Estudio de la influencia de los sistemas de recirculación de aire y concentración de CO2 en habitáculo vehicular

Abstract

Introducción: El presente artículo tiene como objetivo analizar el impacto de la acumulación de dióxido de carbono (CO2) en el interior de un vehículo con las ventanas cerradas y el sistema de recirculación de aire activado. Se analizan dos vehículos M1 (vehículos de motor con hasta 8 plazas de asientos) en un entorno urbano en la Armenia, Valle de los Chillos, Quito, Ecuador. La acumulación de CO2 en estos escenarios puede afectar significativamente la calidad del aire y el confort de los ocupantes. Metodología: Se empleó un enfoque cuantitativo experimental para evaluar los niveles de CO2 en el interior de un vehículo, considerando diversas condiciones operativas. Para ello, se utilizó un detector de CO2 y un anemómetro para registrar las concentraciones y la distribución del aire. Las pruebas y mediciones se realizaron en base a la influencia de la ventilación del vehículo (con ventanas abiertas, cerradas y con el sistema de aire acondicionado activado en distintos niveles). Resultados: Los datos mostraron variaciones en los niveles de CO2 en función de la ocupación del vehículo, pruebas con duración de 30 minutos y las condiciones externas. Se documentaron concentraciones máximas de CO2 de hasta 4487 ppm en condiciones de recirculación de aire y temperaturas superiores a 21.9 °C, mientras que, con ventilación activa, los niveles se redujeron a 329 ppm. Las pruebas verificaron que los ajustes en la velocidad del aire y la configuración del sistema de ventilación impactan de manera significativa en la distribución del CO2 dentro del habitáculo, constatándose reducciones de hasta 92.7% en situaciones con una mayor renovación de aire. Conclusión: Los resultados demuestran que, en situaciones de recirculación de aire, los niveles de CO2 pueden incrementarse hasta de 4158 ppm en un intervalo de 138.6 ppm/minuto, lo cual puede impactar la concentración y el confort de los ocupantes. Introduction: This article aims to analyze the impact of carbon dioxide (CO2) accumulation inside a vehicle with the windows closed and the air recirculation system activated. Two M1 vehicles are analyzed in an urban environment in Armenia, Valle de los Chillos, Quito, Ecuador. CO2 accumulation in these scenarios can significantly affect air quality and occupant comfort. Methodology: A quantitative experimental approach was used to evaluate CO2 levels inside a vehicle, considering various operating conditions. For this purpose, a CO2 detector and an anemometer were used to record concentrations and air distribution. Tests and measurements were performed based on the influence of vehicle ventilation (with windows open, closed, and with the air conditioning system activated at different levels). Results: The data showed variations in CO2 levels depending on vehicle occupancy, 30-minute test durations, and external conditions. Maximum CO2 concentrations of up to 4487 ppm were documented under air recirculation conditions and temperatures above 21.9°C, while with active ventilation, levels were reduced to 329 ppm. Tests verified that adjustments in air velocity and ventilation system settings significantly impact CO2 distribution within the passenger compartment, with reductions of up to 92.7% being observed in situations with increased air exchange. Conclusion: The results demonstrate that, under air recirculation conditions, CO2 levels can increase by up to 4158 ppm within a range of 138.6 ppm/minute, which can impact occupant concentration and comfort.