Existen muchas formas de ahorrar energía eléctrica, y la mayoría de ellas se basa en el uso de dispositivos que reducen el consumo de electricidad. En este artículo hablaremos de gestión de la energía en una gran empresa de telecomunicaciones. Aquí conseguimos reducir los pagos de electricidad hasta en un 30% sin necesidad de cambiar los hábitos de consumo.

Gracias a nuestra solución, implementada en una importante empresa de comunicación, se ahorran más de 2 millones de dólares anualmente. Además, la empresa no tuvo que incurrir en gastos significativos en equipos de ahorro energético, no fue necesario cambiar los hábitos de consumo, y ningún cliente de la empresa notó ninguna disminución en la calidad de los servicios de comunicación.

¿Magia? No, simplemente un enfoque correcto en la contabilización de la electricidad, que les ayudamos a implementar.

¿Por qué era necesaria la gestión de la energía?

Para empezar, analicemos qué instalaciones que consumen energía tiene la empresa de telecomunicaciones. No se trata solo de oficinas con computadoras, sino de toda una infraestructura de red de telecomunicaciones con miles de edificios y estructuras en todo el país:

• Estaciones telefónicas automáticas — esos edificios donde llegan todas las líneas telefónicas de la ciudad.
• Estaciones base — torres de telefonía móvil con todo el equipo necesario.
• Nodos de comunicación — salas técnicas con equipos que garantizan el funcionamiento de la red de internet.
• Contenedores con equipos de comunicación — módulos compactos en áreas remotas.
• Edificios administrativos con personal que apoya toda esta infraestructura.

Todo este equipo opera de manera continua y tiene requisitos muy altos en cuanto a la fiabilidad del suministro eléctrico. La empresa probablemente no escatimará en el gasto de electricidad si esto puede afectar negativamente la calidad de los servicios de comunicación.

Inicialmente, se nos planteó la tarea de gestión de la energía para controlar la calidad del suministro de energía eléctrica, pero además de eso, estábamos seguros de que podríamos optimizar los gastos en el pago de la electricidad.

Ahora hemos completado la segunda fase de implementación del sistema de la gestión de la energía, y más de 15,000 medidores inteligentes del cliente están conectados a nuestra plataforma. Pero este proyecto no termina aquí; después de reemplazar los medidores antiguos, los nuevos se conectarán a nuestro sistema.

¿De dónde proviene el ahorro?

Aquí es donde comienza lo más interesante. En muchos países existen tarifas por hora, por media hora, por 15 minutos, etc. El costo de la electricidad disminuye durante las horas de baja demanda y aumenta drásticamente en las horas pico. En el caso que hemos descrito, también hay opciones de tarifas que dependen del momento de consumo. Por ejemplo, durante las horas nocturnas, es posible obtener electricidad casi cinco veces más barata, aunque surgen cargos adicionales por la potencia, que se calculan en horas de alta demanda eléctrica. Lo principal es que el ahorro en energía no se vea anulado por los cargos adicionales por potencia.

Al implementar un sistema de la gestión de la energía en esta empresa, sabíamos de antemano que las tarifas por hora serían más beneficiosas, dado que el equipo de comunicación opera las 24 horas con un patrón de consumo relativamente constante.

Con base en nuestra experiencia con otros clientes, sabíamos que el ahorro al cambiar de tarifa podría alcanzar hasta el 40%, pero esto necesitaba ser verificado con datos reales.

Aquí es donde se necesitan los medidores inteligentes para obtener datos sobre el consumo por intervalos. Aparentemente, todo es simple: se obtienen los datos de consumo por cada hora, se multiplican por la tarifa correspondiente y ¡voilà!, se compara con los costos de la tarifa normal. Pero en realidad, es mucho más complicado.

En primer lugar, estamos implementando el sistema en una empresa nacional que opera en todas las regiones del país. Esto significa que la empresa tiene contratos de suministro eléctrico con más de 100 proveedores, y cada proveedor tiene sus propias tarifas, por lo que lo que puede ser beneficioso con un proveedor, con otro puede resultar en sobrecostos.

En segundo lugar, las tarifas disponibles en internet no se publican. Hay dos formas de entender el costo final de la electricidad:

La primera es esperar las facturas de electricidad del proveedor y esperar que no se equivoquen en el cálculo del costo final.

La segunda es recopilar de diversas fuentes en todo el país los componentes de precios, para poder calcular la tarifa final mucho antes de que el proveedor la muestre. Sin automatización, esto es imposible, pero al implementarlo, aprendimos no solo a hacer cálculos con todas las tarifas existentes, sino también a encontrar errores en las facturas de los proveedores.

