Comunicación presentada al IV Congreso Edificios Inteligentes
Autores
- Jesús María Espinosa, Director General, ElectroZemper
- Jorge Prado, Responsable Innovación, ElectroZemper
- Juan Carlos López, Director, Grupo ARCO (U.C.L.M)
- Fernando Rincón, Responsable Técnico, Grupo ARCO (U.C.L.M)
Resumen
Se presenta un Sistema de seguridad global para la gestión inteligente de emergencias en edificios públicos mediante un sistema de control adaptativo, capaz de proporcionar las alternativas más adecuadas para la evacuación, en caso de emergencia. Esta gestión está basada en la información obtenida de otros sistemas como pueden ser sistemas contraincendios, cámaras de videovigilancia, o de multisensores que proporcionan información tal como temperatura, niveles de CO, presencia, etc. A partir de esta información se determina en todo momento la situación real del edificio y se evalúan los niveles de emergencia, y las rutas más seguras, en caso de evacuación. El guiado en tiempo real se hace mediante unas nuevas luminarias de señalización de emergencia que denominaremos adaptativas, y mediante las cuales se indicarán las rutas óptimas para evacuar. Estas rutas son las que proporciona y controla el sistema de seguridad global a través de un software de gestión de la evacuación. Otra de las características del sistema es el control del flujo de personas, que se realiza mediante sensores volumétricos o de presencia, con el fin de evitar aglomeraciones y equilibrar el tráfico. Con todos estos sistemas, el personal habitual en el edificio podrá ser avisado en tiempo real mediante una app donde recibirá alertas al móvil, e incluso podrá ser guiado mediante gps indoor a la ruta más cercana y segura, ganando minutos críticos para la evacuación. El modo de funcionamiento podrá ser automático o controlado por operadores, que incluso podrán verificar la situación real a través del sistema de cámaras.
Palabras clave
Seguridad, Evacuación Segura, IoT, Control Distribuido, Servicio, Iluminación de Emergencia Adaptativa, Edificio Inteligente
Proyecto
Se trata de un proyecto de investigación y en fase de desarrollo, en colaboración con la Universidad de Castilla La Mancha, con el fin de incorporar Innovación en el ámbito de la seguridad a través de las tecnologías de la información y el Internet de la Cosas (IoT).
Antecedentes y necesidades
En caso de emergencia, las personas tienden a evacuar a través de la misma entrada de acceso del edificio, obviando señalización y salidas de evacuación, por falta de formación, información, claridad o visibilidad de las mismas. Según pruebas realizadas, solo el 38% de la gente “ve” en caso de necesidad la señalización de la iluminación de emergencia.
La iluminación de emergencia es un caso particular de iluminación ya que no se valora normalmente la estética o el confort y es un elemento que se considera aparato obligatorio (igual que los extintores).
Hoy en día la aparición de situaciones de emergencia en edificios de gran capacidad, albergando cientos de personas en ellos, puede forzar a una evacuación masiva de sus ocupantes. Aun disponiendo del personal formado, puede ser imposible acceder a todas las localizaciones lo que supondría amplios tiempos de evacuación y por tanto posibles pérdidas de vidas humanas.
Por otro lado, estamos ante un nuevo punto de inflexión de los sistemas de automatización de edificios, la cuarta revolución industrial, transformación digital, IoT o también llamada industria 4.0, que también ha llegado al sector de la iluminación de emergencia por lo que algunas empresas de este sector están invirtiendo en tecnología para poder abordar este gran reto de seguridad. Sin embargo, la no disponibilidad de una solución completa no cubre la necesidad de tener el control total de la evacuación por lo que estos sistemas aún no están completamente desarrollados y están en fase muy preliminar o de prueba.
El objetivo de este proyecto es buscar una solución tecnológica completa que permita optimizar el tiempo de evacuación ante situaciones de emergencia, lo que se traduce en un mayor número de vidas salvadas. La diferencia de este proyecto con respecto a lo poco existente en el mercado es disponer de un algoritmo adaptativo que calcula las rutas de evacuación seguras en tiempo real, manteniendo un balanceado flujo de gente de cada planta o zona, evitando la acumulación de la misma en los puntos clave. La combinación de este algoritmo en conjunto con los diferentes sistemas integrados, como pueden ser sensores, que detecten eventos de interés y un sistema de navegación para guiar a los evacuados hace de esta solución óptima para la gestión de evacuación de edificios de gran capacidad.
Por tanto, este proyecto tiene como objetivo dar un servicio de control inteligente e incluso remoto del edificio que facilita, optimiza y controla la evacuación del mismo ante cualquier emergencia, sea incendio, ataque terrorista o cualquier otro evento con riesgo de pérdida de vidas humanas. Para ello, se pretenden alcanzar los siguientes objetivos específicos:
- Optimizar la evacuación de las personas de los edificios, disminuyendo la posibilidad de daño para dichas personas.
- Reducir en un 90% el tiempo de decisión de las personas cuando existe una situación de emergencia y se deben seguir las señalizaciones de evacuación.
- Dotar de un alto valor añadido a los sistemas de seguridad mediante el empleo de nuevas tecnologías que permiten la gestión remota y en tiempo real de un sistema adaptativo de seguridad, gobernado por un software dedicado con un algoritmo inteligente que evalúa la situación de la instalación.
Desarrollo
Definiendo la arquitectura, podemos hablar de este sistema como el de un sistema de control distribuido el cual trabaja a través de consulta de estados de cualquier elemento de los subsistemas, pero también atendiendo a los eventos que se producen en estos, controlando en cada momento la situación del edificio.
