Reducir los costos de operación de los cuartos limpios. Les presentamos algunos enfoques para mejorar el desempeño y la productividad de un cuarto limpio.
En la medida en que los cuartos limpios crecen en tamaño y sofisticación, la demanda de energía aumenta considerablemente. Además, el funcionamiento 24 horas, 7 días a la semana, los 365 días del año, implica una carga sustancial de partículas en los filtros, aumentando los costes de manutención y probablemente creando cierres por mantenimiento inesperados y costosos. Por tanto, en este post le enseñamos cómo reducir los costos de operación de los cuartos limpios logrando así mejorar su productividad.
Para evitar estos sobre costos, los administradores de las instalaciones harían bien en considerar la posibilidad de utilizar un cuarto limpio modular para la zona más rigurosa del cuarto limpio. En general, los cuartos limpios que funcionan para alcanzar los estándares de limpieza más rigurosos se ven beneficiados con el uso de: cuartos limpios modulares pequeños, controles inteligentes para la operación óptima del sistema de aire acondicionado en general, y filtros HEPA motorizados (Fan Filter Units “FFUs”) con filtros reemplazables. Aunque todas estas soluciones añaden un sobrecosto inicial, pueden significar una gran diferencia en la reducción de costes de electricidad y de largos intervalos de cierre o paros de producción por mantenimiento. Esto hace que haya un rápido retorno de la inversión inicial en instalaciones de cuartos limpios con mucha exigencia, normalmente en poco más de un año.
Aquí hay algunos enfoques más avanzados para mejorar el desempeño y la productividad de un cuarto limpio y de esta manera reducir los costos de operación de los cuartos limpios.
Aire acondicionado y recirculación, para lograr reducir los costos de operación de los cuartos limpios.
La existencia de un sistema de aire acondicionado (HVAC) que funcione en el edificio alrededor del cuarto limpio puede proporcionar un medio más económico para enfriarlo. Para instalaciones de cuartos limpios más grandes o con una mayor demanda, un sistema de aire acondicionado exclusivo puede reducir los costos de operación de los cuartos limpios, los gastos de operación disminuyendo el uso de electricidad y minimizando los cierres y paros por mantenimiento.
Los módulos de aire acondicionado proporcionan un enfriamiento económico en instalaciones con un sistema HVAC adecuado. En muchas de estas instalaciones el calor extraído del cuarto limpio se mantiene en el área donde se encuentra el cuarto limpio. Para una operación más eficiente, este calor puede ser liberado fuera del edificio. Con los cuartos limpios más grandes, los fabricantes pueden trabajar con un contratista local para instalar un sistema HVAC dividido, que lleva el compresor (generador de calor) fuera del edificio para reducir la cantidad de calor dentro de las instalaciones, logrando así reducir los costos de operación de los cuartos limpios.
En todos estos enfoques, una pared doble así como una cámara de techo aislante aumentan la eficiencia energética al permitir la recirculación del aire frío y filtrado. Las cámaras de techo también aumentan la vida de los filtros al reducir la carga de partículas, ya que el aire recirculado es más limpio que el aire fresco. Con todo ello, contribuiremos a reducir los costos de operación de los cuartos limpios. Los módulos del sistema HVAC proveen sólo el aire fresco de reemplazo mínimo necesario para mantener los requisitos de ventilación (normalmente alrededor de 20 CFM de aire fresco por ocupante del cuarto limpio); el resto del aire proveniente de los ventiladores se va hacía la cámara del techo por medio del retorno vertical del aire.
Un sistema de recirculación bien diseñado puede duplicar o triplicar el intervalo operativo entre los paros por mantenimiento, aumentando la productividad del cuarto limpio y así, conseguimos reducir los costos de operación de los cuartos limpios.
Filtros motorizados (Fan Filter Units “FFUs”) con filtro reemplazable, para reducir los costos de operación de los cuartos limpios.
Cuando finalmente los filtros se obstruyen, la velocidad del aire y los rangos de reemplazo de aire caen hasta el punto en que la instalación ya no puede mantener la clasificación de limpieza deseada. El reemplazo de los filtros de un FFU convencional suele conllevar una contaminación sustancial del cuarto limpio, ya que la barrera del techo debe ser traspasada para acceder a los filtros. Esto implica tener que volver a limpiar, equilibrar, evaluar y certificar el cuarto limpio después de cada cambio de filtro.