Precisamente estos desarrollos nuestros fueron muy solicitados en la empresa que estamos describiendo.

¿Qué había antes de nosotros?

Antes de que comenzara nuestro proyecto, la empresa había implementado 10 programas de la gestión de la energía electríca que no eran compatibles entre sí. Cada sucursal regional decidía por sí misma qué software utilizar para el registro del consumo de electricidad. Como resultado, se implementaron programas de diferentes proveedores.

Para la sede central de la empresa, esto representaba un gran dolor de cabeza. Era como si en una misma oficina algunos empleados ingresaran los resultados en una tabla de Excel, otros llevaban un registro en Word y otros más anotaban la información en un cuaderno. Reunir todos los datos y realizar un análisis en tal situación era extremadamente complicado.

Cabe destacar que nuestro programa era uno de esos diez. Sin embargo, a diferencia de los demás, no solo recopilábamos datos de los medidores, sino que también demostramos un ahorro significativo gracias a la implementación de la solución programática. El ahorro total por la aplicación del programa en tres sucursales de la empresa fue de 300 mil dólares estadounidenses en el primer año de operación.

En la sede central de la empresa comprendieron que no se trataba de otro programa más para la recolección de datos, sino de una herramienta que genera un ahorro real, alcanzando hasta el 30% de los pagos iniciales por electricidad. Así, se nos planteó la tarea de reemplazar los sistemas dispares por una única solución que recopilara datos de todos los dispositivos de medición y permitiera analizar el consumo a nivel de toda la empresa en 32 regiones.

Cómo hicimos un sistema unificado: plan y realidad

El plan era el siguiente:

1. Analizar los sistemas actuales y entender qué se integrará con qué
2. Desplegar nuestro sistema en los servidores del cliente
3. Transferir datos de los sistemas antiguos
4. Conectar los medidores al nuevo sistema
5. Capacitar a los empleados
6. Alegrarnos de lo bien que lo hicimos

Y en la realidad…

Paso 1: Análisis y preparación (septiembre de 2023)

La primera etapa tomó más de un año. Esto fue la firma del contrato. Tratamos con la empresa más grande y nos esperaban múltiples aprobaciones. Era necesario averiguar qué sistemas estaban en las sucursales, qué medidores estaban instalados en los sitios y cómo conectar toda esta infraestructura heterogénea en un solo sistema. La parte más difícil fue la recopilación de información.

Nos conectamos a los sistemas de forma remota e intentamos a estructurar los datos. Instalamos copias de sus programas en nuestros servidores, exploramos las bases de datos, elaboramos listas completas de equipos y desciframos cómo estaban organizados los datos en cada sistema.

Es como una investigación de un detective, pero con un enfoque técnico. Necesitábamos entender cómo funcionaban los sistemas ajenos para luego transferir todo cuidadosamente a nuestro sistema.

Paso 2: Desplegamos el sistema de la gestión de la energía en los servidores (octubre-diciembre de 2023)

Aquí comenzaron nuevas dificultades, tanto organizativas como relacionadas con nuestra parte de software. En proyectos normales, simplemente accedemos al servidor del cliente e instalamos nuestro sistema de la gestión de la energía. Pero con esta empresa, todo resultó ser mucho más complicado. Debido a los altos requisitos de seguridad de la información, no pudimos comenzar de inmediato con el despliegue del sistema y nos enfrentamos a una serie de procedimientos burocráticos y limitaciones técnicas:

1. Acceso limitado: se nos asignó un canal VPN especial para acceder a la infraestructura, pero no se nos dio acceso directo a los servidores.
2. Cuentas de usuario: se creó una cuenta de usuario separada para cada uno de nuestros empleados, registrando desde qué dispositivo trabaja.
3. Documentación: preparamos documentación detallada para cada uno de nuestros empleados y las acciones que deben realizar.
4. «Cuarentena»: nuestro paquete de instalación fue revisado por el servicio de seguridad durante dos semanas en un entorno aislado especial.

Durante el proceso de cuarentena, nuestro paquete de software fue revisado en busca de cualquier vulnerabilidad potencial. La revisión identificaba todos los componentes, marcos y bibliotecas que utilizamos, y si alguno de ellos había tenido alguna vulnerabilidad registrada en algún momento, teníamos que actualizar ese componente o demostrar que en nuestro caso la vulnerabilidad no era relevante.

