Edificios | Mantenimiento

Analítica de edificios para la optimización del mantenimiento

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Imagen del artículo Analítica de edificios para la optimización del mantenimiento

Eugenia Aymat Castresana
Digital Buildings Business Developer
Schneider Electric España, S.A.U.

Ángel Silos Sánchez
Solution Architect
Schneider Electric España, S.A.U.

RESUMEN

En esta última década la explosión de las tecnologías de la información con el auge de la comunicación ha promovido la instauración de un nuevo orden en que el concepto Internet of Things ha tomado una gran relevancia en todos los ámbitos sociales. Es en el mantenimiento un lugar más en que el dato recurrente es tratado para mejorar el proceso a través de este avance tecnológico que permite la entrada del servicio digital. Es por ello que este tipo de servicio asociado al mantenimiento tradicional puede potenciarlo considerablemente reduciendo sus costes y estableciendo un proceso eficiente. En este artículo se aborda como el servicio digital puede influir positivamente en el mantenimiento.

INTRODUCCIÓN

Durante esta última década se han presentado principalmente tres evoluciones considerables que están transformando la concepción del mantenimiento. La primera a destacar ha sido la evolución de las tecnologías de la información (information technologies, IT) ya que en su último estado ha permitido una recopilación de la información para su procesamiento. Por otro lado,la explosión de Internet of Things (IoT) ha incitado el desarrollo de sensórica variada que ha permitido recoger variables que hasta ahora no se tenían presentes en el análisis de salud de los activos. Finalmente, el tercer punto ha sido la integración del conocimiento experto junto a algoritmos desarrollados en alto nivel tanto para predecir evoluciones atendiendo a situaciones anómalas. Este hecho permite comprobar el valor de tratamiento del dato frente al beneficio de mantenimiento en el activo, que acaba conceptualizándose en un servicio digital.

En este artículo se presenta el concepto de servicio digital para el mantenimiento en los edificios.Es el servicio digital el vector necesario para completar el mantenimiento tradicional dotando al activo de la prescripción necesaria para alargar su vida útil.

Este nuevo paradigma que está surgiendo tiene múltiples campos de aplicación debido a que la conectividad de los diferentes elementos de un campo de aplicación puede realizarse de una forma heterogénea. Este hecho permite establecer relaciones entre campos que hasta ahora se mantenían independizados. La fácil recolección de la información que será tratada posteriormente en un sistema de análisis superior, induce una mejora significativa en el mantenimiento de las instalaciones.De esta manera se obtiene una visión holística de la instalación sobre la que aparte de tratar cada activo de forma individual se puede realizar un cruzamiento de datos que permita una auditoría continua sobre la instalación descubriendo así puntos de mejora.

Esta evolución no solo afecta al mantenimiento de los activos o de la instalación, sino que influye positivamente en el actual ecosistema. Este ecosistema podría definirse según la figura 1en la que los diferentes actores: usuario final, facility, service partner del fabricante y fabricante pueden colaborar juntamente con el objeto de minimizar el coste de mantenimiento, a través de plataformas de gestión de mantenimiento y de servicio digital. Cabe destacar que tanto los facilities a sí como los fabricantes disponen de plataformas de servicios digitales que permiten recabar la información monitorizada por los sensores a pie de planta.

Figura 1. Ecosistema de mantenimiento

Esta visión con la aplicación del servicio digital y en el ecosistema actual de un usuario final en el que ya había establecida una relación con facilities y fabricantes permite una potenciación en la optimización de su cuenta de explotación.Es por ello que el uso, entre facilities y fabricantes, de Aplication Programming Interfaces (API)en este tipo de modelo puede aportar un avance significativo para que el conocimiento del negocio del usuario junto al del mantenimiento del facility en la plantase funda al experto del fabricante.

El principal objetivo de este documento es mostrar cómo se puede mejorar la fiabilidad de un sistema a través del mantenimiento analítico, basado en condiciones, integrándose en el ecosistema actual a través del servicio digital. La monitorización continua de todas las variables y la gestión de las diferentes alarmas permitirá extraer conclusiones al prescriptor del servicio que ayudará al usuario final en la toma de decisiones para definir futuras inversiones y suplan de mantenimiento.

