Sistema BMS e IoT: climatización y energía en edificios

Un sistema BMS controla la climatización de un edificio, pero rara vez explica por qué sube la factura. El IoTITérminoIoT (Internet de las cosas)El IoT (Internet of Things) es la red de objetos físicos con sensores, software y conectividad que recogen e intercambian datos y actúan de forma autónoma.Ver perfil añade los datos que faltan sin sustituirlo.

Marta lleva el mantenimiento de un edificio de oficinas de doce plantas en Madrid. En la pantalla del BMS todo está en verde: las climatizadoras arrancan, las consignas se cumplen y no hay alarmas. Aun así, la factura eléctrica de julio salió un 18 % más alta que la del año anterior. Tardó tres semanas en encontrar la causa: el horario de dos climatizadoras se había quedado con la jornada de invierno y funcionaban los sábados por la mañana, con el edificio vacío. El BMS hacía exactamente lo que le habían programado. Nadie miraba si lo programado tenía sentido.

Ese es el hueco que cubre el IoT en edificios. El sistema de gestión del edificio sigue mandando sobre los equipos. Lo que se añade es una capa que guarda los datos durante años, los cruza con el consumo y la ocupación y avisa cuando algo funciona bien pero no debería estar funcionando.

Esta guía está pensada para integradores, empresas de mantenimiento y gestores de patrimonio. Explica qué hace un BMS y qué se le escapa, qué datos rinden más, cómo se leen BACnetBProtocoloBACnetProtocolo abierto para automatización de edificios (HVAC)Ver perfil y ModbusMProtocoloModbusEl bus de campo industrial más extendidoVer perfil sin tocar el control y qué fallos aparecen en el primer mes de datos.

Qué hace un sistema BMS y qué se le escapa

Un sistema BMS (Building Management System), también llamado sistema de gestión técnica de edificios, coordina los equipos que consumen energía: climatizadoras, enfriadoras, calderas, fan coils, ventilación, a veces el alumbrado y los ascensores. Su trabajo es el control. Lee sondas, compara con consignas y mueve válvulas, compuertas y variadores para mantener la temperatura y la calidad del aire que se le pide.

En ese trabajo es muy bueno. Los controladores trabajan en bucles de segundos, siguen funcionando aunque se caiga la red y están pensados para durar quince o veinte años. Que el BMS no se cuelgue es más importante que cualquier informe.

Lo que se le escapa tiene que ver con el tiempo y con el contexto:

• Historial corto. Muchos BMS guardan las tendencias unas semanas o unos meses, y solo de los puntos que alguien configuró. Comparar este julio con el anterior suele ser imposible.
• Sin cruce con el consumo. El BMS sabe que la climatizadora está en marcha. Casi nunca sabe cuántos kWh le ha costado al edificio, porque los contadores van por otro lado.
• Sin ocupación real. Los horarios se programan para una ocupación supuesta. Si la planta cuarta lleva dos meses medio vacía por el teletrabajo, el BMS la climatiza igual.
• Pantallas para el técnico de sala. El puesto de control está en el sótano o en un PC concreto. El responsable de mantenimiento de una cartera de 30 edificios no tiene una vista común.
• Alarmas de fallo, no de ineficiencia. El BMS avisa si una bomba no arranca. No avisa si arranca a las cinco de la mañana sin motivo.

Nada de esto es un defecto del BMS. Es un sistema de control y se diseñó para controlar. El análisis de meses de datos y la gestión de muchos edificios a la vez piden otra herramienta.

IoT en edificios: una capa encima, no un sustituto

La tentación, cuando un proyecto de IoT en edificios arranca, es plantearlo como un sustituto del BMS. Casi nunca compensa. Cambiar el control de una instalación que funciona exige obra, parada, nueva puesta en marcha y riesgo de dejar a 600 personas sin climatización un lunes de agosto.

El esquema que funciona tiene dos capas con papeles distintos:

La capa IoT lee del BMS y de sus propios sensores, pero no escribe en el control salvo que se decida de forma explícita y para casos muy concretos. Esa separación es la que permite empezar sin pedir permiso al fabricante del BMS ni tocar su programación, y es la que tranquiliza al responsable de la instalación.

Hay una razón regulatoria para hacerlo ahora. La directiva europea de eficiencia energética de los edificios exige sistemas de automatización y control en los edificios no residenciales con instalaciones de climatización de más de 290 kW, y la revisión de 2024 extiende la obligación a las de más de 70 kW a finales de 2029. Esos sistemas tienen que poder medir, analizar y comparar la eficiencia del edificio de forma continua. En España, el Reglamento de Instalaciones Térmicas en los Edificios (RITE) recoge esas exigencias. Muchos BMS controlan bien y no cumplen la parte de análisis. Una capa IoT la cubre.

Si el edificio ya tiene contadores o submedidores, nuestra guía sobre sistemas de monitoreo de energía explica cómo se organizan. Este artículo se centra en lo que pasa cuando esos datos se juntan con los de la climatización.

Qué medir: los datos que más rinden

No hace falta leer los 4.000 puntos de un BMS grande el primer día. Cinco grupos de datos explican la mayoría de lo que sale mal.

