Tecnología IoT en refrigeración (I

Tecnología IoT

en refrigeración (I)

por Ing. MISAel gonZÁleZ*

En este artículo hablaremos sobre las soluciones IoT para aplicaciones comerciales de automatización y monitoreo.

Durante los últimos últimos tres años el

término IoT se ha vuelto una tendencia, este conjunto de tecnologías ha generado grandes beneficios en el sector industrial y un avance tremendo en las aplicaciones residenciales, sin embargo, el sector comercial parece relegado a un cambio más lento y cauteloso.

Empezando desde la definición misma de IoT y teniendo en cuenta la arquitectura que la integra, en este documento se explicarán las principales implicaciones de optar por soluciones IoT en el sector comercial y sus

áreas de oportunidad que justificarían una migración más segura y acelerada a este tipo de tecnologías.

Introducción al concepto IoT Definición. IoT es la abreviación para Internet de las cosas, y principalmente hace referencia a la capacidad de ciertos objetos para conectarse a internet. Esta sería una definición bastante acotada que no termina de describir el verdadero uso de este concepto, pues IoT es un término que se creo a partir de la aparición y mejora progresiva de diferentes tecnologías de almacenamiento, conectividad y procesamiento.

En el artículo The Internet of Things (IoT): An Overview (Abdul-Qawy, Antar, Magesh, E & Tadisetty, Srinivasulu 2015) i el internet de las cosas se define como una red de dispositivos heterogéneos en la que se espera que su interconexión habilite aplicaciones avanzadas e inteligentes y que haga que la comunicación y la automatización, en prácticamente cualquier sector, sea una tarea fácil y alcanzable.

Y es con este enfoque con el que analizaremos el uso actual de las soluciones basadas en IoT, esto quiere decir, que nos enfocaremos en las aplicaciones de automatización y control de variables dejando de lado las posibles aplicaciones del marketing digital y de experiencia de usuario que en general están relacionadas con el Big Data y modelos de análisis predictivo.

Enfoques El concepto de IoT está integrado por tres enfoques distintos en los que, dependiendo de la aplicación, se hará especial énfasis para obtener los resultados deseados.

Luigi Atzori et al considera que el concepto de IoT nace de tres visiones que convergen en un solo paradigma llamado internet de las cosas, estas tres visiones convergentes son Enfoque orientado a el internet (Software intermedio), orientado a los objetos o cosas (sensores) y orientado a la semántica (conocimiento) (Gubbi, J., Buyya, R., Marusic, S., & Palaniswami, M., 2013) ii.

Con base en alguno de estos tres enfoques es que un interesado puede decidir si es conveniente o no para su negocio implementar una solución basada en IoT, por lo que a continuación se describen brevemente los tres enfoques.

Enfoque orientado a los objetos En esta visión el rol principal lo tiene el objeto, pues es este el que termina ejecutando alguna tarea relevante en el mundo físico, el objeto puede ser un actuador, un sensor o prácticamente cualquier dispositivo cuya conectividad permita que se acceda fácilmente a su información o que permita controlarlo.

De esta visión surge el concepto de Smart object o Smart ítem que hace referencia dispositivos que cumplen con tres características: conciencia, representación e interacción (Kortuem, et al., 2010)iii. Al decir que un objeto tiene conciencia se infiere su capacidad para percibir, interpretar y reaccionar a los eventos del mundo físico, el concepto de representación comprende a las aplicaciones y los modelos de programación que lo integran y finalmente el concepto de interacción hace referencia a las capacidades del objeto para “conversar” con el usuario en términos de entradas y salidas.

Enfoque orientado al internet El punto central de este enfoque es la conectividad a través de internet donde lo que se busca es acceder desde locaciones remotas a un objeto o un conjunto de ellos, es por esa razón que el middleware toma protagonismo en esta visión.

El concepto de middleware o software intermedio se define como aquel que se sitúa entre un sistema operativo y las aplicaciones que se ejecutan en él. Básicamente, funciona como una capa de traducción oculta para permitir la comunicación y la administración de datos en aplicaciones distribuidas (What is Middleware | Microsoft Azure, 2020)iv.

En esta visión surge el concepto de Web of things (WoT) que se centra en las redes de dispositivos, la eficiencia de su conectividad y la simplificación de IP’s para dispositivos que tiene una capacidad limitada de almacenamiento (Guinard, D., and T. Vlad, 2009)v.

Estas aplicaciones distribuidas serían los objetos, y el middleware permitirá la conexión con ellos a través de una aplicación que permita visualizar la información que se está transmitiendo de forma gráfica y ordenada, en este caso un servidor ampliaría y dado caso supliría el almacenamiento de los dispositivos conectados.

Enfoque orientado a la semántica En este tercer enfoque, la importancia recae en la información y la manera en que se procesa, teniendo en cuenta que puede haber un universo de información masivo emitido por una cantidad igualmente masiva de objetos (Atzori, L., A. Iera, & G. Morabito, 2010)vi.

Bajo este enfoque surge el concepto de Semantic web en donde se busca que la información que esta almacenada en la web sea procesable por máquina (machine-procesable) y que por medio de agentes automatizados sea exportada y combinada con información de la web (Toma, Ioan, Simperl, Elena, Hench, Graham, 2009)vii.

Es en este punto donde la inteligencia artificial y el concepto de machine learning cobran relevancia.

Arquitectura Para definir la arquitectura adecuada con base en las tres visiones mencionadas anteriormente hay que entender que un sistema basado en IoT conecta una serie de dispositivos heterogéneos y dispersos tanto en el mundo físico como en el mundo virtual (Chun Kit Ng, Chun Ho Wu, Kai Leung Yung, Wai Hung Ip & Tommy Cheung, 2018)viii por lo que exigen una arquitectura flexible, escalable y eficiente.

Los autores Li, Xu, y Zhao (2016)ix describen la arquitectura del IoT como una red multicapa que interconecta dispositivos para la adquisición, procesamiento e intercambio de información y describen las capas que conforman esta arquitectura de la siguiente manera:

• Capa de sensores y nodos finales: Las redes de sensores pueden detectar automáticamente el entorno e intercambiar datos entre dispositivos.

