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Nuestra Señora del Carmen, Ciudad de Panamá, Panamá

Antecedentes:

La Iglesia de Nuestra Señora del Carmen cuenta un sistema de aire acondicionado relativamente nuevo que consiste en 14 manejadoras de aires acondicionados y 6 condensadoras. El sistema existente de “Variable Refrigerant Flow” (VRF) es de la más alta eficiencia por utilizar compresores de velocidad variable y además válvulas de posición variable de gas refrigerante. Por lo tanto, en el sistema sólo circula gas en una cantidad mínima necesaria para garantizar extraer el calor de las unidades manejadoras, que a su vez extraen el calor del ambiente dentro de la iglesia. Al mismo tiempo, al utilizar menos gas, hacen trabajar menos a los compresores, los cuales, por ser también de velocidad variable, sólo trabajan para mantener la mínima presión de gas necesaria para mantener un ambiente climatizado.

A pesar de ser muy eficiente el aire acondicionado, el gasto mensual en electricidad aún continuaba siendo unos de las principales preocupaciones para la administración de la iglesia.

Otro elemento a mejorar era que en muchas ocasiones, el público estaba con una temperatura agradable, pero el Padre estaba sudando.

Partiendo de un sistema que por su naturaleza ya es de muy alta eficiencia, el reto de obtener ahorros es aún mayor.

Descripción de la Solución:

La solución involucra poder controlar las manejadoras de aire en su totalidad y además crear un mapa de calor con el uso de termostatos distribuidos por el área de feligreses y además en el altar. Si el sistema conoce que el Padre tiene calor, puede entonces trabajar para brindarle comodidad.

Para no afectar las bonitas columnas y paredes de la iglesia, empleamos sensores de temperatura inalámbricos que no requieren mantenimiento. Se energizan por medio de la luz del ambiente y no utilizan baterías.

Para lograr los ahorros, creamos un algoritmo específico para el “factor de diversidad” que se crea a las diferentes horas del día, tomando en cuenta:

• La posición del sol a diferentes horas,
• La temperatura inicial dentro de la iglesia antes de arrancar los aires acondicionados
• El comportamiento del mapa de calor.

Con este algoritmo logramos 2 comportamientos importantes en el sistema.

1. Rampa decreciente constante de temperatura: Dado que la sensación de temperatura es relativa (si estás en un ambiente de 30 grados Celcius, 26 grados se perciben como frío y si estás en un ambiente de 20 grados, los mismos 26 grados se perciben calientes), capitalizamos ese principio para que las manejadoras extraigan el calor de una manera paulatina, pero siempre garantizando que esté en constante caída la temperatura. Si un feligrés afuera de la iglesia percibe más de 30 grados celsius, cuando ingrese a la iglesia en 27 o 28 grados, sentirá una mejoría en su comodidad particular. El sistema sigue buscando llegar finalmente a 24 grados (configurable), pero lo hace de manera gradual. Aquel feligrés nunca sentirá una temperatura mayor a la que estaba cuando entró y lo anterior es comprobado con el mapa de temperatura que nos proporcionan los sensores distribuidos por toda la iglesia, a una altura de 2 metros, es decir, bastante cerca al feligrés.
2. Cerrado de válvulas de gas refrigerante en aquellas manejadoras que ya estaban en la temperatura deseada. Una vez las manejadoras causen que los sensores de temperaturas de su área de influencia marquen la temperatura deseada (24) , el sistema de control cierra la válvula de gas refrigerante de esa manejadora. Esto causa que la demanda de circulación de refrigerante sea menor para los compresores los cuales a su vez disminuyen su velocidad, generando ahorros significativos en electricidad.

Nuestra solución guarda en la nube los registros de temperaturas y alarmas. Los mismos pueden ser consultados por medio de cualquier navegador, incluyendo en celulares o tablets. En la pantalla de visualización aparece el estado actual de cada manejadora, incluyendo código de error que puedan estar emitiendo, temperatura del ambiente, velocidad del abanico (Apagado, High, Medium, Low), estado de la válvula de refrigeración (abierta o cerrada), setpoint de temperatura, estado de los voltajes de operación entre otros indicadores. Un sistema de notificaciones se encarga de alertar a cuentas de correo predefinidas de los incidentes dependiendo de su severidad.

Conclusión:

El algoritmo creado en sitio y basado en condiciones reales de la Iglesia del Carmen hacen que en cualquier semana, los aires trabajen 25% menos con respecto a su configuración anterior haciendo que el retorno a inversión sea en 1.2 años y alargue la vida de los activos al operarlos con menos esfuerzo y dentro de sus rangos de operación. Esta instalación culminó durante la cuarentena del COVID-19. Al mes de Julio del 2020, la iglesia aún no ha podido ofrecer misas presenciales por lo que no han utilizado los aires acondicionados para realizar la comparación de un mes entero de trabajo. Actualizaremos este artículo con los resultados cuando los tengamos.

