Automatización de Edificios – ACIEM 2.013
Tecnologías para Automatización de Edificios
Ingeniería en Sistemas Electrónicos Ingenieros Consultores
Ing. Germán Alexis Cortés Hdez.
Contenido 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13.
(120 min)
Presentación Inicial ¿Qué es un edificio automatizado? Conceptos de Sostenibilidad, LEED, edificio verde, automatización de edificios. Subsistemas Electrónicos Existentes Seguridad Electrónica (Intrusión, Incendio, Acceso, CCTV, Informática) Comunicaciones – Audio y video Control energético y de equipos electromecánicos Integración y Niveles Proceso adecuado de un proyecto Índices de estimación básica Problemas Actuales Conclusiones Preguntas e Inquietudes
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Automatización de Edificios – ACIEM 2.013
Ing. Germán Alexis Cortés H. – Ingeniero Electrónico – Universidad Javeriana (Bogotá) – Especialización en Sistemas Gerenciales de Ingeniería (Gerencia de Proyectos) – PUJ (Bogotá) – Consultor NIST (National Institute of Standard and Technologies - USA) – Seguridad, Comunicaciones y Automatización de Edificios – Certificaciones Internacionales : • •
CPP (Certified Protection Professional) from ASIS, 1991 CISSP (Certification for Information System Security Professional) from ISC 2 over GSE – (GIAC Security Engineer) from Global Information Assurance Certification, 1.998
– Docente en Universidades de Colombia y Seminarios a nivel Internacional – Conferencias en USA – (NFPA, ISC, ASE, ASIS) – 25 años de Experiencia en Seguridad Electrónica y 13 años en Diseño de Edificios Inteligentes – – – –
Miembro de Asociaciones (ACIEM (ACIEM,, NFPA, SIA, ASIS ASIS--225, FARA) Instructor en Latinoamérica para ALAS Instructor BUILDING TECH AMERICAS Gerente de Insetrón Ltda. 3
Ingenieros Consultores No vendemos equipos No representamos ninguna marca
Servicios de CONSULTORIA: • • • • • • •
Diseño Asesoría Interventoría Commissioning Auditoría Gerencia de Proyectos Capacitación
No tenemos intereses comerciales Somos Imparciales
Trabajamos en Equipo con ustedes Ajustamos la solución al presupuesto
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Qué es un Edificio Automatizado?
Edificio Automatizado es … Una construcción de alta tecnología que fue diseñada con el concepto de eficiencia en múltiples sentidos, que incorpora técnicas modernas y sistemas de información en todas las áreas, ofreciendo servicios avanzados de su actividad, telecomunicaciones, con control automatizado, monitoreo, gestión y mantenimiento de los distintos subsistemas o servicios del edificio; de forma óptima e integrada, integrada, local y remota; diseñados con suficiente flexibilidad como para que sea sencillo y económicamente rentable la implantación de futuros sistemas. sistemas.
Dependiendo de la calidad y el número de los servicios ofrecidos así tendremos un determinado nivel de inteligencia.
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• Edificio Verde – TIENE EN CUENTA LOS ASPECTOS AMBIENTALES – SE INCLUYEN ALGUNOS PUNTOS MODERNOS
• Edificio Automatizado – POSEE REDES ELECTRONICAS PARA CREAR UNA ADMINISTRACION EFICIENTE – NO NECESARIAMENTE SE TOCAN OTROS TEMAS
• Edificio Inteligente – – – –
INTEGRACION A ALTO NIVEL PENSADO Y DISEÑADO COMO TAL NO SOLO REDES ELECTRONICAS AMBIENTE – URBANISMO – PROCESO CONSTRUCTIVO – SEGURIDAD INDUSTRIAL – MATERIALES – APROVECHAMIENTO DE RECURSOS
Qué se busca ?
Mejorar la Productividad
Ahorrar Energía
Mejorar la Seguridad
Medio Ambiente y Sostenibilidad
Administración Eficiente
Conectividad TOTAL
Confort y Salud
Control Permanente
Ahorros en Mantenimiento
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15%
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Cuatro Elementos Básicos a) Estructura. b) Sistemas Integrados. c) Servicios ofrecidos. d) Administración.
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Aplicación Específica
Software Automatización
Seguridad Electrónica Alarmas contra robo, intrusión y emergencias
Control de Iluminación
Detección y/o Extinción de Incendios
Aire Acondicionado
Circuito Cerrado de TV
Redes de Voz (Teléfonos)
Control de Equipos Electromecánicos : Plantas, UPS, Motobombas, Ascensores, puertas eléctricas...
