Las secuencias de operación (SOO) constituyen un componente fundamental dentro de los sistemas de gestión de edificios (BMS), ya que definen de manera precisa la lógica y el comportamiento operativo de los sistemas HVAC. Estas secuencias establecen los parámetros y condiciones bajo los cuales los equipos deben funcionar para garantizar el cumplimiento de los objetivos de confort ambiental, eficiencia energética y seguridad operativa.
¿Qué es una secuencia de operación?
¿Qué es una secuencia de operación?
En términos generales, una secuencia de operación corresponde a un procedimiento sistematizado compuesto por etapas específicas que permiten alcanzar objetivos funcionales determinados, aplicable en diversos ámbitos tecnológicos e industriales.
En el contexto de la gestión de sistemas HVAC mediante BMS, estas secuencias definen con precisión el orden y las condiciones bajo las cuales los dispositivos deben activarse, adaptándose a las variables ambientales y demandas del edificio para mantener un ambiente interior confortable y optimizado energéticamente.
Elementos de una secuencia de operación en BMS
Elementos de una secuencia de operación en BMS
Una secuencia de operación incluye los siguientes elementos:
1. Descripción del proyecto. Define las necesidades específicas del cliente y las características del edificio. Ejemplo: un edificio de oficinas de 10,000 m² que requiere mantener condiciones de confort térmico todo el año.
2. Variables a controlar
- Temperatura.
- Presión.
- Flujo.
- Velocidad.
- Humedad.
Cada una de estas variables se monitorea y regula mediante estrategias de control específicas, dependiendo de la aplicación y la zona del edificio.
3. Condiciones de operación. Las condiciones de operación varían según la época del año:
- Condiciones en invierno: demanda de calefacción, control de humedad para evitar condensaciones.
- Condiciones en verano: refrigeración eficiente, control de humedad y ventilación.
4. Diagrama de flujo. Las secuencias deben representarse mediante diagramas de flujo, facilitando la interpretación de la lógica por parte de programadores, integradores y personal de mantenimiento.
El diagrama debe incluir:
- Inicio del proceso.
- Condiciones previas.
- Acciones de control.
- Iteraciones.
- Alarmas y errores.
- Finalización del proceso.
5. Actuadores y Sensores. La calidad de la secuencia depende directamente de la correcta selección e instalación de:
- Actuadores: dampers, válvulas, motores (lineales, rotativos), variadores de frecuencia.
- Sensores: temperatura, humedad, flujo, presión diferencial, presencia, etc.
Lazo de control cerrado: fundamento de la automatización
Lazo de control cerrado: fundamento de la automatización
El lazo de control cerrado constituye el principio esencial que sostiene el funcionamiento de los sistemas de gestión de edificios (BMS). Aunque su concepto es sencillo, su correcta implementación es determinante para el desempeño eficiente y estable de los sistemas automatizados.
Este mecanismo opera mediante un ciclo continuo de acciones:
- Setpoint (Punto de Referencia): valor deseado de la variable (ej. 25 °C).
- Medición: sensores que capturan el valor real (ej. 23 °C).
- Comparación: la CPU del BMS analiza la diferencia entre Setpoint y valor medido.
- Corrección: se envían señales a los actuadores para ajustar las variables.
- Retroalimentación: el ciclo se repite constantemente para mantener el equilibrio.
Este proceso se mantiene en un ciclo ininterrumpido de retroalimentación, garantizando que las condiciones del sistema se mantengan dentro de los parámetros establecidos. En la práctica, se admite un margen de error que varía entre el 5 % y el 10 %, dependiendo de la precisión de los sensores, la dinámica del sistema y la estrategia de control aplicada.
El éxito de la automatización en un BMS radica en la eficacia con la que este lazo de control cerrado se configura y mantiene, permitiendo optimizar recursos, mejorar el confort y preservar la integridad operativa de los sistemas.
Ejemplo práctico: secuencia de operación en una AHU con recuperación de calor
Ejemplo práctico: secuencia de operación en una AHU con recuperación de calor
Supongamos una Manejadora de Aire (AHU) en un edificio corporativo:
- Objetivo: mantener 24°C con 50% HR en oficinas abiertas.
- Condiciones externas: verano, 35°C y 70% HR.
Secuencia básica:
- El sensor detecta temperatura > 24°C.
- El BMS activa el intercambiador de calor.
- Si no es suficiente, abre válvula de agua fría.
- Modula la velocidad del ventilador (VFD) para ajustar caudal.