1. Estado y horario de los equipos de climatización

Marcha y paro de climatizadoras, enfriadoras, calderas y bombas, con su hora. Es el dato más barato y el que más ahorro descubre. Un equipo que arranca fuera de horario aparece la primera semana. También el que hace ciclos cortos, arrancando y parando cada pocos minutos, que suele indicar un problema de regulación o un equipo sobredimensionado.

2. Temperaturas de impulsión, retorno y consigna

Con la temperatura de impulsión y de retorno de cada circuito y la consigna activa se ven dos fallos caros. El primero es la consigna olvidada, la que alguien bajó a 19 °C en una sala de reuniones y nunca volvió a subir. El segundo es la simultaneidad, cuando en la misma zona una batería calienta y otra enfría.

3. Consumo eléctrico por equipo o por cuadro

Sin consumo no hay forma de ponerle euros a un fallo. No hace falta un contador por máquina: un medidor en el cuadro de climatización y otro en el general dan la mayor parte del valor. Con datos cada 15 minutos ya se ve el consumo de base, el que queda con el edificio vacío a las tres de la madrugada.

4. Calidad del aire: CO₂, temperatura y humedad por zona

El CO₂ es el mejor indicador de ocupación que tiene un edificio, y además es un requisito. El RITE fija la calidad del aire interior por categorías: en oficinas y aulas (IDA 2), el CO₂ no debería superar en más de 500 ppm al del exterior. Un sensor por zona permite ventilar según la ocupación real en lugar de a caudal fijo, y comprobar que se cumple.

5. Ocupación

Sensores de presencia o de conteo en plantas y salas. Con ellos se ajustan horarios y se detectan plantas que se climatizan para nadie. En la propia oficina de Cloud Studio IoT medimos la ocupación con sensores conectados a la plataforma.

Javier, integrador en Valencia, empezó así con una cadena de 40 supermercados. No leyó ni un punto del BMS el primer mes: puso un medidor en el cuadro de climatización y un sensor de CO₂ y temperatura en sala de ventas en cada tienda. Con eso encontró once tiendas donde la climatización arrancaba más de dos horas antes de la apertura y tres donde no paraba nunca por un selector manual en posición fija. Ese primer informe pagó la segunda fase, la integración con los BMS.

Cómo se conecta: BACnet, Modbus y sensores inalámbricos

Los datos de un edificio llegan por tres caminos, y casi todos los proyectos usan más de uno.

Leer el BMS por BACnet

BACnet es el protocolo estándar de la automatización de edificios. La variante más común hoy es BACnet/IP, que trabaja sobre UDP en el puerto 47808. Cada controlador expone objetos (entradas y salidas analógicas, binarias, valores, horarios, tendencias) con sus propiedades. Un gateway en la red del edificio descubre los dispositivos, lee los objetos que interesan con la frecuencia que se le indique y los envía a la plataforma.

Lo importante es pedir solo lectura. El gateway se registra como un cliente más, consulta los valores y no escribe nada. Para el fabricante del BMS y para el mantenedor es una diferencia enorme: no cambia la lógica, no compite con el puesto de control y se puede desconectar sin efecto en el edificio.

Leer contadores y equipos por Modbus

Modbus es el protocolo de los analizadores de redes, los contadores de energía, muchos variadores y bastantes enfriadoras. Va por RS-485 (Modbus RTU) o por Ethernet en el puerto 502 (Modbus TCP). No tiene autodescubrimiento: hay que conocer el mapa de registros de cada equipo, y ahí está la mayor parte del trabajo de integración. Un registro leído con el formato equivocado da potencias de millones de kilovatios.

Añadir sensores inalámbricos

Para lo que el BMS no mide, como el CO₂ por sala, la ocupación o la temperatura de una zona sin sonda, los sensores inalámbricos a pilas son la vía más rápida. LoRaWANProtocoloLoRaWANLPWAN abierta de largo alcance y bajo consumoVer perfil encaja bien en edificios: atraviesa forjados, un gateway cubre varias plantas y los sensores duran años sin cambiar la pila. No hay que tirar cable ni tocar el cuadro.

Del edificio a la nube

En los tres casos, el patrón seguro es el mismo: un gateway dentro del edificio lee en local y publica hacia fuera por MQTTProtocoloMQTTEl protocolo pub/sub estándar del IoTVer perfil con TLS. La conexión sale del edificio, así que no hay que abrir puertos de entrada en el cortafuegos de la red técnica. Es el mismo principio que explicamos para planta industrial en OPC UA frente a MQTT, y nuestra guía del broker MQTT cubre el transporte.

Lo que aparece en el primer mes de datos

Los proyectos de IoT en edificios suelen justificarse con un porcentaje de ahorro estimado. Lo que convence de verdad es la lista de fallos concretos que aparece cuando los datos se juntan. Estos son los que se repiten.

Horarios desfasados. Cambios de jornada, festivos locales o una planta que se vació y nadie quitó del horario. Se ven cruzando el estado de los equipos con la ocupación o, si no hay sensores de ocupación, con el CO₂.