• Capa de red: Esta capa conecta todos los objetos y les permite conocer su entorno.

• Capa de servicios: esta capa recae en el middleware y proporciona al IoT una plataforma rentable donde las plataformas de hardware y software podrían reutilizarse.

• Capa de aplicación-interfaz: esta última capa involucra una variedad de interfaces para el usuario acorde a la aplicación de la solución ej. mantenimiento, salud, etc.

La arquitectura del IoT está relacionada con la estructura de la cadena de frío la cual podríamos considerar como una cadena de suministro donde se debe controlar la temperatura en todo momento. Este concepto es importante para el área comercial pues de esto depende en gran medida la operación de muchos sectores comerciales que se analizaran mas adelante.

Los autores Yinuo Zhang y Guowei Hua (2016) x en su artículo Intelligent Food Cold Chain System Design diseñaron la estructura de un sistema inteligente para la cadena de frío Como puede observarse en la figura 2.1 la estructura está constituida por 5 capas, 3 de ellas muy parecidas a la estructura propuesta por Li, Xu, y Zhao para los sistemas

basados en IoT: capa de sensores, capa de red y capa de aplicación, sin embargo, aquí se agregan dos capas que en realidad están relacionadas con los usuarios finales y la operación especifica de la cadena de frío: la capa de operación y la capa de usuario.

Capa de usuario

Capa de aplicación (procesamiento de información y retroalimentación)

Capa de red (Transmisión de información)

Capa de detección (recopilación de información)

Capa de operación

Regulación Gubernamental Asociación Industrial Empresas Relevantes

Producción y procesamiento de alimentos Sistema de gestión Almacenamiento de alimentos Sistema de gestión

Transporte de alimentos Sistema de gestión

Plataforma de supervisión de información logística

Venta de alimentos Sistema de gestión

Internet NB-IoT

Web Server ZIGBEE Bolck Chain

RFID

Producción WMSN GPS GIS

Almacenamiento Transporte Audio/Video

Venta

Figura 1: Estructura funcional de un sistema de cadena de frío inteligente. Fuente: (Yinuo Zhang & Guowei Hua, 2020)10.

Esta distinción es importante para el estudio de las soluciones IoT aplicadas a instalaciones comerciales por los siguientes motivos: - Capa de operación: mientras que en aplicaciones industriales se tiene acotado que la solución esta destinada a una instalación o planta en especifico y en el caso residencial a un vivienda como tal, en el área comercial se pueden llegar a tener grandes cantidades de instalaciones que deben operar de manera uniforme en diferentes locaciones y bajo diferentes condiciones, ademas la operación total va mas allá de un solo tipo de instalación pues debe contemplarse que la cadena de frío está integrada por producción, almacenamiento, transporte y venta.

- Capa de usuario: Las regulaciones en el sector comercial son distintas a las del sector comercial e industrial y varían de región a región, ademas la operación esta condicionada al cliente y no necesariamente a un trabajador o empleado, como en el área industrial.

Por esta razón, la arquitectura de las soluciones IoT para aplicaciones comerciales deberá construirse con base en las necesidades de sectores específicos y con la capacidad de adaptarse a diferentes presupuestos y tamaños de operación, si bien puede enfocarse a una sola instalación, cuyo tamaño puede variar en gran medida, también es posible que la necesidad exija integrar grandes cantidades de información provenientes de múltiples sitios distribuidos en varias regiones. caciones comerciales, es importante señalar que las soluciones de control y monitoreo basadas en IoT usualmente tendrán la capacidad de expandir su uso más allá de la refrigeración y el aire acondicionado.

Clasificación de las soluciones de control Para clasificar el equipo de control y monitoreo que integra la capa de sensores y la capa de red, se pueden dividir las soluciones en 3 modelos definidos por su arquitectura: Sistemas centralizados, descentralizados y distribuidos, clasificación comúnmente usada para los sistemas de control en general.

- Sistemas centralizados: Ian Sommerville (2020) xi define los sistemas de control centralizados como un modelo en donde un componente es designado como controlador el cual es responsable de administrar la ejecución de otros componentes. Además, divide este modelo en dos clases:

Modelo Call-return: En este modelo se ejecutan subrutinas de forma secuencial, estas rutinas son llamadas por un programa principal que ejecutara cada programa siempre en el mismo orden.

Modelo Manager: En este modelo un componente del sistema designado como manager controla el inicio, terminación, coordinación y agenda otros procesos del sistema. Un proceso puede ser un componente o modulo que puede ejecutarse de forma paralela junto con otros procesos.

Una solución de control centralizada debería permitir integrar componentes de diferentes categorías y clasificaciones a un solo sistema central, esto con el fin de unificar la información generada para su análisis posterior.

Figura 2.

- Sistemas descentralizados: La real academia de ingeniería define al control descentralizado como una estructura de control de sistemas complejos que consiste en el control independiente de los distintos subsistemas que lo forman (Real Academia de Ingeniería, 2020)xii.

Prácticamente, en este modelo se instalan nodos que responden a un sistema de control central pero que por si mismos integran varias señales de entradas y salidas, aumentando así la flexibilidad de todo el sistema disminuyendo la cantidad de cableado que requiere su instalación, reduciéndolo a simplemente canalizaciones de comunicación con el sistema central y en algunas ocasiones esta comunicación podrá hacerse de forma inalámbrica siempre que las distancias no sean tan largas y no exista gran numero de barreras físicas.

El almacenamiento de datos sin embargo sigue dependiendo de un sistema central en este modelo. Sistemas distribuidos: Un sistema de control distribuido (DCS) es un sistema de control automatizado especialmente diseñado que consta de elementos de control distribuidos geográficamente sobre la planta o el área de control (What is Distributed Control System (DCS)?, 2020)xiii.

En esta configuración cada proceso o máquina cuenta con un controlador que no depende de un siscon un controlador que no depende de un sistema central para ejecutar sus funciones, tema central para ejecutar sus funciones, sin embargo, puede coordinarse con sin embargo, puede coordinarse con uno para enviar información y prouno para enviar información y procesar cambios de configuración. cesar cambios de configuración. Debido a esto, se tienen varios Debido a esto, se tienen varios controladores ubicados en controladores ubicados en diferentes partes de la insdiferentes partes de la instalación que comunican talación que comunican entre sí con una red de entre sí con una red de alta velocidad. alta velocidad.

