Sistemas integrados de edificios
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Alarma, Detección, Notificación & Señalización

Sistemas integrados de edificios

Por J. Robert Boyer y Wayne D. Moore

La esperanza es que la nueva tecnología y  herramientas de gestión harán que la integración de los sistemas de edificios sea mucho más uniforme. ¿Ya llegamos?

integrated building systems 210Todos hemos escuchado la pregunta “¿Ya llegamos?” cuando viajamos con niños o con quienes se comportan como niños. Esta, precisamente, es una pregunta importante en relación con los sistemas integrados de edificios. Los sistemas automatizados, como los sistemas de calefacción, ventilación y acondicionamiento de aire (HVAC), de iluminación, seguridad humana y contra incendios, protección, distribución de energía, y más recientemente, los sistemas de notificación masiva (MNS), son sólo algunos de los sistemas independientes que se encuentran actualmente en los edificios. Y si bien estos sistemas generalmente funcionan de manera independientes, puede obtenerse un beneficio importante mediante un control coordinado entre ellos.

Aunque durante las últimas dos décadas se les ha vendido a los propietarios de edificios en función de las ventajas de la integración de los sistemas de su edificio, la instalación se ha enfrentado con resultados diversos.

El motivo que impulsa la integración de los sistemas del edificio es el ahorro en los costos que el propietario obtiene de un edificio administrado de manera más eficiente. Generalmente, los sistemas de iluminación y HVAC son los que se integran con mayor frecuencia, aunque estos pueden estar interconectados con la administración y la facturación del garaje de estacionamiento para arrendatarios, la seguridad del edificio, el control de acceso y, por supuesto, los sistemas de alarma/comunicación de emergencias por voz y los sistemas MNS.

El aspecto diferenciador subyacente entre un sistema integrado de administración del edificio moderada a completamente satisfactorio es, generalmente, el grado en que el sistema está efectivamente integrado versus la sola unión de productos y sistemas disímiles, que son luego frecuentemente interconectados al sistema básico de administración del edificio a través de dispositivos de transmisión de datos.

Diseñando un sistema integrado
Un sistema efectivamente integrado utiliza una plataforma de software común dentro de una arquitectura de sistema abierto que aplica una lógica distribuida. Todos los dispositivos utilizados deben estar listados para cada una de las aplicaciones y funciones considerando el nivel de mayor demanda prescripto por la correspondiente norma del Instituto Nacional Norteamericano de Normas (ANSI). Esta evaluación del producto es habitualmente llevada a cabo por un laboratorio de pruebas de reconocimiento nacional independiente, a fin de garantizar la aptitud y compatibilidad de cada componente listado, para su aplicación de acuerdo a lo previsto en el sistema.

En el artículo “Qué buscar en un sistema de automatización de un edificio”, publicado en Buildings.com en enero último, el autor, Steve Tom expresa que “puede ser difícil saber cuáles son las características que usted necesita, cuál es el mejor sistema, o incluso qué preguntar a los proveedores del sistema”. En el área específica de los sistemas de seguridad humana, una pregunta clave es si el sistema de alarma de incendio puede integrarse de manera uniforme con el sistema de administración del edificio.

Las razones más evidentes de los distintos resultados de estos sistemas integrados para edificios son una planificación deficiente durante la etapa de diseño y la falta de coordinación con los contratistas que instalan cada uno de los sistemas que van a ser integrados. Un aspecto adicional es que el único sistema del proceso de integración que está reglamentado, y que puede evitar que el propietario del edificio obtenga un permiso de ocupación, es el sistema de alarma de incendio. Además, en la comunidad de oficiales del cuerpo de bomberos existe el temor de que la falta de mantenimiento o el mantenimiento inadecuado del sistema integrado del edificio pueda afectar negativamente el sistema de alarma de incendio.

Primero, el diseño del sistema integrado del edificio está en manos de al menos tres disciplinas de ingeniería: electricidad, mecánica y protección contra incendios. Cada una de estas disciplinas debe estar coordinada con las restantes, y todos deben saber cuáles son las metas del propietario en el plan de integración de los sistemas del edificio.

