El interés por los sensores de calidad del aire y detección de compuestos orgánicos volátiles (VOCs) ha crecido notablemente en los últimos años, gracias a la preocupación por la salud y el bienestar en entornos interiores. Particularmente, los modelos SGP30 y CCS811 se han posicionado como referentes en proyectos de domótica, estaciones meteorológicas caseras, control ambiental y electrónica educativa.
Sin embargo, existe una considerable falta de información accesible, clara y realmente útil que explique, compare y ayude a elegir entre ambos sensores con criterio.
En este artículo te traemos la información más completa, fiable y actualizada sobre los sensores de VOCs SGP30 y CCS811. Descubrirás cómo funcionan, cuáles son sus características diferenciales, qué aplicaciones prácticas tienen, consejos de uso, aspectos técnicos y detalles que normalmente no se encuentran en las descripciones básicas de las tiendas. Si buscas una guía detallada para sacar el máximo partido a la medición de la calidad del aire, este es tu sitio…
¿Por qué medir VOCs y eCO2 en interiores?
La presencia de VOCs (compuestos orgánicos volátiles) en ambientes cerrados suele estar asociada a moquetas, muebles, productos de limpieza, cocinas, humo y otros elementos domésticos. Estas sustancias, aunque aparentemente inocuas, pueden afectar a largo plazo a la salud de las personas, provocando molestias respiratorias, alergias o dolores de cabeza.
Medir los niveles de eCO2 (dióxido de carbono equivalente) y TVOC resulta esencial para tomar decisiones sobre ventilación, renovación de aire y mejora del confort ambiental.
Presentación de los sensores SGP30 y CCS811
El SGP30 y el CCS811 son sensores digitales capaces de medir la concentración de VOCs y proporcionar una estimación de eCO2, facilitando así el control de la calidad del aire interior en proyectos de electrónica e IoT. Ambos modelos son fabricados por empresas reconocidas (Sensirion en el caso del SGP30 y AMS para el CCS811) y gozan de compatibilidad con prácticamente cualquier microcontrolador moderno gracias a sus interfaces digitales.
- SGP30: Sensor multipíxel totalmente integrado, con tecnología MOX (óxido metálico) y microcontrolador propio. Muy utilizado por su precisión y facilidad de integración.
- CCS811: Sensor digital con tecnología MOX y estimación de eCO2, ampliamente adoptado en sistemas de bajo consumo y con excelente relación calidad/precio.
Funcionamiento y tecnología subyacente
Ambos sensores emplean la tecnología MOX, que consiste en un pequeño chip recubierto con un material de óxido metálico (habitualmente dióxido de estaño). Cuando los VOCs del aire entran en contacto con la superficie activa, alteran su resistencia eléctrica, permitiendo inferir la concentración de compuestos presentes.
El SGP30 destaca por integrar múltiples elementos sensores en un solo encapsulado. Esto le otorga mayor capacidad para identificar tendencias y comparar la calidad del aire de manera más estable. Por su parte, el CCS811 utiliza un principio de medición similar y es capaz de devolver lecturas de TVOC y eCO2 de forma precisa, aunque con ciertas limitaciones frente al SGP30.
Características técnicas clave del SGP30
- Totalmente digital, conexión I2C, compatible con 3.3V y 5V.
- Precisión típica de medición del 15% en los valores mostrados.
- Capaz de detectar concentraiones de eCO2 desde 0 hasta 60.000 ppm.
- Medición de TVOC desde 0 hasta 60.000 ppb (partes por billón).
- No requiere «stretching» del reloj I2C, facilitando la comunicación con microcontroladores básicos.
- Incluye un microcontrolador interno que gestiona la alimentación, el cálculo y la compensación de mediciones.
- Permite la calibración basada en fuentes conocidas, lo que permite obtener valores más fiables al largo plazo.
- Ofrece compensación de humedad para afinar las lecturas, requiriendo un sensor externo de humedad relativa.
Un detalle importante es que la medición de eCO2, tanto en este sensor como en el CCS811, es una estimación basada principalmente en la concentración de hidrógeno (H2) detectada. Es decir, no se trata de una medición directa de CO2, sino de un valor calculado que sirve para monitorizar tendencias ambientales y comparativas, pero no es apto para usos de laboratorio o investigaciones precisas.
Ventajas y aplicaciones del SGP30
- Fiabilidad y estabilidad de medición gracias a su arquitectura de múltiples sensores.
- Ideal para monitorizar la calidad del aire en el hogar, oficinas, cubículos escolares, laboratorios, etc.
- Muy utilizado en sistemas domóticos y estaciones meteorológicas DIY.
- Facilidad de integración con plataformas como Arduino, ESP32, Raspberry Pi y similares.
- Bibliotecas de software disponibles para la mayoría de lenguajes.
- Incluye esquema, ejemplos de conexión y soporte en plataformas técnicas.
Diferencias clave entre SGP30 y CCS811
Aunque ambos sensores comparten el mismo principio básico, hay algunas diferencias importantes a tener en cuenta al elegir cuál implementar en tu proyecto:
- El SGP30 no necesita señales de «clock stretching», característica que simplifica mucho las conexiones con microcontroladores que no soportan este tipo de comunicación.
- El CCS811 puede requerir ciertas consideraciones adicionales de hardware para garantizar una comunicación estable en I2C si utilizas placas básicas o sistemas minimalistas.
- En cuanto a precisión, ambos sensores ofrecen valores orientativos pero fiables para monitorización ambiental, con el SGP30 aventajando ligeramente en estabilidad y facilidad de calibración gracias a su microcontrolador interno.
