Sistemas de control automático: la clave para una gestión energética eficiente

“Tenemos que conseguir que la digitalización esté en toda la cadena de valor de la descarbonización. Una digitalización que también es fundamental en la seguridad y ciberseguridad del sistema energético y del sistema de energías renovables”. Con estas palabras, Teresa Riego, secretaria general de Innovación del Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades de España, ha subrayado dos de las prioridades que tenemos como sociedad: la sostenibilidad energética y la transformación digital.

El aumento de la demanda eléctrica, la escasez de recursos y la crisis climática están poniendo a prueba nuestra capacidad de respuesta. Retos que nos obligan a encontrar herramientas más eficientes que, además de tener beneficios medioambientales, deben garantizar el bienestar de los ciudadanos, el desarrollo económico y la competitividad de las empresas.

¿Cómo podemos conseguirlo? Frente a este panorama, los sistemas de control automático (SCA) están emergiendo como una solución tecnológica para optimizar la gestión energética. Gracias a su capacidad para monitorizar, controlar y ajustar en tiempo real el consumo de energía, son una respuesta para superar los desafíos del sistema energético. 

¿Quieres descubrir cómo los sistemas de control automático están mejorando la eficiencia energética y cómo están afectando a tu vida cotidiana? ¡Sigue leyendo!

¿Qué son los sistemas de control automático?

Los sistemas de control automático son un conjunto de dispositivos y procesos interconectados capaces de supervisar y ajustar variables, procesos, actuaciones e interacciones, como la temperatura, la presión o la velocidad de otros dispositivos, sin necesidad de intervención humana. Lejos de lo que podríamos pensar, esta tecnología está presente en objetos de nuestra vida cotidiana, como en los vehículos, en máquinas hospitalarias o en los electrodomésticos, entre otros muchos, donde mejoran la precisión y eficiencia de todas las tareas de una forma automática.

Al igual que en una lavadora regulan automáticamente la temperatura del agua, el centrifugado o la duración de cada ciclo, los sistemas de control automático también están presentes en nuestro sistema energético con un papel mucho más crítico. No en vano, estos sistemas permiten controlar la generación y distribución de electricidad en plantas eléctricas, supervisando variables clave como la temperatura, la presión o la posición de equipos. Además, su integración en la red energética facilita la gestión eficiente de la energía, el monitoreo de la calidad de la red, y el envío automatizado de datos a sistemas como redOS, optimizando así el control de la producción y el consumo. 

Con estos sistemas de control automático, logramos la máxima eficiencia energética al minimizar pérdidas, optimizar el uso de recursos y garantizar un suministro eléctrico más fiable. Por ello, se han convertido, hoy en día, en una tecnología imprescindible para superar los retos energéticos a los que se enfrentan tanto las empresas como el propio sistema energético.

¿Cuáles son los tipos de sistemas automáticos?

Los sistemas de control automático se clasifican en distintas categorías según su funcionamiento: 

• Sistemas de control en lazo abierto. Estos funcionan con instrucciones predefinidas y ejecutan acciones programadas sin verificar los resultados. Su simplicidad y bajo coste los hacen atractivos para aplicaciones básicas en el sistema energético, como son las luces programadas o el riego automático, que siguen patrones establecidos. Sin embargo, su sencillez tiene un coste: no pueden corregir desviaciones ni adaptarse a cambios imprevistos.
• Sistemas de control en lazo cerrado. Suponen un salto cualitativo en lo que se refiere a precisión y adaptabilidad. Sus sensores monitorizan diferentes variables para ajustar y corregir su funcionamiento según los datos procesados. En el ámbito energético, los utilizamos para controlar la temperatura en plantas térmicas y regular la frecuencia eléctrica. Dentro de los sistemas de lazo cerrado, existen dos subtipos principales: control todo-nada (TON)*, control proporcional, integral y derivativo (PID)*.
  
  *Control todo-nada (TON): el controlador enciende o apaga un actuador según la señal de error. Sencillo, pero puede generar oscilaciones.
  
  *Control proporcional, integral y derivativo (PID): sistema de control automático que combina tres estrategias: el control proporcional (P), que ajusta la señal en función del error instantáneo; el control integral (I), que corrige errores acumulados a lo largo del tiempo, y el control derivativo (D), que responde a los cambios rápidos en el error. Esta combinación permite obtener una regulación precisa, estable y adaptable, optimizando el rendimiento del proceso incluso en condiciones cambiantes.

• Los sistemas de control compuestos. Combinan lo mejor de los dos sistemas anteriores, ya que algunas variables se controlan según instrucciones predefinidas (lazo abierto), mientras que otras se ajustan en función de la salida real (lazo cerrado). Se utilizan en edificios o viviendas con calefacción solar o en vehículos eléctricos híbridos, donde la combinación de estas tecnologías mejora el rendimiento y la sostenibilidad.