Redes de Datos (Computadores)
Monitoreo de Señales
Equipos de Computo y Networking
Control de Fluidos (gases, agua)
Telecomunicaciones
Control de Acceso Alarmas Ambientales (Inundación, gas, temperatura, movimiento de estructuras, etc) etc) Apoyo a Requisas Control de Activos y manejo de Inventarios
Sonido Ambiental y Evacuación de Emergencia Televisión Comunal
Seguridad en redes de Voz y Datos
Audio y Video de Alta Fidelidad
Blindaje y Vigilancia Humana
Canales dedicados y redes de datos especiales
Redes Electrónicas Insetrón Ltda. 626 2332 Diseño – Consultoría – Capacitación
Alarmas para Detección de Intrusión
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Sensores Perimetrales
Estación de Monitoreo de Alarmas •Teléfono •Celular •Internet •Radio VHF/UHF •Satelite
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Alarmas para Detección de INCENDIO FUEGO
Iniciación
Notificación
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Detección Temprana
Evitar Colapsos
FUEGO
Para sistema integrador
Extinción de Incendio •Agua, CO2 •Gas FM 200 - Inergem •Solkaflam 123 • FE13 – Ecaro 25 • 3M 3M--1230
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Video Vigilancia
•Verificación •Labor Forense •Registro
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VideoGrabación Digital
Acceso Remoto Analítica de Video
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Control de Acceso
CONTROL DE ACCESO 1. Identificación – el sistema debe identificar a la persona que intenta el acceso Conocimiento (PIN)
Posesión (Tarjeta de Acceso)
Atributo Humano (Biométrica)
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Lectoras
Cerraduras
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Registro de Visitantes
Control de Accesos (Carros) Carros) •Acceso Vehicular •Seguimiento de Vehiculos - GPS
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Control de Accesos (Peatones) Peatones)
Vigilancia Electrónica de Artículos • Control de Activos • Inventario de Almacén
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Apoyo a Requisas
Son solo HERRAMIENTAS para mejorar la labor de Vigilancia Humana
• • • • •
NORMAS PROCEDIMIENTOS CAPACITACION SIMULACROS SUPERVISION
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Redes de DATOS y VOZ
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Redes de DATOS y VOZ
Conectores de Diferentes Clases, para diferentes servicios.. servicios
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Redes de comunicaciones para Automatización de Edificios • Cableado Estructurado 1. 2. 3. 4. 5.
Áreas Físicas Ductos Tendido Vertical Tendido Horizontal Elementos Electrónicos
• Normatividad • Integración (juntos pero no revueltos)
Bandejas
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Racks dentro de Gabinetes Cerrados y Seguros
ESPACIOS Físicos para Equipos y Administración de Señales •Cuarto de Control Principal •Cuartos de Interconexión •Sitios de Inspección Cajas de Paso •Salidas Eléctricas
Ubicación Area Paredes, Techo y Piso Muebles – Iluminación Aire Acondicionado Servicios – Mantenimiento Comunicaciones - Seguridad Ductos de Entrada y Salida Protecciones Eléctricas Señalización – Materiales
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Cuarto de Control Principal
Protecciones a los Sistemas Electrónicos de Automatización 1. Energía Regulada Continua - UPS (On Line) 2. Evitar Loops de Tierra (Misma Fase) 3. Evitar interferencias y/o producirlas (ductos, cables, respetar las normas)
4. Pararrayos (Punta de Franklin + Malla de Tierra) 5. Protectores de Transcientes – Arrester – Estado Sólido (Corriente Máxima + Velocidad)
6. Tierra adecuada
(SPT)
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MULTIMEDIA PROFESIONAL • • • • • • • • • •
Televisión Comunal Digital Signage Sonido Ambiental – Voceo Sonido de Emergencia Audio Switcher Fibra Optica Sonido Digital Distribución de Video Video Digital Acople a Red de Datos
• • • • •
Iluminación Profesional Audio y Video Profesional Ayudas Audiovisuales Videoconferencia Auditorios y Salas Inteligentes
Sistemas de Señalización • Permiten Orientar al personal ajeno, sobre el uso de un equipo que puede tener riesgo : Imagenología, calderas, etc. • Permiten indicar en caso de emergencia las salidas adecuadas. • De común acuerdo con los equipos que se instalen. Se convierte en un punto de entrada y otro de salida de la matríz de eventos.
