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

May 28, 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 de ingeniería, 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 de gases con ductos afectan 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 de cinco a 10 veces más energía por pie cuadrado que los edificios de oficinas convencionales. ¿Cómo podemos abordar estos problemas mientras logramos la neutralidad de carbono?

Los sistemas de control de ingeniería alternativos, incluidas las campanas extractoras de humos con filtrado sin ductos, son una respuesta.

Cuando un laboratorio se diseña con campanas extractoras de humos sin ductos como sistema de control de ingeniería principal, el impacto incluye la reducción de carbono. Como nuestro objetivo es 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 salida de escape máxima, pero esa salida de aire de escape reducida permite que los edificios logren mucho más. Veamos el impacto de reemplazar las campanas extractoras con conductos por campanas extractoras sin conductos en un ejemplo del mundo real: Bristol Community College of Massachusetts.

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

El laboratorio de alto rendimiento de Bristol se diseñó originalmente para incluir 22 campanas extractoras de gases con conductos, que tenían una entrada y salida combinadas de 70 000 pies cúbicos por minuto (CFM). Requería tres unidades de tratamiento de aire (AHU), una con recuperación de calor de bucle de recorrido 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 geotérmicas y de fuente de aire, ruedas de recuperación de calor por entalpía, unidades fancoil, monitoreo centralizado de la calidad del aire interior y ventilación natural. Redujo los aspectos mecánicos, eléctricos y de 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 de humos y los dispositivos de contención deben diseñarse con la seguridad como prioridad. Al considerar las campanas extractoras de humos sin ductos, se deben evaluar las necesidades de manejo de productos químicos para determinar si son adecuadas para la filtración. Si es así, se debe proponer un ciclo de vida del filtro basado en el análisis utilizando los estándares de edición AFNOR NF X 15 211, ANSI z9.5-2022, CSA Z316.5-2020 y NFPA 45-2023.

En condiciones normales de funcionamiento, una campana extractora de humos 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 también debe funcionar durante dos fases adicionales de funcionamiento: detección y seguridad, garantizando cada fase un nivel de protección según la norma AFNOR NF X 15 211.

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

La seguridad no se detiene 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. Estos se logran a través de una combinación de almacenamiento de filtrado, filtración de aire de toda la habitación, paquetes de filtración integrados para gabinetes de seguridad y campanas de extracción de humos de filtración.

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

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

Si bien podemos ser reacios al cambio, debemos considerar qué es lo mejor para el medio ambiente. Adoptar 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 de gases con filtrado sin ductos 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 su instalación 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, con su especialidad enfocada 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> al mismo tiempo que brinda soluciones, como monitoreo ambiental, procesamiento estéril y pruebas de competencia.