Conectividade em Prédios Inteligentes: o futuro se aproxima

Autor: Eng. José Roberto Muratori
Publicado na revista Lumiere Electric numero 244 - agosto 2018

 A definição para prédios inteligentes abarca diversos níveis. Em um nível literal, a conectividade entre os sistemas de um edifício torna possível para seus usuários obterem de forma automática maior segurança, condições ambientais ideais (como iluminação e climatização, por exemplo),  comunicações e outros fatores - ajudando a manter um ambiente acolhedor propício às atividades que acontecem dentro da edificação.

Estas redes de sistemas tornaram-se mais críticas para a eficiência das operações de uma empresa. Assim, numa definição mais ampla, os edifícios inteligentes também são um meio eficaz para um negócio que deles se utiliza reduzir custos e tonar mais ágeis as suas operações, o que logicamente aumenta a sua eficiência operacional.

Esta também seria uma abordagem "inteligente", traduzida na redução de despesas e na criação de um modelo de crescimento flexível.  A conectividade de um edifício inteligente no início do século 21 deve ser vista como um sistema com infraestrutura de comunicações que suporta as mais diversas aplicações (com e sem fios) que podem se integrar em diversos níveis e situações visando à otimização de todas as operações envolvidas

Alguns estudos destacam na prática três vertentes emergentes de como as empresas estão buscando aumentar a sua eficiência baseadas também no uso de edificações inteligentes:

1. A necessidade de conectividade móvel dentro e fora da empresa, uma vez que cada vez menos funcionários estão vinculados a postos fixos de trabalho, portando não se pode descartar uma cobertura sem fio onipresente

2. A necessidade de estabelecer uma base de infraestrutura pronta para o futuro principalmente visando a tendência irreversível da IoT (Internet das Coisas)

3. A necessidade de convergir muitas redes díspares ou proprietárias em uma única camada padrão (IP sobre Ethernet)

Internet das Coisas

Hoje, apenas uma pequena fração dos dispositivos em edifícios está realmente conectada à rede. Para perceber completamente o potencial da IoT, o desafio é conectar esses dispositivos autônomos via Ethernet, celular, Bluetooth, Zigbee®, Wi-Fi ou outros protocolos, dependendo

da aplicação e o dispositivo. Isso faz com que o principal benefício da IoT seja a capacidade de coletar dados, processá-los, e analisá-lo para conduzir decisões mais completas e inteligentes.

Segundo estudos da  McKinsey, o impacto e o valor da IoT deverá exceder US $ 11 trilhões até 2025 e este tipo de  conectividade é absolutamente essencial para garantir que esse valor possa ser alcançado.

Como se sabe, há vastas aplicações sendo desenvolvidas para a IoT hoje. Embora esteja claro que nenhum protocolo será usado para todas as aplicações, existem alguns que mais provavelmente serão implantados em aplicações de cidade inteligente, onde taxa de potência, baixa taxa de dados e suporte de longa distância é requerida. Da mesma forma, haverá outros protocolos que serão mais predominantes em prédios inteligentes que não possuem requisitos de cobertura delongas distâncias.

Conectividade sem fio será predominante, mas um robusto backbone  com fio ainda será necessário para garantir que toda transmissão requerida possa ser suportada.

À medida que essa convergência se torna mais pronunciada, novas oportunidades surgem para integrar o setor imobiliário e de construção, telecomunicações e a criação de gerenciamento e instalações em uma infraestrutura de rede única e simplificada que possa dar cobertura a aplicações como:

• Redes Wi-Fi

• Soluções sem fio no edifício

• Iluminação inteligente de LED e redes de sensores

• Sistemas audiovisuais

• Segurança e controle de acesso

• Automação predial

Do ponto de vista operacional, essa integração é uma alternativa altamente preferível à manutenção de topologias (cabeadas ou sem fio) discretas, cada uma exigindo seus próprios materiais, experiência e gestão.

O alinhamento a uma infraestrutura de rede única e inteligente que pode gerenciar todos os locais de tráfego na empresa pode reduzir os custos de instalação em até 50% e reduzir despesas em longo prazo.

Como tratar a segurança das redes?