Este modelo ofrece maEste modelo ofrece mayor seguridad frente yor seguridad frente a posibles fallas con a posibles fallas con respecto a un sistema respecto a un sistema centralizado, ya que los centralizado, ya que los controladores son indecontroladores son independientes y si se llegara pendientes y si se llegara a generar un problema con a generar un problema con la comunicación o el tablero principal, cada controlador seguiría siendo capaz de ejecutar sus funciones.

A diferencia de un sistema descentralizado, la información puede almacenarse en cada controlador y aunque puede recolectarse para obtenerse un panorama completo de la instalación, en este modelo el sistema central es en realidad un añadido que no afecta en si la operación del sistema.

Sectores comerciales de aplicación De acuerdo con la publicación Top Markets Report Cold Chain, 2016 del departamento de comercio de Estados Unidos, México se encuentra en constante crecimiento en cuanto a la cadena de suministro con un estimado del 7% anual, además cuenta con 5 millones de metros cuadrados para el almacenamiento de perecederos y durante el periodo del 2008-2013 hubo un crecimiento del 54% en el mercado compartido de los supermercados modernos y un notable aumento en la demanda de alimentos importados. Siendo, además, el quinto mercado más importante para las franquicias de comida rápida (The International Trade Administration, 2016)xiv.

Considerando lo anterior, existe una gran Considerando lo anterior, existe una gran oportunidad en el área comercial para oportunidad en el área comercial para soluciones IoT, sin embargo, el soluciones IoT, sin embargo, el análisis de las necesidades del área comercial no puede abordarse de manera directa debido a lo amplio recta debido a lo amplio que es el concepto, así que primeramente es que primeramente es necesario identificar necesario identificar las necesidades de las necesidades de cada sector y agruparlas.

Los sectores en los Los sectores en los que podemos agruque podemos agrupar las necesidades de las aplicaciones comerciales son Almacenamiento, Trans-

porte, Venta de alimentos (Supermercados) y Servicios de alimentos (Hoteles, Restaurantes, entre otros).

- Almacenamiento: Este sector tiene en cuenta grandes almacenes en los que se requieren sistemas de aire acondicionado y calefacción en áreas productivas y también de oficinas, además, algunos de estos grandes almacenes o centros de distribución cuentan con cámaras de refrigeración y/o congelación para almacenar productos perecederos. Una de las principales características de este tipo de edificios es la extensión de superficie construida que puede ir desde los 4,000 m2 a extensiones tan sorprendentes como las del más reciente centro de distribución de mercado libre en el estado de Jalisco, México con aproximadamente 80,000 m2 de construcción planeados (Duarte, E., 2020)xv.

Con estas características específicas, las necesidades de control y monitoreo de este tipo de edificios pueden extenderse al control de luminarias y de medición de consumo energético, pasando por medición y control de variables más especializadas como humedad relativa y niveles de CO2.

Las soluciones basadas en IoT cobran relevancia cuando se integran todas estas mediciones y sistemas de control en un sistema centralizado, esto no es un concepto nuevo para instalaciones de este tipo, en el informe de la conferencia Facility information access protocol for data-centric building automation systems publicado en 2011 se menciona la importancia de los datos históricos generados por sensores que normalmente no son utilizados para accionar algún sistema en específico (Ochiai et al., 2011)xvi, sin embargo su uso tiene aplicaciones en la toma de decisiones que permiten mejorar la eficiencia del edificio una vez que son analizados, muchas veces en conjunto con otras variables para entender la operación completa de la instalación.

Las necesidades de este tipo de instalaciones pueden ser de control y monitoreo o simplemente de monitoreo.

Sin embargo, por el tamaño de las instalaciones es probable que al elegir sistemas inalámbricos se encuentren obstáculos físicos y grandes distancias que limiten la conectividad de los sensores, haciendo necesario instalar una gran cantidad de gateways.

Nota: En la próxima edición presentaremos la segunda parte de este artículo donde se desarrollarán el resto de aplicaciones comerciales en la cadena de frío, así como el tema de ahorro de energía, áreas de oportunidad, mantenimiento, entre otros aspectos importantes.

REFERENCIAS

1. Abdul-Qawy, Antar & Magesh, E & Tadisetty, Srinivasulu. (2015). The Internet of Things (IoT): An Overview. 5. 71-82.

2. Gubbi, J., Buyya, R., Marusic, S., & Palaniswami, M. (2013). Internet of Things (IoT): A vision, architectural elements, and future directions. Future Generation Computer Systems, 29(7), 1646-1647. doi: 10.1016/j. future.2013.01.010 (Dong, 2007)

3. Kortuem, Gerd & Kawsar, Fahim & Fitton, Daniel & Sundramoorthy, Vasughi. (2010). Smart Objects as Building Blocks for the Internet of Things. Internet Computing, IEEE. 14. 44 - 51. 10.1109/MIC.2009.143.

4. What is Middleware - Definition and Examples | Microsoft Azure. (2020). Retrieved 12 August 2020.

5. Guinard, D., and T. Vlad 2009. “Towards the Web of Things: Web Mashups for Embedded Devices.” In Proceedings of the International World Wide Web Conference 2009 (WWW 2009). Spain: Madrid, April 2009.

6. Atzori, L., A. Iera, and G. Morabito. 2010. “The Internet of Things: A Survey.” Computer Networks 54 (15): 2787–2805. doi:10.1016/j. comnet.2010.05.010.

7. Toma, Ioan & Simperl, Elena & Hench, Graham. (2009). A joint roadmap for semantic technologies and the Internet of Things.

8. Chun Kit Ng, Chun Ho Wu, Kai Leung Yung, Wai Hung Ip & Tommy Cheung (2018) A semantic similarity analysis of Internet of Things, Enterprise Information Systems, 12:7, 820-855, DOI: 10.1080/17517575.2018.1464666

9. Li, Shancang & Tryfonas, Theo & Li, Honglei. (2016). The Internet of Things: a security point of view. Internet Research. 26. 337-359. 10.1108/ IntR-07-2014-0173.

