Fuentes de partículas contaminantes que se controlan en los cuartos limpios

Los cuartos limpios, también conocidos como salas limpias o por el término inglés cleanrooms, son áreas de trabajo destinadas a realizar actividades que requieren de un riguroso control de ambiente. Los entornos en los que se hace uso de estos espacios son diversos, y en ellos se controlan factores como temperatura, humedad, presión, partículas suspendidas en el aire y descarga electrostática. Con la finalidad de que nuestros lectores conozcan los requerimientos que debe cumplir un cuarto limpio, en esta ocasión hablaremos de su clasificación en relación con el control de partículas suspendidas, sus usos y los diferentes tipos existentes según su modo de construcción.

Como ya mencionamos, los cuartos limpios son espacios en los que se tiene un estricto control sobre las condiciones ambientales para satisfacer las exigencias del tipo de actividades que en ellos se desarrollan. Este control tiene como finalidad reducir el nivel de contaminación del área y responde a los agentes contaminantes presentes en el espacio. Se identifica que existen cinco fuentes básicas en las que se generan los contaminantes que, a través de diferentes medios, se eliminan dentro del área delimitada, llamada cuarto limpio. Estas fuentes son las instalaciones las personas, los instrumentos, los fluidos y los productos que se estén manufacturando o procesando.

Los contaminantes provenientes de las instalaciones son los que se pueden desprender de paredes, techos y suelos, como materiales de construcción, pinturas y esmaltes, así como desechos del aire acondicionado, vapores, goteras y derrames de líquidos.

Las fuentes contaminantes relacionadas con personas incluyen las escamas y aceites de la piel, la saliva, el pelo, perfumes, productos cosméticos y restos de ropa; en los generados por instrumentos las partículas de fricción o desgaste, las vibraciones, las emisiones y lubricantes y las partículas desprendidas de paños, fregonas y escobetillas, por ejemplo. Otro tipo de contaminantes básicos son los fluidos, categoría que incluye humedad, partículas que se encuentran flotando en el aire, bacterias, químicos de limpieza, gases que desprenden los plastificantes, los acabados del suelo y el agua desionizada. Finalmente en contaminantes generados por el producto se encuentran todos los desechos del cuarto limpio, según la industria en la que se utilice.

Existe otra clasificación para agrupar las partículas contaminantes según su fuente u origen, esta es en externas e internas. Se consideran externas las que entran al cuarto limpio a través de ventanas, puertas y perforaciones de muros, plafones y por los ductos de ventilación del aire acondicionado. Para controlar estas fuentes de contaminación se emplean generalmente filtros en el aire acondicionado, se presuriza el cuarto y se sellan todas las aperturas que presente.

En fuentes de partículas contaminantes internas se encuentran las generadas por los usuarios, por los equipos en proceso, por el desprendimiento de las superficies y las generadas por el mismo proceso de manufactura. Entre estos factores se considera que las personas son las mayores generadoras de partículas contaminantes, por lo que resulta imprescindible que utilicen vestimenta especial y se adopten procedimientos rigurosos para colocarse la vestimenta, así como emplear técnicas para controlar el flujo de aire.

Los cuartos limpios, a partir de la cantidad de partículas suspendidas que presentan se clasifican en diferentes niveles de limpieza. Para esto se define el número máximo de partículas suspendidas que puede contener el aire menores a un micrón en una unidad de volumen de aire, o bien en partículas por metro cúbico. Entre menor sea la clasificación de nivel de limpieza, menor de la cantidad de partículas que contenga el ambiente, es decir, entre más bajo, más limpio se considerará el cuarto.

En la actualidad la clasificación de zonas limpias está definida por un protocolo de la Organización Internacional de Estandarización ISO 14644, aunque por muchos años estuvo determinada por la norma federal de estandarización de Estados Unidos FS 209E, por lo que si desean profundizar en el tema pueden consultarlas en línea.

En cuanto a las aplicaciones que tienen las salas limpias encontramos la industria médica y farmacéutica, en especial para la manufactura y empaque de insumos médicos y medicamentos, en laboratorios y quirófanos de hospitales y en áreas de investigación médica para el desarrollo de nuevos productos. También se utilizan en la industria electrónica, para la manufactura de semiconductores, discos y pantallas; y en procesamiento y empaque de alimentos, en la fabricación de cristal, en módulos de pintura automotriz, en la industria óptica y láser y en los laboratorios de investigación para desarrollar materiales avanzados.

La construcción de cuartos limpios puede hacerse de manera tradicional o modular. La construcción tradicional consiste en construir áreas aisladas empleando materiales con características específicas según el nivel de limpieza del cuarto, los que en general deben ser lisos, monolíticos, presentar el mínimo de juntas y ser fáciles de limpiar. Por ello en muros se emplea generalmente tablaroca forrada con FRP con recubrimientos de vinil o plástico o pintura epóxica; en pisos con recubrimiento de poliuretano o epóxico, pisos falsos o elevados, pisos perforados o pisos vinílicos en rollo; para falsos plafones hojas de vinil selladas al herraje cubierta con filtros de aire.

Las puertas, ventajas y cualquier otro tipo de abertura de un cuarto limpio debe empotrarse a los muros de manera inclinada para evitar la acumulación de polvo, las perforaciones deben estar bien selladas y para iluminación se deben emplear lámparas empotradas con filtros especiales. Por otra parte, los cuartos modulares se instalan siempre dentro de estructuras más grandes y pueden ser de paredes blandas o duras. Los cuartos de paredes blandas se caracterizan por ser versátiles y económicos, una excelente solución para las necesidades de la industria de semiconductores y de artículos médicos. Este tipo de cuartos modulares son expandibles, portátiles y fáciles de armar y desarmar. Mientras tanto, los cuartos modulares de paredes duras aportan rigidez y durabilidad. Para su construcción se ensamblan todos sus componentes y por su diseño pueden instalarse en un solo día. Las características de estos cuartos pueden ajustarse al programa de producción de cualquier entorno, lo que los hace muy versátiles.

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