Um novo conceito passa a despontar quando tratamos da integração e gestão dos sistemas prediais sob esta nova ótica: o AIM ( Automated Infrastructure Management ou infraestrutura automatizada de gestão)

E o que define o AIM? Um hardware integrado e um sistema de software que detecta automaticamente a inserção ou remoção de cabos e demais elementos na infraestrutura predial. E também documenta este cabeamento da infraestrutura, incluindo os equipamentos conectados, permitindo o gerenciamento da infraestrutura e a troca de dados entre os diversos sistemas.

A segurança de rede é essencial nos espaços corporativos conectados.  As redes raramente deixam evidencias quando são violadas ou comprometidas. Por exemplo, nós raramente consideramos as redes que estão sendo utilizadas pela nossa loja online favorita ou a nossa companhia aérea preferida até que um incidente de pirataria expõe nossos dados financeiros confidenciais, uma página de checkout se recusa a carregar ou ocorre uma onda inesperada de cancelamentos de voos ...

Embora as causas do tempo de inatividade sejam amplas, a segurança da rede é uma preocupação importante. É algo que deve ser endereçado em todos os níveis - desde a criptografia no nível do aplicativo, até a autenticação, seja nas redes privadas virtuais (VPNs), firewalls e, finalmente, na segurança da camada física. Como em todos os elementos da rede, a camada física da infraestrutura é uma parte crítica do planejamento adequado contra intrusões ou outros cenários ainda piores.

Portanto o AIM se traduz num “olho automático” vigiando a de forma automática a infraestrutura,  monitorando constantemente toda a rede, a conectividade física da camada e que documenta automaticamente todas as mudanças e pode até provocar alertas  em caso de uma nova conexão não programada, como um intruso ligando um laptop a uma rede fechada.

Conclusões

Assim, podemos dizer que em geral reduzir o número de redes discretas ajuda a garantir maior confiabilidade e disponibilidade. Com uma infraestrutura flexível e adaptável, é simples e econômico mudar ou expandir os sistemas que ela suporta, pois como as necessidades de negócios mudam, será possível aumentar a longevidade das aplicações implantadas.

Conseguir projetar e implantar esta convergência de tecnologias em uma infraestrutura flexível é uma solução imprescindível para muitos dos negócios atuais, sejam de qualquer área de atuação. Ambientes empresariais que mudam rapidamente precisam destas três vantagens - custo, confiabilidade e agilidade - para funcionar de forma eficiente e competitiva.

Mostramos assim que uma edificação moderna não pode ser considerada apenas como uma estrutura rígida e de uso universalizado. Casa usuário da edificação e suas necessidades específicas alteram  a forma como o prédio deve “se comportar” para atende-lo.

Portanto haverá uma sensível mudança nos padrões habituais dos sistemas de gerenciamento e automação dos prédios. Tratar a integração de toda esta diversidade de equipamentos, viabilizar a utilização eficiente e segura das diversas “nuvens” e fazer a leitura correta dos abundantes dados que serão gerados será um desafio crescente a ser vencido pelos profissionais que congregam as categorias de projetistas, programadores e gestores de edificações.

(Para elaboração deste artigo foram utilizadas pesquisas recentes, entre as quais destacamos o estudo “Smart Building Connectivity” do acevo da CABA – Continental Automated Buildings Association – www.caba.org)

Automação para Hospitais e Edifícios da Área da Saúde

Autor: Eng. Fernando Santesso - Diretor de Projetos da AURESIDE

Artigo publicado na Revista Lumiere Electric de julho de 2018

Embora o setor de saúde às vezes demore a adotar novas tecnologias, o uso de automação predial tem se consagrado na área, principalmente em novas edificações, onde sistemas de automação predial vêm sem adotado com frequência.

Hospitais e outras instalações de saúde estão enfrentando pressões cada vez maiores para serem competitivos e conter custos diante de uma demanda crescente de uma população mais longeva e tecnologias novas e caras.

Quando o assunto é melhoria no potencial de redução de custos operacionais gerais em instituições de saúde, os sistemas de automação predial são uma ferramenta importante para conter o desperdício de dinheiro nesse tipo de edificação.

Habitualmente os hospitais são grandes consumidores de energia. Dados apontam que hospitais consomem até 150% a mais de energia por metro quadrado do que uma edificação comercial. Logicamente, um dos fatores preponderantes para esse elevado consumo é a operação de 24 horas. Soma-se a isso o fato de que a preocupação principal dos usuários de um hospital é salvar vidas e não controlar iluminação ou gasto de energia.