10. Zhang, Yinuo & Hua, Guowei. (2020). Intelligent Food Cold Chain System Design. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 782. 032045. 10.1088/1757-899X/782/3/032045.

11. Sommerville, I. (2020). Event-driven control. Retrieved 31 August 2020, from https://iansommerville.com/software-engineering-book/ static/web/archpatterns/centralized-control/

12. Real Academia de Ingeniería. (2020). Diccionario Español de Ingeniería. Technosite-Grupo Fundosa. http://diccionario.raing.es.

13. What is Distributed Control System (DCS)? - Electrical Technology. (2020). Retrieved 2 September 2020, from https://www.electricaltechnology.org/2016/08/distributed-control-system-dcs.html

14. The International Trade Administration. (2016). 2016 Top Markets Report Cold Chain Country Case Study (pp. 49-51).

15. Duarte, E. (2020). Mercado Libre anuncia inversión de nuevo cedis en Jalisco. Retrieved 26 August 2020, from http://t21.com.mx/logistica/2020/07/23/mercado-libre-anuncia-inversion-nuevo-cedis-jalisco

16. Ochiai, Hideya & Ishiyama, Masahiro & Momose, Tsuyoshi & Fujiwara, Noriaki & Ito, Kosuke & Inagaki, Hirohito & Nakagawa, Akira & Esaki, Hiroshi. (2011). FIAP: Facility information access protocol for data-centric building automation systems. 229 - 234. 10.1109/INFCOMW.2011.5928814.

¿Y de la pandemia qué?

por Ing. CAMIlo Botero*

Analizo a fondo las acciones y métodos que se han implementado en el sector para enfrentar al virus actual.

Por solicitud del Editor de esta

prestigiosa revista, me he decidido escribir sobre este tema, respecto al cual han corrido ríos de tinta con comentarios, información epidemiológica y científica en lo que respecta a las vacunas y fármacos o aspectos económicos, ya que su impacto ha sido devastador en la mayoría de los países; temas laborales, puesto que debido a la crisis económica se han perdido millones de puestos de trabajo; y educativos, ya que los jóvenes y niños no han podido asistir a sus universidades, centros tecnológicos y escuelas.

Este tema es de mi especial afecto, pues mi vocación definitiva es la academia; se han explicitado las diferencias económicas, tecnológicas y sociales, puesto que, en las clases menos favorecidas, no se cuenta con redes de internet ni plataformas confiables, y lo peor, ni siquiera computadores, tablets y/o celulares apropiados para la enseñanza vía internet.

Tengo contacto con profesores universitarios y de colegio, que me narran todas las dificultades que genera para el profesor enseñar bajo esa modalidad a distancia, yo mismo, en mi Academia CBG, las he experimentado. Lo anterior ha conducido a que la brecha educativa entre clases menos favorecidas, clases medias y las altas, con todos los recursos tecnológicos y económicos a su alcance, se incremente de una manera aterradora.

Soy un convencido de que la humanidad solo podrá resolver sus problemas de desequilibrio social, cambio climático y este del Covid 19, por medio de la educación en todas sus manifestaciones. El Papa Francisco ha hecho recientemente un llamado a un gran pacto por la educación de toda la humanidad, al cual me adhiero.

No soy experto, como es obvio, en temas de salud ni mucho menos en virología y sus tratamientos, por lo cual me había abstenido de opinar sobre el tema, pero ya que me lo han solicitado, he hecho el esfuerzo por escribir esta columna en lo referente a este tema ligado a la climatización, que mucho tiene que ver con sus posibilidades de contagio y/o las soluciones.

He asistido a muchas conferencias sobre estos aspectos, de ATECYR, ASHRAE, CAPÍTULO CAI de ACAIRE, Celso Simoes, de Trox Brasil, y más recientemente del científico José Luis Jiménez, de la Universidad DE Boulder Colorado en USA. Permanentemente estudio las estadísticas de la OMS, al respecto, lo cual se me ha vuelto casi obsesivo.

La humanidad ha ido aprendiendo a trompicones sobre cómo lidiar con esta pandemia sin mucho éxito, pero al menos en las segundas olas, que se han producido en España, Francia, Alemania y otros países de Europa, las estadísticas indican que el porcentaje de fallecimientos respecto a los infectados, ha disminuido; en América la primera ola aún no termina. La vacuna, aún con las necedades de políticos irresponsables, no llega y no llegará hasta mediados del año entrante y no se aplicará globalmente hasta el 2022. Algo similar ha sucedido con los fármacos, varios que se creía que servían ya fueron descartados por su ineficacia.

Curiosamente, un virus tan contagioso y mortal, se combate con disciplinas muy simples: uso obligatorio de mascarillas apropiadas y bien colocadas, distanciamiento social de digamos 2 metros, lavado permanente y meticuloso de las manos. Desafortunadamente el distanciamiento social exige confinamientos que han impactado duramente la economía, como en el caso muy notorio del negocio del entretenimiento, los bares y restaurantes y en general los viajes por negocios y turismo, con grandes quiebras en estos sectores. Soy partidario obviamente de que la economía no debe parar y que las aperturas son absolutamente necesarias, pero con el cumplimiento del distanciamiento social, buscando todas las alternativas para que la economía se reactive.

José Luis Jiménez, PhD de la Universidad de Boulder en Colorado USA, a quien recientemente escuché en la Asamblea anual de ATECYR, y que a continuación he visto y escuchado sus teorías en varios videos y entrevistas en YouTube, sostiene que uno de los mayores vehículos de contagio del Covid 19 es a través de aerosoles en el aire; la definición científica de aerosol es: “La suspensión de partículas de una sustancia líquida o sólida en un medio gaseoso, que puede ser el aire o cualquier otro gas”. Su dimensión suele estar entre 0.002 y 100 micras y permanecen en suspensión períodos hasta de horas.

gremio de la climatización; para realizar los diferentes tipos de tratamiento del aire con el fin de lograr temperatura, humedad relativa, porcentaje de aire exterior para la calidad del aire en el interior, filtración adecuada, número de cambios por hora, distribución conveniente en los recintos, es necesario hacer circular flujos considerables de aire en espacios cerrados; lo cual transporta los aerosoles que pueden contener el virus y propiciar contagios. Esto no lo aceptó la OMS, hasta después de mucho insistir en ello, varios científicos como a quien cito aquí, resaltan este punto, tan importante.

