Ventilación

Ventilación controlada por demanda

Los sistemas de ventilación modernos regulan la calidad del aire interior monitoreando diferentes parámetros, como la temperatura, la humedad relativa, el dióxido de carbono (CO₂), los compuestos orgánicos volátiles totales (TVOC) y el monóxido de carbono (CO).

Estos factores fluctúan según el número de personas en una habitación, el tiempo que pasan en ella, las condiciones climáticas exteriores y la presencia de ciertos contaminantes interiores. La mayoría de los sistemas de ventilación están diseñados para suministrar suficiente aire fresco, incluso cuando los espacios están completamente ocupados. Cuando las habitaciones están vacías o se usan poco, el flujo de aire puede reducirse mientras se mantiene una calidad de aire suficiente. La circulación continua de aire fresco ayuda a eliminar los contaminantes en el aire interior —incluidos los virus— al expulsarlos a través de los conductos de ventilación, evitando que se acumulen dentro de los espacios.

En oficinas y lugares de trabajo, los sensores de calidad del aire integrados en los sistemas de calefacción, ventilación y aire acondicionado (HVAC) maximizan la eficiencia energética y permiten una ventilación adecuada y una buena calidad del aire, garantizando un entorno laboral saludable y productivo. Sin embargo, hay un inconveniente en la ventilación: aumenta el consumo de energía y los costos, lo que contribuye a las emisiones de gases de efecto invernadero y, en última instancia, al cambio climático.

Cada año, se desperdician cantidades significativas de energía y dinero debido a prácticas ineficientes de calefacción, ventilación y aire acondicionado —con las ventanas abiertas como una de las principales causas. Los sistemas HVAC que funcionan mal también pueden empeorar la calidad del aire interior en lugar de mejorarla. Encontrar el equilibrio adecuado entre mantener una alta calidad del aire interior y minimizar las pérdidas de energía sigue siendo un desafío clave.

El 85 % de los edificios en la UE fueron construidos antes del año 2000 y, entre ellos, el 75 % tiene un bajo rendimiento energético.

Temperatura y humedad relativa (HR)

La temperatura y la humedad relativa (HR) son dos parámetros básicos que determinan el confort y el bienestar de los habitantes. En este sentido, no es la temperatura absoluta lo que importa, sino especialmente la temperatura aparente, es decir, la temperatura que realmente perciben los seres humanos. Esta temperatura puede desviarse considerablemente de la temperatura absoluta debido a varios factores, incluidos la humedad, la velocidad del viento —o corrientes de aire en interiores— y la exposición a la luz solar. Además, depende de las personas que ocupan la habitación y de las actividades que realizan.

En interiores, la temperatura aparente y la temperatura absoluta suelen diferir principalmente según la interacción entre la humedad relativa y la temperatura. Una mayor humedad relativa potencia los efectos del calor y del frío. El aire frío combinado con altos niveles de humedad relativa se siente más frío, mientras que el aire cálido con alta humedad relativa se percibe más cálido que el aire cálido seco.
Por lo tanto, la ventilación en función de la temperatura y el nivel de humedad relativa es especialmente interesante en habitaciones donde estas dos variables presentan grandes fluctuaciones de manera regular, como en la cocina o el baño.

La mayoría de los sensores Sentera pueden medir tanto la temperatura ambiente como la humedad relativa.

Enfriamiento gratuito durante la noche

Generalmente, en verano, se necesita bajar la temperatura interior, y en invierno, se necesita elevarla y limitar las pérdidas de calor. Los intercambiadores de calor pueden ayudar en esto, al igual que los calefactores con ventilador.
La aplicación más importante de la ventilación en función de la temperatura es el enfriamiento gratuito, que es una alternativa o complemento al aire acondicionado. A medida que las temperaturas exteriores bajan durante la noche, el sistema de ventilación comienza a introducir el aire más fresco del exterior. Con el tiempo, el edificio empieza a enfriarse. Cuando el edificio alcanza la temperatura deseada, el sistema deja de suministrar aire al interior. Es rentable y el aire exterior beneficiará la calidad del aire interior.

¿Cuáles son los niveles de temperatura interior recomendados?

La temperatura ideal de un ambiente interior también depende de su uso. En general, existen cuatro categorías de entornos de trabajo que requieren diferentes niveles de temperatura:

Dióxido de carbono (CO₂)

El dióxido de carbono (CO₂) es un subproducto natural tanto de los procesos metabólicos en los seres vivos como de la combustión. Químicamente, consiste en un átomo de carbono y dos átomos de oxígeno. Los humanos producen CO₂ al respirar, lo que lo convierte en un contaminante común del aire interior, especialmente en espacios concurridos o mal ventilados. Aunque el CO₂ es un componente normal del aire que exhalamos, niveles altos pueden ser perjudiciales. Concentraciones moderadas pueden causar dolores de cabeza y fatiga, mientras que niveles más altos pueden provocar náuseas, mareos e incluso vómitos. En casos extremos, concentraciones muy altas de CO₂ pueden llevar a la pérdida de conciencia.