HACIA UN MANTENIMIENTO DE EDIFICIOS INTELIGENTE

La digitalización ha transformado completamente nuestro mundo y el mantenimiento de edificios no es ninguna excepción. En los últimos años, el número de edificios inteligentes se ha disparado. Si en 2014 se hablaba de 1,7 billones de dispositivos conectados, esta cifra en 2020 se ha triplicado, llegando a los 5,5 billones de unidades. La razón es obvia: las nuevas tecnologías ayudan a los gestores y propietarios de edificios a alcanzar mayores eficiencias, al tiempo que aseguran el cumplimiento de unas regulaciones ambientales y sanitarias cada vez más estrictas.

Sin embargo, no basta con instalar dispositivos y recopilar datos, éstos deben convertirse en acciones tangibles para obtener su verdadero valor. Normalmente, solo se utiliza un 1% de los datos generados por un sistema de gestión de edificios (BMS), una pérdida de oportunidades inestimable que ninguna compañía puede permitirse.

Para abordar todos los retos que se les presentan, los propietarios de edificios y sus mantenedores necesitan disponer de toda la información necesaria para gestionar sus activos de forma eficiente, segura y alineada con los objetivos de desarrollo del negocio, pero, también, deben ser capaces de llevar un mejor control de su instalación para operar de forma segura y sin riesgos para su personal o la propia infraestructura; de monitorizar las condiciones de operación para saber cómo se comporta el ambiente y cómo afecta a los equipos y de gestionar de forma eficiente el mantenimiento de la instalación, es decir, entender qué factores le afectan para dar un soporte fiable y complemente basado en las necesidades de sus equipos.

En definitiva, los facility managers han de estar preparados para administrar sus edificios de forma inteligente y ello pasa por conectar todos los elementos del sistema para comunicarlos, capturar la información de las condiciones y el estado de la operación y analizar, convertir los datos en herramientas precisas. Combinar estos tres pilares les permitirá tomar acciones dedicadas, seguras y eficientes. Esto es lo que permite el ecosistema de herramientas EcoStruxure de Schneider Electric, que reúne toda la información posible de los equipos, propios y de terceros, para controlar los activos y obtener analíticas. Además, aplicando la Inteligencia Artificial, permite avanzarse en la detección de problemas potenciales y definir inversiones futuras.

EVOLUCIÓN EN LA GESTIÓN DEL MANTENIMIENTO DE EDIFICIOS

Históricamente, el tipo de mantenimiento más común era el correctivo. Un enfoque no demasiado recomendado dado que se basa en esperar hasta que se produce una incidencia y, entonces, solucionarla. Al final, esto significa valorar la gratificación instantánea por encima de los beneficios a largo plazo, demorando la toma de decisiones hasta que resulta inevitable. Se calcula que el mantenimiento reactivo en un edificio es cinco veces más caro que un mantenimiento programado y generalmente carece de la planificación necesaria sobre el ahorro potencial de un edificio. El resultado: largos períodos de inactividad que derivan en un alto coste.

Pero ¿por qué fallan los equipos? Las estadísticas indican que cerca del 25% de los fallos no se consiguen prever por falta de experiencia o conocimiento; otro 25% se prevén, pero las predicciones no se comprueban ya que los equipos no están conectados continuamente; otro 20% son predecibles, pero aun así los equipos no se detienen para su reparación; un 14% son fallos asociados a causas externas a la propia actividad y, por último, el 1% restante son fallos que no son predecibles ni prevenibles, por lo que requieren aplicar un mantenimiento correctivo.

De estos datos se desprende que disponer de datos y analíticas es un importante elemento diferencial para optimizar las operaciones, ya que permite atender alas causas de los fallos incluso antes de que ocurran.Adoptar un enfoque predictivo en la gestión de edificios permite ir un paso más allá. Al acceder a datos ya analizados en tiempo real es posible identificar y evitar potenciales amenazas a la continua operación del edificio, gastos energéticos o problemas de mantenimiento. Todo esto pudiendo traducirse en ahorros potenciales.