Alguns estudos realizados nos Estados Unidos apontam que o uso de sistemas de Automação Predial em edificações hospitalares pode gerar uma economia da ordem de 20% do consumo de energia.

Esse artigo apresentará alguns dos componentes de um sistema de automação predial (BAS ou BMS) com foco em aplicação hospitalar, clínicas e outras edificações da área da saúde.

SISTEMAS DE AUTOMAÇÃO DE PREDIAL (BAS)

O ponto chave para o sucesso da implantação e uso de um sistema de automação predial é saber determinar as necessidades e escolher um sistema que permita longevidade na instalação e escalabilidade para futuras expansões.

A correta seleção do sistema de automação predial pode gerar benefícios significativos para as unidades de atendimento na área da saúde.

As funcionalidades existentes são as mais diversas e variadas possíveis podendo transitar entre o simples monitoramento de áreas e instalações críticas, integração de software de agendamento de pacientes até interfaces especializadas para usuários finais como pacientes e enfermeiros.

A seleção de um sistema de automação, contudo, deve respeitar as características de uso e operação da edificação sendo que as principais aplicações de um sistema de automação predial para hospitais e clínicas, não divergem em sua essência das aplicações existentes em outras edificações, como por exemplo: edifícios comerciais, educacionais, shoppings centers e outros.

Os pontos focais de controle e automação para essas edificações são: Sistema de Ventilação, Refrigeração e Aquecimento (HVAC), Sistema de Iluminação, Sistema de Segurança, Sistema de Incêndio e Controle de Acesso.

Há caso, entretanto, que se pode ir além, usando os dados coletados do Sistema de Automação Predial para auditorias, certificações, monitoramento e outras atividades que são próprias da área da saúde.

GERENCIAMENTO DE ENERGIA

O primeiro, e muito possivelmente, maior fator para uso de sistemas de automação predial em edificações hospitalares é a gestão de energia.

O custo da energia tem subido e isso é uma tendência global. Como hospitais são grandes consumidores, os gestores das instalações sentem a necessidade de controlar os gastos a fim de evitar desperdícios de receitas.

O BAS permite aos gestores de instalações hospitalares, não apenas acompanhar e monitorar seu consumo, mas também atuar diretamente sobre cargas e sistemas consumidores programando ajustes para que funcionem de maneira mais racional e efetiva no consumo de energia.

Por exemplo, configurar o set point de temperatura para o funcionamento adequado do sistema de refrigeração a fim de oferecer conforto e saúde aos ocupantes da edificação sem haver desperdício de energia. Programar o funcionamento de iluminação baseado no uso e ocupação de espaços para mitigar consumo desnecessário. Todas essas ações reduzem os custos e a pegada de carbono de uma instalação.

Quando bem aplicadas as tecnologias de gerenciamento de energia são eficazes na redução de operações de equipamentos não críticos operando de acordo com tráfego de pacientes e gerando economia significativa anualmente para hospitais e clínicas.

VENTILAÇÃO, AQUECIMENTO E AR CONDICIONADO

Os Sistemas de Ventilação, Aquecimento e Condicionamento de Ar são um dos principais consumidores de energia em uma instalação hospitalar, podendo chegar, em alguns casos, a 50% do valor total de consumo de energia.

Como o conforto do paciente e usuário é um fator chave, regular a temperatura em um hospital de grande porte é sempre um desafio. O uso de sensores inteligentes integrados à automação predial permite o controle de zonas de temperaturas e ajuste para operar de acordo com as condições externas, otimizando o sistema e oferecendo um controle eficaz dentro das normas estabelecidas de conforto térmico e saúde ambiental.

SEGURANÇA E RESPOSTA DE EMERGÊNCIA

A segurança dos pacientes e funcionários é fundamental dentro dos hospitais, que também devem evitar o roubo de drogas e equipamentos. Além disso, procedimentos de emergência e evacuação são outra área de preocupação que não pode e não deve ser negligenciada.

Para isso, os sistemas de automação predial permitem a gestão sobre controle de acesso e gerenciamento de visitantes, e dependendo do nível de integração é possível oferecer rastreabilidade dos ativos, pacientes e funcionários, além de liberações e restrições de acesso de maneira eficaz. Apenas exemplificando, é possível até mesmo fazer check-ins automáticos de maneira online antes mesmo de chegar ao hospital.

