras iniciativas, algunas propietarias, como ABB OpenBOS u otras como Haystack, Brick Schema o RealStateCore, pero ninguna de ellas se ha convertido, todavía, en un estándar. Por lo tanto, el primer paso para desbloquear el verdadero potencial de la IA en los sistemas BMS, debe ser la estandarización de un protocolo de integración semántica, la definición de una ontología común que permita a los sistemas intercambiar conocimientos de forma ordenada y estructurada. La adopción de este estándar permitiría integrar datos contextualizados procedentes de múltiples fuentes de datos, ya sean controladores, dispositivos IoT o sistemas, sin ningún tipo de esfuerzo. Esto facilitaría la implantación de los sistemas IA más avanzados (Deep Learning, IA Generativa, Agentes de IA), y explorar nuevos horizontes de aplicaciones IA en la gestión avanzada de activos.

5. ABB sigue avanzando con firmeza en el desarrollo de sistemas más innovadores, sostenibles y abiertos. Haciendo hincapié en la creación de entornos holísticos e integrados que den prioridad a la eficiencia energética, el bienestar de los ocupantes y la seguridad. Esta transformación promete un futuro en el que los edificios no sean sólo lugares que ocupamos, sino ecosistemas sensibles e inteligentes que mejoran nuestra forma de vivir y trabajar. El gran valor de las tecnologías que estamos implementando para convertir los edificios en edificios seguros, inteligentes y sostenibles es el ecosistema completo de soluciones de electrificación y automatización interoperable que aportamos a cualquier tipo de edificio, industria o infraestructura. 

En cuanto a la sostenibilidad de un proyecto, ayudamos al propietario facilitándole la trazabilidad de los productos que ofrecemos, incluyendo la etiqueta ABB EcoSolutions que garantiza el grado de sostenibilidad de cada uno de ellos con certificados EPD Type III. Para el sector de la edificación esto es sumamente importante porque, tanto la directiva EPBD como las principales certificaciones del sector, establecen la sostenibilidad de un edifico como el grado de impacto durante todo su ciclo de vida, incluyendo los materiales y los productos con los que se construye. Con todo ello, trabajamos con los distintos actores del sector en las diferentes fases del proyecto ayudándoles tanto en el diseño como en la ejecución. Somos conscientes de la creciente complejidad que vive el sector debido a las nuevas directivas y normativas que afectan a los edificios y estamos encantados de simplificar la adopción de nuestras tecnologías para conseguir un futuro descarbonizado y sostenible. 

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Este artículo aparece publicado en el nº 563 de Automática e Instrumentación págs 60 a 65.