Salas blancas: ambientes libres de partículas
Las salas blancas datan de hace 100 años. Tanto en el rubro hospitalario para controlar infecciones como para las fábricas de armamento
Se emplearon luego en la microelectrónica. Posteriormente en la fabricación de semiconductores y microchips. Dado el pequeño tamaño de los elementos que se manipulaban, se necesitaban ambientes libres de partículas.
Luego con los años, las salas blancas se extendieron al ámbito farmacéutico y alimentario. Además para zonas nanotecnológicas y químicas.
El nombre de salas blancas viene de la Federal Standard 209 D. Así expresa que se trata de un local donde la concentración de partículas en el aire es controlado por límites especificados.
Luego según la British Standard 5295 tenemos que es un recinto con control de partículas contaminantes. Asimismo construida y usada minimizando la introducción, generación y retención de partículas. También es donde la temperatura, la humedad y la presión es controlada según las necesidades.
Se puede considerar también como una zona en la que ciertos parámetros críticos se mantienen dentro de valores para funciones independientes de las condiciones exteriores. Además del proceso de producción que se realice en su interior.
En las salas blancas se intenta controlar el número y tamaño de las partículas en el aire. También la temperatura seca y húmeda y la distribución de la misma. Considerando además el flujo del aire, su velocidad, dirección y distribución. Además de su presión interior, geometría y acabados interiores.
Asimismo se controla la iluminación, protección contra incendios, protección electrostática. Finalmente se verifica la seguridad sobre la gestión y el control energético y comunicación.
¿Donde se emplean salas blancas?
Se encuentran salas blancas en:
- La industria electrónica de ordenadores y televisores.
- En la industria de los semiconductores, en la producción de circuitos integrados.
- También en la industria micromecánica, giróscopos,compact-disc.
- La industria óptica de equipos láser y lentes.
- En la industria química de producción de materias primas para industria farmacéutica.
- Además de la industria de equipos médicos, válvulas cardiacas, sistemas by-pass.
- La industria alimentaria de la comida y bebida procesada.
- Los hospitales y clínicas, en terapias, quirófanos.
En estos lugares se persigue una alta calidad en el aire. Tener en cuenta que entre una aplicación u otra hay que proteger al producto, al operador, al ambiente o combinaciones de ellos.
Por ejemplo en electrónica, micrométrica, semiconductores y óptica, se sigue la protección del producto contra partículas que interfieran.
Asimismo en industria farmacéutica y química se busca proteger al producto pero también al operario y al ambiente.
Luego en alimentaria hay que proteger al producto y al operador.
Finalmente en hospitales y clínicas se debe proteger tanto al paciente como al personal y al ambiente.
Clasificación de las salas blancas
Por número y tamaño de partículas
Las salas blancas limpias se clasifican según el número y tamaño de partículas permitidas por de aire. Así, existe una clasificación como Clase 100 o clase 1000, según FED-STD-209E. Lo que enumera el número de partículas de tamaño 0.5 micras más grande permitida por cada pie cúbico.
Según la ISO 14644-1, con el logaritmo decimal del número de partículas de 0.1 micras o más grande permitido por metro cúbico de aire, una sala blanca ISO clase 5, tenemos 100 000 partículas por m3.
Las salas blancas se dividen en flujo multidireccional y unidireccional.
Salas blancas de flujo multidireccional
Son las salas con flujo no direccionado, inyectado en un punto o puntos y que se aspira por otro punto o puntos situados en otra posición. Y en el trayecto desde la entrada hasta la extracción este aire puede realizar cualquier camino y dirección.
Este tipo de flujo no evita las contaminaciones cruzadas. Luego el grado de de pureza del aire se obtiene mediante la renovación constante del volumen de la sala.
Se introduce aire por una superficie vertical u horizontal con una velocidad constante
del orden de 0.45 m/s ± 20 % según la norma ISO 14644-1).
Ahora, recorriendo uniformemente toda la sala y produciendo un barrido efecto pistón continuo. Avidentemente, se extrae por un punto opuesto, que debe ser simétrico a la superficie de impulsión en la entrada.
Es barrido no uniforme debido a la presencia en la sala de equipamiento y personas que producen pequeñas alteraciones turbulentas, de aquí la importancia del diseño de los elementos y de su posición.
La trayectoria del aire en el interior de la sala blanca es predecible con una exactitud aceptable. Garantizando que no haya contaminaciones cruzadas de los componentes o productos de fabricación.
Flujo laminar unidireccional
Hay dos tipos de flujo laminar unidireccional, el vertical y el horizontal.
En el flujo vertical el sentido del flujo es de arriba hacia abajo. Con lo que el flujo de aire protege al operador y al producto evitando así las contaminaciones cruzadas.
En el flujo horizontal es el flujo que sale desde una pared a la otra. Con lo que no evitamos la contaminación del operario que se encuentra detrás del producto.
Esto del flujo de aire resulta más complejo. Se deben dominar los campos de la filtración de alta eficiencia. La refrigeración, climatización y la dinámica de fluidos.
Presión en el interior de la sala limpia
El proceso de fabricación y la clase de la sala exigen una presurización determinada con incrementos de entre 10 Pa a 15 Pa. Ello para salas de diferente clasificación según ISO 14644-1.
Se debe diseñar el escalonado de presiones de mayor clasificación a menor clasificación. Así, donde las salas con la clase más elevada serán las que tengan la mayor presión respecto al exterior. Además siempre garantizando un escalonado de presiones desde mayor clase hasta el exterior sin clasificar.
La presurización es muy importante debido a la peligrosidad del producto que se esté manipulando. Es una protección por dirección de las presiones que irá acompañada por captaciones puntuales necesarias en los puntos de mayor concentración.