Indicador de ocupación y calidad del aire

El dióxido de carbono es un indicador fiable de cuántas personas hay presentes en una habitación. Dado que la mayor parte del CO₂ interior proviene del metabolismo humano, su concentración está estrechamente ligada a la intensidad de uso del espacio. Para mantener una calidad de aire interior saludable y prevenir la acumulación de CO₂, es importante garantizar un suministro constante de aire fresco mediante una ventilación adecuada. Por lo tanto, monitorizar los niveles de CO₂ es importante, ya que concentraciones elevadas pueden indicar mala calidad del aire. Cuando los niveles de CO₂ aumentan, a menudo significa que el aire fresco se está agotando y que otros contaminantes —como compuestos orgánicos volátiles (COV) y patógenos en el aire— también pueden estar acumulándose.

Los sistemas modernos de ventilación controlada por demanda utilizan sensores de CO₂ para evaluar si se necesita aire fresco adicional en un espacio. Estos sistemas ajustan automáticamente la ventilación en función de los niveles de CO₂ en tiempo real, asegurando una calidad de aire óptima que se adapta al número de ocupantes y a su nivel de actividad. La ventilación controlada por CO₂es especialmente útil en áreas con ocupación variable, como salas de reuniones, aulas y auditorios universitarios. Sentera ofrece una amplia gama de sensores de CO₂ fiables que se pueden integrar en estos sistemas, lo que los convierte en una opción inteligente para un control del clima interior eficaz y energéticamente eficiente.

Cuando una persona enferma utiliza una habitación, se liberan partículas infecciosas en el aire que permanecen y se acumulan, especialmente en espacios mal ventilados. Aunque no es factible medir directamente todos los tipos de partículas infecciosas, el CO₂ sirve como un indicador útil. Niveles más altos de CO₂ suelen correlacionarse con un mayor riesgo de transmisión de enfermedades por vía aérea. Al utilizar ventilación controlada por demanda basada en CO₂, se puede reducir significativamente la propagación de enfermedades por parte de individuos asintomáticos o presintomáticos, ya que el aire fresco diluye las partículas potencialmente dañinas de manera más efectiva.

¿Cuáles son los niveles recomendados de CO₂?

Los sensores de CO₂ de Sentera tienen rangos de detección ajustables para adaptarse a diversas aplicaciones. En entornos interiores típicos, se recomienda mantener las concentraciones de CO₂ por debajo de 800 ppm para conservar una buena calidad del aire. No se deben forzar los niveles por debajo de 400 ppm, ya que esta es la concentración media del aire exterior. Sin embargo, en entornos especializados como los invernaderos, a menudo se desean niveles más altos de CO₂ para favorecer el crecimiento de las plantas.

Compuestos orgánicos volátiles totales

Los compuestos orgánicos volátiles (COV) son sustancias químicas orgánicas que se evaporan fácilmente a temperatura ambiente. Son un importante contribuyente a la contaminación del aire a nivel del suelo y una preocupación común en los ambientes interiores. Total VOC o TVOC se refiere a la concentración combinada de múltiples COV presentes simultáneamente en el aire.

Efectos sobre la salud y el confort

La exposición a los COV puede causar irritación en los ojos, nariz y garganta, dolores de cabeza, mareos, fatiga y dificultad para concentrarse. La exposición a largo plazo, especialmente a compuestos como el formaldehído, se ha relacionado con el cáncer y el desarrollo de alergias en niños. Más allá de la salud, los COV también afectan el confort. Algunos COV, como el tolueno, son irritantes. Los niveles altos de COV, como los provocados por detergentes, pueden afectar negativamente la percepción de limpieza y generar malos olores.

Los compuestos orgánicos volátiles (COV) siempre están presentes hasta cierto grado, tanto en interiores como en exteriores. Sin embargo, las concentraciones en interiores suelen ser de 2 a 5 veces más altas e, incluso, en algunos casos, hasta 1000 veces mayores, dependiendo de la actividad y los materiales utilizados en el espacio. Los edificios nuevos —especialmente aquellos con menos de dos años— suelen presentar los niveles más altos de COV debido a las emisiones de materiales y acabados de construcción. Las fuentes de COV, tanto interiores como exteriores, incluyen humanos, productos de limpieza, pinturas, pesticidas, contaminación industrial, etc.