La planificación y el diseño de un sistema de seguridad humana integrado debería aplicar un metodología de evaluación de riesgos para determinar los equipos adecuados, el nivel de confiabilidad, los procedimientos operativos, y el personal requerido para cumplir con los objetivos del propietario y los mandatos del código. Es importante establecer objetivos generales que puedan aplicarse en la creación de las especificaciones de diseño y en los procedimientos operativos. Los profesionales de diseño deberían ser los responsables de la preparación de las especificaciones de diseño que determinarán los objetivos de uso ante emergencias. La piedra angular para el éxito general está en la etapa de diseño y especificación. En ninguna otra parte del proceso de construcción puede estar mejor invertido el tiempo que en el desarrollo y la documentación anticipada de un claro diseño y especificación de la integración de los sistemas.

Requisitos básicos de los sistemas integrados
Los requisitos básicos para la mayoría de los sistemas de administración de edificios son que funcionen según se ha previsto y sean instalados conforme a lo establecido en NFPA 70®, Código Eléctrico Nacional (NEC®) y en los códigos sobre sistemas mecánicos y ambientales integrados. La integración de los sistemas de alarma de incendio con los sistemas de administración de edificios ha sido simplificada mediante los cambios introducidos en NFPA 72®Código Nacional de Alarmas de Incendios. Obviamente, la meta del código es preservar la integridad y confiabilidad de los sistemas de alarma de incendio.

La edición 2007 del NFPA 72 describe los requisitos para la integración de un sistema de alarma de incendio en otros sistemas del edificio a través de una vía común incluida en la Sección 6.8.2.4 y en las Sub-secciones 6.8.2.4.1 y 6.8.2.4.2. Dichos requisitos son significativos debido a que permiten que un sistema de alarmas listado que no sea de incendio comparta los circuitos de línea de señalización siempre que el equipo de alarmas no listado ni de incendio cumpla con los criterios descriptos anteriormente.

Además, los sistemas integrados del edificio deben cumplir con los requisitos de la Sección 6.8.4, “Sistemas combinados”, y de las Sub-secciones 6.8.4.1 a 6.8.4.8, inclusive, de la edición 2007 del NFPA 72. Dicha parte del código incluye diversos requisitos permisivos que posibilitan que los sistemas de alarma de incendio formen parte del diseño de sistemas integrados del edificio.

El rol del oficial de cuerpo de bomberos en la aprobación de los sistemas integrados del edificio está, generalmente, limitado al sistema de alarma de incendio y al modo en que este se integra con los sistemas de administración del edificio. La Sección 6.8.4.8 establece:

“6.8.4.8. Si la autoridad competente determina que la información que se exhibe o anuncia sobre un sistema combinado es excesiva y provoca confusión y una respuesta demorada a una emergencia de incendio, deberá permitirse a la autoridad competente solicitar que la exhibición o anuncio de la información sobre los sistemas de alarma de incendio sea separada y se le asigne prioridad, conforme a lo establecido en la Sección 6.8.4.7, en relación con la información sobre sistemas de alarma que no sean de incendio”.

Los requisitos de esta sección son importantes respecto de la capacidad del personal de primera respuesta de aprovechar la información que el sistema de alarma de incendio suministra ante una emergencia. También otorgan al oficial del cuerpo de bomberos autoridad para garantizar que la información relacionada con el incendio no se “pierda” en el laberinto de la otra información sobre la administración del edificio que se suministra en los Monitores de TV del Centro de Comando o en el dispositivo anunciador remoto de las alarmas de incendio.

