Dióxido de carbono (CO₂) es un gas invisible sin olor perceptible por los sentidos humanos.

Compuesto por un átomo de carbono y dos átomos de oxígeno, el CO₂ es muy común y casi inofensivo en pequeñas cantidades. Pero en concentraciones elevadas, el CO₂ puede desplazar al oxígeno y causar daños o incluso la muerte.

La ventilación con aire fresco es el principal método para reducir las emisiones de CO₂ en interiores. La acumulación de CO2 en interiores puede ser especialmente problemática en muchos espacios debido a la falta de ventilación cuando las ventanas y puertas están cerradas en días calurosos o contaminados.

El aumento de CO₂ en todo el mundo también supone una amenaza para las concentraciones de CO₂ en interiores, ya que el CO₂ (un gas de efecto invernadero) puede filtrarse al interior. Desde 1990, los niveles de CO₂ han aumentado casi un 61%, pasando de unas 20 gigatoneladas a casi 35 gigatoneladas en 2021 (véase el gráfico 1).¹

Figura 1. Emisiones de CO Emisiones mundiales de CO2 1990-2021 (en gigatoneladas), con un aumento global de casi el 61% desde 1990. Fuente: Agencia Internacional de la Energía (AIE)

Aunque las emisiones de CO₂ disminuyeron casi un 6% en 2020 por la reducción de las actividades humanas debido a la pandemia de COVID-19LAS EMISIONES DE CO₂ han vuelto en gran medida a sus niveles anteriores a la pandemia y se espera que aumenten al menos otro 5% durante 2021.

Abrir ventanas y puertas puede ayudar a reducir temporalmente las emisiones interiores de CO₂.

Además, la ventilación mecánica puede ayudar a reducir las emisiones interiores de CO₂. Esto también puede ayudar a reducir otros contaminantes comunes en interiores, como los compuestos orgánicos volátiles (COV), las partículas, los virus y las bacterias a través de la dilución.

El control del CO₂ también es fundamental para comprender la magnitud de las emisiones de CO₂ en un espacio, su relación con otros contaminantes atmosféricos en ese espacio y la reducción de sus efectos sobre la salud.

Siga leyendo para saber más sobre el CO₂ y su impacto en el ambiente interior:

• las fuentes más comunes de CO₂
• niveles aceptables frente a niveles insalubres de CO₂
• la relación entre el CO₂ y la contaminación atmosférica
• cómo controlar eficazmente el CO2 en interiores y ayudar a reducir las emisiones de CO₂

Fuentes de CO₂

Con diferencia, la respiración humana -específicamente, la exhalación- es la fuente más común de CO₂.²

La inhalación lleva oxígeno (O2) a los pulmones y al torrente sanguíneo, donde los glóbulos rojos lo transportan por todo el cuerpo para mantener las células corporales. El dióxido de carbono se crea como subproducto de desecho del oxígeno que utilizan las células para generar energía para el metabolismo. Los glóbulos rojos transportan el dióxido de carbono de vuelta a los pulmones, donde se exhala de nuevo al aire.

Cuando la exhalación es la principal fuente natural, el CO₂ en interiores depende principalmente de dos factores: el tamaño de la habitación y el número de habitantes.

Cuanto más pequeño sea el espacio y más personas haya en él, más rápidamente se acumulará CO₂ puede acumularse en el espacio. Esta es una de las razones por las que el aire de las salas de conferencias o aulas abarrotadas puede empezar a sentirse viciado y hacer que alguien se sienta somnoliento o desorientado incluso al cabo de poco tiempo.³

Otras fuentes comunes de CO₂ en interiores:

• humos de llamas de estufas u hornos
• humo de chimeneas o consumo de tabaco
• gases de escape de vehículos procedentes de garajes o carreteras y autopistas cercanas
• aparatos de calefacción de gas o queroseno
• descomposición de materia orgánica en el suelo bajo los edificios
• CO exterior₂ que se filtra al interior, especialmente desde fuentes cercanas que queman combustibles fósiles, como las fábricas.

Conocer el CO₂ en interiores

CO en interiores₂ se mide en partes por millón (ppm). Cuanto más altas sean las ppm, más concentrado estará el CO₂ más concentrado.

El CO₂ oscila entre 400 y 1.000 ppm, pero puede llegar a 40.000 ppm en casos extremos.⁴

Los pequeños aumentos temporales del CO₂ no suelen ser una amenaza importante para la salud humana. A menudo, estos breves picos pueden resolverse simplemente ventilando el espacio o utilizando un sistema de ventilación y depuración mecánica HVAC de alta eficiencia.

