Edificios inteligentes: cómo el IoT y la conectividad Edge ayudan a lograr los objetivos NetZero

A nivel global, los sectores de la construcción y edificación representan entre el 30 % y el 40 % del consumo total de energía y aproximadamente el 24,5 % de las emisiones de gases de efecto invernadero (GEI) (Farghali, et al., 2023; Khan, et al., 2024; Ma, et al., 2024). En la Unión Europea, los edificios son responsables del 40% del consumo energético. De hecho, solo las emisiones operativas de carbono de los edificios (10 Gt) equivalen a las emisiones totales de China, lo que pone de relieve la enorme huella ambiental del sector (Ma, et al., 2024). En el Reino Unido, la construcción y las actividades de su cadena de suministro internacional generan anualmente 36 milones de toneladas métricas 36 millones de toneladas métricas de CO₂ equivalente, una cifra comparable a las emisiones de la mitad del parque automovilístico del país. Estas cifras subrayan la necesidad urgente de adoptar prácticas y tecnologías sostenibles que ayuden a mitigar el impacto ambiental del sector.

El mercado global de edificios inteligentes, valorado en 108.000 millones de dólares en 2023, se estima que crecerá a una tasa compuesta anual (CAGR) del 26.8%, alcanzando los 570.000 millones de dólares en  2030. Este crecimiento está impulsado por la adopción creciente de tecnologías como el Internet de las Cosas (IoT), la Inteligencia Artificial (IA) y la conectividad en el edge, que permiten que los edificios sean más receptivos, eficientes en el uso de recursos y automatizados. Mediante la integración de sensores, análisis de datos y aprendizaje automático, los edificios inteligentes pueden optimizar el consumo energético, reducir el desperdicio y mejorar el confort de los ocupantes.

Los edificios inteligentes aprovechan el Internet de las Cosas (IoT) y la conectividad en el edge para gestionar sistemas críticos como la iluminación, la calefacción, la ventilación, el aire acondicionado (HVAC) y la seguridad. Estas tecnologías permiten una supervisión y control en tiempo real, mejorando la eficiencia energética y reduciendo los costes operativos. Según investigaciones recientes, las tecnologías digitales conectadas podrían reducir el consumo energético en edificios entre un 30 y un 50% para 2040 (Hernández et al., 2024). Por ejemplo, la integración de fuentes de energía renovable (RES), redes inteligentes (SG) y sistemas energéticamente eficientes puede disminuir el consumo entre un 10 % y un 40 % (Farghali, et al., 2023).

La Inteligencia Artificial (IA) desempeña un papel fundamental en la mejora de la eficiencia de los edificios. Las redes neuronales profundas pueden predecir niveles de ocupación, permitiendo que los sistemas automatizados ajusten la iluminación y la climatización (HVAC) en función de las necesidades en tiempo real. Esto reduce el desperdicio energético y prolonga la vida útil de los equipos. Además, la IA puede incorporar predicciones meteorológicas avanzadas y programar mantenimientos preventivos, optimizando aún más el rendimiento de los edificios.

Uno de los principales desafíos para alcanzar los objetivos de emisiones NetZero es la ineficiencia del parque edificatorio existente (Hernández, et al., 2024). En la Unión Europea, el 75 % de los edificios fueron construidos antes de que existieran normativas energéticas modernas, y solo el 3 % cumple actualmente con estos estándares (ibid). Renovar y adaptar estas estructuras es esencial para reducir emisiones y mejorar la eficiencia energética. En el Reino Unido, el 85% de los edificios que se espera que estén en uso en 2050 ya han sido construidos, lo que subraya la importancia de la rehabilitación.

Las tecnologías digitales como el Modelado de Información de Construcción (BIM) y los Gemelos Digitales (Digital Twins, DT) son herramientas clave para planificar y ejecutar este tipo de renovaciones. Estas soluciones permiten una mejor gestión de recursos, colaboración entre equipos e integración de sistemas energéticamente eficientes. Por ejemplo, los sistemas inteligentes de almacenamiento de energía (ESS), las bombas de calor y los puntos de carga para vehículos eléctricos (VE) pueden incorporarse en edificios rehabilitados para aumentar su sostenibilidad.

