El desarrollo de estándares que puedan generar una armonía de operación entre todo tipo de dispositivos es el gran reto de la estandarización al inicio del siglo XXI.

 

Hay varias megatendencias relacionadas con la tecnología que gradualmente nos envuelven y transforman al mundo de manera unificada o estandarizada sin que lo notemos completamente. Para esta oportunidad me gustaría integrar estas reflexiones en 3 megatendencias que ya están marcando la diferencia en varios aspectos prácticos.

Primera megatendencia. Es sobre las telecomunicaciones. Cuando hablamos sobre el “internet of things” (IoT) o internet de las cosas debemos entender que se trata de un salto enorme hacia la hiperconectividad, concepto que nos permitirá una interacción automática en varios niveles: primero, entre personas; segundo, entre objetos, y ahora, entre personas con objetos a través de la red.

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Sólo imaginemos que todas las cosas a nuestro alrededor están conectadas a internet. Además de los dispositivos móviles, pensemos en lavadoras, refrigeradores, equipos de aire acondicionado, pantallas LED o consolas de juego, que todo el tiempo están conectados y que se dedican a recolectar información (nuestras preferencias y rutina diaria), a procesarla y compartirla.

Pareciera sencillo, pero hay gran diferencia entre los protocolos de comunicación e interfaces entre los equipos que pueden utilizar software, como los equipos de audio o video, o bien los electrodomésticos. Esta tendencia será real en unos años, pero tendrá su propia complejidad, como resulta en todo aquello que se pretende estandarizar.

Hoy, los mecanismos para la estandarización ya están en proceso; las principales normas están a cargo de diferentes organismos de normalización como la Unión Internacional de Telecomunicaciones (UIT), la Organización Internacional de Estándares (ISO), la Comisión Electrotécnica Internacional (IEC), la Agencia Internacional de Ingeniería Eléctrica Electrónica (IEEE), y el Comité Europeo para la Estandarización Eléctrica (CEN/Cenelec).

De tener éxito estos esfuerzos, la estandarización permitirá tener una visión de IoT totalmente diferente y una evolución del internet partiendo de una infraestructura basada en una red dinámica y cada día más global, pero con enormes retos y desafíos para cumplir con la seguridad y confidencialidad de la información.

Segunda megatendencia. Es el desarrollo de las denominadas smart grid (redes eléctricas inteligentes), relacionadas con el surgimiento e integración gradual de ciudades inteligentes. Los edificios estarán conectados a las redes eléctricas de forma bidireccional, creando una red inteligente o smart grid. Tanto edificios como empresas eléctricas acrecentarán sus capacidades de administración de energía.

El objetivo será optimizar al máximo la red de distribución de energía eléctrica, de forma que se haga un uso eficiente y sostenible de este recurso. Las smart grids integran tecnologías avanzadas de adquisición de datos, métodos de control y comunicaciones de la red eléctrica tradicional. Implican la combinación de infraestructuras eléctricas y de tecnologías de la información y la comunicación (TIC), generándose una mayor convergencia tecnológica y, como ocurre con la primer megatendencia, una importante integración de equipos electrónicos inteligentes (IED, o intelligent electronic devices) de distintas marcas, modelos y funcionalidades.

El desarrollo de estándares que puedan generar una armonía de operación entre todo este cúmulo de dispositivos, de lograrse una arquitectura de la automatización adaptable a los nuevos requerimientos, es el gran reto de la estandarización al inicio del siglo XXI.

La IEC, por ejemplo, ya desarrolló el estándar internacional IEC 61850 para sistemas de automatización de subestaciones. Su función es definir las comunicaciones entre los distintos dispositivos electrónicos inteligentes presentes en una subestación eléctrica y cumplir con los requerimientos de su sistema de automatización.

Comprender este tipo de situaciones es indispensable para poder desarrollar conciencia en la población en general sobre el consumo eficiente de la energía, para reducir las emisiones de CO2 y el calentamiento global. Lograrlo es el punto de partida para consolidar la producción de energía con una mayor disponibilidad de fuentes sustentables.

Es evidente que con el paso de los años habrá una menor disponibilidad de petróleo, lo que obligará al desarrollo de nuevas alternativas de producción más eficientes, por lo que consideraremos a ésta como la tercera megatendencia.

Un ejemplo claro es el consumo de energía para iluminación en espacios públicos o domésticos. Datos de la CFE indican que este concepto alcanza el 24.5% de la facturación total realizada en México. Este rubro, sumado a la energía utilizada por el refrigerador o los sistemas de aire acondicionado, son los componentes de mayor consumo en todo el país.