Se han propuesto soluciones de varios tipos: no usar el aire acondicionado y ventilar naturalmente abriendo ventanas y puertas, esto es factible solo en algunos casos y por supuesto se pierden los beneficios de la climatización; otro es aumentar el porcentaje de aire exterior que tampoco es factible en muchos casos, y lo peor, como lo he denunciado en repetidas ocasiones, por la falta de un reglamento como el rite, de obligatorio cumplimiento, las más de las veces… ¡¡¡¡ni siquiera hay aire exterior!!! Lo cual es absurdo. Es una estulticia y una irresponsabilidad de tamaño mayúsculo que el estado colombiano en este caso, no haya aprobado el RITE versión para Colombia, que se presentó en el 2012 en cuatro de sus ministerios.

Tampoco los gremios que tienen a cargo esa responsabilidad como ACAIRE y ACIEM lo han exigido de manera contundente. El virus ha puesto en evidencia la necesidad imperiosa de ese reglamento en toda la América Latina. En Europa y USA está el porcentaje de aire exterior de buena calidad, en sus códigos referentes al aire acondicionado y son de ¡cumplimiento obligatorio!

Otra recomendación que se da con frecuencia es el uso de filtros HEPA del 99.97%, lo cual parece ser muy efectivo, pero son costosos y la mayoría de las unidades manejadoras, cassettes y fancoils no soportan la caída de presión que adicionan al sistema de distribución de aire acondicionado. Como anécdota, José Luis, PhD, comentó en uno de los videos mencionados, que ha donado de su bolsillo, equipos de tratamiento de aire con filtros HEPA, en la escuela donde estudian sus hijos en Boulder Co.

Otra solución es utilizar lámpara ultravioleta en los serpentines de aire, también costosas y requieren mantenimiento exigente. Soluciones como ozono y/o sustancias como detergentes, alcohol, lejía etc., en el ambiente, no las recomienda por resultar tóxicas y lesivas, para las personas. Mucho menos ingerirlas como recomendó un necio político, cuyo nombre ni menciono.

En fin, estas son mis opiniones, muy simplistas, por cierto, pero creo que, si se empeña la humanidad entera, en su entorno en buscar soluciones concretas para casos específicos, con todo el apoyo de los científicos y del sentido común, lograremos vencer este virus que tantos problemas nos causa.

* Camilo Botero es el actual Secretario de la Federación de Asociaciones Iberoamericanas del Aire Acondicionado y la Refrigeración - FAIAR; fue presidente de ACAIRE y es presidente de Camilo Botero Ingenieros Consultores Ltda. Se ha desempeñado como docente en varias universidades colombianas, gremios y actualmente en ACAIRE en cursos de diplomado de proyectos de aire acondicionado, eficiencia energética en aire acondicionado y refrigeración, cogeneración y trigeneración, psicometría aplicada, termodinámica, mecánica de fluídos, transferencia de calor y turbomaquinaria. (cbg@cbgingenieria.com).

OTROS ENFOQUES

Un repaso por nuestra historia (II)

COMPRESOR CON RODAMIENTO MÁGNÉITCO Y SIN ACEITE AGUA CONDENSACIÓN CAJA DE

CONTROL

AGUA FRÍA

por Alfredo Sotolongo*

Segunda parte de esta historia que relata el desarrollo de la industria del aire acondicionado hasta la actualidad.

¡La energía más económica de producir es la que se ahorra!

Este escrito es la continuación de la historia de nuestra industria a partir del final del siglo XIX, basado en el libro: “HEAT & COLD Mastering the Great Indoors”, publicado por ASHRAE en 1994. Todavía en 1890 la gran mayoría de los ventiladores y compresores de refrigeración operaban con motores de vapor. No obstante, muchos pioneros de la industria eléctrica como Nikola Tesla visualizaron la completa distribución de la energía eléctrica utilizando corriente alterna. Tesla

citaba que la idea le vino de pronto como un rayo de luz. En un instante lo vi todo y dibujé en la arena con un pedazo de rama los diagramas que se ilustraron más adelante en mis fundamentos de la patente de mayo de 1888. ♦

Al final del siglo XIX, el desarrollo y la distribución de la fuerza eléctrica cambió nuestra industria con la introducción de los motores eléctricos. Aprovechando la innovación de los motores eléctricos, por varios años se trató de desarrollar el refrigerador residencial. Alrededor de 1912 la empresa General Electric pudo fabricar y comercializar en distintas capacidades los refrigeradores más confiables. La línea de producción de General Electric contaba con maquinaria, desarrollada por ellos mismos, para cargar sus unidades con el refrigerante dióxido de azufre. Más adelante se comenzó a usar refrigerante R-12. Alrededor de 1925 se comenzó a producir a gran escala refrigeradores usando absorción desarrollados en Suecia por dos estudiantes de ingeniería Baltzar von Platen y Carl Georg Munters. ♦

La climatización del aire comenzó desde mucho antes, pero concentrada en la calefacción especialmente en lugares en que el invierno era más intenso. Al principio del siglo XX, el propósito era diseñar y producir sistemas que lograran el confort no solo durante el invierno sino también en los meses más calientes. Nuestra industria experimentó un período de muy rápido crecimiento producto del aumento en tamaño y complejidad de edificios comerciales. Los sistemas de calefacción utilizaban carbón como combustible. Aunque el petróleo había sido descubierto en 1859 por Edwin L. Drake en Pennsylvania, no se empezó a utilizar hasta más adelante en el siglo XX ya que debido a la escasez de carbón durante la Primera Guerra Mundial había creado restricciones en el uso de este. Sin embargo, como no existían restricciones en el uso de petróleo los fabricantes desarrollaron los equipos de calefacción para utilizar el petróleo como combustible.♦

Alrededor de 1922 la Asociación de Productores de Gas presentó una campaña de publicidad destacando las ineficiencias del carbón comparadas con las virtudes y limpieza del gas natural. A pesar de este esfuerzo, el uso del gas natural creció muy lentamente. Hoy en día, la calefacción se incluye con la unidad de aire acondicionado y dependiendo de la aplicación usa energía eléctrica. ♦

