Cómo elegir un sistema de monitorización energética

En proyectos de monitorización de edificios existentes se repiten tres problemas: las lecturas de circuitos con poca carga se desvían varios puntos porcentuales y nadie confía en ellas; los tendidos de cable y las paradas cuestan más que los contadores; y los datos no pueden salir de la plataforma con la que se adquirió el sistema. Las diez comprobaciones siguientes muestran esos problemas antes de firmar un contrato. Haga las mismas preguntas a todos los proveedores y pida para cada respuesta una cifra de la ficha técnica, un resultado de ensayo o una instalación de referencia.

Esta guía forma parte del itinerario de planificación y puesta en marcha. Anote las respuestas en la ficha del proyecto.

Exactitud de toda la cadena de medida

La clase de exactitud de un contador no incluye sus transformadores de corriente. IEC 62053-22 permite que un contador de clase 0,5S con factor de potencia unitario tenga un error de ±1,0 % entre el 1 % y el 5 % de la corriente nominal, y de ±0,5 % desde el 5 % hasta la corriente máxima. Con un factor de potencia reducido, el límite es ±1,0 % entre el 2 % y el 10 % de la corriente nominal, y ±0,6 % por encima. El transformador añade su propio error. La tabla 201 de IEC 61869-2 admite para un transformador de clase 1 un error de relación de ±3,0 % y un desplazamiento de fase de 180 minutos a un 5 % de la corriente nominal. A la corriente nominal, los límites son ±1,0 % y 60 minutos. La tabla 202 establece límites más estrictos para las clases S: un transformador de clase 0,5S puede tener ±0,75 % y 45 minutos al 5 % de la corriente nominal.

Estas cifras son los límites de las normas. Un transformador real suele ser mejor, pero su error a una corriente y carga secundaria dadas es principalmente sistemático, por lo que no desaparece al promediar un mes. Calibrar el transformador junto con su contador permite medir y corregir ese error. Cuando se compra por separado y se empareja en la instalación, normalmente nadie lo corrige. La nota sobre el alcance de la edición de 2003 de IEC 62053-22 indica que solo los transformadores de clase 0,2S y 0,5S tienen la exactitud que necesitan estos contadores.

Pida la exactitud combinada del contador y sus transformadores a la menor carga normal de cada circuito. Compruebe cómo se dimensionaron los transformadores. Un fallo habitual es elegirlos por la corriente nominal del interruptor cuando el circuito suele consumir solo una pequeña fracción de ella. La calculadora de relación y carga secundaria de transformadores y la guía de selección de transformadores explican el dimensionado. La guía de medida de alta exactitud explica qué avala una clase y qué no. Para facturación se necesita un instrumento aprobado legalmente, sea cual sea su clase.

Red

La elección de red depende de los recorridos de cable y del intervalo de información.

Modbus RTU sobre RS-485 conviene para contadores que ya están en un bus o que se encuentran en una misma sala de cuadros. Un segmento admite 32 cargas unitarias sin repetidor. Cada contador necesita una dirección única, la misma velocidad en baudios y una conexión al cable. El bus necesita terminación en ambos extremos. La guía de RS-485 y Modbus indica los límites.

Una red mallada Zigbee (IEEE 802.15.4 a 2,4 GHz y 250 kbit/s) conviene para reformas con contadores en varios cuadros y sin canalizaciones libres. Una lectura cada minuto ocupa unas decenas de bytes, una carga pequeña para el enlace. El alcance depende de paredes, metal y posición de los enrutadores alimentados desde la red eléctrica. Inspeccione la radio en el punto más difícil, como una sala de máquinas en el sótano o un cuadro dentro de un armario de acero.

LoRaWAN conviene para pocos puntos muy separados, como un contador de agua en un edificio alejado o temperaturas distribuidas por un campus. No conviene para datos eléctricos cada minuto. En la banda EU868, los tres canales de subida predeterminados tienen un límite de ciclo de trabajo del 1 %. Con factor de dispersión 12, una carga útil de 12 bytes tarda unos 1,5 s en transmitirse. Un dispositivo que solo utiliza esos canales puede enviar aproximadamente un mensaje de subida cada 2,5 minutos.

La red IP de la instalación conviene para contadores con puerto Ethernet si el departamento informático facilita puertos, VLAN y reglas de cortafuegos. Cada cambio posterior deberá pasar por el procedimiento de cambios informáticos. La guía de sistemas cableados e inalámbricos compara las opciones con más detalle.