Las unidades de filtros motorizados con filtros reemplazables (RSR FFUs) permiten el cambio de filtros desde el interior del cuarto limpio, de una manera rápida y con el mínimo de contaminación. En lugar de tener que abrir el techo permitiendo que el polvo acumulado entre en el cuarto, se suelta el mecanismo del filtro desde dentro del cuarto limpio sin tener que mover el resto del ventilador motorizado. Un sello de gel en el filo del lugar del filtro provee un excelente sello gracias al propio peso del ventilador lateral, sin necesidad de una tapa separada, sin herramientas y sin tener que trepar por encima del cuarto limpio para desmantelar los filtros motorizados.
Controles de distribución de fuerza unificada y Unidades de filtro motorizados (FFU) de bajo consumo, para reducir los costos de operación de los cuartos limpios.
La mayoría de los cuartos limpios tienen Módulos de Distribución Fuerza (PDMs) que proporcionan un control agrupado y una protección de circuitos de los FFU y de las luces. Los PDMs simplifican la instalación y el mantenimiento de los cuartos limpios pero no permiten un fácil ajuste de la velocidad de los ventiladores desde un lugar conveniente. El sistema de ahorro de energía si lo permite. Este sistema economizador interactúa con los PDMs para permitir el control de variables desde una consola instalada en el panel de control principal del cuarto limpio, ofreciendo dos ventajas fundamentales:
Ajuste remoto del volumen de aire: Una vez seleccionada la zona de la unidad de filtro del ventilador (FFU) en la consola, se puede elevar o disminuir la velocidad del ventilador para conseguir la velocidad de aire, la presión interna, y los cambios de aire por hora adecuados. Como estas zonas suelen ser cuartos o zonas de procesos separadas, el control de esta variable le permite equilibrar el desempeño de su FFU de una zona limpia a otra, permitiendo asegurar que se mantienen los diferenciales de presión y los cambios de aire por hora que se necesitan cuando nos vamos moviendo de una clasificación de limpieza a otra.
Además, en la medida en que los filtros se van obstruyendo y la velocidad del aire disminuye, el sistema de ahorro de energía le permite realizar pequeños ajustes de velocidad para mantener las especificaciones asociadas con cada clasificación de nivel de limpieza.
Ahorro de costos: Los ahorradores de energía mantienen a tus FFUs funcionando a la velocidad óptima, moviendo sólo la cantidad necesaria de aire para mantener el sistema dentro del rango de limpieza especificado. Este desempeño eficiente alarga la vida de los filtros al eliminar unas cargas innecesarias que resultan por operar en velocidades innecesariamente altas.
Lo más importante es que los sistemas de ahorro de energía disminuyen la factura de la energía eléctrica. Un modo de uso reducido (o modo desocupado) programable disminuye el consumo de la operación del sistema durante las horas de menor utilización, lo que puede llegar a representar un 70% del tiempo en una semana cualquiera. Este modo de ahorro mantiene la integridad del cuarto limpio con un consumo energético y una generación de calor mucho menor que la que se necesita durante las horas hábiles cuando la carga de contaminación es mucho más alta. Esta operación reducida también disminuye la carga sobre los filtros y su mantenimiento, proporcionando un ahorro adicional. Estos ahorradores de energía suelen pagarse normalmente dentro de los primeros 24 meses de utilización del cuarto limpio.
Motores DC conmutados electrónicamente, con el objetivo de reducir los costos de operación de los cuartos limpios.
También conocidos como motores DC sin escobillas, estos motores de ventiladores motorizados (FFU’s) para los cuartos limpios carecen de escobillas, tienen un menor desgaste y generación de partículas y tienen una mayor eficiencia energética que los AC y que los motores DC convencionales. Un controlador electrónico reemplaza a la escobilla, o al ensamblaje del conmutador mecánico del motor DC con escobillas, que continuamente está cambiando la fase utilizando un controlador de estado sólido. Estas capacidades también hacen que las FFUs con motores conmutados electrónicamente sean la solución ideal para un control inteligente, ya que la velocidad y el esfuerzo de torsión pueden ser predichos y administrados de manera fiable. Estos enfoques en el diseño del flujo del aire, del control de las FFU y de las luces, así como la tecnología del motor de la FFU contribuyen conjuntamente para obtener un ahorro sustancial a largo plazo.
Si le ha resultado interesante el artículo “Cómo reducir los costos de operación de los cuartos limpios y mejorar su productividad”, también le puede interesar:
Requisitos básicos en el diseño de Sistemas HVAC para cuartos limpios
Metodologías a seguir en el diseño de flujos de aire en cuartos limpios.
Si estuviera interesado en saber más sobre cómo optimizar el flujo de aire de los cuartos limpios en México para su planta y como puede ayudarle a conseguir un ambiente de trabajo controlado libre de contaminantes provenientes del exterior. Le invitamos a suscribirse a nuestro Newsletter.
