Variable tamaño de las celdas del cuarto limpio para trabajos sin partículas

Abb. 1: Prinzip der Flow Box / Figura 1: Principio de funcionamiento de la Flow Box

Abb. 2: Caja de flujo laminar típica / Figura 2: Caja de flujo laminar típica

Abb. 3: Reinraumstation Clean Boy / Figura 3: Estación de sala limpia CleanBoy

Abb. 4: Einhausung / Figura 4: Carcasas

Desde aproximadamente 15 años, la empresa SPETEC  Gesellschaft für Labor- und  Reinraumtechnik mbH en Erding se dedica a la construcción y fabricación de salas limpias de diferentes tamaños, que pueden ser configuradas de manera variable y fabricadas según las aplicaciones o los deseos del cliente. Estos productos son conocidos bajo el nombre de “Laminar Flow Box” en diversos ámbitos. Se utilizan, por ejemplo, en la industria electrónica u óptica, así como en el embalaje y en laboratorios químico-analíticos, cuando se requiere o recomienda trabajar en una atmósfera sumamente pura. Otro campo de aplicación es el almacenamiento de dispositivos o sustancias que no deben contaminarse en absoluto.

La característica típica de construcción es la conexión de un espacio limitado con un módulo equipado con un ventilador de alta calidad y un sistema de filtros compuesto por un pre-filtro y un filtro de alto rendimiento (EU 14). La denominación del filtro EU 14 significa que este filtro es capaz de retener el 99,995 % de todas las partículas con un diámetro superior a > 0,5 µm. El tamaño de un módulo se ajusta al contenido de la Flow Box. En salas limpias mayores, denominadas celdas de sala limpia, también se pueden usar varios módulos uno junto a otro. Los módulos modernos se caracterizan hoy en día por un funcionamiento silencioso y disponen de una indicación para el cambio de filtros.

Para delimitar el espacio limpio, se ofrecen dos conceptos fundamentalmente diferentes: por un lado, un espacio casi cerrado, llamado Laminar Flow Box, y por otro, una cortina de lamas que permite acceder a los objetos situados detrás, manejar dispositivos o, si son de tamaño adecuado, entrar en la celda de sala limpia inundada con aire sumamente puro.

Una caja de sala limpia cerrada (Fig. 1) está construida de forma estable. En los marcos de aluminio o acero inoxidable se insertan cristales de acrílico o vidrio compuesto (Fig. 2). Para manipular medios agresivos, el marco está recubierto de plástico. La fabricación se realiza en la empresa SPETEC siguiendo las directrices de las GMP (Buenas Prácticas de Manufactura) y cuenta con la certificación correspondiente. Además de los tamaños estándar que se pueden consultar en el catálogo de la empresa, existen varias opciones, como una caja de almacenamiento o una estación móvil de sala limpia, llamada Clean Boy (Fig. 3). Las solicitudes de los clientes para diferentes tamaños pueden ser atendidas mediante la propia fabricación de metal. Las celdas de sala limpia accesibles (Fig. 4) están hechas de perfiles de aluminio o acero inoxidable. Si se desea una versión GMP, esta cumple con las directrices GMP en cuanto a la profundidad de la textura de los materiales. Los techos y paredes sin juntas permiten una limpieza muy sencilla y eficaz. Por ello, generalmente se evitan esquinas y bordes afilados.

Gracias a la técnica de perfiles, el tamaño de la celda de sala limpia puede elegirse libremente hasta un máximo de 150 m². Estas celdas de sala limpia son una alternativa económica a las salas limpias completas. Como en estas, también las grandes celdas de sala limpia pueden estar equipadas con pasajes, salas de material o vestuarios de entrada.

Las propiedades y las clases de calidad de las salas limpias están establecidas en las normas DIN EN ISO 14644, Parte 1 (Clases 1 – 9), DIN EN ISO 14698, Partes 1-3 y VDI 2083, Folios 1-18 (Clases 0 – 7); US Fed. Std. 209E (Clases 1 – 100.000) o en la guía GMP de la UE (Clases A – D). Estas últimas corresponden a las clases ISO 5 – 8 mencionadas aquí.

