La pandemia de la COVID-19 nos ha hecho percatarnos de la importancia que tiene mantener una alta calidad del aire, con buena ventilación, para mitigar el riesgo de infección. Aunque ya se habían publicado estudios al respecto antes de que azotara la pandemia, los esfuerzos por mantener estos riesgos a raya seguirán siendo cruciales cuando la situación deje de ser crítica. Un control continuo de la ventilación figurará siempre entre las tareas del Sistema de Gestión de cualquier edificio.

En Inglaterra, por ejemplo, el Anexo 1 de la Normativa sobre Construcción recoge en su apartado F1(1) lo siguiente: “Se facilitarán medios de ventilación adecuados para las personas del edificio.” El objetivo de este requisito es proteger la salud de los ocupantes ofreciendo una ventilación apropiada. Sin esto, el moho y la contaminación en interiores podrían resultar peligrosos para la salud (aumentando el riesgo de contagiarse por una infección transmisible por el aire).

Además de la importancia de minimizar el riesgo de infección, gestionar la calidad del aire resulta esencial para potenciar el confort y la productividad del personal. Las concentraciones de CO₂ superiores a 1000 partes por millón (ppm) reducen la productividad y pueden causar somnolencia. Por encima de las 2000 ppm, algunas personas empiezan a sufrir dolores de cabeza. Dicho esto, las aulas en las que hay mucha gente (por ejemplo) pueden marcar niveles de CO₂ de hasta 5000 ppm.

Blog | Monitorización CO2: La necesidad de una integración total de sistemas

Monitorizar la calidad del aire para controlar la ventilación y los costes energéticos

En un mundo ideal, los operarios de edificios podrían garantizar una alta calidad del aire con niveles de ventilación generosos y sostenibles (abriendo muchas ventanas y/o recurriendo al aire acondicionado). Sin embargo, ambos métodos requieren un alto consumo energético, se pierde calor con las ventanas abiertas, y se precisa electricidad para que el aire acondicionado funcione. Esto genera costes energéticos indeseables y aumenta la huella de carbón de la empresa (lo que puede derivar en un problema notable para cualquier marca). Resulta, por lo tanto, imprescindible monitorizar continuamente la calidad del aire en una habitación o un edificio y usar estos datos para controlar el equipo de ventilación de forma apropiada y eficiente.

Pero, ¿cómo podemos monitorizar exactamente la “calidad del aire”? Pues, en base a la correlación entre los niveles de CO₂ y la tasa de transmisión de enfermedades que se propagan por el aire, midiendo dichos niveles.  La gente genera dióxido de carbono cuando exhala, además de aerosoles capaces de transportar partículas víricas presentes en los pulmones. Si una persona sana inhala estas gotitas contaminadas y el número de partículas víricas excede una dosis infecciosa mínima, la enfermedad se transmite. Aunque medir directamente la carga viral resulta difícil, monitorizar los niveles de CO₂ puede mitigar el problema al evitar la concentración de aire reutilizado.

En organismos públicos, o en transporte público, la concentración de CO₂ la marca tanto el número de personas presentes como su tipo de actividad. Cantar, hablar en voz alta, hacer ejercicios aeróbicos o realizar actividades que generen aerosoles aumentará los niveles de CO₂ en gimnasios, recintos deportivos de interior, o academias de danza. En teatros, salas de conciertos, bares, discotecas, o lugares públicos de reunión también pueden producirse grandes concentraciones de gente (dispersándose las masas igual de rápido).

Elementos de un sistema efectivo de monitorización CO₂

Para hacer frente a estos entornos y circunstancias cambiantes, los sensores de monitorización CO₂ deben ser precisos y fiables (además de muy pequeños y no excesivamente costosos). Para cumplir con estos requisitos, los proveedores recurren a detectores foto acústicos (que rinden mejor que los dispositivos más antiguos basados en tecnología de infrarrojos no dispersiva).

Obtener los mejores resultados de monitorización CO₂ depende no sólo de la tecnología, sino de cómo se instalan y usan los sensores. Por ejemplo, conviene instalarlos a la altura de nuestra cabeza y lejos de ventanas, puertas o extractores de aire. Los sensores colocados demasiado cerca de las personas pueden dar lecturas incorrectas (demasiado altas) fruto del CO₂ en el aliento exhalado. Por lo tanto, los equipos deberán colocarse (como mínimo) a 500mm de distancia de cualquiera.

La cantidad de CO₂ en el aire se mide en partes por millón (ppm). Si las lecturas en un espacio ocupado son muy bajas (muy por debajo de las 400ppm) o muy altas (por encima de las 1500ppm), es posible que el sensor esté mal ubicado. Para obtener una lectura más precisa, pruebe a mover el sensor.

Las lecturas de CO₂ en un determinado momento pueden inducir a error, por lo que deberán registrarse varias a lo largo del día. Las mediciones deberán ser lo suficientemente frecuentes como para garantizar que los cambios de uso o espacio que se produzcan a lo largo del día quedan reflejados. Los niveles de CO_2, al igual que la temperatura en exteriores, pueden variar durante el año (modificándose también los comportamientos ligados a la apertura de puertas y ventanas).

Entre otras ventajas, y como ya se ha mencionado antes, los detectores foto acústicos tienen un menor tamaño. Eso los hace más fáciles de integrar en las instalaciones del cliente, junto con microcontroladores y chips de red local equipados con un gateway IoT. El gateway recaba los datos de todos los sensores de la zona (no sólo las lecturas sobre CO₂, sino también las de otros parámetros como temperatura y humedad). En las zonas donde se realizan trabajos ligeros, la temperatura debe oscilar entre 14ºC y 25ºC. Mientras que la humedad debe estar en el rango del 30% al 70%, a menos que haya riesgo de electricidad estática. En este caso, la humedad no debe superar el 50%.

El gateway IoT envía los datos, en tiempo real, a una plataforma de control y monitorización basada en la nube (a través de un enlace 4G/LTE o 5G).

El software de la plataforma analiza los datos para entender las tendencias, recomendar posibles medidas y enviar datos y alertas a los ordenadores y dispositivos de directores y técnicos (independientemente del lugar en el que estén ubicados). La información también puede almacenarse en la plataforma en la nube para un análisis más profundo de la calidad del aire en interiores.

La necesidad de una integración total de sistemas

A la hora de montar un sistema de control de la ventilación y monitorización del CO₂, resulta esencial entender que el éxito (en términos de eficacia, fiabilidad y precisión) depende de la creación de una solución integral en la que todos los componentes, además de ser de buena calidad, se complementen e instalen bien.

En un estudio, el Ministro de Medioambiente de Corea del Sur midió la eficacia de los 17 dispositivos más usados para medir la calidad del aire (analizando su precisión y fiabilidad). Se demostró que sólo dos dispositivos aportaban datos fiables sobre la calidad del aire en interiores. Las lecturas de los demás dispositivos en materia de aerosoles y componentes orgánicos volátiles no eran fiables (aunque sí lo eran en lo referente al dióxido de carbono). Aunque las mediciones de CO₂ pueden ser suficientes para muchas aplicaciones, el estudio demuestra que existe margen de mejora. El propio Ministerio sugiere que la escasa fiabilidad de las mediciones relativas a la calidad del aire en interiores depende de diversos factores (como los métodos de medición, la estructura de los dispositivos, y la transmisión de datos).