El deseo de lograr confort ha existido desde el comienzo de la humanidad y nuestros antecesores se ingeniaban para, de forma muy rústica, lograr ventilar las áreas que necesitaban mejorar sus condiciones. El aire acondicionado producido mecánicamente no tuvo lugar hasta la Revolución Industrial. Al principio de esa era tecnológica se propusieron muchas ideas y se llevaron a cabo experimentos en referencia al enfriamiento del aire artificialmente. En 1815 en Inglaterra una patente fue otorgada a Jean Frederick, Marqués de Chabannes por “métodos de conducir aire y regular la temperatura en casas y otros edificios, y calentar y enfriar aire o líquidos de forma más expedita y consecuentemente menos costosa de como se había hecho hasta la fecha…”, la ilustración del aparato enseñaba una torre de enfriamiento lo cual significaba que su intención era enfriar el aire por medio de evaporación del agua. El método de drásticamente enfriar aire mecánicamente no existió hasta que la refrigeración artificial fue inventada y aplicada como un verdadero sistema de aire acondicionado hasta el cambio del siglo XIX al XX. ♦

Muchos se dieron cuenta que para lograr confort, al aire no solo había que enfriarlo sino también deshumidificarlo. Nadie parecía haber intentado atacar el problema con una base científica para poder determinar las capacidades de los equipos, cómo enfriar el aire hasta cierta temperatura y más importante, cómo remover humedad del aire para obtener el resultado deseado de humedad relativa. En 1894, Hermann Rietschel, un profesor en el Instituto Tecnológico de Berlín publicó la Guía para Calcular y Diseñar la Instalación de Sistemas de Ventilación y Calefacción donde el capítulo que se refería a enfriamiento es quizás

el primer intento de aplicar científicamente el enfriamiento por refrigeración mecánica. ♦

La mayoría de nosotros hoy en día consideramos que el enfriamiento durante los meses de verano es una necesidad. Este no era el caso a principios del siglo XX. Muy pocas personas en el mundo habían estado expuestas al muy agradable enfriamiento mecánico durante el verano. Alrededor de 1890 muchas personas ya estaban interesadas, pero no habían estado expuestas a los beneficios que ofrecía la refrigeración mecánica porque en realidad no existían muchas instalaciones. En los años siguientes plantas de enfriamientos se instalaron en varios edificios públicos y estas instalaciones comenzaron a exponer al pueblo al aire acondicionado para lograr confort creando una creciente demanda para futuros empresarios. ♦

En el primer Congreso Internacional de Refrigeración el pionero alemán de la refrigeración, Carl Linden, aunque se refirió al enfriamiento para confort, concluyó que, a pesar del progreso de la industria de la refrigeración, la ciencia del acondicionamiento de aire podría estar contribuyendo más al progreso de la humanidad. Las bondades de la

ciencia del acondicionamiento del aire para uso residencial, comercial e industrial debían ser mostradas al público. Un individuo que tenía la inteligencia y la visión para lograrlo, Willis Haviland Carrier, entra en escena. Carrier comenzó en 1901 su carrera profesional trabajando para Buffalo Forge Co., encargado de su departamento de investigación, ingeniería y desarrollo. ♦

Carrier utilizó lo que había aprendido durante sus años con Buffalo Forge Co. aplicando la ciencia del acondicionamiento de aire a través de la investigación y envolviéndose personalmente en los distintos proyectos de aplicaciones industriales. Él desarrolla lo que muchos consideran fue su más importante logro: la creación de fórmulas y la tabla psicrométrica que seguimos usando hoy en día. La primera tabla psicrométrica fue publicada en 1908. Sus fórmulas, tabla psicrométrica y el aparato para controlar las condiciones del aire fueron presentados ante la Sociedad Americana de Ingenieros Mecánicos (ASME) en 1911. ♦

Carrier convenció a la administración de Buffalo Forge que el diseño, fabricación e instalación de unidades para el control de la humedad en el aire para procesos industriales podría representar un gran negocio para la empresa. Como resultado, en 1907 la empresa Carrier Air Conditioning Company of America fue fundada como una subsidiaria de Buffalo Forge Co. y fue aparentemente la primera empresa que combinó fabricación e ingeniería en la historia del aire acondicionado. Ciertamente Carrier no inventó el aire acondicionado, sin embargo, el trabajo de Carrier en aire acondicionado, sobre todo en aplicaciones de procesos industriales, fue distinto a todos los que con anterioridad a él fueron parte del desarrollo del acondicionamiento del aire. ♦

A principios del siglo XX, en instalaciones comerciales de alta capacidad los enfriadores utilizados para aplicaciones de confort tenían severas desventajas. No solo la toxicidad de los refrigerantes sino también su gran tamaño y costo.

A pesar de que utilizaban termostatos para su control, siempre hacía falta un operario para evitar o reparar problemas técnicos que se pudieran presentar. Los fabricantes pensaban que si la industria iba a crecer, debía hacerse algo referente a la refrigeración mecánica. Era importante fabricar enfriadores simples de operar sin necesidad de personal vigilando su operación. El primer enfriador centrífugo fabricado con cubierta de acero soldada, tubos de bronce en los intercambiadores y un compresor operado por una turbina de vapor se completó en 1922. Sin embargo, fue necesario refinarlo y resolver varios detalles antes de empezar a producirlos en 1924. ♦

Además de los enfriadores centrífugos, en los años siguientes los fabricantes comenzaron a desarrollar distintos tipos de enfriadores de condensación por agua y por aire utilizando compresores reciprocantes, tornillos, etc. Posteriormente, se desarrollaron varias unidades manejadoras de aire como cara y desvío que precedieron a las matizonas. Los sistemas de como modular el aire proliferaron, tales como cajas de mezcla de aire frío y caliente y sistemas de volumen variable. Los controles automáticos mejoraron de neumáticos a electrónicos.