Es necesaria la introducción de equipos de medida y de transmisión de datos. Además de capacidad de respuesta, control y regulación, muy sensibles para mantener la presión dentro de tolerancias requeridas. Y poder detectar cualquier desviación o anomalía.
Un sistema de presurización estándar no tiene un tiempo de respuesta tan rápido como para compensar variaciones en la presión diferencial. Por lo que es necesario diseñar esclusas que puedan presurizarse previamente y que atenúen los cambios bruscos que podrían producirse en caso contrario.
Resulta imprescindible la utilización de esclusas presurizables en los vestuarios y en las entradas. Con el fin de no conectar directamente dos salas con clasificaciones diferentes. Finalmente, no descompensar más de dos salas a la vez.
La temperatura
La temperatura puede ser diferente según el proceso, el producto o de las personas que van a utilizar la zona.
Es el proceso el que determina el rango de temperaturas de trabajo. Y por tanto, la temperatura más adecuada para el entorno.
Según el producto que se manipule, condiciona la temperatura de la sala o en el caso en que la vestimenta del personal sea muy pesada, puede generar calor a los operarios.
Mantener temperaturas bajas con tolerancias pequeñas exige un sobre dimensionamiento del equipo térmico. Y es necesaria una instalación reguladora muy sensible a pequeñas variaciones de carga térmica.
También es necesario que las condiciones climáticas exteriores no influyan en la carga térmica del local. Entonces se colocan salas blancas en el interior de otras salas donde la temperatura es constante y se emplean materiales con gran aislamiento térmico.
Humedad en las salas blancas
La humedad depende del proceso y del producto, no tanto del personal. Se debe evitar la condensación en el interior de la sala.
Según el proceso y el producto se pueden necesitar valores de humedad fuera del rango 45% a 65%. Por ejemplo en la fabricación y manipulación de productos higroscópicos, efervescentes, etcétera.
Se deben considerar valores bajos de humedad. Asimismo, inferiores al 40% que puedan causar problemas de electricidad estática. Además de problemas de salud para el personal.
Materiales
Las salas blancas deben estar construidas con materiales de una calidad superior a los empleados en cualquier otro tipo de edificación.
Además, materiales de uso común en otro tipo de construcciones como ladrillos, bloques de hormigón, placas de yeso, son inadmisibles.
Las salas blancas limpias, tanto si son de presión positiva como de presión negativa, deben asegurar la estanqueidad.
Esto es posible con materiales no porosos que permitan el sellado en las juntas y más aún la limpieza.
El diseño de las superficies deben retener la menor cantidad de suciedad posible, esto es fundamental.
Se deben usar materiales con superficies totalmente lisas y no porosas, sin rugosidades ni resaltes.
Las superficies de los materiales deben tener dureza y estabilidad y resistir golpes. Tampoco deben facilitar que se desprendan partículas que afecten a la limpieza de la sala.
Estas superficies deben resistir agentes químicos usados en operaciones de limpieza o en el propio proceso.
Si acaso hay que recurrir a paneles con acabados especiales. Esos materiales que permiten una correcta puesta a tierra facilitan la descarga electrostática de las superficies. Lo que incide en su mayor facilidad de limpieza.
Las características que deben cumplir los materiales son:
Materiales para las paredes
Formadas por paneles de material compuesto. Asimismo, dos caras exteriores que aseguren las condiciones citadas anteriormente y núcleo que dé rigidez al conjunto.
Las caras exteriores deben ser de chapas metálicas galvanizadas y lacadas o recubiertas de PVC. Puede utilizarse también acero inoxidable o resinas fenólicas y poliéster. Las que deben tener propiedades que lo doten de buen comportamiento en caso de incendio M1 y M. Además de buen aislamiento térmico. El coeficiente de transmisión térmica K debe mantenerse inferior a 0.5 kcal/m2 h°C.
Materiales para los falsos techos
Se emplea el mismo panel que en las paredes. Y cumplir las mismas características, si el techo fuera transitable deberá haber una mayor resistencia mecánica.
Materiales para los suelos
Se emplean solados vinílicos unidos por soldadura. Además de resinas epoxy o poliéster autonivelables. Este recubrimiento debe ser conductor de la electricidad en las zonas que así lo requieran.
En salas con flujos unidireccionales, con paso de aire a través del suelo, se debe ejecutar con piezas sujetas sobre soportes. Y dejando los espacios necesarios para el paso del aire, con resistencia al fuego mínima M1.
Luego los suelos deben ser lisos y continuos, sin juntas ni resaltes donde se pueda acumular suciedad. Tampoco existir focos de contaminación y ser fácilmente limpiables.
Materiales para las puertas y ventanas
Cumplen la función de paso entre dos áreas adyacentes. Deben ser de fácil limpieza, estar enrasadas a ambas caras del panel. También deben tener bisagras diseñadas para que no se acumule suciedad sobre ellas.
Si están acristaladas, deben tener visores enrasados en ambas caras de la hoja. Además los cierres deben ser electromecánicos y estar adaptados a condiciones de presurización, positiva o negativa, de la sala.
También deben estar hechas de materiales con una resistencia al fuego mínima M1. Las ventanas, se diseñan de modo enrasado a ambas caras del panel, y sin perfilería.
Iluminación de las salas blancas
La iluminación debe ser fluorescente, luz blanca neutra. Según las tareas a ejecutar. Y con un mínimo de 500 lux, deberán ser estancas con una clasificación IP65.
Que tipo sala blanca necesita conseguir. Tal vez pueda conseguir más detalles, consultando a los especialistas.
