El punto de partida: edificios sin gestión coordinada
La Concejalía de Infraestructuras del Ayuntamiento de Valencia nos contactó con un problema que se repite en la mayoría de edificios de la administración pública: instalaciones construidas en décadas distintas, cada una con sus propios sistemas de climatización, iluminación y control de accesos, gestionadas de forma totalmente independiente y sin ningún tipo de supervisión centralizada.
El alcance del proyecto abarcaba cinco edificios: la Biblioteca Pública Municipal de Benimaclet, las sedes de tres ayuntamientos de la comarca de l'Horta Sud y un edificio multiusos de servicios sociales en el centro de Valencia. En conjunto, más de 12.000 m² de superficie técnica gestionada.
La situación de partida tenía tres problemas bien definidos. Primero, un consumo energético opaco: sin medición granular por zona ni por sistema, era imposible saber qué parte del edificio consumía más ni en qué franjas horarias. Segundo, una operación reactiva: el mantenimiento actuaba sobre averías ya producidas, no sobre alertas preventivas. Tercero, una total falta de integración: climatización, iluminación y contadores energéticos funcionaban como islas sin comunicación entre sí.
¿Por qué Beckhoff TwinCAT 3?
La elección del hardware y software de control fue uno de los debates técnicos más relevantes del proyecto. Los edificios tenían requisitos muy distintos entre sí: la biblioteca requería una gestión de iluminación muy precisa con perfiles horarios y presencia, mientras que los ayuntamientos priorizaban el control de climatización y la telemando remoto. El edificio de servicios sociales sumaba control de accesos y videovigilancia al mix.
Optamos por Beckhoff TwinCAT 3 por varias razones que se ajustaban bien al perfil del cliente:
- Soporte nativo de BACnet/IP y KNX: Beckhoff ofrece librerías TwinCAT certificadas para ambos protocolos, que eran los predominantes en los equipos de climatización e iluminación ya instalados. No necesitamos gateways adicionales para la mayor parte de la integración.
- Escalabilidad modular: la arquitectura de E/S EtherCAT permite añadir módulos de medición energética, entradas de temperatura o salidas de control sin rediseñar el armario. Era una ventaja clara para un cliente con intención de ampliar el BMS a más edificios en el futuro.
- TwinCAT HMI como capa de visualización unificada: en lugar de depender de SCADA de terceros con licencias por punto, TwinCAT HMI permitía un desarrollo web embebido accesible desde cualquier navegador sin software adicional en el puesto del operador.
- Coste de ciclo de vida: para un cliente público con presupuesto ajustado y licitaciones periódicas, la ausencia de licencias recurrentes por número de tags o variables fue un argumento decisivo.
Arquitectura técnica del sistema
El diseño del BMS se estructuró en tres capas bien diferenciadas, siguiendo el modelo clásico de automatización de edificios adaptado a los requisitos de la administración pública.
Capa de campo: sensórica y actuadores existentes
En cada edificio, auditamos los equipos existentes antes de definir qué había que sustituir y qué podía integrarse directamente. La gran mayoría de las unidades de climatización (fancoils y UTAs de distintos fabricantes) disponían de controladores BACnet/IP o podían habilitarse mediante módulos de comunicación del propio fabricante. La instalación de iluminación de la biblioteca ya contaba con un bus KNX parcialmente cableado pero sin programación activa.
Instalamos módulos de medición energética Beckhoff EL3453 en los cuadros eléctricos principales de cada edificio para obtener medición de potencia activa, reactiva y factor de potencia por circuito. Esta información, unida a los sensores de temperatura y CO₂ en zonas de ocupación variable, constituía la base del sistema de control adaptativo.
Capa de control: PLCs Beckhoff por edificio
Cada edificio tiene su propio controlador Beckhoff CX5140 ejecutando TwinCAT 3 en tiempo real. Este controlador actúa como maestro BACnet del edificio, gestiona toda la lógica local — calendarios, perfiles de ocupación, secuencias de climatización, control de iluminación por presencia y nivel de luz natural — y expone un servidor OPC-UA hacia la capa de supervisión central.
La lógica de control se programó íntegramente en Structured Text (ST) conforme a IEC 61131-3, con bloques funcionales reutilizables para las rutinas comunes: gestión de setpoints adaptativos, algoritmos free-cooling, lógica de arranque escalonado para reducir picos de demanda y gestión de alarmas con histórico local.
Capa de supervisión: servidor central y TwinCAT HMI
En la sede principal del cliente se instaló un servidor de supervisión centralizado con TwinCAT HMI Server que agrega los datos de los cinco edificios mediante OPC-UA. Desde esta plataforma, el responsable de mantenimiento dispone de un panel web con:
- Visión en tiempo real del estado de todos los sistemas por edificio y por zona.