Eso sí, los datos deben ser relevantes: información en tiempo real de parámetros básicos, documentación técnica, documentación relativa al Internal fabricante con procedimientos específicos de los activos, recomendaciones sobre el estado y uso de los dispositivos a mantener, etc.

Los edificios son ecosistemas complejos y su rendimiento va más allá que las facturas de servicios públicos, también puede influir en el valor de la propiedad, mejorar la productividad de sus ocupantes y mejorar los resultados de su negocio.

Los edificios de hoy deben ser más que inteligentes, conectados, cómodos y sostenibles. A lo largo del ciclo de vida del edificio, la demanda del propio ecosistema impulsa servicios innovadores, como pueden ser los gerentes para dar sentido a sus datos, inversores que quieran mantener atractivos sus activos y los empleados que a menudo se quejan de lugares de trabajo incómodos.

Si nos centramos en los datos específicos de mantenimiento de los edificios, encontramos que el 75% del coste de vida útil de un edificio se destinará a los gastos de mantenimiento y operación, el 82% de los fallos son aleatorios y no se pueden evitar solo con el mantenimiento preventivo y que el 20%dela energía que se utiliza en un edificio comercial medio, son residuos asociados con sistemas mal puestos en servicio.

Las expectativas de disponibilidad, rendimiento de activos, eficiencia energética y seguridad aumentan al mismo tiempo que enfrentan muchos otros desafíos, por eso cada vez más los mantenedores de las instalaciones necesitan encontrar un equilibrio entre presupuestos más ajustados y sacar el máximo partido al rendimiento del edificio. Algunos de esos desafíos son:

  • El envejecimiento en las infraestructuras, el 75% de los edificios que se ocuparán en 2050ya están construidos y las infraestructuras más críticas en los países desarrollados se construyó hace más de 50 años.Los equipos de construcción obsoletos dan como resultado costos e ineficiencias energéticas a gran escala.
  • Desafíos laborales, el 20% de los administradores de instalaciones emplean el 80% de su capacidad completa de BMS. Muchos edificios tienen varios protocolos y sistemas dispares que deben administrarse. El 50% de los facility managers están preocupados por no tener suficientes recursos y aumentar las cargas de trabajo.
  • Rendimiento financiero, el 25% de los costes del ciclo de vida del edificio son CapEx; 75% son gastos operativos. Los edificios viejos cuestan más dinero para mantener y consumen más energía para operar. Mientras tanto, los presupuestos operativos de las instalaciones se están reduciendo. Se puede lograr un ahorro de costos del 18% mediante el mantenimiento preventivo en lugar de enfoques reactivos.
  • Satisfacción de los ocupantes, Los entornos cómodos aumentan la productividad de los empleados. Los ocupantes de edificios ecológicos reportan una tasa de satisfacción casi un 30% más alta. Extender el control de los edificios a los ocupantes con aplicaciones móviles aumenta la satisfacción.

Los enfoques tradicionales de mantenimiento no son suficientes. Tal como indica la figura 2 un mantenimiento preventivo programado puede llegar a ser asignado fuera de tiempo y provocar ineficiencias en la instalación.

Figura 2. Programación de mantenimiento

El mantenimiento reactivo es el enfoque más caro, ya que cuesta entre un 25% y un 30% más en reparaciones con cuatro veces más averías y un bajo retorno de la inversión. Incluso el mejor técnico de servicio no tiene tiempo para identificar y priorizar todas las incidencias.

Los horarios planificados de manera rígida no detectan los problemas a medida que ocurren. Solo se descubren durante los intervalos de mantenimiento planificados, lo que aumenta el riesgo de avería como muestra la figura 2.

SOLUCIONES ANALÍTICAS PARA EL MANTENIMIENTO DE EDIFICIOS

Los presupuestos más ajustados, la infraestructura obsoleta y los costes de energía más altos exigen una forma diferente de pensar sobre el funcionamiento y el mantenimiento de su edificio y para todo ello Schneider Electric ofrece el Servicio Digital de Building Advisor, generando un impacto real en los costes operativos, la comodidad de los ocupantes y el valor de los activos. Combinando personas, tecnología y colaboración para proporcionar mayores eficiencias en el mantenimiento de los edificios.

