Proyecto TRIBE: TICs para cambiar el comportamiento de los ciudadanos en materia de eficiencia energética en edificios públicos

Comunicación presentada al II Congreso Ciudades Inteligentes:

Autores

• Eduardo Cembrano, Gestor de proyectos, Fundación CIRCE
• Diego Magallón, Responsable de comunicación, Fundación CIRCE
• Alberto Jáñez, Gestor de proyectos, Fundación CIRCE
• Christiane Reischl, Investigador, Universidad de Graz
• Lidia Godoy, Gestor de proyectos, ACCIONA Infraestructuras S.A.

Resumen

TRIBE es un proyecto financiado por la Comisión Europea en el programa H2020 con un presupuesto de 2 millones de euros. Está integrado por 7 entidades de 5 países europeos, entre los que se encuentran los socios españoles Fundación CIRCE (coordinador), ACCIONA Infraestructuras y Zaragoza Vivienda. El objetivo es promover una actitud energéticamente más eficiente de los usuarios mediante la experiencia de un videojuego social. Se llevarán a cabo estudios sociales y estará conectado a través de TICs con datos reales de 5 edificios piloto (4 en España) incluyendo oficinas, una universidad, un instituto y viviendas sociales. De esta forma se persigue acelerar el despliegue de soluciones innovadoras utilizando TIC como herramienta de eficiencia energética. Los pilotos virtuales se alimentarán con la información procedente de los nuevos sistemas de monitorización instalados en los 5 edificios reales, que se combinarán con los ya existentes para garantizar la mínima inversión. Su misión será la de recopilar datos reales, comparables y fiables del comportamiento energético de los pilotos y del de sus usuarios. Así usuarios, gestores y propietarios aplicarán las medidas de eficiencia energética apropiadas en función de los datos monitorizados. En este artículo se presenta la metodología del proyecto, así como los objetivos finales y los resultados obtenidos hasta el momento.

Introducción

Entre los objetivos marcados por el Strategic Energy Technology Plan y las posteriores Directivas de eficiencia energética derivadas, se espera una reducción del 20% en el uso de energía primaria mediante mejoras de eficiencia energética hasta el año 2020. Concretamente en el sector de la construcción, el Artículo 9 de la Directiva 2010/31/EU sobre Comportamiento Energético de los Edificios establece que todo edificio nuevo utilizado y propiedad de autoridades públicas ha de ser de bajo consumo energético para 2018.

En esta línea, uno de los principales desafíos a los que se enfrenta la UE es la falta de una percepción general sobre las mejoras urgentes necesarias en materia de eficiencia energética. Este problema adquiere mayores dimensiones en edificios públicos, al no estar sus usuarios relacionados con el pago directo de las facturas energéticas. Del mismo modo, estos usuarios carecen de información sobre las consecuencias de su comportamiento en el consumo energético, y tampoco cuentan con una motivación económica para cambiarlo. Además, la práctica mayoría de los ciudadanos utiliza instalaciones públicas en algún momento, por lo que la cifra de usuarios finales de este tipo de edificios es aún mayor.

Existen múltiples barreras para la creación de una conciencia general hacia una mejora de la eficiencia energética. Sin embargo, estas barreras no son de componente tecnológico, por lo que el desafío real consiste en vencer las barreras no-técnicas así como aprovechar las soluciones existentes, integrándolas adecuadamente.

La falta de un compromiso firme por parte de ciudadanos y usuarios de edificios hacia la eficiencia energética, sumada a la baja efectividad de las campañas de concienciación y promoción, son las principales motivaciones que han dado lugar al proyecto TRIBE.

El proyecto

TRIBE: Contribuyendo al cambio de comportamiento de los ciudadanos hacia la eficiencia energética.

TRIBE es un proyecto financiado por la Comisión Europea en el programa H2020 con un presupuesto de 2 millones de euros. Está integrado por 7 entidades de 5 países europeos, entre los que se encuentran los socios españoles Fundación CIRCE (coordinador), ACCIONA Infraestructuras y Zaragoza Vivienda.

El objetivo del proyecto TRIBE es el de contribuir a un cambio del comportamiento de los ciudadanos hacia una actitud más eficiente en el consumo de energía en edificios públicos. Ello será posible a través de la involucración de estos usuarios en un videojuego social sobre eficiencia energética en edificios. El juego se alimentará mediante el uso de Tecnologías de la Información y Comunicación (TICs) con datos reales obtenidos de 5 edificios pilotos (de los cuales 4 están situados en Zaragoza), capaces de albergar 1.300 usuarios regulares y cerca de 12.000 usuarios eventuales (visitantes).