En un primer nivel, se dispone de un software de evacuación adaptativo, basado en el paradigma del IoT en un entorno real, obteniendo datos de todos los sistemas que están integrados al mismo. Este software posee un algoritmo que actúa en función de los eventos registrados, y evalúa de forma continua tanto el riesgo como el nivel de emergencia del edificio. Este algoritmo se basa en un modelo del edificio a partir de un grafo de conectividad (figura 4). El propio software determina los diferentes niveles de emergencia y en caso de que ésta requiera realizar una evacuación, calcula la ruta de evacuación óptima en cada momento
En el supuesto caso de ser necesaria la evacuación, el programa informa primeramente al operador de la situación para que se contraste y confirme el estado de la misma. Si por cualquier caso, este operador no diera feedback al software, este actuaría de manera independiente y autónoma, activando el protocolo de evacuación.
Una de las ventajas de esta solución, y que la diferencia del resto de las del mercado que intentan abordar este reto, consiste en la manipulación de los elementos desde la interfaz así como también sobre las salidas de emergencia predefinidas. Esta ventaja puede ser utilizada en casos de emergencia que aún no son detectadas por el sistema o están en edificios colindantes al problema, como puede ser una emergencia en otro edificio o instalación anexa, actuando de manera más rápida y dirigiendo a las personas hacia las zonas seguras con mucha más antelación, incluso antes de detectar el problema en el propio edificio.
En este primer nivel, el software está comunicado con todos los elementos del sistema de los que se obtiene la información (sensores, luminarias clásicas de emergencia, etc.) así como con los que necesita interactuar en caso necesario (luminarias de señalización adaptativa).
Actualmente el proyecto se encuentra en fase de desarrollo, habiéndose completado la primera fase de tres que consta, y en el cual se han integrado los diferentes subsistemas que a continuación se exponen.
El primer subsistema interconectado es el de gestión y mantenimiento de la iluminación de emergencia, al cual se accede a través de una central de control que realiza la función de pasarela y que gestiona su funcionamiento autónomo. Realiza sus test tanto de baterías como de lámpara y además chequea que todo su funcionamiento sea el correcto. En caso de tener algún problema lo reporta a través de eventos al sistema.
Un segundo subsistema de gestión y mantenimiento de la red de multisensores que aportan la información de lo que está pasando al sistema. Estos multisensores aportan datos de la temperatura, niveles de CO, humedad, presión, nivel de iluminación y datos de flujo de personas a través de sensores de presencia, que de igual forma que el subsistema anterior, puede proporcionar bajo petición información detallada de cualquier aspecto de la instalación, pero además es capaz de enviar eventos inmediatos en el momento en el que detecta un posible problema.
Por último, el tercer subsistema es el de la gestión de las luminarias o paneles adaptativos, cuya función es actuar para modificar las rutas de evacuación en tiempo real. Estas luminarias, muestran el pictograma a través de una pantalla digital, y están dotadas con la electrónica de control necesaria para poder comunicarse con el sistema, poseen una configuración por defecto como una luminaria común, y a través de comunicaciones inalámbricas son capaces de modificar su imagen tantas veces como sea necesario.
Como se ha descrito anteriormente, la ventaja de esta solución es que se plantea como un servicio con capacidad de integración con cualquier otro sistema, tanto de elementos de captura de datos como de elementos activos para modificar las rutas de evacuación o de elementos informadores de la emergencia.
A corto plazo se contempla la incorporación o integración de algún sistema contra incendios y de cámaras de videovigilancia, e incluso de poder interactuar vía móvil a través de sms, correos o quizás de una app dedicada para las personas que albergan estos grandes edificios, y que en momentos puntuales no disponen de la información en tiempo real, y en cuyo caso cada segundo de antelación puede ser clave en una evacuación.
Resultados y conclusiones
Como resultado y conclusión, debe destacarse que este sistema de seguridad global es un proyecto de I+D+i en fase de desarrollo, que actualmente se encuentra en fase de validación de los paneles adaptativos y los multisensores con el sistema global, lo que permitirá verificar el correcto funcionamiento del sistema en entornos reales.
La idea principal es tener un sistema abierto para integración con cualquier elemento del edificio que permita la obtención de datos en tiempo real que pueda dar la información necesaria para evaluar de manera más óptima cuál es la evacuación más rápida y óptima en caso de emergencia. En cuanto a los paneles adaptativos utilizamos comunicación punto a punto con tecnologías inalámbricas alternativas para hacer esta comunicación más robusta y fiable. Se ha presentado el proyecto en una de las ferias más importantes del sector de la iluminación en Europa y como conclusión hemos observado que no existe ningún proyecto que hable de cálculo ni evaluación de riesgos de un edificio.
En próximas fases del proyecto está contemplada la incorporación de nuevos elementos adaptativos al sistema, para complementar la luminaria actual, como pueden ser paneles informativos más simples, instalación de tiras de RGB e incluso la adopción de un sistema de alertas por audio, así como integrar cualquier otro sistema ya existente en el edificio que facilite el guiado de la evacuación y asegurar la visibilidad de la ruta de evacuación.
Para resumir, se está desarrollando un proyecto en el ámbito de los edificios inteligentes bastante atractivo con infinitas posibilidades, que actualmente se encuentra en las primeras fases pero que tiene muchos objetivos tecnológicos que aseguran la evacuación en los casos más difíciles de grandes instalaciones, con gran cantidad de gente y cuya misión principal es minimizar el tiempo de reacción, y por lo tanto el tiempo de evacuación, que implique salvar un mayor número de vidas.
Referencias
- An Adaptive Emergency Protocol for People Evacuation in High-Rise Buildings, 2016. Computer Science Department. University of Castilla-La Mancha, Ciudad Real, Spain
- UNE-EN 60598-1:2015
- UNE-EN 60598-2-22:2015