Si nos enfocamos a los luminarios podemos afirmar que gracias al avance en tecnología cada vez tenemos un mayor acceso a productos con diodos emisores de luz (LED, lighting emitting diode); su principio de operación es muy interesante: se trata de dispositivos semiconductores de estado sólido de gran resistencia que al recibir una corriente eléctrica de muy baja intensidad, emiten luz.

Los LED no son nuevos. Nick Holonyak inventó en 1962 el primer LED emisor en el espectro visible cuando trabajaba para General Electric. Durante más de 50 años, estos semiconductores han evolucionado y hoy están generando una verdadera explosión e innovación en materia de iluminación, sustituyendo a las bombillas incandescentes y focos ahorradores, gracias a que su consumo de energía y desempeño son muy superiores.

Aunque los costos pueden ser considerables, ya que se trata de una nueva tecnología, el objetivo que debemos establecernos como sociedad es alcanzar un nivel de eficiencia energética máximo mediante la sustitución de lámparas convencionales por lámparas LED, con lo que obtendríamos ahorros de energía estimados hasta en un 80%, con una vida útil de los luminarios 10 veces mayor que las convencionales. De esta manera comprobaremos que nuestros luminarios serán más eficientes, nos brindarán el nivel lumínico deseado, y todo con la menor cantidad posible de energía consumida en un tiempo determinado o “vida útil”.

Es precisamente en el concepto de “vida útil” (denominado rated life) en que hay grandes inconvenientes. Los estándares y métodos de prueba para definirla tienen diversas variaciones en el tipo de lámpara, del fabricante y del país. Recuerde que lo barato puede salir caro.

Para solucionar esta problemática, la IEC ha desarrollado una serie de estándares como el IEC62560: Lámpara LED con Balastro propia para la iluminación general de los servicios de voltaje 50 ~ 250V-Especificaciones de seguridad. A la par, recientemente se publicaron dos importantes documentos o “Especificación Disponible al Público” como: IEC/PAS 62717, rendimiento de Módulos LED y el IEC/PAS 62722-2-1, rendimiento de Luminarias LED.

Con esta información, los fabricantes de luminarias han establecido y definido una guía y un conjunto de criterios para determinar cómo se puede medir el rendimiento del producto. Entre los muchos criterios de calidad a considerar para evaluar afirmaciones de los fabricantes, los documentos IEC enumeran los siguientes:

  • La cantidad de energía consumida por una luminaria, incluyendo su fuente de alimentación.
  • Flujo luminoso, que corresponde a la luz emitida por la luminaria.
  • Eficacia Luminaria LED.
  • Código fotométrico, relativo al color y la cromaticidad.
  • Calificación de vida del módulo LED.

Gracias a la Comisión Nacional para el Uso Eficiente de la Energía (Conuee), México es el primer país en el continente americano en elaborar una especificación obligatoria para regular los luminarios de LED destinados al alumbrado de áreas exteriores públicas y vialidades.

Con la publicación de dos Normas Oficiales Mexicanas se brinda certeza a empresas y consumidores:

NOM-031-ENER-2012 “Eficiencia energética para luminarias con Diodos Emisores de Luz y destinadas a las áreas exteriores públicas y las vialidades. Especificaciones y métodos de prueba”, cuya aplicación permitirá disminuir la facturación eléctrica con mejores estándares de eficiencia energética y componentes de mayor calidad que garanticen un mejor desempeño luminoso y energético de las lámparas LED durante toda su vida útil.

NOM-030-ENER-2012. Eficacia luminosa de lámparas de diodos emisores de luz integradas para iluminación general, que establece las especificaciones para las lámparas de LED integradas para iluminación general, así como los métodos de prueba aplicables para comprobar las mismas. Asimismo establece el tipo de información sobre características técnicas esenciales acordes al uso que deben llevar los productos comercializados dentro del territorio mexicano.

Imaginemos en unos años un mundo donde estas tres megatendencias sean una realidad en la práctica. De hecho, poco a poco se irán convirtiendo en los pilares para que nuestras poblaciones puedan convertirse en smart cities, en las que cada una las tres megatendencias de la tecnología puedan revolucionar nuestras comunidades con un uso eficiente de los recursos, ahorro creciente de energía, mejora sistemática de los servicios públicos y promoción de un desarrollo de vida sustentable.

Y serán los procesos de estandarización la clave que nos permita transformar, de manera más ágil y rápida, nuestra forma de vida y paradigmas.

 

Fuentes:
El internet de las cosas y el diseño del futuro
Hacer frente al desafío energético. El papel de la CEI desde 2010 hasta 2030”
Smart grids y la evolución de la red eléctrica

 

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