CO2 en sistemas HVAC y calidad de aire interior

La ventilación por demanda (DCV) reduce el ingreso de aire exterior cuando un espacio está desocupado y lo aumenta cuando hay gente, en vez de ventilar todo el tiempo al mismo caudal. Comparado con un sistema de caudal de aire constante, un sistema de DCV basado en CO2 puede ahorrar más del 50 % de la energía de climatización — el impacto es mayor en oficinas pequeñas, locales comerciales y supermercados que en edificios de otro perfil de uso.

El principio es simple: el nivel de CO2 en un ambiente indica presencia humana, y ese dato puede usarse para modular la ventilación en tiempo real. Pero ese ahorro de energía depende por completo de que la lectura de CO2 sea precisa — un sensor que se equivoca produce decisiones de ventilación equivocadas, ya sea desperdiciando energía o comprometiendo la calidad de aire.

Un sensor infrarrojo de un solo haz y una sola longitud de onda sufre una deriva de largo plazo importante: la lamparita incandescente que usa como fuente de luz se degrada con el uso — el tungsteno se evapora y ennegrece el vidrio, reduciendo la intensidad de luz emitida. El sensor interpreta esa pérdida de intensidad como si fuera un aumento de CO2, generando lecturas cada vez menos confiables.

Para compensar esto, muchos fabricantes usan una calibración automática de fondo que asume que la lectura más baja registrada corresponde a aire fresco (400 ppm). Ese supuesto falla en dos casos frecuentes: en edificios ocupados, donde el CO2 rara vez baja de 600–800 ppm; y en edificios nuevos, donde la carbonatación del concreto puede llevar el CO2 ambiente por debajo de 400 ppm. En ambos casos, la recalibración automática introduce un error sistemático que termina en ventilación insuficiente y peor calidad de aire.

Los sensores de doble haz (dos fuentes de luz) agregan una segunda lámpara para intentar compensar la deriva, pero eso introduce un punto de falla adicional y una acumulación de suciedad despareja entre ambos caminos ópticos — en la práctica, resultan relativamente poco confiables a largo plazo.

La tecnología CARBOCAP® de Vaisala usa un único haz y una sola fuente de luz, pero mide dos longitudes de onda: la de absorción de CO2 y una de referencia sin absorción. Un filtro Fabry-Perot sintonizable alterna entre ambas mediciones, de modo que cualquier cambio en la intensidad de la fuente de luz o contaminación óptica afecta a las dos mediciones por igual — y se cancela en la comparación, sin necesidad de algoritmos de compensación complejos ni de asumir un valor de aire fresco.

La fuente de luz microglow de Vaisala, usada en los transmisores de pared GMW80 y GMW90, extiende un 50 % la vida útil del sensor y reduce el consumo de energía a una cuarta parte frente a una fuente incandescente tradicional — exactamente los transmisores pensados para proyectos de construcción sustentable y ventilación por demanda.