A niveles más altos, de 2.000 a 5.000 ppm y superiores, el CO₂ puede causar síntomas a corto plazo que interfieren con la atención y la cognición, así como efectos sobre la salud derivados de la exposición a largo plazo.

Normal: 400-1.000 ppm
Nivel normal de CO₂ rondan las 400-1.000 ppm. Esto significa que el espacio está correctamente ventilado y tiene un intercambio de aire constante.

Un espacio bien ventilado y no expuesto a fuentes cercanas de CO₂ como, por ejemplo, una fábrica o una autopista con mucho tráfico, generalmente experimentará concentraciones de CO₂ en el extremo inferior de esta escala. Un espacio sin ventilación o situado cerca de una fuente importante de emisiones de CO₂ puede empezar a subir en esta escala.

Las viviendas, las escuelas y los edificios de oficinas más nuevos, diseñados con envolventes herméticas para una mayor eficiencia energética, tienen más probabilidades de experimentar altas emisiones de CO₂ debido a la falta de intercambio de aire con el aire fresco exterior. Esto es especialmente probable cuando las puertas y ventanas están cerradas o la ventilación mecánica y la tecnología de filtración son insuficientes.⁵

Síntomas leves: 1.000-2.000 ppm
Por encima de 1.000 ppm, CO₂ empieza a provocar síntomas perceptibles, ya que el oxígeno del aire es desplazado por las moléculas de CO2.⁶

Los síntomas más comunes, aunque leves, derivados del CO₂ en este rango incluyen:

• somnolencia
• sensación de congestión
• confusión leve
• desorientación

CO adecuado₂ puede ayudar a reducir estos síntomas, así como los niveles de otros contaminantes nocivos del aire interior. Por ello, algunas legislaturas han establecido un promedio diario de emisiones de CO₂ en el extremo inferior de este intervalo para fomentar una ventilación constante.

En este sentido, la legislatura del estado de California aprobó la ley AB-841 a finales de 2020. Entre otros requisitos para ventilación y filtración en las escuelaseste proyecto de ley establece un límite máximo de emisiones de CO₂ en 1.100 ppm en las aulas de California y obligaba a las escuelas a instalar sistemas de ventilación y filtración de CO₂ para garantizar el cumplimiento de este límite.⁷

Síntomas moderados: 2.000-5.000 ppm
Por encima de 2.000 ppm, el CO₂ puede provocar síntomas perjudiciales para la salud y el sistema cognitivo, como:

• dolores de cabeza
• somnolencia
• opresión en el pecho
• aumento de la frecuencia cardiaca
• disminución de la atención
• falta de concentración
• náuseas

La figura 2 ilustra un caso de CO₂ en este intervalo, junto con lecturas de contaminación por partículas en interiores (en verde) y en exteriores (en amarillo).

Figura 2: CO₂ por encima de 2.000, lo que indica niveles moderadamente altos de CO₂. Fuente: IQAir AirVisual Pro

Alto CO₂ en este rango también se asocia con síndrome del edificio enfermo (SEE).⁸ El SBS se refiere a una serie de síntomas que acompañan a la mala calidad del aire en un edificio que no está correctamente ventilado. La falta de ventilación puede provocar la acumulación de contaminantes del aire interior, como el CO₂ y otros contaminantes, como bacterias, virus y hongos. compuestos orgánicos volátiles (COV).⁹

Síntomas graves o potencialmente mortales: 5.000-40.000 PPM
Por encima de 5.000 ppm, el desplazamiento de oxígeno causado por el elevado nivel de CO₂ da lugar a síntomas notables y potencialmente mortales, aumentando el riesgo de:

• perder el conocimiento
• visión borrosa
• sudoración
• temblores
• frecuencia cardiaca elevada
• asfixia
• muerte

A este alto nivel de exposición, puede ser necesario un respirador o un tratamiento médico de urgencia para ayudar a una persona a obtener suficiente oxígeno para volver a respirar con normalidad, especialmente tras largos periodos de exposición.¹⁰

Muchos organismos reguladores, como la Administración de Seguridad y Salud en el Trabajo de EE.UU. (OSHA), han establecido límites estrictos para ayudar a prevenir la exposición al CO₂ en el lugar de trabajo supere las 5.000 ppm.¹¹ También se suelen imponer métodos de muestreo específicos para un control preciso.¹²

La mayoría de las normativas tratan el CO₂ como un gas asfixiante y no permiten que la exposición al CO2 en 8 horas en el lugar de trabajo supere las 5.000 ppm. El incumplimiento de la normativa puede dar lugar a infracciones sancionables con multas e incluso penas de prisión si las personas resultan gravemente heridas o mueren a causa del CO₂ a causa de la exposición.