- Cuadro de mando energético con consumo acumulado, desglose por sistema (HVAC, iluminación, otros) y comparativa entre edificios.
- Gestión centralizada de calendarios y perfiles de ocupación (festivos, horario reducido, eventos especiales).
- Panel de alarmas con notificación por correo electrónico y registro de incidencias.
El acceso al panel se realiza mediante navegador web sin necesidad de cliente adicional, con autenticación mediante usuario y contraseña y roles diferenciados para operadores y administradores.
Integración BACnet/IP y KNX: los detalles que importan
La integración de los protocolos fue la parte técnicamente más delicada del proyecto, especialmente en los ayuntamientos, donde los equipos de climatización eran de tres fabricantes distintos con implementaciones BACnet de diferente calidad.
El primer reto fue la exploración de dispositivos BACnet. No todos los equipos tenían una implementación limpia del protocolo: algunos presentaban objetos de tipo propietario no documentados, otros requerían polling con intervalos específicos para no saturar su CPU embebida. Resolvimos esto con un proceso de descubrimiento asistido y validación objeto a objeto antes de incorporarlos al modelo de datos del BMS.
Para la instalación KNX de la biblioteca, el trabajo fue diferente. El bus físico estaba tendido pero sin programación activa. Descargamos la configuración de los actuadores desde ETS, identificamos las direcciones de grupo de cada circuito y luminaria, y mapeamos esas direcciones a variables TwinCAT mediante el módulo TF6700 (TwinCAT KNX). El resultado fue un control de iluminación con dimming continuo, perfil por horario, detección de presencia y ajuste automático según nivel de luz natural medido por fotocélulas en fachada.
Resultados tras seis meses de operación
El sistema lleva en producción estable desde octubre de 2025, con supervisión continua desde el panel central y sin incidencias graves desde la puesta en marcha.
−28%
Consumo eléctrico global
−41%
Horas de climatización fuera de horario
×3
Velocidad de detección de averías
El ahorro energético del 28% se concentra principalmente en dos factores: la eliminación del funcionamiento de climatización e iluminación fuera de horario de ocupación real (antes habitual en los tres ayuntamientos, donde los sistemas quedaban encendidos durante noches y fines de semana) y la implementación de los algoritmos de free-cooling en los edificios con mayor masa térmica.
La reducción del 41% en horas de climatización fuera de horario no solo tiene impacto en el consumo eléctrico, sino también en el desgaste mecánico de los equipos. El responsable de mantenimiento de la Concejalía estima que la vida útil de los equipos HVAC se habrá alargado significativamente gracias a este solo factor.
En cuanto a la operación, el cambio más valorado por el equipo de mantenimiento ha sido la detección temprana de anomalías. Antes de implantar el BMS, una bomba de calor averiada o un circuito con deriva de temperatura pasaban desapercibidos hasta que el problema era visible. Ahora, el sistema genera una alarma en minutos cuando una variable se desvía del rango esperado, lo que ha permitido resolver varios problemas antes de que afectaran al confort de los usuarios o derivaran en averías mayores.
Lecciones aprendidas
Este proyecto dejó algunas conclusiones que aplicamos ya de forma sistemática en todos los proyectos BMS en edificios existentes:
- La auditoría de campo previa no es opcional. En ninguno de los cinco edificios, la documentación disponible reflejaba fielmente el estado real de la instalación. Dedicar tiempo a inventariar y verificar cada equipo antes de diseñar la arquitectura evita sorpresas costosas durante la ejecución.
- BACnet no es BACnet. La variabilidad en la calidad de las implementaciones BACnet entre fabricantes es mayor de lo que sugiere tener el protocolo en común. Prever tiempo para validación y ajuste por dispositivo es imprescindible.
- La formación del equipo de mantenimiento define el éxito real. Un BMS potente mal utilizado produce resultados mediocres. Invertimos tres jornadas de formación práctica con el equipo de la Concejalía, y la diferencia en el nivel de uso del sistema es notable.
- Los calendarios son la función más usada. Más que los dashboards o las alarmas, la gestión de calendarios de ocupación adaptados a la realidad de cada edificio (festivos locales, actos, periodos vacacionales) es la funcionalidad que el cliente usa a diario y la que más impacto directo tiene en el consumo.
¿Tu organización gestiona edificios públicos o industriales?
Si tienes instalaciones con sistemas de climatización, iluminación o energía sin integración entre sí, o simplemente no tienes visibilidad de qué consume cada edificio y cuándo, un BMS bien implantado puede cambiar radicalmente la situación. En Bluemation trabajamos con Beckhoff, Siemens, Schneider y otros fabricantes según el contexto de cada proyecto, y acompañamos todo el proceso desde la auditoría inicial hasta la formación del equipo.
Cuéntanos tu caso y analizamos sin compromiso qué arquitectura tiene más sentido para tu situación.