No fue hasta la década de los 80 que cambios trascendentales ocurrieron en nuestra industria. Producto del aumento en el costo de la energía eléctrica y con la idea de minimizar el consumo, especialmente en los enfriadores, se lograron eficiencias nunca antes vistas. Al principio de los 80 en Australia se comenzó a desarrollar el compresor centrífugo

modulante con rodamientos magnéticos y sin necesidad de lubricación. Por otro lado, en Japón se desarrolla el sistema de refrigerante variable (VRF) que, aunque tomó un tiempo considerable para ser aceptado, hoy en día son los sistemas más comúnmente usados en ciertas aplicaciones.

En 1988 se funda la empresa AAON en Estados Unidos siendo los precursores de equipos diseñados para minimizar el consumo de energía, tales como el recalentamiento modulante usando gas caliente que sin añadir energía se logra reducir la humedad relativa. También, en los Estados Unidos, al final de la década de los 80 funda la empresa Multistack la cual adapta los compresores centrífugos modulantes con rodamientos magnéticos desarrollados en Australia a los mercados de América. A su vez, son los precursores de los enfriadores modulares con los cuales se puede satisfacer cualquier capacidad térmica añadiendo módulos de menor peso y tamaño capaces de ser llevados a su localización final de manera muy fácil, inclusive utilizando el ascensor del edificio.

Espero que esta reseña de la historia de nuestra industria les refresque la memoria a los colegas de mi generación y le enseñe, a nuestros hijos y nietos, los progresos logrados por nuestros talentosos antecesores.

Para más información de cualquiera de estos artículos, puede comunicarse con el autor al correo electrónico: asotolongo@protecinc.com

♦ = REFERENCIA HEAT & COLD Mastering the Great Indoors

* Presidente de Protec, Inc., está certificado como ingeniero profesional en Puerto Rico y en el estado de la Florida; tiene más de 40 años de experiencia en la aplicación y venta de sistemas y equipos para la conservación de energía. Es miembro de ASME (American Society of Mechanical Engineers), AEE (Association of Energy Engineers), ASHRAE y fue presidente del capítulo Miami de dicha asociación.

Gestión de servicios en tiempos de crisis

por MArne MArtIn*

Prepárese para lo inesperado: siete formas de desarrollar la resiliencia en la gestión de servicios en tiempos de incertidumbre.

Las empresas que ofrecen servicios han sido, y siguen siendo, el elemento vital de nuestra economía, pero la pandemia mundial está destinada a cambiar la forma en que se prestan los servicios en el campo, afirma Marne Martin, presidenta de IFS Service Management. ¿Qué sucede con los valiosos puntos de contacto con los clientes si las personas deben mantenerse a distancia unas de otras? ¿De qué manera el cambio de las expectativas y preferencias del cliente impulsará a las organizaciones de servicios a innovar? La tecnología tiene un papel clave que desempeñar para abordar estas cuestio-

nes. Aquí, Marne analiza siete capacidades de software de gestión de servicios que ayudarán a las organizaciones a tener éxito con la servitización en un mundo post-COVID más inteligente y sin intervención.

A medida que disminuyen las restricciones que frenan el crecimiento empresarial (aunque hay algunas empresas que han crecido significativamente durante este período de COVID), vemos una oleada repentina de solicitudes de servicio, desde reparaciones hasta instalaciones, consultas y todo lo demás, y los proveedores de servicios deben estar listos para aprovechar estas oportunidades. Los clientes ahora quieren un servicio más remoto y con tecnología. Esto significa que, para tener éxito, su negocio de servicios debe estar habilitado digitalmente, y sus contratos de servicio deben basarse en un resultado deseado o, como mínimo, pasar del producto a los ingresos por servicios recurrentes.

Dicho esto, aquí hay siete capacidades clave que los proveedores de servicios necesitarán hoy para prepararse para las oportunidades únicas que ofrecerá la recuperación.

1. Asistencia remota y servicio zero-touch

En los últimos cinco años, hemos visto un aumento constante en las empresas en una variedad de industrias que se mueven hacia el servicio sin contacto: restaurantes informales rápidos que colocan pedidos móviles en los estantes, minoristas que crean casilleros de recolección en línea, quioscos de autopago y arreglos habilitados para IoT para dispositivos como enrutadores y cajas de cable. Al mismo tiempo, en el sector de servicios, hemos visto cómo la realidad aumentada (AR) se convierte cada vez más en un producto básico y se utiliza para funciones de servicio en una variedad de disciplinas, como un medio para capacitar a los empleados, llegar rápidamente a soluciones impulsadas por el cliente y llegar a los clientes en un mundo sin contacto.

El caso de Munters que implementó herramientas de asistencia remota en menos de dos semanas es un gran ejemplo de cómo una estrategia de contacto cero mantuvo a las empresas prosperando en un momento en que sus contemporáneos se derrumbaban.

Si bien es probable que el servicio zero-touch se logre a través de docenas de tecnologías, a veces trabajando en conjunto, otras veces vinculado a las necesidades específicas de una industria, lo que es seguro es que las capacidades zero-touch serán un componente determinado de las compras de software en seis meses, haciendo de esta la inversión más urgente y rentable en este momento.

2. El futuro de las reparaciones: la RA y los robots ayudan

La reparación es una parte clave del servicio sin intervención. Imagine un escenario en el que un cliente inicia una llamada de reparación remota y el técnico identifica una pieza que debe reemplazarse en función de una combinación de datos de IoT e inspección visual. En lugar de enviar a un técnico, la organización podría enviar la pieza por sí misma y luego proporcionar instrucciones de reemplazo o reparación paso a paso a través de la matriz AR.

La asignación de piezas sin intervención tomará tiempo para mapear, pero teóricamente, la infraestructura ya está ahí para hacer esto una realidad. El proceso podría realizarse en vivo con una persona con la ayuda de instrucciones paso a paso, pregrabadas y validadas mediante la pantalla AR, y en el futuro, incluso a través de robots. Esto puede parecer descabellado hoy en día, pero muchos fabricantes industriales ya están implementando flotas de robots para ayudar con reparaciones simples. Manejarán piezas pesadas, realizarán controles de seguridad de rutina y proporcionarán un registro de fotos que se adjunta a la cuenta del cliente.