- En ambos casos, la referencia de eCO2 es calculada y no corresponde a una medición real de CO2 basada en sensores ópticos o químicos específicos para este gas.
Rangos de medición y calibración
Los dos sensores proporcionan valores detallados de TVOC (en partes por billón) y eCO2 (en partes por millón). El rango típico de ambos oscila entre 0 a 60.000, aunque en ambientes habituales de hogares y oficinas se suelen registrar valores de TVOC muy por debajo de 1.000 ppb y de eCO2 entre 400 y 2.000 ppm.
Para lograr la máxima precisión, especialmente si el uso es orientado a estudios ambientales, es fundamental calibrar el sensor utilizando fuentes conocidas. Esta calibración permite compensar pequeñas desviaciones asociadas al proceso de fabricación y envejecimiento del sensor.
Integración en proyectos y compatibilidad
Tanto SGP30 como CCS811 han sido incorporados a placas de desarrollo de marcas populares, como Adafruit, SparkFun y otras, facilitando aún más su integración en proyectos DIY. Normalmente, vienen montados sobre pequeñas PCB que incluyen regulador de voltaje y conversor de niveles lógicos, lo que posibilita su conexión directa a microcontroladores de 3.3V o 5V.
El protocolo I2C es el elegido en ambos sensores, lo que asegura compatibilidad con casi cualquier plataforma actual. Además, las grandes comunidades que los rodean garantizan bibliotecas y ejemplos de código listos para su uso, así como esquemas electrónicos y recursos didácticos en plataformas como GitHub o Fritzing.
Ventajas de la compensación de humedad
Un aspecto frecuentemente ignorado, pero muy relevante, es la influencia de la humedad ambiental en las mediciones de los compuestos orgánicos volátiles. Para lograr la mayor precisión posible, el SGP30 permite establecer la compensación de humedad enviando los valores de %HR (humedad relativa) a través del bus I2C.
De este modo, si cuentas con un sensor de humedad adicional, puedes ajustar las mediciones y minimizar los errores producidos por variaciones en la atmósfera.
Limitaciones y buenas prácticas de uso
Es importante recordar que los sensores MOX, aunque son excelentes para tendencias y comparativas, presentan cierta variabilidad en las mediciones. Por ello, para usos críticos, es necesario realizar calibraciones periódicas y, si se pretende monitorizar la calidad de aire a nivel científico o regulatorio, recurrir a sensores ópticos dedicados específicamente a la medición de CO2.
Para la gran mayoría de aplicaciones domésticas, educativas y de control ambiental, sin embargo, tanto el SGP30 como el CCS811 ofrecen una solución práctica, económica y de fácil acceso. Su consumo energético es mínimo y pueden funcionar 24/7 con mínimas necesidades de mantenimiento.
Documentación y recursos disponibles
Uno de los grandes puntos fuertes de estos sensores es la extensa documentación disponible. Desde guías de conexión, manuales paso a paso, ejemplos en diversos lenguajes de programación, hasta recursos como Fritzing o EagleCAD para realizar tu propio PCB. Marcas como Adafruit y SparkFun han trabajado mucho el ecosistema para facilitar su uso, contando con tutoriales, foros de ayuda y vídeos demostrativos.
Las bibliotecas disponibles para Arduino, ESP8266, ESP32, MicroPython, etc., permiten sacarle partido al sensor prácticamente desde el primer minuto, con ejemplos de medición en tiempo real, registro de datos y visualización gráfica. Todo esto hace que, tanto principiantes como expertos, puedan avanzar rápidamente en sus proyectos sin invertir excesivo tiempo en configuraciones técnicas.
¿Para quién están recomendados estos sensores?
Estos sensores son perfectos para aficionados a la electrónica, makers, estudiantes, docentes e incluso profesionales de la ingeniería ambiental que buscan una solución sencilla para monitorizar tendencias y variaciones en la calidad del aire interior. Además, resultan ideales si quieres integrar un sistema de alertas (por ejemplo, controlar una ventilación automática), registrar datos ambientales, realizar estudios en aulas o controlar la atmósfera de una oficina.
Gracias a su pequeño tamaño y facilidad de uso, pueden instalarse discretamente en cualquier lugar, desde una caja de electrónica hasta una carcasa impresa en 3D. Y dado su bajo coste, es viable instalar varios sensores en diferentes puntos de una vivienda, oficina o local para obtener un mapa ambiental completo.
Elección del sensor ideal para tu proyecto
Aunque ambos sensores cumplen con creces en la mayoría de proyectos, elegir el más adecuado depende de varios factores:
- Facilidad y robustez de integración: El SGP30 suele ser el preferido en proyectos donde se requiere máxima fiabilidad y no se desea complicaciones con el I2C.
- Disponibilidad y coste: El CCS811 es muy popular por su buena relación prestaciones/precio y la gran cantidad de placas compatibles disponibles en el mercado.
- Necesidades de precisión y calibración: Si buscas máxima exactitud y capacidad de compensar efectos ambientales, el SGP30 destaca por encima del CCS811.
Ambos sensores pueden convivir perfectamente en un mismo sistema, aprovechando las fortalezas de cada uno para realizar estudios comparativos o validaciones cruzadas.
En definitiva, tanto el SGP30 como el CCS811 han democratizado el acceso a la monitorización de calidad del aire, facilitando proyectos que no solo mejoran el confort, sino que pueden repercutir positivamente en la salud a largo plazo. Entender bien sus características, limitaciones y posibilidades es clave para sacar el máximo provecho, y ahora cuentas con toda la información necesaria para elegir e integrar el modelo que mejor se adapte a ti.
