Utilización del control dinámico del aire en una sala blanca

En este post, nuestro partner ISOBOX nos explica cómo funciona el sistema de control dinámico del aire en una sala blanca y ofrece información actualizada sobre el cumplimiento de la normativa en este fascinante proyecto histórico.

Según el informe 2022 del Grupo Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático (IPCC), el aumento de la temperatura mundial superará los 1,5 °C en las próximas dos décadas. Esto traerá consigo un aumento de las condiciones meteorológicas extremas y las catástrofes naturales, desde inundaciones y fuertes vientos hasta olas de calor y sequías.

Para hacer frente a esta situación, muchas organizaciones usuarias de salas blancas han estado estudiando formas de descarbonizar toda su cadena de valor. Entre las oportunidades para lograrlo figuran la instalación de bombas de calor, la adquisición de energía limpia y la electrificación de las cadenas logísticas y de suministro.

Sin embargo, un ámbito que a menudo se pasa por alto es el de las salas blancas. Por supuesto, las salas blancas son vitales para la producción de tecnologías en general: la capacidad de controlar factores críticos es esencial para fabricar productos de alta calidad y conformes con la normativa. Pero una desafortunada realidad del mantenimiento de entornos controlados, como las salas blancas, es que son espacios que consumen una energía increíble, hasta el punto de que pueden llegar a consumir 100 veces más que los edificios de oficinas del mismo tamaño.

Lo que intentan conseguir en Isobox Systems, en cada proyecto de salas blancas es un estado estable. Cuando se empieza a hablar de aumentar el aire durante la producción en función de la cantidad de gente que entra en la sala, y se empieza a controlar eso, en lugar de tener picos de contaminación… de repente se empiezan a controlar algunos de esos picos y se consigue realmente un entorno más constante.

Este alto nivel de consumo de energía suele estar impulsado por el sistema de calefacción, ventilación y aire acondicionado (HVAC), que no es raro que represente entre el 60 y el 90% del consumo total de energía de las salas blancas, lo que convierte al HVAC en una gran oportunidad para reducir el consumo de energía en los espacios limpios.

Debido a la necesidad de mantener los factores críticos en las salas blancas, reducir el consumo de energía puede ser todo un reto. Un aspecto clave de la fabricación de productos es el cumplimiento de las Normas de Correcta Fabricación (NCF), por lo que muchas organizaciones establecen normas internas estrictas para las tasas de cambio de aire (TCA) en un esfuerzo por mantener la limpieza de la sala blanca. El caudal de aire, proporcionado por el sistema de calefacción, ventilación y aire acondicionado, ayuda a determinar la velocidad a la que se cambia el aire de la sala limpia, pero el caudal de aire y el ACR no siempre son indicadores fiables del rendimiento de la limpieza de la sala limpia.

Otros factores, como la eficacia de la eliminación de la contaminación, desempeñan un papel vital en la creación de un entorno conforme a las normas para la producción.

¿Cuál es el problema del enfoque actual del flujo de aire en salas blancas?

Cuando se diseñan espacios controlados, a menudo se supone que la sala limpia funcionará en el peor de los casos, es decir, cuando los niveles de contaminación son máximos y, por lo tanto, las tasas de cambio de aire también son elevadas para compensar esta situación. Pero, como muchos usuarios de salas blancas saben, las peores condiciones de funcionamiento no forman parte de la vida cotidiana de la mayoría de las instalaciones.

Sin embargo, en las industrias usuarias de salas blancas siguen prevaleciendo unos índices de renovación del aire superiores a los necesarios, lo que supone un importante derroche de energía y una barrera considerable para alcanzar los objetivos de reducción de consumo energético de las instalaciones.

En teoría, estos retos pueden superarse adoptando un enfoque más dinámico de las tasas de cambio de aire de las salas blancas. En la actualidad, las tasas de cambio de aire de las salas blancas son fijas y apenas tienen en cuenta las actividades diarias de la sala. La mayor parte del tiempo ocurre muy poco en estas salas, que consumen mucha energía y en las que hay muy poca actividad, lo cual no sólo es decepcionante desde el punto de vista de la conservación de la energía, sino que también provoca fluctuaciones en los niveles de contaminación, muy influidos por las personas y los procesos que tienen lugar en ese momento.

Un método que ahorre más energía consistiría en un flujo de aire dinámico, cuyo objetivo sería mantener un nivel de contaminación fijo dentro de los límites de clasificación.

¿Cómo afecta un sistema dinámico al cumplimiento de la normativa?

La eficiencia energética no es la única. Lo que intentamos conseguir en las salas blancas es un estado estable. Cuando se empieza a hablar de aumentar el aire durante la producción a medida que entran en la sala diferentes cantidades de personas, y se empieza a controlar eso, en lugar de tener picos de contaminación… de repente se empiezan a controlar algunos de esos picos y se consigue realmente un entorno más constante.

En las salas blancas es fundamental que el entorno sea uniforme, por lo que el sistema dinámico de las instalaciones debe supervisar continuamente la contaminación y responder a ella en todo momento, lo que garantiza mejor un espacio que cumpla las normas frente a las tasas fijas tradicionales de cambio de aire.

En relación con la cualificación de las instalaciones, la instalación de un sistema inteligente de control de salas limpias tiene escasa repercusión en el planteamiento general de la cualificación. El ICCS es un sistema de control puesto en marcha pero no validado que funciona junto con un sistema de control medioambiental (EMS) validado.

Fundamentalmente, el enfoque de cualificación se centra en cualificar el entorno y la salida del sistema, más que el propio sistema.

Los datos indican que el enfoque dinámico consigue crear una sala limpia más eficiente desde el punto de vista energético: la aplicación del mismo consigue reducir en un 50% el consumo de energía de los ventiladores en comparación con un sistema estático de 15 cambios de aire por hora. Esta cifra no hace sino aumentar a medida que se avanza en los esfuerzos de optimización.