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Gestión de energía, control de equipos y Automatización
Aire Acondicionado Subestación
• Control de operación sistema de energía • Subestación eléctrica • Planta de emergencia • Equipos electrónicos • Ascensores • Iluminación • Control ambiental • Mantenimiento de equipo • Rutinas planta de emergencia • Rutinas transformadores • Rutinas otros equipos
Iluminación y HVAC = >75% de la Energía Es obvio que de un buen control, depende el ahorro mayoritario de Energía.
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EDIFICIO AUTOMATIZADO
Inteligencia en el
AHORRO ENERGETICO Para garantizar la Sostenibilidad del Planeta y del Ecosistema Es un problema
MUY importante, que se debe respetar y lograr eficiencia…
Balasto
Controladores
Tableros Timers
Interruptores y Consolas
Breaker
CONTROL DE ILUMINACION
Sensores
Fotoceldas
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Control de Iluminación – Proceso Básico
Elementos Básicos
Controladores Circuitos Lógicos
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CONTROL DIGITAL
Gestión de Energía y control de equipos
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Subestación Eléctrica – Generador Eléctrico - UPS
Gestión de Energía y control de equipos
Motobomba – Chiller del sistema de Aire Acondicionado
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Ascensores Escaleras y Rampas Eléctricas
Control de Motobombas para: •Zonas Húmedas •Tratamiento de Agua •Riego Automático
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Control y Automatización de Iluminación
1. 2. 3.
Control Distribuido Información Centralizada Override del Usuario
Entradas y Salidas Análogas y Digitales
Depende del Equipo y la interfáz que maneje
Software para Registro, Control y Seguimiento de Cargas Eléctricas
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Estadísticas de Ahorro de Energía por control de Iluminación
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Cuarto de Control Principal
Integración de Procesos Software de Integración de Subsistemas y redes electrónicas de Seguridad, Control y Automatización
Bases de Datos ABIERTAS y SEGURAS
Software de Enlace a Nivel Administrativo, Contable, Financiero Tablero de Comando
Software de Administración de Procesos y Operación propios de la institución
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Niveles de Integración Sistema Aislado Varios Sub-Sistemas trabajando aislados Trabajan Aislados pero reportan al mismo sitio o consola Algunos Sub-Sistemas Intercambian señales simples (contactos secos, salidas TTL) Algunas salidas y entradas (incluso sensores) son duplicadas, para hacer actividades simultáneas. Acople de datos simples a nivel serial (comandos ASCII) Acople a través de interfaz gráficas en un mismo PC Comunicación de Información mediante protocolo abierto a un software de Integración centralizado, manteniendo el control distribuido. La Información centralizada, se comparte mediante redes de datos y se puede monitorear y controlar de forma remota
Protocolos de Integración mas usados en Automatización de Edificios …
DMX 512
C-Bus ((protocol protocol)) X10 Z-Wave
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A/V SM
ICM
ERP
Soluciones en el Mercado Latinoamericano a) Soluciones donde se Integran solamente 1 o 2 SubSub-Sistemas - Propietarias - Dependen de cada marca y sus alianzas tecnológicas b) Soluciones donde se Integran SOLAMENTE SubSub-Sistemas de seguridad electrónica. - CCTV + Acceso + Alarmas + Incendio PSIM - LAN - Puertos Seriales – Entradas y Salidas Digitales c) Soluciones donde se adiciona el tema ON/OFF para control de Equipos EM externos - Iluminación + HVAC (nivel basico) basico) - Uso de entradas y salidas Digitales (relevos) d) Soluciones donde se supervisa y controla la totalidad de sistemas de un edificio, en donde el tema de seguridad, es solo una parte. - Uso de entradas y salidas universales (Digitales y Análogas) - Uso de software grafico (desarrollo y automatización automatización))
BMS BAS
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PROYE CTO DE INTEGRAC ION ING. GERM AN ALE XIS C OR TES - INSETR ON
R ED LAN / WAN / IN TERNET
ACCESO REMOTO
CUARTO CONTROL
S EGUR IDA D
AUX
CONTROL AUXIL IAR
ROUTER
RED DE SEGURIDAD : LAN
E NE RGIA
AUX
LA N
M ONI TO R
LA N
SOFTWARE DE INTEGRACION : BMS
CONTROL DE CAM ARAS
INCENDIO P ANEL DE INCENDIO
SONIDO AM BIENTAL
P ANEL DE EV AC UA CION
PLATAFORMA BACNET
Parlan te s y Stro be rs
Se nso res Trad icio na les
PARLANTE PARLANTE PARLANTE
FUE NTE DE AUDIO
E XT INCION AUTOM ATICA Ag en te Limp io
M on itoreo S prin kle rs
SONIDO AMBIENTAL
De te cció n M uy Te mpran a
CIRC UITO C ERRA DO DE TE LEVISION
PERIMETRO IN TERN AS
PANEL DE INTR USION
SIRE NAS
CAM ARA F IJA
Sen sore s Intern os
UPS PL ANTAS ASCEN SO RES AIRE ACOND .
