Edificio inteligente experimental informa una construcción más ecológica

Hubo una época en la que la Feria Internacional anual mostraba los “edificios del mañana”. Visitantes de todo el mundo recorrían pabellones nacionales futuristas para ver, maravillados, lo que podría deparar el futuro la construcción.

En la actualidad, hay un equilibrio entre ese entusiasmo por el progreso y las inquietudes ambientales. Mientras que anteriormente el enfoque estaba en construcciones tales como la Space Needle y torres de observación tipo plato volador, los líderes del sector de la construcción ahora se interesan en innovaciones que aumenten las credenciales ecológicas de los edificios y respondan mejor a las necesidades de sus usuarios. Podría decirse que piensan más en los detalles para poder apreciar mejor el panorama completo.

Las investigaciones realizadas por Kingspan, líder mundial en aislamientos térmicos y envolventes de alta prestación para el sector de la construcción, confirman la necesidad de esta evolución en la forma de pensar. Demuestran que la construcción y el funcionamiento de los edificios son responsables de 36 % del uso energético global. También demuestran que la construcción representa 39 % de las emisiones de CO2 (cuando se incluye la generación de energía previa) y aproximadamente 30% de los residuos que acaban en tierras de relleno de todo el mundo.

Estas investigaciones informaron el diseño y la construcción de IKON, el centro de innovación global de Kingspan. Situado entre los lagos y ríos del condado de Cavan, al norte de Dublín, IKON abrió sus puertas en 2019 y representa una inversión de 10 millones de euros en el compromiso de Kingspan con un futuro más ecológico. Sirve de “experimento vivo” para aportar a los ingenieros un marco perfecto de la vida real que les permita medir las propiedades de ahorro energético de materiales nuevos.

Mike Stenson, responsable de innovación de Kingspan, explica: “La idea original de IKON fue combinar la investigación de materiales avanzados con la tecnología digital. Esto nos hizo ver que podíamos crear un edificio que fuera digital y también sostenible desde el vamos.

IKON tiene instalados en toda su superficie muchos sensores que nos permiten medir el consumo energético. También hacemos uso de la luz natural, el agua pluvial, paneles solares y otros elementos que crean un espacio de trabajo construido con prácticas sostenibles”.

Este enfoque en la sostenibilidad contribuye a la misión de Kingspan para los próximos diez años: aumentar en 60% el uso directo de energía renovable. En efecto, la empresa se propone alcanzar el cero carbono neto en sus procesos de fabricación para 2030.

Bianca Wong, responsable de desarrollo sostenible de Kingspan, añade: “El sector de la construcción es un gran productor de carbono. En nuestra calidad de fabricantes, todos tenemos la responsabilidad de abordar este problema. Las lecciones que aprendamos de IKON nos ayudarán a mantener y lograr nuestro compromiso del cero en las emisiones netas de carbono. Y como resultado, ayudarán a nuestros clientes a alcanzar este cero neto también en sus construcciones”.

El propio edificio de IKON en sí se ha construido utilizando materiales reciclados (y reciclables). Durante la fase de diseño, se puso mucho esfuerzo en el modelado energético del edificio. Según Stenson: “Por ejemplo, los paneles solares en el techo generan energía suficiente para cubrir 35% de las necesidades energéticas del edificio. El aparcamiento incluye cargadores para autos eléctricos. Incluso cuenta con un sistema para recuperar aguas pluviales que luego se usan en los servicios y saneamiento”.

El mismo principio se aplica al aislamiento térmico del edificio, elaborado a partir de botellas de plástico recicladas. La empresa ahora tiene planes de reciclar entre 300 y 400 millones de botellas plásticas al año.

El centro sirve también de hogar para el Equipo Digital de Kingspan. Este equipo se ocupa principalmente de investigar cómo puede incorporar más inteligencia a sus productos, cómo prepararse para la Industria 4.0 y adaptarse al enfoque de “model first” para la creación de edificios nuevos.

Para este equipo, IKON constituye un marco ideal para encontrar la respuesta a algunos de los interrogantes más importantes del sector de la construcción: ¿Cuál será el papel de la realidad aumentada, la realidad virtual y el IoT (Internet de las cosas) en la gestión de la construcción? ¿Cómo cambiarán el diseño arquitectónico la inteligencia artificial y los megadatos?

A través de asociaciones tecnológicas y sus propios avances, Kingspan se propone lograr el primer gemelo digital de madurez de nivel 5 del mundo. Mediante la implementación de tecnologías tales como Autodesk Forge, Kingspan utiliza dispositivos de IoT y videocámaras para visualizar el comportamiento en el contexto de la riqueza de datos de BIM (Building Information Modeling) 3D provistos por IKON, para lograr un edificio “con conciencia de sus ocupantes”.

Según cuenta Brian Glancy, responsable de la estrategia BIM de Kingspan: “Por ejemplo, podemos reunir datos anonimizados en relación con las personas, patrones de conducta y momento del día. De este modo, podemos llevar a la práctica la idea de productos con altas prestaciones para ámbitos de prestaciones igualmente altas. La adaptación de nuestras construcciones a la conducta de sus ocupantes ya se está traduciendo en mejoras tales como aislamiento térmico de prestación superior con el fin de ganar más espacio”.

Glancy agrega que una mejor gestión de los datos de construcción también hace posible que sistemas como el de climatización (HVAC) y el de saneamiento puedan responder mejor a las necesidades humanas. Con ese fin en mente, IKON está equipado con un sistema de visión artificial de Autodesk. Diseñado pensando en la anonimidad desde el principio, el sistema directamente aborda las inquietudes sobre el uso de los datos en propuestas similares. Si bien el sistema todavía se encuentra en la etapa de investigación y desarrollo, el equipo de Kingspan lo ha empleado para detectar con precisión y de forma anonimizada los movimientos de sus ocupantes, representados de forma rudimentaria, para el análisis conductual.

Mediante la conversión de las actividades en datos y su análisis en función de parámetros tales como el consumo energético por sala o por nivel, o cómo se ocupa un lugar con fines sociales, Kingspan espera poder ayudar al sector de la construcción a crear modelos de simulación de ocupación más precisos. Esto podría informar la creación de edificios con mayor eficiencia energética, optimizados para el confort, el bienestar y la productividad.

Stenson está convencido de que el novedoso uso de los datos obtenidos, la utilización de materiales ecológicos y el carácter experimental de IKON seguirán promoviendo innovaciones tanto de la empresa como del sector por muchos años.

Las investigaciones del equipo demuestran que algún día los edificios podrán aprovechar los algoritmos de aprendizaje automático para responder a los datos conductuales y medioambientales de forma proactiva. Los subsistemas de los edificios modernos interconectados podrían sustentar no solo el confort sino también la productividad de sus ocupantes, a la vez de minimizar el consumo energético.

El uso de los datos de IKON también podría aumentar la contribución del sector de la construcción a la economía circular. Con acceso a datos hiperdetallados, las empresas encargadas de desmantelar o reacondicionar propiedades podrían conocer exactamente qué materiales y componentes se han usado y dónde están instalados. Esta información facilita la recuperación de materiales, convirtiendo las obras de demolición en recursos en lugar de fuentes de desperdicios.

Stenson concluye: “IKON nos permite poner a prueba en vivo el software de diseño y construcción, y explorar nuevas direcciones en sectores tales como la energía solar, a la vez de mejorar el control de acceso; y todo mediante el uso de datos. Considero que este es apenas el comienzo”.