Aquí es donde entran herramientas como EcoStruxure Building Advisor, el paquete de servicios de supervisión analítica de Schneider Electricque permite realizar un mantenimiento remoto y proactivo de los edificios. EcoStruxure Building Advisor enlaza con el verdadero valor añadido de los Servicios Digitales: la experiencia y los conocimientos de los técnicos que los conforman, que aportan el “know-how” necesario para ir más allá del análisis de datos.

Building Advisor es una solución analítica para detección automática de fallos y generación de diagnósticos en edificios. Monitoriza 24/7 los sistemas HVAC de cualquier fabricante del edificio y detecta automáticamente incidencias a nivel de confort, mantenimiento y energía y para cada incidencia, calcula el coste económico de la misma y genera un diagnóstico con las posibles causas del problema.Una cartera de servicios integrales; más que solo software.

Los expertos remotos junto con el conocimiento del mantenedor en su instalación in-situ brindan un nivel superior de soporte las 24 horas del día. Además de reuniones mensuales con expertos el objetivo de revisar cada una de las incidencias y posibles soluciones asegurando los ahorros de energía, de mantenimiento y el confort de la instalación.

La tecnología desarrollada dispone de alarmas automatizadas, la detección de fallos y los diagnósticos que aceleran la resolución de problemas, proporcionando recomendaciones basadas en condiciones para ayudar a priorizar y justificar los costes de las tareas. El mantenedor aprovecha los datos en tiempo real para impulsar el mantenimiento basado en condiciones y la interoperabilidad entre sistemas.

Figura 3. Building Advisor

Los informes detallados que se entregan con el servicio y personalizados proporcionan una visión profunda delos sistemas de su edificio junto con el asesoramiento de expertos con soluciones para maximizar el retorno de la inversión hasta 10 veces más que el mantenimiento reactivo solo.

Los Servicios Digitales proporcionan a los usuarios una alta visibilidad de su infraestructura que les informa de las incidencias detectadas Así, gracias a los expertos de los Servicios Digitales y a EcoStruxure Building Advisor, los propietarios de los edificios logran un impacto real sobre sus costes operativos, la comodidad de los ocupantes y el valor de sus activos. Además, podrán hacerlo de forma fácil y ajustada a sus necesidades, ya que esta plataforma está basada en módulos adaptables a cada negocio a los que es posible acceder a través de un único portal que permite una visión completa de toda la cartera de edificios.

Monitorizando y anticipando continuamente las irregularidades del sistema, en promedio genera un 33% menos de quejas de los ocupantes, una disminución del 29% en el mantenimiento no programado y una reducción del 20% en los costes de energía. Esto sucede al combinar los mejores profesionales, tecnología y colaboración para brindar eficiencias.

Como se ha comentado anteriormente la plataforma EcoStruxure Building Advisores capaz de aportar una serie de beneficios cualitativos. A continuación, se mencionan una serie de beneficios cuantitativos en base a un promedio de datos de clientes en tiempo real durante un período de 12 a 18 meses en más de 900 edificios y 8 países:

  • Resolución de un 80% de las incidencias deforma remota. Por lo general, una disminución del 29% en el mantenimiento no programado. El enfoque de mantenimiento basado en la condición garantiza que su equipo se mantenga en función de sus necesidades operativas y no solo a intervalos fijos.
  • Normalmente, un 33% menos de quejas de los ocupantes los diagnósticos automatizados y la detección de fallas identifican y presentan problemas relacionados con la energía, el confort y el mantenimiento con clasificaciones de gravedad para poder priorizar y solucionar la incidencia de forma oportuna.
  • Hasta un 20% de reducción delos costes de energía. Puesta en servicio continua de los equipos de su edificio para garantizar que el rendimiento de su sistema esté siempre en niveles óptimos.

EcoStruxure Building Advisor puede mejorar la comodidad de los ocupantes y el valor delos activos al tiempo que reduce los costes operativos. Building Advisor convierte los datos en conocimientos predecibles y procesables.