Es indispensable que la integración de los sistemas de alarma de incendio no se vea afectada, de modo alguno, por los otros sistemas integrados. La preocupación de muchos oficiales del cuerpo de bomberos es que alguna persona que haga un cambio del programa para la operación del sistema de automatización del edificio cambie la operación de la interfaz del sistema de alarma de incendio requerida para la función de control de la seguridad contra incendios. Por ejemplo, si el sistema de alarma de incendio ha sido diseñado para cerrar el suministro del sistema de calefacción, ventilación y acondicionamiento de aire (HVAC) o los ventiladores de retorno a través del sistema de automatización del edificio y un programador que trabaje en la operación del sistema HVAC hace un cambio en dicha operación, la interfaz del sistema de alarma de incendio puede verse afectada. El técnico que esté trabajando en los sistemas integrados del edificio probablemente no estará entrenado en la instalación y mantenimiento del sistema de alarma de incendio. Ni tampoco conocerá los requisitos establecidos en NFPA 72. Y, excepto cuando se haga referencia a aspectos como este de un modo confiable, los oficiales del cuerpo de bomberos seguirán rehusándose a aprobar la integración del sistema de alarma de incendio con los otros sistemas del edificio.

Además, otra de sus preocupaciones es que, debido a que la prueba y mantenimiento del sistema de alarma de incendio es el único aspecto del sistema integrado del edificio requerido por el código, el propietario optará por no llevar a cabo las pruebas requeridas. El ejemplo que aplican la mayoría de los oficiales del cuerpo de bomberos es que en el sistema de administración del edificio podrían surgir problemas que tienen un alto costo de reparación, y el propietario podría optar por no reparar el sistema. El propietario presume que el peor resultado provocado por la falta de reparación estará relacionado con aspectos ambientales que podrán ser tratados cuando se disponga de fondos. Mientras tanto, las funciones de control de seguridad contra incendios del sistema de alarma de incendio se verán negativamente afectadas.

El proceso de interconexión
Una vez cumplidos los requisitos del sistema de alarma de incendio y que la autoridad competente haya aprobado el enfoque aplicado a los sistemas integrados del edificio, los diseñadores deben determinar el protocolo apropiado para la interconexión de los distintos sistemas. La mayoría de los sistemas de administración de edificios utilizan métodos de comunicación propietarios, como BACnet y LonWorks. Afortunadamente, se observa una creciente tendencia a la aplicación de normas abiertas y públicas, que promoverán la interoperabilidad. Sin embargo, y sin tomar en cuenta los avances en la tecnología y la interoperabilidad de los equipos, debe desarrollarse una mejor coordinación de los subsistemas.

Además, debe tomarse en consideración el diseño para minimizar las vías de cableado críticas, la exposición a amenazas de incendio de los equipos y el cableado, y otros ataques físicos. La edición 2007 del NFPA 72 incluye requisitos específicos para la interconexión de las funciones de control de la seguridad contra incendios, como los que se describen en la Sección 6.16, “Funciones de seguridad contra incendios en instalaciones protegidas”, que establece que las funciones de seguridad contra incendios no interfieran con la energía para iluminación o para el funcionamiento de los ascensores, aunque no impide la combinación de servicios de alarmas de incendio con otros servicios que requieran monitoreo.

 

Información adicional

El código NFPA 72 también especifica lo siguiente:

6.16.2.7 Cuando un sistema de alarma de incendio sea un componente de una red de seguridad humana y comunique datos a otros sistemas que provean funciones de seguridad humana o si recibe datos desde dichos sistemas, deberá aplicarse lo siguiente:

  1. Deberá monitorearse la integridad de la vía utilizada para la comunicación de datos. Ello deberá incluir el monitoreo del medio físico de comunicación y su capacidad de mantener comunicaciones inteligibles.
  2. Los datos recibidos desde la red no deberán afectar la operación del sistema de alarma de incendio de manera alguna, excepto en la exhibición del estado de los componentes de la red de seguridad humana.  
  3. Cuando los sistemas de alarma que no sean de incendio estén interconectados con el sistema de alarma de incendio a través de una red u otra técnica digital de comunicación, una señal (latido, zumbido, tintín, de consulta) se generará entre el sistema de alarma de incendio y el que no lo es. La falla del sistema de alarma de incendio en la recepción de la confirmación de la transmisión deberá generar una señal de falla en menos de 200 segundos.

