Los edificios son uno de los mayores contribuyentes al consumo mundial de energía. En 2025, representaron alrededor del 30% de la demanda total de energía mundial, de la cual el 70% provino de edificios residenciales. Pero a medida que las ciudades crecen y los niveles de confort aumentan, muchas naciones enfrentan una creciente crisis energética y de vivienda.
Esto es especialmente importante a la luz de los cada vez más frecuentes fenómenos meteorológicos extremos causados por el cambio climático, que aumentan aún más el uso de sistemas de calefacción, ventilación y aire acondicionado (HVAC). Si no se toman medidas serias para mejorar el rendimiento de los edificios, esta creciente demanda ejercerá una presión adicional sobre nuestros sistemas energéticos, exacerbará problemas sociales como la pobreza energética y aumentará el consumo de combustible y las emisiones de gases de efecto invernadero.
A pesar de la urgencia del desafío, muchos edificios están funcionando muy por debajo de su potencial. Un aislamiento deficiente, sistemas HVAC antiguos o ineficientes y una falta de control flexible a menudo provocan un desperdicio innecesario de energía. Muchos edificios consumen mucha más energía de la que fueron diseñados y aún así no brindan comodidad a sus ocupantes.
Por lo tanto, mejorar la eficiencia energética en los edificios no es sólo un desafío técnico, sino también un desafío económico y ambiental. Abordar el rendimiento energético de los edificios mejora las condiciones interiores, reduce los costos operativos y de vida y reduce las emisiones de gases de efecto invernadero. Pero las mejoras en la eficiencia sólo son efectivas si se aplican con prudencia. Aquí es donde entra en juego el seguimiento.
No se puede mejorar lo que no se mide
En primer lugar, debemos comprender cómo funcionan los edificios en el mundo real y cómo interactúan sus diversos sistemas. El balance térmico y energético de cualquier edificio es complejo y está sujeto a múltiples variables y parámetros.
En un edificio, la monitorización se refiere al seguimiento continuo de variables como la temperatura, la ventilación y la calidad del aire. Esta medición y verificación es la base de cualquier estrategia seria de eficiencia energética. Proporciona información en tiempo real sobre el rendimiento de los edificios y permite a los operadores de edificios, partes interesadas, propietarios, inquilinos y responsables políticos tomar decisiones basadas en evidencia.
En los últimos años, los sensores se han vuelto mucho más asequibles y el uso de elementos del Internet de las cosas se ha generalizado. Ahora es más fácil que nunca diseñar e implementar sistemas de monitoreo para evaluar el comportamiento interior y el rendimiento energético de los edificios.
En algunos casos, incluso es posible utilizar conjuntos de sensores que ya están en el edificio (generalmente como parte de un sistema de gestión de edificios (BMS)) para monitorear varias variables clave. Los sensores BMS son la interfaz principal entre el comportamiento del edificio y su respuesta HVAC, pero los edificios modernos suelen contener extensas instalaciones BMS capaces de medir mucho más que la temperatura. Muchos también pueden controlar la humedad, el CO₂, la electricidad, el flujo de calor y ventilación, la posición de las válvulas, el estado del equipo y, a veces, la ocupación.
Muchos edificios antiguos o más pequeños tienen sólo una gama limitada de sensores, limitados a termostatos básicos, señales de encendido/apagado y medidores de energía. Esto significa que no todos los edificios pueden proporcionar la misma cantidad de datos, al menos no sin intervención adicional.
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El gemelo digital de tu casa
Si bien el monitoreo proporciona datos valiosos, los números por sí solos no explican por qué un edificio se comporta como lo hace. Aquí es donde los gemelos digitales desempeñan un papel central.
En pocas palabras, un gemelo digital es una representación virtual basada en datos de un edificio real. Puede adoptar muchas formas, incluido un modelo de "caja negra" puramente matemático o una representación física de "caja blanca".
El gemelo digital de un edificio combina datos de entrada y control para monitoreo junto con información física como geometría, estructuras, sistemas HVAC, cargas y horarios de trabajo. Su objetivo es describir las diversas interacciones que ocurren dentro del edificio y se utiliza para calibrar el modelo minimizando su brecha de rendimiento. Utiliza la monitorización junto con la simulación para descubrir (y predecir) el comportamiento del edificio.
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Bienestar, confort y ahorro energético
Una de las mayores ventajas de los gemelos digitales basados en datos es su capacidad para actuar como modelos de referencia. Al comparar los resultados simulados con el comportamiento real medido, es posible identificar diversas ineficiencias de los edificios y deficiencias del sistema, lo que revela un desperdicio de energía que de otro modo permanecería oculto.
Además, al convertir los datos sin procesar en conocimiento procesable, los gemelos digitales basados en datos también pueden actuar como una poderosa herramienta de optimización para evaluar nuevas estrategias de gestión, cronogramas de trabajo, puntos de ajuste del sistema o renovaciones envolventes. Y todo se hace en un entorno virtual seguro, sin poner en riesgo los recursos de implementación del mundo real.
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Utilizando pronósticos como información de entrada, los gemelos digitales también pueden estimar la respuesta futura de un edificio al clima, la ocupación y los precios de la energía, preajustando el funcionamiento de HVAC para producir picos de energía más bajos y un funcionamiento más fluido.
Pero la búsqueda de la eficiencia energética siempre debe priorizar el bienestar y el confort de los inquilinos. Con una adecuada monitorización mediante gemelos digitales, esto se consigue evaluando múltiples resultados (temperatura, humedad, calidad del aire) cada vez que se analiza una nueva estrategia de ahorro energético.
De esta manera, permiten la toma de decisiones informadas sobre políticas y estrategias de ahorro de energía, estableciendo un marco sólido para lograr los objetivos de un diseño de edificios más inteligente y sostenible.
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