INTRUSION
C ONTR OL DE MOTORE S
CAMARA OCULTA
DATO S E N PUE RTO SE RIAL S en sores Perimetrale s
MONIT OR V IDEOGRA BA DORA DIGITA L
GATE WA Y BA CNET
CONTR OLA DOR
Disp ositivo s d e CIERRE
LE CT ORAS BIOME TRICAS
CONTR OL DE A CCE SO P ARA :
Disp osi tiv os d e VERIFICACION
CIRCUITO CERRADO DE TV
LAN /WAN
ILUM INA CION C ONTR OL ELEC TR OM ECA NIC O
LE CTORAS DE PROXIM IDAD
ACCESO
MA TR IZ ADORA
CAM ARA MO VIL
CONT ACTO RE S
SE NSORE S ANALOGOS
PERSON AS EMPL EAD OS VISITANTES VEH ICULO S ACTIVOS
CONTR OLA DOR
S ENS ORES DIGITALE S
ACTUADORES ANALOGOS DIGITALE S
SUPERVISION Y CONTROL
Supervisión
Diseño
Construcción
Funcionamiento
Mantenimiento
• Planeación
• Infraestructura • Equipos • Integración
• Capacitación • Commissioning
• Soporte • Actualización
Proceso Necesario
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Aspectos Claves para tener un Edificio Inteligente ASPECTOS PRELIMINARES:
Más del 60% del Tiempo, pero menos del 8% del Presupuesto
• Diseñador : Clave para tener un EI • Instaladores certificados? – Colombia (Superintendencia de Seguridad) – Latinoamérica (Certificados en Comunicaciones)
• Consultores para escoger lo mejor y más apropiado. • Commissioning • Interventoría Especializada • Integrador de Soluciones • No pensar solo en las redes electrónicas
4%
4
SOPORTE Y
INTEGRACIÓN CUARTO DE CONTROL
5 13%
15%
SEGURIDAD ELECTRONICA
1
6
12%
7%
COMUNICACIONES REDES DE DATOS
16%
6%
MANTENIMIENTO
AUDIO / VIDEO ENTRETENIMIENTO
2 6%
5%
AHORRO DE ENERGÍA
ADMINISTRACIÓN Y OPERACIÓN CONTROL DE EQUIPOS ESPECIAL ELECTROMECANICOS Y FLUIDOS
DISEÑO . 4% . PLANEACION y ORGANIZACIÓN
3
INGENIERÍA 12% MANO DE OBRA ESP.
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Y cuanto vale hacer un edificio automatizado NUEVO ?
Tradicional
$100
Automatizado
$110$110 $??? -112
Ejemplo: Edificio de 20.000 m2, con un presupuesto total de US$25M US$25M, entonces en ese proyecto, las redes electrónicas para convertirlo en inteligente, cuestan en promedio US$2 US$2--3M.
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Tradicional
$100
Automatizado NUEVO
Convertir una edificación Existente a Inteligente
• Incremento Sustancial en Recurso Económico y Tiempo. • Disminución en Calidad y Funcionamiento Eficiente.
$110--112 $110
Incremento cercano
al 80%
Ejemplo: Edificio de 20.000 m 2, con un presupuesto total de US$25M US$25M, entonces en ese proyecto, las redes electrónicas para convertirlo en inteligente, cuestan en promedio US$2 US$2--3M.
Si el edificio ya existe, la conversión puede costar US$5M en promedio.