Instalación y puesta en marcha

Para cada punto, cuente las paradas del cuadro, los metros de cable y canalización, y los cambios necesarios en el cuadro. Una parada en una línea de producción de 24 horas puede tener que esperar semanas hasta una ventana de mantenimiento. Compruebe si el contador cabe dentro del cuadro. Si no cabe, compruebe su grado de protección para montarlo fuera. Compruebe si un electricista cualificado puede instalarlo sin un técnico del proveedor presente.

La puesta en marcha abarca desde la instalación hasta una lectura comprobada. En un bus cableado incluye la dirección, velocidad en baudios, paridad, terminación, mapa de registros y escala de cada contador, así como la relación de los transformadores configurada en ellos. Pida al proveedor el tiempo por punto y las actas que entrega. Los fallos más frecuentes son un transformador orientado al revés, uno asociado a la tensión de otra fase y una relación incorrecta configurada en el contador. La lista de comprobación de puesta en marcha muestra cómo identificar cada fallo a partir de las lecturas.

Coste por punto

Compare a los proveedores por el coste por punto durante toda la vida del sistema, no por el precio del contador. Dé a todos las mismas partidas: contador, transformadores, cable y canalización, horas de instalación, paradas, horas de puesta en marcha, licencias de software (por dispositivo, punto de datos o instalación), conectividad, asistencia y coste de añadir un punto más adelante.

La calculadora de recuperación de la inversión en monitorización energética compara el coste total con el ahorro previsto.

Intervalo y hora

El intervalo de información determina para qué pueden utilizarse los datos. La liquidación eléctrica de Gran Bretaña utiliza periodos de media hora. Según el Reglamento (UE) 2017/2195, los mercados de balance de la UE utilizan un periodo de liquidación de desvíos de 15 minutos, con posibles excepciones. Los servicios de respuesta de la demanda y frecuencia pueden necesitar datos en segundos o menos. Registre a intervalos de un minuto o menos. Puede sumar datos de un minuto para obtener periodos más largos, pero no dividir datos de 30 minutos para reconstruir periodos más cortos.

Pregunte cómo se marca temporalmente cada valor. La marca debe proceder del dispositivo o Gateway en el momento de la medición, no de la plataforma cuando recibe el dato. Pregunte cómo se sincronizan los relojes y si un intervalo se identifica por su inicio o por su final. Un desplazamiento de un intervalo es una causa frecuente de que los totales secundarios no concilien con el contador principal. La guía de hora de origen y llegada explica la diferencia.

Acceso a los datos

Solicite los datos sin procesar de cada intervalo, no solo informes y gráficos. Pregunte qué protocolos los transportan (MQTT, HTTPS, exportación de archivos, Modbus o BACnet) y en qué formatos. Compruebe que cada valor incluya su marca temporal, unidad e indicador de calidad. Revise en el contrato tres puntos: cargos por exportación por punto o volumen de datos, derecho a exportar todo el historial al terminar el contrato y cualquier cláusula que permita al proveedor restringir el acceso a los datos.

Seguridad

Pida una respuesta concreta para cada enlace. En la radio, Zigbee 3.0 cifra el tráfico de red con AES-128. Pregunte cómo se incorporan los dispositivos: un código de instalación propio de cada dispositivo es más seguro que la clave de enlace predeterminada y conocida públicamente. En el Gateway, las credenciales deben ser únicas para cada unidad, sin contraseña predeterminada compartida. Pregunte cómo se cambian. Cada conexión saliente de la instalación necesita TLS 1.2 o posterior con validación de certificados. Modbus TCP y BACnet/IP carecen de cifrado integrado; manténgalos en un segmento de red separado.

Pregunte si el sistema sigue funcionando y almacenando datos cuando el servicio en la nube del proveedor no está disponible.

Actualizaciones de firmware

Según la Ley de Ciberresiliencia de la UE, aplicable desde el 11 de diciembre de 2027, el fabricante debe declarar un periodo de soporte para las actualizaciones de seguridad. Ese periodo es de al menos cinco años, salvo que la vida útil prevista del producto sea más corta. Un contador de cuadro suele permanecer instalado más de cinco años. Pida por escrito el periodo de soporte y pregunte qué ocurre con los dispositivos que siguen instalados al terminar.

