Optimización del control de la calidad del aire con controles de ingeniería alternativos

Nov 13, 2023

Jesse Corio tiene más de 20 años de experiencia brindando soluciones a los mercados biofarmacéutico, farmacéutico, de dispositivos médicos y educativo, y su especialidad se centra en soluciones de filtración de aire para...

Los controles diseñados, como las campanas extractoras, son una parte integral de la planificación de la mayoría de las instalaciones de laboratorio. Las campanas extractoras tienen un impacto significativo en la infraestructura del edificio, consumen mucha energía y básicamente eliminan el aire acondicionado del edificio. Luego, el aire extraído debe regresar al edificio para que el HVAC equilibre adecuadamente la temperatura, la humedad y la presión. Las campanas extractoras con conductos impactan la necesidad del edificio de controladores de aire, calderas, enfriadores, torres de enfriamiento y extractores de aire más grandes debido a la cantidad de aire que debe procesarse.

Los estudios han calculado que los laboratorios consumen entre cinco y diez veces más energía por metro cuadrado que los edificios de oficinas convencionales. ¿Cómo podemos abordar estos problemas y al mismo tiempo lograr la neutralidad de carbono?

Una respuesta son los sistemas de control de ingeniería alternativos, incluidas las campanas extractoras con filtrado sin ductos.

Cuando un laboratorio se diseña con campanas extractoras sin ductos como sistema de control principal, el impacto incluye la reducción de carbono. Mientras aspiramos a la neutralidad de carbono para 2030, la campana extractora sin ductos juega un papel importante en el logro de este objetivo. Se pueden encontrar ahorros obvios al reducir la producción máxima de escape, pero esa reducción de la producción de aire de escape permite a los edificios lograr mucho más. Veamos el impacto de reemplazar las campanas extractoras con conductos por campanas extractoras sin ductos en un ejemplo del mundo real: Bristol Community College of Massachusetts.

Las campanas extractoras y los dispositivos de contención deben diseñarse teniendo como prioridad la seguridad.

El laboratorio de alto rendimiento de Bristol fue diseñado originalmente para incluir 22 campanas extractoras con conductos, que tenían una entrada y salida combinadas de 70.000 pies cúbicos por minuto (CFM). Se necesitaban tres unidades de tratamiento de aire (UTA), una con recuperación de calor de circuito circular y otra con recuperación de energía de rueda de entalpía. El rediseño propuesto reemplazó ese equipo con:

Junto con las reducciones de aire, el rediseño incluyó una combinación de bombas de calor de fuente terrestre y de aire, ruedas de recuperación de calor de entalpía, unidades fan coil, monitoreo centralizado de la calidad del aire interior y ventilación natural. Redujo la mecánica, electricidad y plomería (MEP) a solo el 14 por ciento de los pies cuadrados brutos. Además, los conjuntos fotovoltaicos (PV), la mitad de los cuales habrían alimentado las 22 campanas con conductos, ahora se utilizan para recuperar energía.

Las campanas extractoras y los dispositivos de contención deben diseñarse teniendo como prioridad la seguridad. Al considerar campanas extractoras sin ductos, se deben evaluar las necesidades de manejo de productos químicos para determinar si son adecuadas para la filtración. De ser así, se debe proponer un ciclo de vida del filtro basado en el análisis utilizando las normas AFNOR NF X 15 211, ANSI z9.5-2022, CSA Z316.5-2020 y NFPA edición 45-2023.

En condiciones normales de funcionamiento, una campana extractora sin ductos también debe poder garantizar la protección del usuario con la seguridad de que la liberación nunca excederá el uno por ciento del TLV más allá del escape del filtro. Después de esto, la campana debe funcionar también durante dos fases de funcionamiento adicionales: detección y seguridad, garantizando cada fase un nivel de protección según la norma AFNOR NF X 15 211.

Una idea errónea sobre las campanas extractoras sin ductos es que solo pueden usarse para pequeñas cantidades de productos químicos o solo para mitigar olores. En realidad, algunas campanas extractoras sin ductos están aprobadas para la mayoría de aplicaciones farmacéuticas, de química orgánica, agrícolas y de sabores y fragancias, entre otras.

La seguridad no termina con la campana extractora, sino que continúa durante todo el ciclo de vida del producto químico. Deben existir controles adecuados para proteger las zonas de respiración de las personas que trabajan en el laboratorio. Esto se logra mediante una combinación de almacenamiento con filtración, filtración del aire de toda la habitación, paquetes de filtración integrados para gabinetes de seguridad y campanas extractoras con filtración.

Se deben monitorear los diversos aspectos de seguridad: velocidad frontal, eficiencia de filtración y contaminación del aire ambiente. El monitoreo continuo proporciona métricas de seguridad críticas y ayuda a establecer protocolos de seguridad de laboratorio más efectivos.

La seguridad no termina con la campana extractora, sino que continúa durante todo el ciclo de vida del producto químico.

Si bien podemos ser reacios a cambiar, debemos considerar qué es lo mejor para el medio ambiente. La adopción de nuevas tecnologías puede tener un impacto significativo en el futuro. A medida que aumentamos nuestra comprensión del impacto de nuestras acciones, podemos realizar cambios para mejorar la seguridad y el rendimiento del producto.

Las campanas extractoras con filtrado sin conductos pueden mejorar la eficiencia del diseño del laboratorio y aumentar su flexibilidad a medida que su laboratorio cambia y crece. La filtración lo protege dondequiera que existan productos químicos y respalda los esfuerzos de sus instalaciones para reducir su huella de carbono.

Jesse Corio tiene más de 20 años de experiencia brindando soluciones a los mercados biofarmacéutico, farmacéutico, de dispositivos médicos y educativo, y su especialidad se centra en soluciones de filtración de aire para la protección del personal, las instalaciones y el medio ambiente. Jesse también tiene experiencia trabajando en estrecha colaboración con hospitales, ayudando a desarrollar planes para cumplir con los estándares USP <797> y <800> y al mismo tiempo brindando soluciones, como monitoreo ambiental, procesamiento estéril y pruebas de competencia.