Panamá Pacífico, Panamá Oeste, Panamá

Antecedentes:

Panamá Pacífico es un desarrollo mixto de 1400 hectáreas con áreas industriales, comerciales y residenciales.  Para el buen funcionamiento de las áreas comunes que sirven a más de 30 edificios, cuentan con:

• Estaciones de bombeo de aguas residuales, de agua de supresión de incendios y de agua potable.
• Páneles de detección de incendios.
• Ascensores.
• Plantas Eléctricas.
• Sistemas de climatización de distintas clases.
• Cuartos de distribución de electricidad.

Antes de implementar la cultura del monitoreo, para mantener a tantos equipos, se contaba con:

• Más de 14 técnicos de distintas disciplinas.
• Desplazamientos largos, de hasta 10 kilómetros, del personal para diagnosticar una situación para luego atenderla.
• Desplazamiento entre edificios lo cual involucra bajar varios niveles, caminar de entre 50 a 100 metros y luego subir varios niveles en otro edificio.

Al comienzo, con pocos equipos, hacía sentido realizar el mantenimiento preventivo a través de contratistas especializados, que además eran los tenedores de las garantías de los equipos.  En el tiempo, conforme las garantías iban venciendo y el volumen de equipos iba en aumento, se justificó la contratación de cuadrillas de mantenimiento.  Sin embargo, esta también fue creciendo en cantidad.  Como sabemos, aproximadamente el 70% de la actividad de mantenimiento preventivo es inspección y pruebas.

Ante crecimiento continuo del área y para optimizar los recursos garantizando la calidad de servicio a los usuarios, se hizo justificable, la implementación de un sistema de monitoreo de condiciones para la posterior implementación del mantenimiento predictivo.

El Proyecto de Panamá Pacífico:  Monitoreo remoto de todos los equipos críticos tanto por la continuidad y como por la calidad de la operación y la implementación de mantenimiento predictivo.

Descripción de la solución:

Para la implementación de su plan de monitoreo de condiciones, Panamá Pacífico empleó:

1. Sensores de nivel de agua.
2. Sensores de presión de agua.
3. Monitores de calidad de energía.
4. Sensores de falla a tierra.
5. Monitores de ATS (Automatic Transfer Switch)
6. Monitores de Plantas Eléctricas
7. Varios “Programmable Logic Controller” (PLC)
8. Un servidor para el almacenaje de todos los datos recaudados y su posterior despliegue por medio de un interface web.
9. Sensores de nivel de Diesel.
10. Monitores de Ascensores.
11. Estaciones de monitoreo con pantallas especializadas de monitoreo 24/7 para el Centro de Seguridad Integral de Panamá Pacífico y las oficinas del personal de mantenimiento.

El sistema consiste en la medición continua de los indicadores claves de operación de las bombas de agua, motores eléctricos, sistemas de detección y supresión de incendio, plantas eléctricas.

Si algún edificio marca bajo nivel de presión agua potable, se entera primero el equipo de mantenimiento (en vez de los clientes), dándole la oportunidad de realizar maniobras para garantizar la continuidad de operaciones.

Si el sistema de supresión de incendio en algún punto marca una presión por debajo de la adecuada, el sistema emite alerta.  Al culminar las pruebas semanales, si el sistema mantuvo su nivel de presión de aceite, su temperatura y demás valores dentro de lo esperado, manda unas señal de “todo bien!” y de lo contrario, marca una alerta en la pantalla indicando que requiere atención.  La señal de alerta significa que el equipo aún está en capacidad de prestar servicio, pero se recomienda una atención técnica.  Esto permite contar con varios meses para atender la situación, antes convertirse en una “alerta roja” que indica que ya el equipo está inoperativo.

Lo mismo aplica para las plantas eléctricas, sistemas de bombeo, sistemas de climatización, detección de incendio y otros.

Conclusión:

Con la implementación de este sistema, a pesar de ya contar con muy buenas tarifas en servicios, se pudo reducir significativamente costos operativos (35% de la planilla de mantenimiento) y todavía absorber la actividad de mantenimiento de 5 edificios nuevos.  Adicionalmente se absorbió con el personal de planta la actividad de mantenimiento que se mercerizaba hasta el momento.  Es decir se logró hacer aproximadamente 40% más con 35% menos dando un beneficio neto de 75% entre ahorros y costos evitados. 

Además, se redujo casi en su totalidad daños a equipos electrónicos expuestos a voltajes altos y bajos causados por la fluctuación en la ocupación de los edificios. La ocupación creciente en edificios hace necesario el ajuste de los transformadores que los energizan. Ahora con el sistema monitoreado se puede detectar el comportamiento eléctrico del edificio tanto fuera de horas como en horas normales para pedir a la prestataria el ajuste de los voltages según sea necesario.