CO₂ y la contaminación atmosférica

No existe una correlación directa entre el CO₂ y otros contaminantes habituales del aire interior, como las partículas (PM) o los COV.

En algunos casos, el CO₂ interior puede mostrar un comportamiento opuesto al de otros contaminantes del aire interior. Por ejemplo, abrir una ventana en un día contaminado puede reducir las emisiones de CO₂ interior pero aumentar PM10, PM2,5y otros contaminantes del aire exterior que penetran en el espacio interior.

Sin embargo, las condiciones que conducen a altos niveles de CO₂ también pueden aumentar las concentraciones interiores de PM o COV. En un espacio mal ventilado o sin filtrar, tanto el CO₂ y otros contaminantes del aire interior pueden acumularse hasta niveles peligrosos y provocar una amplia variedad de efectos sobre la salud.¹³

En una oficina o aula compartida, por ejemplo, la exhalación puede provocar rápidamente emisiones de CO₂ y aerosoles respiratorios infectados. El uso de aparatos comunes como impresoras y fotocopiadoras también puede producir PM2,5 y partículas ultrafinas (UFP) que permanecen en el aire durante largos periodos de tiempo en ausencia de ventilación o filtración.

Infecciones transmitidas por el aire relacionadas con virusbacterias y moho también son más probables en espacios sin filtrar ni ventilar. Los aerosoles biocontaminantes producidos al toser, estornudar, respirar o hablar pueden tener un tamaño de 0,003 micras y permanecer en el aire durante horas, exponiendo a los habitantes del edificio a infecciones mucho después de que se produzcan los aerosoles.¹⁴

Cómo controlar el CO₂

CO₂ es un gas y no puede controlarse con los típicos sensores láser de dispersión de luz utilizados para medir PM.

En su lugar, el CO₂ se mide mejor con sensores que utilizan luz infrarroja (IR) para estimar el número de partículas de CO₂ en el aire ambiente.

Así es como funciona:

1. El aire ambiente pasa a través de un filtro de CO₂ compuesto por una fuente de luz infrarroja, una célula de gas reflectante y detectores de luz infrarroja.
2. La luz IR incide sobre el CO₂ que atraviesan el conjunto. Las moléculas de CO₂ absorben gran parte de esta luz.
3. La luz restante que no es absorbida por las moléculas de CO₂ pasa a los detectores.
4. Los detectores de luz IR calculan el cambio en las longitudes de onda IR desde la producida por la fuente de luz IR hasta la que queda después de que el CO₂ absorbe la luz IR.
5. El cambio en la longitud de onda indica la concentración de CO₂que se convierte en una lectura en ppm.

Un medidor de CO₂ autónomo puede indicar la presencia de niveles elevados de CO₂ y cumplir los requisitos básicos de CO₂ para lugares de trabajo y escuelas. Un estudio de 2021 publicado por la American Chemical Society sugiere que el CO₂ en interiores puede ser una herramienta que ayude a indicar el riesgo relativo de exposición a aerosoles infecciosos en un mismo espacio.¹⁵

Sin embargo, los niveles básicos de CO₂ no proporcionan datos críticos sobre otros contaminantes atmosféricos que amenazan la salud de los habitantes de los edificios.

En monitor de calidad del aire que mide tanto las PM como el CO₂ proporciona la imagen más útil de la calidad del aire interior, incluyendo cómo ventilación y filtración afectan a estos contaminantes. La medición de la temperatura y la humedad también puede ayudar a comprender mejor cómo afectan las condiciones atmosféricas a las concentraciones interiores de PM y CO₂.

Para llevar

Por debajo de 1.000 ppm, el CO₂ no constituye un problema importante para la calidad del aire.

Sin embargo, el CO₂ superior a 1.000 ppm puede reducir la concentración y el rendimiento cognitivo y causar daños a niveles cada vez más altos. Esto puede tener un alto coste para la productividad, el rendimiento académico y la salud en los lugares de trabajo y las aulas, donde los contaminantes atmosféricos como las PM2,5 y las infecciones transmitidas por el aire ya son preocupaciones críticas.

La ventilación con aire fresco del exterior es la principal solución para reducir las emisiones de CO₂. Cuando el aire exterior está contaminado o el clima es extremo, el uso de ventilación mecánica y filtración puede ayudar a reducir las emisiones de CO₂ y otros contaminantes del aire interior que afectan a la salud y el rendimiento de los ocupantes de los edificios.