Dispositivos y componentes clave en los sistemas de control automático energético

Los sistemas de control automatizado son tan eficientes como los componentes que los integran, que trabajan en conjunto para optimizar la eficiencia y seguridad del sistema energético. En este sentido, los componentes esenciales son los siguientes:

• Sensores. Son los “ojos” del sistema y miden variables críticas como temperatura, presión, voltaje y corriente. Los sensores transforman estas mediciones físicas en señales eléctricas que el sistema puede procesar.
• Controladores. Procesan la información de los sensores y toman decisiones basadas en algoritmos predefinidos para mantener los parámetros óptimos de funcionamiento.
• Actuadores. Estos son los encargados de ejecutar las decisiones tomadas por los controladores, ajustando físicamente elementos como válvulas, interruptores o motores. Su precisión y velocidad de respuesta son cruciales para mantener la eficiencia del sistema energético.
• Sistemas de comunicación. Utilizan protocolos estandarizados en domótica KNX o en domótica DALI para facilitar el intercambio de información entre componentes. 
• Dispositivos de protección. Incluyen relés de protección, pararrayos y sistemas de respaldo que salvaguardan la integridad de la instalación ante eventos imprevistos. Estos elementos son fundamentales para garantizar la flexibilidad y resiliencia del sistema eléctrico.

La integración de estos componentes con tecnologías IoT e inteligencia artificial está expandiendo las capacidades de los sistemas de control automático, permitiendo una gestión más inteligente y predictiva.

Sistemas de control automático: ejemplos en el sistema energético

Como estamos viendo, los sistemas de control automático desempeñan un papel clave en la optimización de la eficiencia energética en diferentes entornos. Uno de los usos más comunes es la gestión inteligente de la climatización en edificios y viviendas. Aquí, es habitual que implementemos un sistema en lazo abierto para ajustar automáticamente las persianas o toldos en función de la posición del sol. 

Al mismo tiempo, podemos utilizar un sistema de control en lazo cerrado para regular la calefacción auxiliar, activándose solo cuando la temperatura ambiente descienda por debajo de un valor determinado.

Otro caso de uso de los sistemas de control automático lo tenemos en microrredes con generación renovable. Aquí, podríamos usar un sistema de control en lazo abierto para programar el funcionamiento de los electrodomésticos en función de la disponibilidad de energía solar o eólica (por ejemplo, activar la lavadora o el lavavajillas cuando hay un excedente de energía solar). Asimismo, podríamos utilizar, sin ningún problema, un sistema de control en lazo cerrado para regular la carga de las baterías y la conexión a la red eléctrica.

Beneficios de los sistemas de control automático en la eficiencia energética

Estos ejemplos de sistemas de control automático ponen de manifiesto la revolución que generan en el ámbito de la gestión energética, ofreciendo una serie de ventajas que benefician tanto al sistema energético como a las empresas y los ciudadanos. Entre sus principales beneficios destacan:

• Mayor precisión y estabilidad. Mantienen las variables críticas en rangos óptimos, lo que maximiza la eficiencia en todos los procesos.
• Adaptabilidad. Los más sofisticados (en lazo abierto y compuestos) son capaces de responder rápidamente a cambios y perturbaciones, asegurando un rendimiento constante en diversas condiciones.
• Reducción del desperdicio energético. Optimizan el consumo de recursos, eliminando ineficiencias y pérdidas innecesarias.
• Aumento de fiabilidad. Garantizan un suministro energético estable y continuo, minimizando interrupciones y fallos.
• Ahorro económico y ambiental. Disminuyen los costes operativos y la huella de carbono, contribuyendo a la sostenibilidad del sistema energético.

Salto hacia un futuro energético más eficiente e inteligente 

En un mundo donde cada kilovatio cuenta, los sistemas de control automático son fundamentales para la transformación energética. No son solo herramientas: son el puente hacia un mañana sostenible, resiliente y flexible. En Cuerva, los consideramos el motor de un ecosistema que integra tecnología, responsabilidad y progreso, llevando la innovación un paso más allá. 

Los sistemas de control automático son, para nosotros, una pieza clave para conseguir el sistema energético sostenible, resiliente y flexible que necesitamos. Su capacidad para adaptarse a distintas escalas y necesidades los convierte en herramientas esenciales para afrontar los desafíos actuales y avanzar en la twin transition, donde la digitalización y la automatización se integran en la cadena de valor de la descarbonización.

¿Listo para transformar la gestión energética de tu organización? En Cuerva, implementamos sistemas de control automático para ayudarte a optimizar tus procesos industriales y generar un impacto directo en tu eficiencia energética y operativa.

El futuro no espera, y tampoco deberías hacerlo. Con una propuesta de valor sólida basada en el diseño, implementación y mantenimiento de soluciones automatizadas, podemos avanzar juntos hacia un modelo energético más inteligente y responsable. El futuro energético es hoy. ¿A qué esperas para ser parte de él?