Por otro lado, como mencionamos anteriormente, diferentes tipos de habitaciones tienen distintos perfiles de COV:

• Cocina y baño: cocina, productos de limpieza
• Sala, dormitorio y oficina: materiales de construcción, muebles, alfombras, productos de limpieza y presencia humana (y animal)
• Garaje y trastero: humos de escape, fluidos automotrices, pinturas y pesticidas

En este sentido, los hospitales y residencias de ancianos son especialmente propensos a niveles altos de COV debido al uso frecuente de desinfectantes y productos de limpieza.

Ventilación basada en el nivel de TVOC: inteligente y eficiente

La ventilación en función del nivel de TVOC resulta interesante en entornos donde la calidad del aire interior necesita ser optimizada de manera continua, como salas de estar, edificios de oficinas, ciertos entornos industriales, etc. Los sistemas de ventilación modernos utilizan sensores de TVOC para monitorear la calidad del aire y ajustar el flujo de aire en tiempo real. Estos sensores son sensibles al hidrógeno (H₂), que es emitido por los humanos junto con CO₂ durante la respiración. Debido a que la presencia humana se correlaciona con aumentos en ambos gases, este método permite que el sistema:

• Detecte los niveles de ocupación
• Diferencie entre contaminantes de origen humano y de origen material
• Optimice la ventilación según las necesidades reales de calidad del aire

Esta ventilación controlada por demanda mejora la calidad del aire, aumenta el confort y reduce el consumo de energía al ventilar únicamente cuando es necesario.

Presión diferencial

El término presión diferencial se refiere a la diferencia de presión del aire entre dos puntos distintos en un sistema. Mantener la presión diferencial correcta es crucial para un flujo de aire adecuado, la calidad del aire interior y la eficiencia energética.

Los dispositivos de presión diferencial, incluidos interruptores, sensores y controladores, desempeñan un papel clave en los sistemas de ventilación, especialmente en calefacción, ventilación y aire acondicionado (HVAC) y en entornos controlados como salas limpias, laboratorios y hospitales. Facilitan el funcionamiento eficiente y rentable de los sistemas al monitorear y regular el flujo de aire y detectar filtros obstruidos. En resumen, los dispositivos de presión diferencial son fundamentales para crear entornos interiores más seguros, inteligentes y sostenibles.

Las presiones diferenciales insuficientes pueden causar problemas como un flujo de aire inadecuado, lo que compromete la calidad del aire interior y el confort. Por el contrario, las presiones diferenciales excesivas pueden sobrecargar los componentes e incrementar el consumo de energía.

Dispositivos de presión diferencial

Los sensores, interruptores y controladores de presión diferencial de Sentera se utilizan para medir y controlar bajas presiones diferenciales de gases no agresivos y no combustibles, aunque han sido especialmente desarrollados para el aire.

1. Interruptor de presión diferencial
   Detecta diferencias de presión entre dos puntos y activa/desactiva un circuito según un umbral predefinido. Cuando la diferencia de presión supera o cae por debajo de un punto establecido, el interruptor abre o cierra el circuito eléctrico, lo que provoca una alarma o acción.
2. Sensor de presión diferencial
   Mide y proporciona datos en tiempo real sobre la diferencia de presión entre dos puntos.
   Utiliza diversas tecnologías (por ejemplo, piezorresistiva, capacitiva) para medir la diferencia de presión y la convierte en una señal eléctrica (generalmente analógica).
3. Controlador de presión diferencial
   Mantiene activamente un punto de consigna para la diferencia de presión. Utiliza un algoritmo PI (Proporcional-Integral) para ajustar la salida (por ejemplo, una señal de 0-10 V) y asegurar que la diferencia de presión se mantenga en el valor deseado.

Monitoreo de filtros de aire

Una de las principales aplicaciones de la presión diferencial es la monitorización de filtros. Un dispositivo de monitorización de filtros de aire es un equipo utilizado en sistemas HVAC para supervisar el estado y la eficiencia de los filtros de aire. El dispositivo puede indicar cuándo los filtros necesitan ser reemplazados o mantenidos. A medida que los filtros de aire se ensucian, la caída de presión a través del filtro aumenta. Los sensores de presión diferencial detectan este cambio y pueden activar alertas. Esto garantiza el suministro de aire limpio, mejora la eficiencia energética y prolonga la vida útil del sistema.

Los sensores y controladores son indispensables para optimizar su sistema de ventilación. Miden o controlan la presión diferencial (Pa), la velocidad del flujo de aire (m/s) o el volumen de flujo de aire (m³/h). Asegúrese de que se suministre la cantidad correcta de aire fresco en su edificio y detecte filtros obstruidos para garantizar la comodidad de los habitantes y una calidad óptima del aire interior.