Já quando o assunto é monitoramento e vigilância, as redes via IP (internet protocol) tem oferecido integração de com o sistema de automação para identificação de pessoas, desvios e roubos, ações emergenciais e até mesmo controle de acesso via reconhecimento facial, aumentando assim o nível de segurança das instalações.

Os sistemas de automação predial podem ainda ser um instrumento chave para respostas em momentos de crise e emergência. O uso de sensores de temperatura pode oferecer um alerta antecipado quando ocorre um incêndio, por exemplo. Uma vez emitido o alerta, o sistema de automação predial entra em protocolo de emergência sincronizando ações e enviando comandos ao sistema de combate a incêndio para acionar sprinklers, ao sistema de ventilação e climatização para reverter o fluxo de ar bombeando a fumaça para fora do prédio, liberando as portas de emergência, controlando elevadores e os encaminhando para locais seguro além de muitas outras ações que podem reduzir prejuízos e salvar vidas durante um evento como um emergencial.

SEGURANÇA DE REDE: FUNDAMENTAL

Cada vez mais conectados à internet e utilizando-se de dados e informações nas nuvens, os sistemas de automação predial estão se tornando uma peça importante do quebra cabeça da segurança da informação.

Por esse motivo a segurança de rede é crítica para as unidades de saúde, e todos os aspectos da automação predial devem ser protegidos contra o ataque de hackers e vírus, considerando o valor dos dados contidos nas instalações, bem como o potencial dano em caso do comprometimento de operação do sistema.

A segurança nos sistemas de automação predial deve ser uma prioridade para hospitais e a escolha dos sistemas que serão instalados deve contar necessariamente com a participação da equipe de TI (tecnologia de informação).

Existem muitas tecnologias disponíveis no mercado e a análise criteriosa de um sistema que não comprometa a segurança é tópico prioritário na definição dos hardwares e softwares que farão parte do sistema de automação predial para hospitais.

INDO ALÉM COM O SISTEMA DE AUTOMAÇÃO PREDIAL

Os sistemas de automação predial (BAS) também podem servir para melhorar a experiência do paciente incrementando significativamente a visão dele sobre sua estadia no hospital ou clínica. Um BAS bem projetado com recursos remotos pode proporcionar aos pacientes maior controle sobre seu ambiente físico, permitindo a eles uma sensação de fortalecimento e conforto com a capacidade de ajustar o ambiente ao seu gosto.

Ao mesmo tempo, os gerentes de instalações podem usar o BAS para definir parâmetros a fim de manter o controle de ambientes e salas dentro dos níveis adequados para os pacientes e recomendados para a eficiência energética. Isso leva a custos de energia reduzidos e a classificações mais altas de satisfação dos pacientes.

Os controles de automação também podem ser usados ​​para manter condições ambientais muito específicas com a finalidade de garantir que as instalações mantenham os pacientes livres de infecções. O BAS pode controlar a temperatura e a umidade, por exemplo, que são dois componentes essenciais na prevenção dessas infecções além outras variáveis que isolem ou mitiguem a possibilidade de disseminação de doenças propagadas pelo ar.

Outra grande aplicação dos sistemas de automação predial em hospitais é quando usado em conjunto com tecnologias de radiofrequência (RFID) ou localização em tempo real para manter a segurança dos ativos, alertando a equipe se um equipamento valioso for levado para fora de uma área definida, o que pode sugerir que está sendo roubado.

Essa mesma tecnologia pode servir para localizar ativos (macas e cadeiras de rodas), além de funcionários que estiverem dentro da instalação do hospital. Pode ainda servir para segurança do próprio paciente, por exemplo, sinalizando para a equipe quando um paciente com Alzheimer sai de sua área segura, por exemplo.

Em suma, o sistema de automação predial de um hospital pode fazer muito mais do que apenas otimizar o sistema HVAC. Sistemas avançados de automação predial permitem que os administradores monitorem e controlem uma ampla gama de funções críticas. Estas incluem segurança de vida, cargas, controle de acesso e circulação personalizada. Os sistemas de automação predial aplicados a hospitais reduzem os custos de manutenção e aumentam a eficiência energética, tornando-se uma ferramenta indispensável para esse tipo de instalações.