Se pueden realizar diagnósticos profundos del equipo antes de una visita de servicio. De hecho, el equipo de mantenimiento puede analizar de forma remota las condiciones, tras recibir una alarma, para identificar la causa del problema y las posibles consecuencias. Esto puede ayudar a tomar una decisión informada, por ejemplo, si es necesario actuar on-site.

Una vez dentro de las instalaciones, el equipo de mantenimiento estará mejor preparado para responder gracias alas herramientas de diagnóstico, que les ayudaráa ubicar rápidamente el equipo a reparar minimizando el tiempo de mantenimiento. Así, usar equipo de automatización y monitorización en remoto puede permitir que las instalaciones funcionen de manera más efectiva y durante más tiempo, con menos personal on-site.

CASOS DE ÉXITO

Boston Scientific, desarrollador y fabricante global de dispositivos médicos, utiliza soluciones digitales de Schneider Electric para identificar y solucionar problemas operativos rápidamente e implementar eficiencia energética y medidas de sostenibilidad de manera efectiva. El personal de sus instalaciones aprovecha datos críticos de más de 1.000 equipos para identificar y priorizar el mantenimiento y las acciones enfocadas al ahorro energético.Al tomar decisiones más informadas, Boston Scientific ha disminuido en un 40% los costes relacionados con fallos y ha reducido un 51% los fallos energéticos.

También destacable es el caso de IP Telecom, operador de telecomunicaciones y servicios Data center y Cloud Computing portugués con 20 años de historia. Su objetivo era desarrollar una plataforma de gestión operacional que permitiera la monitorización del consumo energético, las condiciones ambientales y la gestión técnica de los equipos de soporte de sus tres centros de datos ubicados en Portugal.

Tras realizar una auditoría de calidad de energía de los sistemas de climatización y de los parámetros de seguridad de los tres centros de datos, Schneider Electric implantó un sistema de gestión basado en la plataforma EcoStruxure Building. La solución incluye una selección de productos conectados y los softwares con funcionalidades complementarias EcoStruxure Data Center Expert, EcoStruxure Power Monitoring Expert, EcoStruxure Building Operation y EcoStruxure Building Advisor.

EcoStruxure Building Operation integra toda la información recogida por todas las soluciones a través de web services y permite gestionar los usuarios locales e integrados, alarmas y eventos, controlar los equipos y crear entornos de trabajo personalizables.

Finalmente cabe destacar que, el software Building Advisor es la tercera capa de la solución EcoStruxure. A través del análisis de todos los dispositivos conectados, EcoStruxure Building Advisor ofrece al equipo de soporte técnico recomendaciones parareducir el consumo de energía y garantizar el conforten el edificio y el funcionamiento óptimo de los equipos. Supervisa los equipos conectados en la búsqueda de irregularidades y oportunidades de mejora en energía, en confort yen mantenimiento. El funcionamiento ininterrumpido del Building Advisorpermite a los equipos supervisar el estado y el rendimiento de los principales parámetros de los sistemas de refrigeración y, posteriormente, mejorar el tiempo de funcionamiento, el rendimiento y el consumo de energía; y reducir el tiempo dedicado al mantenimiento preventivo.

Las soluciones instaladas juntamente con Schneider Electric permiten analizar y segmentar los consumos y la calidad de la energía consumida, además de integrar todos los sistemas de apoyo para acceder a toda la información desde cualquier lugar y dispositivo. Así, IP Telecom puede realizar informes de energía muy completos y activar procedimientos de mantenimiento preventivo y correctivo mucho más precisos y eficientes.El resultado ha sido una reducción significativa en el número de desplazamientos on-site, ya que, al estar la información disponible en una sola plataforma, los equipos de campo pueden colaborar mejor.

Los resultados no se hicieron esperar: solo un año y medio después de iniciado el proyecto, IP Telecom había incrementado su productividad en un 20%. Además, ahorró un 5% en el consumo de energía y un 10% en costes energéticos, mejoró el rendimiento en un 15% y la disponibilidad de equipos, la reducción de incidentes y el uso de activos en un 20%.

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