- Verifica la humedad relativa y ajusta deshumidificación si es necesario.
- Monitorea en tiempo real y corrige desviaciones.
La secuencia debe incluir prioridades, tiempos de retardo, rampas de arranque y límites de operación.
Simulación y validación de secuencias
Simulación y validación de secuencias
Previo a la implementación en sitio, la simulación y validación de secuencias de operación en sistemas BMS es un paso crítico que permite a los especialistas asegurar que la lógica programada cumple con los objetivos de control antes de interactuar con los equipos reales.
Esta fase tiene como finalidad reproducir el comportamiento del sistema en un entorno virtual o de prueba controlado, lo que facilita la detección de errores y optimiza la puesta en marcha, reduciendo riesgos y costos asociados a fallos de operación en campo.
Una de las principales razones para realizar estas simulaciones es la validación de la lógica de control. Esto implica comprobar que las condiciones, prioridades y transiciones definidas en la secuencia responden correctamente a las distintas variables de entrada (como temperatura, humedad, presión o presencia de ocupantes), y que las acciones de salida (como encendido de equipos, modulación de válvulas y variadores de frecuencia) se ejecutan en el orden y momento adecuado ya que errores en esta lógica, como activaciones en cascada, ciclos de arranque y paro innecesarios o respuestas tardías, pueden comprometer seriamente la eficiencia energética y la vida útil de los equipos.
Además, la simulación permite detectar fallos de programación a nivel de software, tales como bucles infinitos, conflictos de prioridades, tiempos de retardo mal calculados, o asignaciones incorrectas de Setpoints y alarmas.
Otro aspecto fundamental de la simulación es el ajuste de tiempos de respuesta y la sintonización de lazos de control (PID). A través de pruebas iterativas, se evalúa la capacidad de reacción del sistema ante variaciones en las condiciones de operación, asegurando que la respuesta sea ágil, pero sin generar oscilaciones o sobreesfuerzos.
Asimismo, la validación debe contemplar la simulación de fallos y condiciones anómalas, tales como la pérdida de señal de sensores, fallos eléctricos, disparo de alarmas de incendio o emergencia sanitaria. Esto permite verificar que la secuencia contempla modos de operación seguros y protocolos de actuación adecuados para cada situación garantizando la continuidad operativa y la seguridad de las instalaciones y usuarios.
Interfaces y softwares
Interfaces y softwares
Existen herramientas específicas en la industria para llevar a cabo estas simulaciones, como EcoStruxure Building Operation (Schneider Electric), Niagara Framework (Tridium) o Desigo CC (Siemens), que permiten emular la operación de los sistemas BMS en un entorno virtual, facilitando la verificación previa de la lógica de control. También, se emplean simuladores de lazo PID y sistemas de emulación de señales de campo que permiten recrear condiciones reales de operación sin necesidad de interactuar directamente con la infraestructura física.
Beneficios tangibles de una secuencia BMS
Beneficios tangibles de una secuencia BMS
El diseño y validación de secuencias de operación en sistemas BMS no es sólo un ejercicio técnico: es un factor clave. Desde la correcta programación hasta la simulación previa a la puesta en marcha, cada etapa es fundamental para minimizar errores, reducir costos y extender la vida útil de los equipos críticos como HVAC e iluminación. Además, la integración de estas secuencias facilita la supervisión remota y la respuesta ante fallos, incrementando la resiliencia de las instalaciones.
En un contexto donde la eficiencia energética y la sostenibilidad son prioritarias, invertir en un diseño de secuencias robusto y validado es una decisión estratégica que impacta directamente en la rentabilidad y la competitividad de las organizaciones.
En KINENERGY contamos con la experiencia y las herramientas para diseñar sistemas BMS a medida, optimizando el rendimiento de tus instalaciones.
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Raúl Hernández
Ingeniero MEP Sr. Instalaciones Especiales y Control
Ingeniero MEP Sr. Instalaciones Especiales y Control
Raúl cuenta con más de 6 años de experiencia, ha participado en más de 6 proyectos de ingeniería implementados en México; destaca su participación en el proyecto “A41 Bodyshop para el modelo Q5 Audi M/G-2M1” en la ciudad de Puebla. Cuenta con el título de Ingeniería en Control y Automatización por la Escuela Superior de Ingeniería Mecánica y Eléctrica del Instituto Politécnico Nacional. Raúl disfruta la lectura, especialmente en tecnologías de la información.