También tuvimos que mejorar la integración con Active Directory, el servicio de directorios de Microsoft, que el cliente utiliza para la autorización de usuarios. Esto permitió a los empleados de la empresa acceder a nuestro sistema con las mismas credenciales que utilizan para otros sistemas corporativos.

Paso 3: Conexión de medidores al sistema de la gestión de la energía (enero-marzo 2024)

Normalmente, no hay dificultades con la reconexión de medidores que ya tienen una encuesta establecida. Pero aquí también nos esperaban sorpresas.

Cuando comenzamos a verificar la disponibilidad de red hasta los medidores, descubrimos que en diferentes sucursales había medidores con dispositivos de comunicación cuyos direcciones IP coincidían. Estas coincidencias surgieron porque diferentes sucursales configuraron sus redes locales de manera independiente.

Imagine que tiene un medidor en Bogotá y otro en Medellín, que utilizan la misma dirección IP 192.168.1.100 para comunicarse. Si los medidores están en redes aisladas, no hay problemas. Sin embargo, en una red única, estos medidores no funcionarán.

Parecería que hay una solución obvia: cambiar las direcciones de red para que no coincidan, y todo funcionará sin complicaciones. Pero no, la infraestructura de red de nuestro cliente se había formado de manera históricamente compleja. Antes, cada sucursal regional era prácticamente una empresa separada con sus propios estándares y reglas de configuración de redes. Cuando todas estas empresas se unieron bajo una marca nacional única, sus infraestructuras de red simplemente se «cosieron» juntas, manteniendo la direccionamiento original. A lo largo de los años, en cada una de estas redes se acumuló una gran variedad de equipos: no solo medidores de energía, sino también sistemas de comunicación, seguridad y gestión. Todos estaban configurados para operar en ciertos rangos de direcciones IP. En consecuencia, no podíamos limitarnos a sustituir las direcciones IP, ya que esto podría hacer que otros dispositivos no funcionaran.

El problema se agravó porque en algunas sucursales nadie podía explicar cómo estaba configurado todo: la documentación estaba incompleta y los ingenieros que lo crearon ya habían cambiado. Por lo tanto, tuvimos que guiarnos por el principio de «Si funciona, no lo toques».

Se realizaron cambios en la arquitectura del sistema y desplegamos servidores recolectores separados para cada «subred» del cliente. Es como poner un cartero separado en cada área para que no se confundan si hay calles con el mismo nombre en diferentes partes de la ciudad.

Diseñamos una arquitectura distribuida, similar a una red de oficinas de correos. En cada subred de la empresa, colocamos su propio servidor recolector, que solo se comunica con los dispositivos en su «zona de responsabilidad».

Luego, todos los datos recolectados se envían a un servidor central. De esta manera, el usuario ve el panorama completo en una interfaz única: no necesita conocer todo este sistema complejo, simplemente accede a un único panel personal y obtiene todos los datos.

Esta es una arquitectura más compleja de lo que inicialmente planeamos, pero es mucho más confiable y adecuada para la escalabilidad futura. Y lo más importante, resolvió el problema de las direcciones IP superpuestas.

Paso 4: Transferencia de medidores al sistema de la gestión de la energía (junio-diciembre 2024)

El paso más largo y laborioso. Era necesario transferir la información sobre todos los puntos de medición y medidores de los sistemas antiguos al nuevo. Y hacerlo teniendo en cuenta las estrictas exigencias del cliente: conservar el historial de consumo de años anteriores, garantizar una transición completamente fluida sin pérdida de datos para la elaboración de informes mensuales y, en ningún caso, interrumpir el proceso de transmisión de lecturas horarias a las compañías de energía, para evitar reclamaciones y multas.

La tarea se asemejaba a tener que reemplazar el motor de un automóvil sin detenerse en el camino.

El proceso se organizó de la siguiente manera:

• Se exportaron los datos del sistema antiguo
• Se complementó la información faltante (a menudo en los sistemas antiguos faltaban parámetros importantes)
• Se unificaron los datos a un formato estándar
• Se cargaron en el nuevo sistema
• Se verificó la corrección de la carga
• Se reconfiguró el equipo para la transmisión de datos al nuevo sistema.

Este último punto fue especialmente complicado. De hecho, para muchos medidores se organizó la transmisión de datos horarios a las compañías de energía. Si cometíamos un error, esto podría resultar en un incumplimiento de las obligaciones contractuales y podría acarrear sanciones de hasta el 25% del costo de la electricidad.

