El diseño de un cuarto limpio requiere consideración cuidadosa del uso para que se pretenda, concentración permisible de partículas, ubicación, procesos de manufactura y por supuesto costos.
El reto de HVAC es mantener costos bajos, cumpliendo especificaciones
Existen tres fuentes de contaminación principales de partículas: aire de suministro, aire de infiltración y generación interna. De esta última son los operarios y por tanto el vestuario apropiado y los procedimientos de operación son críticos.
Los cuartos limpios son construidos especialmente y con un ambiente cerrado controlado donde las partículas en el aire (contaminantes) son mantenidas en un límite especifico. En la industria los cuartos limpios son usados en la manufactura de hardware electrónico como circuitos integrados (ICs) y discos duros. En la medicina y biotecnología los cuartos limpios son utilizados cuando es necesario garantizar un ambiente libre de bacterias, virus u otros patógenos.
Hay 4 reglas fundamentales que deben ser aplicadas en los cuartos limpios:
1. Los contaminantes exteriores no deben ser introducidos al espacio controlado.
2. Los aparatos y equipos en el ambiente controlado no deben de generar contaminantes (resultado de la fricción, reacciones químicas o procesos biológicos).
3. No se permite que los contaminantes se acumulen en el espacio controlado.
4. Deben eliminarse la mayor cantidad de contaminantes presentes en la menor cantidad de tiempo posible.
Los requerimientos de un Cuarto Limpio se encuentran definidos por el Estándar 209 de la Industria Federal y la ISO 14644-1. El sistema de HVAC para los Cuartos Limpios es un escudo especializado requerido para mantener los estándares de límites de limpieza, presurización de cuartos, temperatura, humedad y filtración.
CLASIFICACIÓN ISO DE CUARTOS LIMPIOS
Fuentes de contaminación
El nivel de contaminación de un cuarto limpio dependerá de cuantas partículas generan las actividades que se realizan, además de que el personal también contribuye en estos niveles. Se ha comprobado que la mayoría de los contaminantes son producidos por estas 5 fuentes:
- Instalaciones.
- Muros, pisos y techos.
- Pintura y recubrimientos.
- Materiales de construcción.
- Partículas del aire acondicionado.
- Vapor y aire del cuarto.
- Goteras y fugas.
- Personas.
- Residuos y aceites de la piel.
- Maquillaje y perfume.
- Saliva
- Pelusa de la ropa
- Cabello
- Herramienta
- Fricción de partículas
- Emisiones y lubricantes
- Vibraciones
- Escobas, mopas y recogedores
- Fluidos
- Partículas flotando en el aire
- Bacteria y humedad
- Acabados y recoberturas de los pisos
- Productos químicos de limpieza
- Agua desionizada
- Generado por el cuarto
- Restos de silicon
- Partículas del cuarto limpio
- Partículas de aluminio.
¿En qué se diferencia el sistema de HVAC de los Cuartos Limpios de un sistema convencional?
Los cuartos limpios necesitan más control de temperatura y humedad que un sistema convencional. Los cuartos limpios se dividen en clasificaciones dependiendo de cuantas partículas de aire en el ambiente son requeridas para garantizar un ambiente limpio. Estas son unas de las principales diferencias:
Incremento del suministro del aire. Un sistema tradicional requiere alrededor de 2 a 10 cambios de aire por hora, mientras que los cuartos limpios requieren de mínimo 20 a 60 cambios de aire por hora y se puede incrementar hasta 600 para una limpieza absoluta. La inyección del are permite mantener el nivel de contaminantes a un nivel aceptable para cada clasificación.
El uso de filtros de alta eficiencia. El uso de filtros de alta eficiencia de partículas de aire (HEPA por su siglas en inglés) permite una eficiencia de 99.97%. Los filtros HEPA se instalan normalmente al final del sistema y en la mayoría de los casos permiten un 100% de cobertura de los techos.
Presurización de los cuartos. Los cuartos limpios están presurizados positivamente al respecto de las áreas contiguas. Esto se logra al inyectar más aire y extraer menos del que es inyectado.
A demás de estos aún hay muchos aspectos para el diseño del sistema de HVAC de un cuarto limpio en cuestión de la tecnología del equipo, tipo de filtración, eficiencia, distribución del aire, cantidad de presurización, ruidos, conservación de energía, entre otros.
Elementos clave para el diseño de un cuarto limpio
Hay 4 elementos básicos para definir un ambiente controlado:
Un cuarto limpio arquitecturalmente hablando. Los materiales de construcción y acabados son de vital importancia para estabilizar los niveles de limpieza y minimizar la generación interna de contaminantes.
El sistema de HVAC. La integridad en el ambiente de un cuarto limpio es creada por diferencia de presiones entre el área indicada y la de los alrededores a través de la calefacción, ventilación y sistema de aire acondicionado. Los requerimientos del sistema de HVAC incluyen:
▪ Suministrar la suficiente cantidad limpia de volumen de aire para ayudar a los rangos de limpieza del espacio.
▪ Introducir el aire de manera que las partículas este en movimiento y no se estanquen en otras áreas.
▪ Filtrar y recircular el aire a través de Filtros de alta eficiencia de partículas de aire (HEPA)
▪ Condicionar el aire para que se junte con la temperatura y humedad requerida en el área.
▪ Asegurar que haya la mayor cantidad de aire limpio para mantener la presurización positiva especificada.
Interacción tecnológica. La interacción tecnología incluye dos elementos: el movimiento de materiales y personas en el área y el mantenimiento y limpieza.
Monitoreo de los sistemas. Esto involucra el indicar si las funciones del cuarto limpio están funcionando correctamente.
¿Cómo saber cuál Sistema de HVAC es el indicado para mi cuarto limpio?
Para garantizar un cuarto limpio que cumpla con los requisitos necesarios es importante acudir con una persona profesional que se dedique al diseño de sistemas de HVAC en cuartos limpios, de esta manera aseguraras que sistema es el óptimo para cumplir con los requisitos de cada área.