Además del videojuego, se va a crear un conjunto de herramientas llamado TRIBE pack para uso de propietarios y gestores de edificios, de tal forma que éstos puedan implementar las soluciones desarrolladas en el proyecto, abordando sus particulares retos.

A continuación se detalla la manera en que los objetivos científico-técnicos del proyecto aportan valor al diseño, implementación y promoción tanto del videojuego como del TRIBE pack:

• Desarrollar una taxonomía de perfiles de comportamiento de los usuarios de edificios públicos hacia la eficiencia energética, identificando patrones de conducta en la evolución de las actitudes tanto individuales como a nivel grupal, basándose en diferentes teorías de comportamiento psicosocial.
• Recopilar datos reales procedentes del comportamiento energético de los edificios piloto así como el de sus usuarios, completando el sistema de monitorización actual con inversiones mínimas.
• Identificar y evaluar un conjunto de acciones de eficiencia energética adoptables por usuarios y gestores que maximicen el impacto total de los ahorros energéticos.
• Modelar y simular los efectos del conjunto de acciones de eficiencia energética en los edificios y en el comportamiento de los usuarios.
• Evaluar la evolución del comportamiento de los jugadores hacia la eficiencia energética a diferentes niveles.
• Crear y desarrollar una comunidad virtual a nivel europeo para intercambiar conocimiento y actitudes positivas y energéticamente sostenibles.

Mediante el desarrollo tanto del videojuego social como del TRIBE pack, el proyecto aspira a obtener los siguientes impactos:

• Reducción del consumo energético y producción de emisiones entre un 15-20%: 10-20 % gracias al conjunto de recomendaciones en inversión de rehabilitación de edificios y mejora de equipos mediante la instalación de TICs y posterior evaluación de los datos recopilados; y entre un 5-10 % gracias a la mejora del comportamiento de los usuarios.
• Acelerar la instalación de soluciones TICs innovadoras para la eficiencia energética: mediante herramientas como la auditoría energética, el diseño virtual del edificio y la implementación de un plan de monitorización TIC. Todo esto implica un fuerte compromiso estratégico en la implementación de TICs en edificios públicos. Los resultados obtenidos en el proyecto causarán el llamado “efecto espejo” tanto en el sector público como en el privado, promoviendo la aceleración en el desarrollo de este tipo de soluciones a nivel europeo.
• Mayor conocimiento e involucración del usuario en materia de eficiencia energética: Una parte importante de los recursos del proyecto se empleará en crear campañas de marketing para los usuarios. El objetivo real de la diseminación del videojuego es que los usuarios europeos adopten el mensaje inherente de impulsar hábitos energéticamente eficientes en edificios públicos. Se trata de inducir hacia una reflexión positiva como es darse cuenta de las posibilidades que están en manos de la ciudadanía a la hora de contribuir a una Europa más eficiente.

Metodología

TICs para eficiencia energética en los edificios

TRIBE persigue acelerar el despliegue de soluciones innovadoras utilizando TIC como herramienta de eficiencia energética. Los pilotos virtuales se alimentarán con la información procedente de los nuevos sistemas de monitorización instalados en 5 edificios reales, que se combinarán con los ya existentes para garantizar la mínima inversión. Su misión será la de recopilar datos reales, comparables y fiables tanto del comportamiento energético de los pilotos como del de sus usuarios. Alrededor de 10 variables serán monitorizadas cada minuto en los pilotos, resultando en más de 2.500 millones de datos reales.

Análisis de medidas de eficiencia energética

El proyecto identificará y evaluará una serie de actuaciones de eficiencia energética susceptibles de ser adoptadas por los usuarios, gestores y propietarios de los edificios, que maximicen los impactos de ahorro energético. En total se establecerán más de 200 acciones que comprenderán desde cambios de actitud hasta inversiones, para garantizar unos ahorros energéticos entre el 15% y el 30%, caracterizando sus impactos sociales y técnicos.

Los jugadores tendrán la posibilidad de elegir entre una serie de acciones, las más apropiadas para educar a los avatares y ahorrar energía, pudiendo ser órdenes directas para los usuarios virtuales o acciones de inversión en la operación del edificio, rehabilitación o actualización de sistemas.