6.16.2.8 La operación de todas las funciones de seguridad contra incendios deberá ser verificada mediante una prueba operativa en el momento de aceptación del sistema.

Los requisitos adicionales para la integración de sistemas de alarma de incendio con otros sistemas, incluyen la conexión de un relé listado—u otro dispositivo listado— a un sistema de alarma de incendio, para iniciar el control de las funciones de seguridad contra incendios de las instalaciones protegidas, dentro de una distancia de 1 metro (3 pies) del circuito o dispositivo controlado; y el monitoreo de la integridad del cableado de instalación entre la unidad de control de la alarma de incendio y el relé u otro dispositivo, excepto para aquellos dispositivos o artefactos conectados en el modo a prueba de fallas. Debe monitorearse la integridad de los métodos de interconexión entre el sistema de alarma de incendio y los sistemas eléctricos y mecánicos controlados, que deben cumplir con las disposiciones aplicables del NEC, Artículo 760, “Sistemas de alarma de incendio”, y deben llevarse a cabo mediante alguno de los siguientes medios reconocidos:

  • Contactos eléctricos listados para la carga conectada.
  • Comunicaciones de datos a través de uno o más circuitos de línea de señalización destinados a la alarma de incendio o compartidos con otros sistemas operativos de las instalaciones.
  • Otros métodos listados.

Para obtener mayor información sobre los requisitos del NFPA 72, consulte el recuadro.

Como tal, NFPA 72 incluye lineamientos para la supervivencia de los circuitos que cumplirán con las metas de diseño para la solidez y confiabilidad de los circuitos.

Las metas de la integración
La expectativa de los propietarios de edificios respecto de un sistema integrado de funcionamiento sencillo, intuitivo, uniforme y de calidad puede verse cumplida. Sin embargo, queda mucho por hacer para garantizar que cada uno de los subsistemas a ser integrados en ese sistema esté correctamente instalado y que su instalación sea coordinada. Un aspecto especialmente importante de la integración de los subsistemas es el modo en que los sistemas de alarma de incendio serán integrados. En nuestra opinión, una vez lograda la coordinación del diseño, se requiere un único coordinador de la ingeniería técnica para contribuir a que los contratistas del subsistema cumplan con la meta de lograr un sistema efectivamente integrado según ha sido diseñado.

Inicialmente, la meta de integrar los sistemas del edificio sin un alto costo condujo, en la mayoría de los casos, a centrarse en los aspectos ambientales y de seguridad. Luego del 11 de septiembre, los propietarios y ocupantes se dieron cuenta que era necesario reevaluar los sistemas integrados de sus edificios, a fin de garantizar que todos los sistemas de administración de los edificios funcionaran como un sistema integrado para la seguridad humana. Por ejemplo, el trabajo del Instituto Nacional de Normas y Tecnologías (NIST) sobre la evaluación de las pérdidas ocurridas en el World Trade Center derivó en numerosas recomendaciones a incorporar en las nuevas construcciones.

Son tiempos de cambio. Lo que era suficiente en el pasado ya no satisface las necesidades del presente. La integración de los sistemas de comunicación para la seguridad humana, con las funciones de control de la seguridad y de control de los edificios presenta la gran oportunidad de brindar una protección superior a la seguridad humana y una mayor utilidad de los sistemas—a la vez que cumple con las expectativas de eficiencia y ahorro de costos de los propietarios de edificios.

Entonces, “¿Ya llegamos?” Parece que aún estamos viajando hacia nuestra meta de lograr una integración efectiva de todos los sistemas del edificio y aún no hemos arribado al lugar en el que la operación ininterrumpida de todos los sistemas integrados puede concretarse de manera confiable.

J. Robert Boyer es Director de Relaciones Industriales de GE Enterprise Solutions, Seguridad. Wayne D. Moore es Director de Hughes Associates y ex-Presidente (período inmediato anterior) del Comité de Correlación Técnica del NFPA 72.

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