Costo Total de Propiedad - TCO El costo total se debe ver como los gastos necesarios para Suministro e Instalación de la solución MÁS los gastos necesarios para su Operación eficiente en el tiempo tiempo.. En que tiempo? • • •
La vida útil de los equipos de tecnología es de 10 años aprox. Es diferente a la vida de obsolescencia, que puede ser menor (entre 3 y 7 años) Para tecnología se estima adecuado hacer el cálculo de TCO, con la máxima vida útil de un equipo sin ser obsoleto.
7 años
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Costo Total de Propiedad - TCO • • • •
Equipos Infraestructura Instalación Capacitación
• • • • • 7 años • •
Operadores Mantenimiento Licencias Actualización Administración Re Re--capacitación Energía
CapEx
OpEx
Inteligente 15 años
13,5
Tradicional 15 años
19,5
Inteligente a 7 años
6,3
Tradicional 7 años Inteligente a 2 años Edificio Inteligente
1,8
0,9
2,6
1,3
0
6,7
A los 15-20 años, se ha ahorrado un valor cercano a la inversión inicial
7,5
9,1
Tradicional 2 años Edificio Tradicional
7,5
6,7 CapEx 12% mayor que el tradicional
7,5
OpEx CapEx
7,5 OpEx 30% menor que el tradicional
6,7
El TCO es el mismo a los 2-3 años de Operación
6,7
5
10
15
20
25
30
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Problemas Actuales : • • • • • • • • •
Falta Planeación Falta Conocimiento No hay profesionalismo Hay intereses creados No se conocen los beneficios reales Temor (Desconocido, ridículo, gastar dinero, ser lideres, ser exitosos, …) Malas experiencias por servicio al cliente Creer que hoy todo se hace de manera inalámbrica y entonces se hace después. después. Creer que es dotación, y no parte de la obra.
Porqué todos los Proyectos NO son Inteligentes ?
NO le interesa NO lo necesita NO tiene dinero NO tiene ambición o afán NO le tiene confianza NO hay conocimiento
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Ingeniero Eléctrico vs. Ingeniero Electrónico • •
• • • •
Acometidas eléctricas Subestación, grupos electrógenos, suplencia de energía Redes para suministro regulado y NO regulado Circuitos para alimentar la Iluminación Protecciones eléctricas Aprobación ante empresas públicas ________________________
1. SUMINISTRO DE ENERGIA 2. ILUMINACION 3. PROTECCIONES 4. OTRAS REDES SENCILLAS
•
• • •
• • •
Análisis detallado de las características técnicas de cada dispositivo electrónico y su ubicación en el proyecto. Normatividad y cálculos. Tendidos de bandejas y demás ductería para señales de corriente débil. Especificación mínima para lograr la implementación de un sistema INTEGRADO. Diseño, instalación, puesta en marcha, configuración y programación de los sistemas electrónicos integrados. Capacitación al personal operativo. Apoyo en la creación de procedimientos operativos y técnicos. Mantenimiento y actualización permanente de los sistemas ________________________
1. COMUNICACIONES 2. SEGURIDAD 3. CONTROL 4. AUDIO/VIDEO 5. SISTEMAS
Ingeniero Eléctrico vs. Ingeniero Electrónico • Respetar el campo de acción de cada uno. • Entender que somos complemento. • No Opacar la labor de los demás colegas. • Capacitarnos mucho y mantenernos actualizados para poder recomendar soluciones modernas y eficientes. • En la etapa de Diseño, el Ingeniero eléctrico debe suministrar energía donde el electrónico lo necesite. • El ingeniero electrónico debe monitorear y controlar la mayor cantidad de variables eléctricas. • Se debe realizar un alianza estratégica que permita continuar con un valor agregado importante que de continuidad.
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Conclusiones Los Edificios Inteligentes son una realidad. La tendencia mundial es Integración, automatización y Sostenibilidad Herramienta Eficiente de Administración. Se debe planear desde el primer momento Se deben contratar los expertos e involucrarlos en todo el proceso, con todos los otros diseñadores y proveedores. Se deben tener en cuenta los costos de capital mas los de operación operación.. Es menos costoso de lo que se cree. (10 (10--12% 12%)) Es mas eficiente planear y diseñar desde cero, que convertir uno ya existente. Incremento de un 80% Brinda excelentes beneficios a largo plazo. plazo.
Hospital Inteligente
Tecnologías para Automatización de Edificios
Ing. Germán Alexis Cortés H.
gcortes@insetron.com
Gracias por su Atención
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