Cambio en la conducta de los usuarios

Se desarrollará un método de clasificación del comportamiento los usuarios de edificios públicos en términos energéticos, identificando patrones de conducta y motivaciones para la evolución de sus actitudes. Los resultados de este estudio serán utilizados para asignar a los avatares un comportamiento inicial pre-definido. Las órdenes que el usuario dicte sobre los avatares provocarán la evolución de sus capacidades y habilidades, permitiéndole emprender cada vez más acciones de eficiencia energética.

El juego estará abierto al intercambio de experiencias con otros usuarios, edificios, ciudades y países, promoviendo la competición entre los jugadores para desarrollar una comunidad más energéticamente eficiente, primero de avatares, y posteriormente de jugadores.

Herramientas de simulación y modelización energética en edificios

Se desarrollará una herramienta que modelará y simulará los efectos de las acciones de eficiencia energética en el edificio y en los usuarios individuales / grupales. Una vez finalizada, también permitirá la creación de nuevos pilotos virtuales. El juego garantizará que los cálculos energéticos sean fiables, proporcionando una imagen real de los impactos relacionados con los consumos energéticos asociados a cada acción emprendida.

Resultados

Herramientas a desarrollar

TRIBE pack para autoridades públicas

Este conjunto de herramientas permitirá a gestores y operadores de edificios públicos implementar las soluciones desarrolladas en el proyecto. Este pack incluirá auditorías energéticas y diagnosis, diseño virtual de sus pilotos, plan de despliegue de TICs, apoyo en el acceso a programa de financiación y campañas de concienciación. De esta forma podrán mejorar sus conocimientos y capacidades técnicas, así como sus propias actitudes, y tendrán acceso a información contrastada sobre la rentabilidad de medidas de eficiencia energética ya probadas en el proyecto, así como a los programas de financiación adaptados a sus necesidades.

Videojuego formativo

Se creará un juego atractivo a la vez que formativo para los usuarios en el campo de la eficiencia energética, el cual será gratuito y se podrá utilizar en las principales redes sociales. Con la siguiente figura se pretende detallar la relación entre el ambiente virtual y la vida real:

Resultados obtenidos hasta el momento – Discusión

Despliegue de TICs en los edificios piloto

El primer paso a la hora de implementar la nueva solución en los sistemas de monitorización de los pilotos consiste en la evaluación de los sistemas ya existentes, incluyendo información como fuentes de consumo eléctrico, dispositivos TIC instalados, parámetros medidos en la actualidad o datos históricos.

En el caso de los pilotos involucrados, se observó que los edificios terciarios disponen de sistemas energéticos más desarrollados y mayor detalle en materia de datos históricos que las oficinas públicas y las viviendas sociales. Por otra parte, el estudio de la demanda eléctrica en los edificios resultó en el comportamiento esperado, dependiendo de las fechas de ocupación y el uso de los mismos. Asimismo los datos meteorológicos tienen un menor impacto sobre el consumo eléctrico que la ocupación.

Una vez evaluado el estado actual de los sistemas de monitorización, el siguiente paso consiste en establecer un plan general de monitorización que sea adaptable y replicable a cada uno de los pilotos involucrados, teniendo en cuenta además que todos ellos alimentarán con datos al videojuego. Siguiendo los estándares europeos, dicho plan diseñado ha de contemplar:

• Una arquitectura abierta de software y hardware con medidores que apoyen una comunicación. bidireccional segura a través de interfaces estandarizados y formatos de intercambio de datos.
• Adaptabilidad para la integración de futuros dispositivos y medios de comunicación.
• Interoperabilidad como habilidad del sistema para intercambiar datos con diferentes tipos de sistemas así como equipos de diferentes proveedores.
• La arquitectura debe ser escalable para poder soportar desde la aplicación más simple hasta la más compleja.

A la hora de definir el plan de monitorización general se han establecido una serie de variables a monitorizar: confort (temperatura, humedad relativa y concentración de CO2), condiciones medio ambientales (temperatura exterior, humedad exterior, velocidad del viento y luz natural), consumos energéticos  y uso del edificio (iluminación de salas, uso de puertas y ventanas, detectores de presencia).

Una vez definido el plan general de monitorización, se ha realizado un estudio de mercado tanto de los protocolos de comunicación como de los dispositivos disponibles en base a estos protocolos. De manera general, la propuesta planteada se puede definir como una solución TIC basada en una arquitectura híbrida con dispositivos inalámbricos y cableados (siempre priorizando la primera opción).