Pregunte cómo llega el firmware a un dispositivo instalado. Una actualización que exige visitar cada cuadro normalmente no se aplicará. Pregunte si las imágenes están firmadas, si un dispositivo vuelve al firmware anterior cuando se interrumpe una actualización y si puede actualizarse un dispositivo antes que el resto del parque. La guía de actualizaciones inalámbricas explica los métodos.

Comportamiento ante fallos

En toda instalación acabarán ocurriendo tres hechos: un dispositivo se desconecta, el Gateway se reinicia y falla el enlace a internet. En cada caso, el resultado correcto es un hueco marcado como dato ausente. Un cero es incorrecto porque indica al lector que la carga se detuvo. Repetir el último valor también es incorrecto porque indica que nada cambió.

Al restablecerse el enlace, los datos almacenados deben enviarse con sus marcas temporales originales y rellenar el hueco. Pregunte cuánto tiempo pueden guardar datos el dispositivo y el Gateway. Pregunte si los datos conservados en memoria pueden perderse durante un corte eléctrico. Un reenvío puede entregar el mismo valor dos veces: el sistema receptor debe aceptar una segunda copia del mismo punto y marca temporal sin contarla dos veces. Las guías de datos obsoletos, ausentes y no válidos y de dimensionado de almacenamiento y envío diferido tratan ambos aspectos.

Ampliación a muchas instalaciones

Un programa para varias instalaciones suele comenzar con una prueba piloto. Normativas como la Directiva de Eficiencia Energética de la UE o ESOS suelen fijar su calendario. En veinte instalaciones, la pregunta más importante para ampliar el sistema es si se puede copiar la configuración. Las definiciones de dispositivos, nombres de puntos, unidades, umbrales de alarma y ajustes de exportación deben trasladarse como plantilla de una instalación a otra. Si se configura cada una a mano, los nombres de puntos divergen y los informes de cartera dejan de coincidir. Pregunte también cómo se supervisan y actualizan los Gateways a distancia, y qué otras magnitudes puede medir el mismo sistema: contadores de gas y agua con salidas de impulsos, contadores de calor, temperatura y contadores Modbus existentes.

Aceptación de la prueba piloto

Realice la prueba en la instalación representativa más difícil y establezca los criterios de aceptación antes de empezar. Este es un ejemplo:

1. La energía de cada intervalo coincide con un contador de referencia independiente dentro del presupuesto de error combinado de ambas cadenas. Calcule ese presupuesto como en el ejemplo de exactitud; no utilice una cifra redonda. Compare durante al menos 14 días, incluidos un fin de semana y la menor carga normal.
2. Después del reenvío, cada dispositivo entrega la proporción acordada de sus intervalos esperados, por ejemplo, el 99,5 %.
3. Una interrupción de internet de 4 horas, un ciclo de apagado y encendido del Gateway y un dispositivo apagado producen cada uno un hueco marcado. Los dos primeros huecos deben rellenarse después con las marcas temporales originales.
4. Cada punto supera las comprobaciones de identidad, signo y fase de la lista de comprobación de puesta en marcha.

Despliegue el sistema que supere estas pruebas.

Dónde encaja EpiSensor

El analizador eléctrico ZEM se suministra con sus sensores de corriente conectados. EpiSensor calibra cada ZEM con los sensores entregados con él y declara clase 0,5S según IEC 62053-22 para el conjunto del contador y sus sensores. Esto elimina en la instalación la asociación de transformadores, el ajuste de la relación y las comprobaciones de carga secundaria. El ZEM tiene grado IP67, doble aislamiento y funciona entre −30 °C y 60 °C, por lo que puede montarse fuera de un cuadro. Envía informes por la red mallada Zigbee con cifrado AES-128 y guarda hasta 70.000 lecturas en memoria flash.

El Gateway ZGW-20 ejecuta Edge, que mantiene historial local y no necesita un servicio en la nube de EpiSensor. Cuando falla un destino admitido, Edge pone los datos en cola en disco y los reenvía con sus marcas temporales originales. Edge envía datos mediante MQTTS o HTTPS, o como archivos programados por FTPS o SFTP, en JSON o CSV. También ofrece datos a un BMS como servidor Modbus TCP; esa conexión debe estar en la red del BMS. Edge actualiza por radio el firmware de los dispositivos Zigbee. El propio Edge se actualiza mediante su canal snap o la aplicación de escritorio. El mismo Gateway también lee contadores de impulsos, sensores de temperatura, entradas de 4 a 20 mA, contadores Modbus existentes y dispositivos LoRaWAN.