Para evitar esto, se desarrolló un plan separado para la transición gradual:

1. Se coordinó con la sucursal un momento conveniente para la reconfiguración
2. Se determinó el período por el cual los datos ya habían sido transmitidos
3. Se reconfiguró el equipo de forma remota para la transmisión de datos al nuevo sistema
4. Se configuró la transmisión de datos desde la fecha del último informe del sistema antiguo
5. Se verificó la corrección de la recolección de datos y la transmisión de informes
6. Se capacitó al personal de la sucursal en el uso del nuevo sistema de informes.

Durante el proceso, se descubrieron muchos medidores y módems antiguos que era hora de reemplazar. El cliente adquirió nuevo equipo, y tuvimos que enseñar urgentemente a nuestro sistema a trabajar con estos dispositivos: literalmente recibíamos cajas con nuevo equipo y en un mes añadimos soporte.

Al final, transferimos datos de diez sistemas diferentes, reconfiguramos parte de los dispositivos de medición de forma remota y aseguramos una transmisión de datos fluida a los energéticos. En las compañías de energía, nadie notó cómo se realizó el reemplazo del motor en un automóvil en movimiento.

Todos los medidores comenzaron a mostrarse en una única interfaz. La oficina central ve todos los datos recopilados por el sistema, mientras que los ingenieros de las sucursales solo ven los datos de su región.

Lo primero que los ingenieros notan es la imagen general de la recopilación de datos. En esencia, es una pantalla de despacho donde se puede ver de inmediato el estado de todos los medidores:

Los medidores de los cuales se recopilan datos correctamente están marcados en azul, los que presentan prob lemas en amarillo y los que tienen interrupciones en la recopilación de datos en rojo. Si aparece un punto rojo en algún lugar, significa que ese medidor no está transmitiendo datos, y si no se resuelve el problema, será necesario ir a él y tomar las lecturas manualmente o pagar multas por no proporcionar información.

Y, por supuesto, todos estos esfuerzos de migración y recopilación continua de datos estaban dirigidos a un objetivo principal: la transmisión oportuna de las lecturas a las compañías de suministro de energía. Cada proveedor de electricidad exige que se presenten informes en un formato estrictamente definido. Antes, esto significaba un trabajo manual meticuloso: recopilar datos de sistemas dispares, convertirlos al formato requerido, verificar, enviar y asegurarse de que los informes fueran aceptados. Un fallo en cualquier etapa conducía a sobrecostos en la electricidad debido a multas.

Ahora, todos estos informes se generan y envían automáticamente. El sistema tiene en cuenta los requisitos de cada compañía de suministro de energía, cuyos formatos de presentación de informes pueden variar considerablemente.

Solo queda asegurarse de que todos los informes hayan sido enviados y recibidos por los proveedores de electricidad:

Paso 5: Capacitación de usuarios (septiembre de 2024)

Cuando el sistema comenzó a funcionar, capacitamos al equipo del cliente para que lo utilizara. Reunimos a más de 60 empleados de todas las sucursales en un gran seminario web, y luego realizamos entrenamientos separados para electricistas, ingenieros y operadores, explicando a cada uno su parte del trabajo. Para las sucursales especialmente curiosas, continuamos realizando seminarios web adicionales con una inmersión profunda en las capacidades del sistema.

Cómo ahorra nuestro cliente

La funcionalidad más valiosa del sistema es el análisis del consumo y el cálculo de tarifas óptimas. Veamos cómo funciona con ejemplos concretos.

Ejemplo 1: Comparación de tarifas y elección de la óptima

En esta captura de pantalla se muestra la comparación del costo de la electricidad según todas las opciones disponibles en el menú tarifario de una empresa de suministro de energía. Este proveedor ofrece 5 opciones de cálculo por el consumo de electricidad, y el sistema calcula automáticamente cuánto costará el mismo volumen de consumo (462,754 kWh) según diferentes tarifas:

• Eligiendo la primera opción de cálculo (I), la empresa debe pagar 4,54 millones de unidades convencionales (UC), que es la opción más óptima.
• Eligiendo tarifas diferenciadas por zonas del día (2 zonas: día y noche), por el mismo volumen la empresa pagará 5,65 millones de UC, un 20% más caro.
• El sobrepago en tarifas horarias (IV) será aún mayor, un 43%. Sí, la tarifa de electricidad será mucho más baja, solo 3,35 UC/kWh frente a 8,18 UC/kWh de la primera tarifa. Pero los altos pagos adicionales por potencia anularán este ahorro, y los costos totales ascenderán a 7,92 millones de UC.

Para entender mejor los cargos, el sistema permite realizar un análisis tarifario diario y determinar los días de máximo ahorro y sobrepago. Esto puede ayudar a seleccionar los modos de operación más rentables para la empresa.