La dependencia de materiales tradicionales en la industria de la construcción contribuye significativamente a su huella de carbono. Estos materiales convencionales presentan un mayor contenido de carbono embebido, con emisiones de 171,93 kg CO₂e por m², frente a los 62,25 kg CO₂e por m² de las alternativas sostenibles (Arenas & Shafique, 2024). El uso de materiales de bajo carbono puede reducir las emisiones embebidas en un 40 % y las emisiones derivadas del transporte en un 39 % (Myint & Shafique, 2024). Sin embargo, estos materiales suelen tener un coste superior, incrementando los gastos de construcción en aproximadamente un 6,7 %.

A pesar del coste inicial, los edificios energéticamente eficientes ofrecen beneficios financieros a largo plazo gracias a la reducción de facturas energéticas y al aumento del valor de la propiedad. Además, los materiales sostenibles permiten una mejor integración con los sistemas inteligentes del edificio, lo que hace que las propiedades resulten más atractivas para compradores, inquilinos y operadores (Baharetha et al., 2024).

Los gobiernos desempeñan un papel clave en el impulso de prácticas sostenibles en el sector de la construcción. La Directiva sobre la Eficiencia Energética de los Edificios actualizada por la Unión Europea establece que todos los nuevos edificios públicos deberán tener emisiones cero a partir de 2026, y todos los nuevos edificios en general, a partir de 2028. En el Reino Unido, la mejora en el diseño de edificaciones y la reutilización de recursos podría reducir las emisiones del sector construcción en un 40%.

Los incentivos financieros y la implementación de normativas más estrictas están fomentando que las empresas inviertan en tecnologías sostenibles. Por ejemplo, iniciativas como la Clean Cooling Collaborative y el programa SEAD (Super-Efficient Equipment and Appliances Deployment) buscan acelerar la adopción de electrodomésticos de alta eficiencia energética, como aires acondicionados, refrigeradores y sistemas de iluminación.

El Internet de las Cosas (IoT) y la conectividad en el edge están transformando el sector de la construcción y la edificación, al permitir operaciones más inteligentes y eficientes. Los dispositivos IoT recopilan y analizan datos de sensores integrados en los edificios, proporcionando información valiosa sobre el consumo energético, la calidad del aire y el rendimiento de los sistemas. La conectividad en el edge garantiza una comunicación rápida y segura entre dispositivos, lo que permite una toma de decisiones y automatización en tiempo real.

Estas tecnologías son especialmente útiles para gestionar sistemas antiguos o equipos heredados que, por lo general, no cuentan con capacidades de conectividad. Gracias a la integración de soluciones IoT, los operadores de edificios pueden supervisar operaciones complejas, mejorar la salud y el confort de los ocupantes, y reducir el impacto ambiental.

El sector de los edificios inteligentes está preparado para un crecimiento significativo, impulsado por los avances en tecnologías digitales y el aumento de la presión regulatoria. Se estima que, para 2050, el número de hogares que utilizan tecnologías inteligentes aumentará de 225 millones a 478 millones  a nivel mundial (Hernández et al., 2024). Estos edificios contarán con capacidades tecnológicas avanzadas, incluyendo sistemas de generación y almacenamiento de energía propios.

Para alcanzar los objetivos de emisiones NetZero, los edificios inteligentes deberán estar interconectados con los sistemas energéticos locales y con la red eléctrica. Esto implica la integración de cargadores para vehículos eléctricos (VE), tecnologías Vehicle-to-Grid (V2G) y redes eléctricas inteligentes (smart grids). La conectividad segura y los diseños flexibles serán fundamentales para crear entornos dinámicos, centrados en el usuario y orientados a la sostenibilidad.

La transición del sector de la construcción hacia las emisiones NetZero representa tanto un desafío como una gran oportunidad. Los edificios inteligentes, impulsados por el IoT y la conectividad en el edge, ofrecen una solución transformadora para reducir el consumo energético, mejorar la eficiencia y apoyar los objetivos de sostenibilidad. Adoptando tecnologías digitales, materiales sostenibles y prácticas innovadoras, el sector puede desempeñar un papel clave en la construcción de un futuro más verde y sostenible. Para lograrlo, es imprescindible la colaboración entre gobiernos, agentes del sector y comunidades, asegurando que los edificios inteligentes se conviertan en el nuevo estándar en la construcción y operación de edificaciones modernas.