Mediante la filtración del aire con el filtro EU 14, dependiendo del grado de pureza del aire ambiente, se pueden alcanzar las clases ISO 5 – 8, es decir, entre mil y un millón de partículas por metro cúbico con un diámetro de 1 µm. El factor de aislamiento de la Laminar Flow Box es de 10³. Por ejemplo, si colocamos esta caja en una sala limpia completa de clase ISO 6, solo quedarán en ella un máximo de 10 partículas por metro cúbico, que prácticamente no serán medibles en la caja.

El aire ambiente y las personas tienen la mayor influencia en la limpieza de los objetos. Además, la contaminación de las salas limpias por transporte de partículas en el aire, la introducción de partículas en superficies técnicas y la generación de partículas por dispositivos, personal y procesos en marcha. Solo por la piel y la ropa, en una sala limpia de clase 8, cada persona emite en una capa más de 600 millones de partículas (> 0,5 µm Ø) por metro cúbico. Esto, junto con la medición de la liberación de partículas de igual diámetro durante movimientos del personal con ropa de protección (sentarse con movimiento ligero de brazos: 20.000; levantarse: 50.000 y caminar lentamente: 80.000, cada uno por persona), se basa en datos del Instituto Fraunhofer para la Técnica de Producción y Automatización (IPA) en Stuttgart. En el aire ambiente, además de microgotas, polvo y partículas de polvo, predominan bacterias (~ 0,5 – 50 µm Ø) y virus (~ 0,005 – 0,1 µm Ø).

Otra variante de la cartera de productos de Spetec es el Cleanboy. La cortina agrupa el flujo de aire limpio laminar y evita en gran medida la entrada lateral de partículas. Las mediciones han demostrado que incluso el flujo de aire limpio generado por el módulo sin protección reduce la cantidad de partículas, evita en gran medida su remolino por movimiento en el área de trabajo y puede desviar microgotas emitidas, partículas de piel y fibras de la ropa fuera del área de trabajo.

Tanto la Laminar Flow Box como la estación de sala limpia están disponibles montadas en carros con ruedas, de modo que objetos y dispositivos puedan ser transportados bajo condiciones de sala limpia entre diferentes espacios.

Dependiendo del caso de uso, la empresa SPETEC también puede fabricar y suministrar extractores portátiles de mesa o una caja de protección para el almacenamiento de objetos y dispositivos que no se usan diariamente. Como no se espera que todos los clientes estén familiarizados con la tecnología de salas limpias, la empresa SPETEC ofrece, de acuerdo con la directriz GMP, su apoyo en la planificación y puesta en marcha, así como en la garantía de calidad.

El uso de salas limpias variables como complemento o alternativa económica a las costosas salas limpias completas ha llevado a la construcción de celdas de sala limpia cada vez mayores, en las que se pueden proteger armarios de trabajo o sistemas de embalaje para alimentos, máquinas de fabricación en la industria del plástico, así como sistemas de llenado para productos farmacéuticos y otros aparatos de alta calidad.

Según el sistema de salas limpias SPETEC, también se pueden construir recintos similares (Fig. 4), en los que el armazón portante está hecho de perfiles de aluminio o acero inoxidable, y los lados pueden construirse opcionalmente con acrílico, vidrio compuesto o placas de acero inoxidable, así como los materiales para elementos de puertas, ventanas o techos, que pueden elegirse libremente. Los módulos aseguran, en el ejemplo ilustrado, el suministro de aire limpio laminar. Si dentro hay dispositivos instalados, se recomienda un flujo de aire limpio con baja turbulencia para garantizar un intercambio de aire completo. Estos recintos serían ideales para trabajar sin partículas. Estos pocos ejemplos muestran que la tecnología de salas limpias y las construcciones resultantes ya son una herramienta importante en diferentes ámbitos y, sin duda, seguirán ampliándose con nuevas aplicaciones.