Monitores de dióxido de carbono (CO2)

¿Se pueden usar monitores de dióxido de carbono (CO₂) para indicar cuándo hay buena ventilación?

El monitoreo de dióxido de carbono (CO₂) puede proporcionar información sobre la ventilación en un espacio determinado, la cual puede utilizarse para mejorar la protección contra la transmisión del COVID-19. Las estrategias que incorporan monitores de CO₂ pueden variar en cuanto a su costo y complejidad. No obstante, un mayor costo y complejidad no siempre significa una mayor protección.

Por lo general, los sistemas de monitoreo de CO₂ son costosos, requieren amplios conocimientos a la hora de instalarlos y configurarlos de forma precisa, y utilizan sofisticados programas de control para interactuar de manera eficaz con los sistemas de calefacción, ventilación y aire acondicionado (HVAC) del edificio en tiempo real. No fueron diseñados para proteger a los ocupantes de un edificio de la transmisión de enfermedades. Los desarrolladores de equipos/software de monitoreo integral de CO₂ para operaciones de sistemas de HVAC han trabajado en ello por décadas, y en la mayoría de los casos la tecnología se utiliza para lograr mayores ahorros de energía. Con el avance de la respuesta a la pandemia actual, esta tecnología se ha comercializado como una posible herramienta para indicar la eficacia de la ventilación de los edificios, lo que genera preguntas acerca de si el monitoreo de las concentraciones de CO₂ en espacios interiores puede usarse como herramienta a la hora de tomar decisiones en materia de ventilación.

En ciertos entornos de HVAC bien diseñados, bien caracterizados y bien mantenidos, el uso de monitores fijos de CO₂ puede proporcionar información relevante. Cuando se los utiliza, estos monitores suelen incorporarse a los sistemas de ventilación controlados a demanda (DCV, por sus siglas en inglés) que están diseñados con el principal objetivo de aumentar al máximo la eficiencia energética mediante la reducción en el suministro de aire del exterior. No obstante, durante toda la pandemia la recomendación ha sido superar la ventilación mínima siempre que sea posible, además del uso de mascarillas, el distanciamiento físico, la mejora de los sistemas de filtración y otras consideraciones enfocadas en las intervenciones. Desde el inicio de la respuesta a esta pandemia, tanto los CDC como la ASHRAEícono de sitio externo han recomendado desactivar los sistemas de DCV y utilizar los sistemas de ventilación en la máxima configuración de caudal, dentro de las limitaciones de seguridad del equipo.

Los monitores de CO₂ de posición fija miden la concentración de CO₂ como indicador de la cantidad de personas presentes en un determinado espacio. A medida que la concentración de CO₂ aumenta, el sistema de HVAC con DCV aumenta la cantidad de ventilación de aire del exterior en el espacio para diluir el CO₂ (y viceversa). La cantidad de sensores de CO₂, la ubicación de esos sensores, y su calibración y mantenimiento son, en conjunto, un tema amplio y complejo que no debe pasarse por alto. Por ejemplo, es posible que la concentración de CO₂ medida por un monitor fijo de instalación en pared no siempre represente las concentraciones reales del espacio ocupado. Si las corrientes de aire del HVAC de la habitación, o incluso el aire de compensación de las ventanas, fluyen directamente sobre la ubicación de este monitor, las mediciones de concentración correspondientes serán artificialmente bajas. Si la habitación tiene una buena mezcla de aire, la concentración medida debería aproximarse a la concentración real, pero el aire de las habitaciones no suele estar bien mezclado, en particular en edificios viejos con sistemas de ventilación antiguos (o sin ellos). Además, si una concentración elevada de CO₂ produce el aumento del flujo de aire hacia una habitación, ese aire podría estar siendo «robado» de otras habitaciones climatizadas con el mismo sistema de HVAC. Esto podría generar concentraciones elevadas de CO₂ en esos espacios que el sistema de HVAC no es capaz de controlar.

Hay información limitada acerca del vínculo directo que asocia las concentraciones de CO₂ con el riesgo de transmisión del COVID-19. Los cambios en las concentraciones de CO₂ pueden indicar un cambio en la ocupación de la habitación, y pueden usarse para ajustar la cantidad de aire del exterior suministrada. No obstante, las concentraciones de CO₂ no pueden predecir quién tiene una infección por SARS-CoV-2 y podría estar propagando el virus, la cantidad de partículas virales transportadas por el aire producidas por las personas infectadas, o si el sistema de HVAC es eficaz para diluir y eliminar las concentraciones virales cerca de su punto de generación. A modo de ejemplo, una habitación pequeña con tres ocupantes tendrá el mismo nivel de CO₂ (y, por lo tanto, la misma tasa de ventilación de aire del exterior controlada por el sistema de DCV) si nadie tiene una infección por SARS-CoV-2 o si una o más personas están infectadas por el virus. La ventilación con base en las mediciones de CO₂ no es capaz de reconocer el mayor riesgo de transmisión en la segunda situación.

Un uso más modesto, rentable y preciso del monitoreo de CO₂ es usar instrumentos portátiles combinados con sistemas de HVAC que no tienen configuraciones de modulación con base en las concentraciones de CO₂. El medidor de CO₂ puede adquirirse por menos de $300 y sus mediciones pueden obtenerse/registrarse cerca de las zonas de respiración de las áreas ocupadas de cada habitación. Al implementar este enfoque, los reguladores de aire del exterior del sistema de HVAC podrían configurarse para incorporar más aire del exterior del exigido por el código (según lo recomendado por los CDC y la ASHRAE), y se podrían documentar las concentraciones resultantes de CO₂ en las habitaciones en niveles de ocupación reales mediante el uso de un medidor de CO₂ manual calibrado portátil. Esta documentación establecerá los puntos de referencia de concentración de CO₂ de cada habitación según las condiciones de funcionamiento del sistema de HVAC y los niveles de ocupación.

Un posible punto de referencia objetivo de buena ventilación es una lectura de CO₂ menor a 800 partes por millón (ppm). Si las lecturas de referencia están por encima de este nivel, reevalúe la posibilidad de aumentar el suministro de aire del exterior. Si no es posible obtener lecturas menores a 800 ppm, será necesario aumentar la dependencia de una mejor filtración de aire (lo que incluye purificadores de aire HEPA portátiles). Luego de establecer las concentraciones de referencia, tome mediciones periódicas y compárelas con los puntos de referencia. Siempre y cuando el flujo de aire de ventilación no se modifique (aire del exterior o aire total) y no se aumente la capacidad de ocupación, las concentraciones portátiles futuras de CO₂ que estén al 110 % de los puntos de referencia indicarán un posible problema que debería ser investigado. En el contexto de la respuesta a la pandemia, la aplicación práctica de herramientas portátiles de medición del CO₂ constituye un enfoque eficaz en función de los costos para monitorear la ventilación de los edificios.