3. Gestión sofisticada de piezas

Como la actividad de fabricación, el envío y la cadena de suministro se han visto interrumpidos por la pandemia, muchas industrias encuentran que las piezas de repuesto, los componentes y los subcomponentes necesarios para

la prestación del servicio pueden ser escasos. En el plazo inmediato, esto significa que las organizaciones de servicio necesitan una excelente visibilidad de las piezas que tienen en stock, no solo en los almacenes, sino también en los vehículos de servicio, en los puntos de entrega y en los sitios de los clientes. Hoy en día, esto significa que los proveedores de servicios deben buscar soluciones empresariales que brinden este tipo de visibilidad para mantener sus estándares de experiencia del cliente y garantizar que se logre un resultado, una visita de mantenimiento preventiva o predictiva sea efectiva o que se logre una solución por primera vez.

En el futuro, a medida que el servicio sin intervención se generalice, la gestión de piezas deberá mantenerse al día con los sistemas en evolución. La parte más importante es una gestión de piezas y un sistema de logística inversa exhaustivos, coherentes e integrales. Una vez que los proveedores de servicios conozcan el inventario de cada camión, en cada almacén, dónde se encuentra cada pieza en el proceso de reparación del depósito y dónde y cómo se produce el envío, la reemisión o el desguace, estarán bien preparados para los desafíos actuales.

4. Software de servicio: se requiere un enfoque integrado

La RA y la automatización sin duda jugarán un papel importante en la evolución de la industria de servicios, pero enfocarse únicamente en estas tecnologías antes de establecer un terreno fértil para la innovación puede dañar a las empresas a largo plazo. Al considerar el sistema de servicio que proporcionará una plataforma para estas integraciones, muchos se fijan en la combinación de capacidades actuales que componen el producto en lugar de cómo se integran los sistemas de servicios de una empresa en sus sistemas empresariales más amplios.

El software de gestión de servicios debe equilibrar el cliente y las operaciones de una manera que los sistemas de gestión de relaciones con el cliente (CRM) y planificación de recursos empresariales (ERP) no lo hacen. Para que esto funcione correctamente, las organizaciones necesitan una plataforma flexible. Con la capacidad de conectar más de 15.000 API.

5. Optimización de la planificación: el diablo está en los detalles: utilice los datos que tiene

Cuando las cosas van mal, el tiempo es fundamental. Los proveedores de servicios deben poder cambiar dinámicamente la planificación en función de los criterios cambiantes, reajustar la plantilla y tener en cuenta las restricciones inesperadas en minutos, no en horas. Pero la verdadera optimización requiere mucho más que enrutamiento, lo que significa que es importante que la inteligencia artificial esté involucrada en la identificación de las formas más efectivas de satisfacer la demanda y optimizar la experiencia del cliente. Esto se remonta a mi punto anterior: cuando los sistemas están integrados de forma centralizada, los motores de optimización pueden tener en cuenta la demanda de los clientes, los trabajadores, las piezas, las ubicaciones, la experiencia y las prioridades regionales, de cuenta o de empresa.

Cuando las capacidades de planificación están dirigidas a los equipos, significa que se adaptan en tiempo real a los requisitos del acuerdo de nivel de servicio con certeza, pero se adaptan con la misma facilidad a las restricciones de nivel empresarial, como las restricciones de viaje, lo que permite a los proveedores de servicios recalcular y administrar la fuerza laboral para tomar decisiones inteligentes. Esto implica mucho, pero hacerlo bien paga dividendos todos los días.

6. ¿Qué pasa si la previsión inteligente ocupa un lugar central?

Dentro de la planificación y la programación, la previsión juega un papel destacado, como lo destaca la crisis actual, pero debería formar parte de la rutina de cualquier empresa. Un inteligente "¿y si?" La herramienta de pronóstico puede ayudar a los proveedores de servicios a probar cómo la empresa podría hacer frente a una amplia gama de escenarios que pueden ocurrir en tiempos inciertos, ayudándolos a responder preguntas difíciles similares a cómo una gran reducción de la fuerza laboral o un aumento de la demanda afectarán el rendimiento.

Es esencial hacer coincidir la demanda con la oferta, el lanzamiento de nuevos modelos de negocio o pasar a un enfoque basado en resultados. Proporcionar proyecciones informadas de varios escenarios beneficiará a su vez a los sistemas de optimización de la empresa al permitir la preparación fiscal y operativa y un enfoque más proactivo para la planificación de recursos y capacidad.

7. Software de servicio en la nube: imprescindible para el mundo post-COVID

A medida que continúan sintiéndose las repercusiones de la pandemia, es más importante que nunca que las organizaciones estandaricen el software empresarial y las soluciones de administración de servicios de campo a las que se puede acceder fácilmente desde fuera de sus cuatro paredes. Varios clientes de servicios de campo de IFS se han alejado por completo del trabajo en la oficina, accediendo a su software a través de una red privada virtual o conectándose directamente a una instancia en la nube del software. Creemos que este aumento en el trabajo remoto, combinado con la primacía del servicio para garantizar el éxito empresarial, hará que se acelere la tendencia existente de migrar del software local al software en la nube.

Prepárate para la recuperación hoy Si bien se observó una reducción en las llamadas de servicio en algunas áreas durante un período limitado, eso significa una mayor demanda cuando finalmente se levanten las restricciones locales, lo que ya ha entrado en vigencia en algunas regiones. Los proveedores de servicios deben estar preparados. Esto podría requerir el empleo de una gran cantidad de mano de obra contingente para aumentar el personal rápidamente, o simplemente podría requerir asegurarse de que las operaciones estén preparadas para enfrentar estos desafíos.

Ahora es el momento de que las empresas evalúen cuán sofisticadas son sus capacidades de planificación, gestión de clientes, gestión de piezas y funciones de prestación de servicios, y se aseguren de que los sistemas, procesos y personas que componen su flujo de trabajo de servicio se gestionen de forma completa, eficaz y dinámica. Con el software de administración de servicios que brinda una vista sin obstáculos de todo el ciclo de vida del servicio, los proveedores de servicios pueden avanzar hacia el servicio sin intervención operado desde la nube y brindar el servicio sin compromiso, incluso cuando problemas críticos interrumpen la prestación del servicio.

* Marne Martin, Presidenta de IFS Service Management