Sistemas de administración de edificios

Los Sistemas de Gestión de Edificios: BMS (Building Management System), desde su aparición -a finales de los años 70- hasta la actualidad, han registrado una importante evolución, al igual que el resto de sistemas de control.

Un BMS moderno se basa en la integración de una serie de subsistemas que, en general, comparten una infraestructura: base de datos, central de alarmas y otros subsistemas específicos, como el control de la iluminación o la climatización.

Una topología de un BMS complejo tiene sistemas dedicados e independientes para la iluminación, climatización y control de accesos que comparten una infraestructura de integración. Así se puede observar la presencia de los correspondientes protocolos que operan en las distintas áreas de gestión como (DALI), manejo del clima (BACnet), etcétera.

A la hora de diseñar un sistema BMS es de gran importancia conocer las funcionalidades a cubrir en el entorno de aplicación. En este contexto, conviene no confundir sistemas BMS orientados a edificios terciarios (vertiente industrial) con BMS orientados a viviendas familiares (vertiente de automatización residencial). En ambos campos se pueden encontrar sistemas equivalentes, pero con diferencias que pueden transformar un caso de éxito en un rotundo fracaso.

En sistemas más pequeños, como las edificaciones privadas y hogares, se colocaba un PLC de pocas entradas/salidas para dar soporte a la climatización, iluminación y otros aspectos a controlar. Hoy en día, esta idea evoluciona hacia la implantación de elementos independientes basados en sensores de control que, mediante Ethernet, mandan mensajes que son visualizados en una tableta, teléfono inteligente o similar; es decir, se aprecia una evolución de los sistemas BMS hacia un subconjunto del paradigma IoT (Internet of Things).

Protocolos de comunicaciones

La tecnología base de los BMS es similar a la de equipos PLC más tradicionales como los empleados en el sector eléctrico. Lo que realmente diferencia este entorno de otros es la adecuación de las estructuras de control hacia los protocolos utilizados para comunicar los dispositivos entre sí y con los servidores.

Dentro de un BMS existen multitud de protocolos, algunos de ellos específicos de este campo de aplicación y otros más generalistas. Entre los protocolos de comunicaciones especializados podríamos destacar DALI, para la gestión del alumbrado, o BACnet , usado en la gestión de sistemas de climatización. A su vez, entre los protocolos más generales se puede citar a KNX, LonWorks o ModBUS. Quizá debido a su sencillez, éste último es implementado por gran cantidad de fabricantes de BMS y se ha convertido rápidamente en uno de los estándares más comunes.

El principio de funcionamiento de un BMS es similar a todas las tecnologías que se especializan en automatización, es decir, un software gráfico que permite la programación de los controladores, además de la instrumentación típica para este tipo de proyectos.

Muchos de estos protocolos son muy antiguos y en el momento de su lanzamiento la seguridad no era una de las prioridades de diseño. Hoy en día, es necesario que se incluyan mejoras de seguridad para los protocolos utilizados, como puede ser el cifrado o la autentificación, y que sean interoperables. Por esta razón, actualmente estas mejoras ya se están incorporando.

A los mencionados anteriormente, se ha unido en los últimos años una extensa familia de protocolos inalámbricos de nueva generación como ZigBee, Wifi, EnOCEAN, entre otros; que compiten por erigirse como el dominante en este sector. Los protocolos inalámbricos implementan mayores niveles de seguridad, que disminuyen las amenazas frente a ataques externos, pero carecen de la fiabilidad (en términos de alta disponibilidad, latencia, etc.) de sus homólogos por cable.

La seguridad de BACnet

Hay mucho que decir sobre los protocolos de comunicación, desde la seguridad hasta la compatibilidad con los lenguajes utilizados por varias empresas proveedoras de hardware, por lo que éstas ofrecen diversidad de protocolos instalados a fin de brindar la posibilidad de integrarse a los BMS; por lo tanto, es importante hablar un poco de la seguridad del protocolo BACnet.

La arquitectura de un BMS permite obtener la supervisión y control de la iluminación, clima, energía, ascensores, gases clínicos, etcétera, en todas sus variables, sólo configurando canales horarios, los cuales vienen predefinidos y no tienen que ser programados; es tan sencillo como agendar una reunión en el correo electrónico.

La seguridad de este protocolo se basa en el despliegue de claves pares y existen seis tipos: los que permiten el acceso a la red general; los que autentifican a los usuarios; los específicos de la aplicación; los utilizados para la instalación; los empleados para la distribución; y los maestros.

Además, BACnet cuenta con una especificación extensa para proporcionar seguridad a los mensajes enviados, pues introduce una cabecera de seguridad a nivel de mensaje APDU de BACnet.

Asimismo, implementa políticas de seguridad de red. En este ámbito, encontramos dos tipos de redes: las confiables (que lo son, ya sea físicamente o por su cifrado), y las no confiables. Teniendo en cuenta esto, BACnet considera cuatro tipos de políticas de seguridad en red:

1. Confiable-texto en plano: requiere seguridad física de la red, pero no la del propio protocolo.
2. Confiable-firmado: no se requiere la protección física, la seguridad está dada por el firmado que permite el protocolo.
3. Confiable-cifrado: sin protección física, seguridad por cifrado.
4. No Confiable-texto en plano: sin seguridad alguna.

Al proporcionar un nivel de seguridad del dispositivo BACnet se blinda el sistema, independientemente de si se sitúa en redes confiables o inseguras.

Este tema es altamente especializado y te proporcionamos información muy general sobre los BMS. Si deseas conocer más, lo mejor es acercarte a algún proveedor y asistir a los entrenamientos para conocer, especificar, programar, incrementar, modificar y mantener estos sistemas.