Análisis de medidas de eficiencia energética

Se han identificado un conjunto de 250 medidas de eficiencia energética con el objetivo de maximizar el potencial de ahorro energético que puede ser alcanzado tanto el mundo real como en el virtual.

Para organizar y estudiar las medidas se han tenido en cuenta diferentes aspectos a la hora de clasificarlas:

• Tiempo de implementación y economía: a corto plazo, baja o media inversión y adoptadas por usuarios; y a largo plazo, alta inversión y adoptadas por operadores o gestores.
• Componentes del edificio sobre el que se aplica la medida: i) envolvente, ii) sistemas de calefacción, ventilación y aire acondicionado, iii) agua caliente sanitaria, iv) dispositivos eléctricos y v) otros.

Además, para cada una de las medidas, se ha evaluado su aplicabilidad teniendo en cuenta:

• Tipo de entorno: residencial, oficinas o académico.
• Perfil que aplica la medida: usuario, operador o propietario de edificio.
• Tipo de conducta que lleva al jugador a aplicar la medida: físico, ambiental, contextual, psicológico, psicosocial, social.

Para cada una de las medidas se ha completado una ficha en la que se incluye, aparte de la información anterior, una descripción, beneficios, limitaciones, evaluaciones económicas y buenas prácticas.

Mapa de perfiles de los usuarios

Con el objeto de desarrollar los perfiles de usuarios se han llevado a cabo las siguientes actividades: estudio de literatura y desarrollo de un modelo conceptual propio basado en las teorías denominadas Theory of planned behaviour y Norm-activation model; 24 entrevistas cualitativas para analizar el marco conceptual de trabajo; 711 entrevistas cuantitativas mediante un cuestionario desarrollado en base a los resultados de las actividades anteriores y adaptado a los usuarios objetivo.  A continuación se detallan algunos de los resultados obtenidos:

• Motivación positiva de los usuarios hacia la eficiencia energética: objetivo organizacional, los usuarios perciben un compromiso por parte de las organizaciones públicas; conciencia de las consecuencias, los usuarios de viviendas sociales y de oficinas públicas se sienten menos responsables de las posibles consecuencias; objetivo personal, percepción como obligación moral el ahorro de energía; normas subjetivas, los usuarios del entorno residencial disponen de un mayor compromiso de ahorro energético en cada vivienda; control del comportamiento percibido socialmente.
• Los perfiles de usuario muestran diferencias en los 3 campos objetivo de las actividades:
  • Calefacción y refrigeración: existe un control limitado a los sistemas de calefacción y aire acondicionado, mientras que sí hay un control total sobre apertura y cierre de ventanas. Existe un buen uso de estos sistemas, por ejemplo los usuarios de las oficinas adecúan la manera de vestir y utilizan la apertura de ventanas antes de utilizar los sistemas de aire acondicionado.
  • Iluminación: en general los usuarios apagan los sistemas de iluminación cuando no son necesarios, excepto en aquellos donde no tienen control.
  • Aparatos eléctricos: casi todos los usuarios apagan el ordenador a final de la jornada, no así tanto en el caso de los monitores o impresoras. Por otra parte los usuarios de las viviendas hacen un buen uso de los electrodomésticos de manera general.

Estas características de los usuarios representan la composición de la población en los respectivos pilotos.

Discusión y conclusiones

Como conclusión los datos demuestran cómo el estudio en los edificios piloto y sus usuarios involucrados representan edificios tipo así como perfiles de usuario representativos. Además se está trabajando en la definición de un sistema replicable a nivel europeo de implementación del sistema de monitorización en edificios públicos. En el futuro cercano se instalará dicho sistema en los edificios piloto del proyecto, así como se desarrollará tanto el videojuego como el “TRIBE pack” en base a los resultados obtenidos en materia de eficiencia energética, estudios psicosociales y sistemas de monitorización.

Agradecimientos

Los autores desean expresar su agradecimiento a la Comisión Europea, por su apoyo a través del programa de la Unión Europea de Investigación e innovación Horizonte 2020 bajo el marco del contrato No 649770 – proyecto TRIBE Training behaviours towards energy efficiency: Play it!, así como a los integrantes del consorcio que participa en el proyecto: Fundación CIRCE, ACCIONA Infraestructuras S.A., Sociedad municipal Zaragoza Vivienda S.L., Ozyegin Universitesi, Universitaet Graz, Interactive Institute Swedish ICT AB y BIO Intelligence Service.