Consignas abandonadas. Una consigna modificada a mano para una reunión que se quedó así meses. Se ven comparando consignas entre zonas parecidas.

Calentar y enfriar a la vez. Ocurre sobre todo en zonas perimetrales con fan coils a cuatro tubos o con climatizadoras que tienen batería de frío y de calor. Las dos válvulas abiertas a la vez se pagan dos veces. Elena, responsable técnica de un hotel en Málaga, lo encontró en la planta de habitaciones con vistas al mar: por la mañana, el sol calentaba la fachada y el sistema enfriaba, mientras la batería de recalentamiento seguía abierta por una sonda mal ubicada. Recolocar la sonda costó una mañana de trabajo.

Consumo de base alto. Lo que consume el edificio vacío a las tres de la madrugada. Bombas de circulación que no paran, extractores, equipos de oficina. Se ve en una sola gráfica de una semana.

Filtros y equipos degradados. Una climatizadora que necesita cada mes más tiempo para alcanzar la consigna, o una enfriadora cuyo consumo sube con la misma carga. Son tendencias de semanas que un BMS con historial corto no enseña.

Ventilación a caudal fijo. Salas que ventilan igual a las ocho de la mañana con dos personas que a mediodía con cuarenta. Con sensores de CO₂ se ajusta la ventilación a la ocupación, y es de los ahorros que antes se notan en invierno.

Ninguna de estas detecciones necesita inteligencia artificial. Necesita datos de varios meses en un mismo sitio y reglas sencillas que alguien revisa. Por eso conviene empezar con pocas reglas útiles y no con un panel de 80 indicadores.

Dónde encaja una plataforma IoT en el sistema BMS

Cloud Studio IoT es una plataforma IoT de marca blanca para integradores, empresas de mantenimiento y fabricantes. En un proyecto de edificios ocupa la capa de datos: no sustituye al sistema BMS ni a sus controladores.

Los contadores y equipos Modbus se conectan con un módulo de software que instalamos en el edge y que hace de gateway: lee en local y envía los datos a la plataforma por MQTT con TLS. Los sensores LoRaWAN llegan a través del servidor de red que ya use el proyecto, como The Things Stack, LORIOT o ThingPark. BACnet no está integrado hoy de serie; si un edificio lo necesita, se integra para ese proyecto.

Con los datos dentro, el trabajo es de configuración: dashboards por edificio y por cartera, reglas de alarma con avisos por correo, SMS, WhatsApp, llamada de voz o notificación push, informes programados y vistas tipo SCADA sobre los planos de cada planta. La jerarquía de instalaciones permite agrupar edificios por cliente, por ciudad o por tipo.

Para un integrador, la parte que más pesa es el modelo de negocio. Con una arquitectura multi-tenant, cada propietario ve solo sus edificios con la marca del integrador, y el equipo de mantenimiento ve toda la cartera. La página de edificios inteligentes y la de gestión de instalaciones recogen los casos de uso, y la plataforma IoT explica el resto de capacidades.

Conclusión

Un sistema BMS es la herramienta adecuada para controlar un edificio, y casi nunca la adecuada para entender cómo se comporta durante meses o para gestionar muchos edificios a la vez. Lo esencial:

• No sustituyas el BMS. Añade una capa de datos que lea en modo solo lectura y se pueda desconectar sin efecto en el control.
• Empieza por cinco datos: estado y horarios de los equipos, temperaturas y consignas, consumo eléctrico, calidad del aire y ocupación.
• Lee el BMS por BACnet, los contadores por Modbus y lo que falte con sensores inalámbricos, todo hacia fuera por MQTT con TLS.
• Busca primero los fallos baratos: horarios desfasados, consignas olvidadas, calentar y enfriar a la vez y consumo de base alto.
• Pocas reglas que alguien revise valen más que un panel lleno de indicadores.

Si gestionas edificios para varios clientes y quieres una vista común sin tocar sus instalaciones, habla con el equipo sobre tu cartera.

Preguntas frecuentes

¿Qué es un sistema BMS?

Es el sistema de gestión técnica de un edificio. Coordina la climatización, la ventilación y a veces el alumbrado y otros equipos: lee sondas, compara con consignas y actúa sobre válvulas, compuertas y variadores para mantener las condiciones que se le piden.

¿El IoT sustituye al BMS?

No conviene. El BMS controla los equipos en tiempo real y debe seguir haciéndolo. La capa IoT lee sus datos, los guarda durante años, los cruza con consumo y ocupación y avisa de ineficiencias que el BMS no detecta.

¿Hace falta cambiar los controladores para conectar el BMS a una plataforma IoT?

Normalmente no. Un gateway en la red del edificio lee los controladores por BACnet o Modbus en modo solo lectura y envía los datos hacia fuera. No cambia la programación del BMS.

¿Qué ahorro se puede esperar?

Depende del edificio y de cómo esté ajustado. Lo más fiable es medir primero: en el primer mes de datos suelen aparecer horarios desfasados, consignas olvidadas y consumos de base altos, y cada uno tiene un coste que se puede calcular con el propio consumo del edificio.