Ejemplo 2: Cálculo del ahorro al cambiar de una tarifa a otra

Este ejemplo muestra un análisis diario de costos al cambiar de la categoría de precios IV a la categoría de precios I:

En la tabla se muestran los detalles del cálculo:

• En días laborables, el ahorro es de 3,8 millones de UC o 50% en comparación con la tarifa actual.
• En días no laborables, hay un sobrepago de 0,4 millones de UC.
• Ahorro total del mes: 3,4 millones de UC o 43%.

El gráfico muestra estadísticas diarias de ahorro:

El ahorro ocurre en días cuando las columnas azules están en la parte superior. Los días con sobrepago se muestran como caídas rojas.

Para las empresas que no quieren limitarse a elegir una tarifa favorable, sino también cambiar los modos de operación para maximizar la reducción de costos, hay un informe separado que muestra el costo de la electricidad en tarifas horarias dentro y fuera de las horas pico.

Ejemplo 3: Cálculo del costo de la electricidad en horas pico.

En este ejemplo se puede ver cuánto aumenta el costo de la electricidad en horas pico.

Por ejemplo, en la cuarta tarifa, el costo de la electricidad fuera de las horas pico es solo de 3,73 UC/kWh (incluido el IVA del 20%), mientras que en horas pico el costo aumenta a 21,27 UC/kWh. Si la empresa puede cambiar los modos de operación, reduciendo al máximo el consumo en horas pico, podrá obtener el máximo ahorro al cambiar a tarifas horarias. Además, este informe ayuda a evaluar la eficiencia económica de la implementación de fuentes de energía renovables (por ejemplo, paneles solares) y dispositivos de almacenamiento.

¿Qué obtuvo finalmente nuestro cliente?

Ahora, en lugar de 10 sistemas diferentes, tiene un sistema centralizado único de gestión de energía eléctrica que:

1. Recoge datos de más de 15,000 medidores distribuidos en diversas regiones del país.
2. Monitorea problemas en la transmisión de datos.
3. Controla la calidad de la energía eléctrica: voltaje, frecuencia y otros parámetros.
4. Advierte sobre situaciones críticas si los parámetros de la red eléctrica superan los límites permitidos.
5. Genera y envía automáticamente informes para las empresas de suministro de energía.
6. Analiza el consumo y muestra dónde se pueden optimizar los costos.
7. Detecta errores en los cálculos de los proveedores de energía eléctrica.

El efecto económico de la implementación del sistema en algunas sucursales alcanza el 30% de los pagos iniciales por energía eléctrica. A su vez, el consumo no ha disminuido: nuestro cliente paga tarifas óptimas y ahorra más de 2 millones de dólares al año.

¿Qué tiene de especial este proyecto?

Para nosotros, este proyecto fue un desafío por varias razones:

1. Escala: 15,000 medidores, 32 regiones, 10 sistemas diferentes.
2. Requisitos de seguridad: cada actualización pasaba por una revisión de dos semanas.
3. Infraestructura de red: tuvimos que adaptar nuestro sistema a la compleja arquitectura de red del cliente.
4. Continuidad en la recolección de datos: no se podían permitir fallos en la transmisión de lecturas.
5. Trabajo con infraestructura crítica: necesidad de integración con sistemas que garantizan la seguridad de la red.
6. Escalabilidad de la solución: ahora nuestro sistema puede crecer prácticamente sin límites. Al aumentar el número de objetos, basta con añadir nuevos servidores recolectores, lo que permite en el futuro atender a muchas más de 15,000 puntos de medición sin pérdida de rendimiento.

Pero lo más importante es que ayudamos a una gran empresa a ahorrar millones de dólares sin cambiar el modo de operación del equipo ni disminuir la calidad de los servicios para los clientes.

Y lo hicimos simplemente configurando correctamente la gestión de energía eléctrica y eligiendo tarifas óptimas.

La moraleja de esta historia es que, incluso si no puedes reducir el consumo de energía eléctrica (porque el equipo debe funcionar 24/7), aún puedes ahorrar significativamente si eliges la tarifa correcta y controlas el consumo.

Pero para ello se necesita un buen sistema de gestión, un equipo de expertos y un poco de paciencia al trabajar con la infraestructura de una gran empresa y las organizaciones de suministro de energía.

Bueno, pusimos a prueba nuestra paciencia en la práctica, y  no falló. Ahora nuestro cliente ahorra millones. ¡A todos les beneficia!