Medición de presión diferencial en salas blancas


Las salas para procesos críticos, es decir, salas blancas y mini entornos, exigen tecnología y métodos de monitoreo ambiental precisos para operar de manera consistente dentro de las especificaciones. No se trata sólo de cumplir con los estándares, sino más importante aún de la calidad de sus productos, por ejemplo, medicamentos farmacéuticos, chips de semiconductores o procesos de fabricación.

Los instrumentos de presión diferencial robustos y de alta precisión de Novasina abordan los desafíos de medición de presión y ayudan con el buen funcionamiento de las instalaciones de las salas blancas.

Existen múltiples estándares que se pueden mencionar en relación con esta temática, a saber, mientras que la VDI 2083-19 aborda la estanqueidad de los contenedores, otras normas establecen requisitos claros de diferencia de presión diferencial, como la clasificación de salas blancas DIN EN ISO 14644-3/4, VDI 2083 (3) o GMP Anexo 1 de 5-20 o 5-15. (Pensilvania).

El enfoque principal para garantizar la protección de las personas, los productos y el entorno de fabricación es crear «cascadas de presión» entre las salas. Esto tiene como objetivo garantizar que el aire siempre pase de una sala blanca a otra no controlada.

Las técnicas adicionales que se utilizan para mantener las salas blancas incluyen: extracción de aire puntual y superficial, campanas de aire limpio, espacios de trabajo de flujo laminar, cortinas de aire, unidades de ventiladores con filtro, mini ambientes, sistemas de barrera de acceso restringido (RABS), bancos de trabajo de seguridad para biología o similares, cajas de guantes, máquinas limpias, aisladores y otros confinamientos.

Requisitos de medición en salas blancas


Según DIN EN ISO 14644-3, los requisitos de medición de presión diferencial mínima deben estar entre 0 y 50 Pa. Para poder realizar esta medición con éxito, se necesitan instrumentos con baja incertidumbre de medición para salas blancas. Novasina ofrece una línea de productos específica con un punto cero mecánico automático que permite medir diferencias de presión muy pequeñas sin verse afectados por la deriva habitual a largo plazo por el envejecimiento o las posiciones de montaje.

Debido a la necesidad de garantizar que siempre haya una sobrepresión para asegurar un flujo de aire adecuado, la mayoría de los instrumentos vendidos en salas blancas son bidireccionales y muestran un rango de, por ejemplo, -25 a +25Pa. Con este rango de medición, se puede documentar para producciones críticas que la presión ambiente no caerá por debajo de 0 Pa de presión diferencial entre clases de contaminación. En tales casos, la baja incertidumbre proporcionada por el «autocero» mecánico es fundamental.

Métodos de medición en las salas blancas

Hay dos métodos de medición principales que se utilizan para rastrear la presión diferencial en salas blancas. Uno es el llamado método “estático” y el otro es el método de presión diferencial “dinámico” que funciona según el principio de flujo másico térmico. Esta tecnología de medición consta de un elemento calefactor que se coloca entre dos resistencias sensibles a la temperatura. Cuando se produce flujo de aire, se genera un perfil de temperatura elevado en una de las resistencias según la dirección de dicho flujo de aire.

El principio de medición estática sigue el método de galgas extensométricas. El punto detrás de este método es que la presión se convierte en fuerza a medida que se estira el diafragma y esto se mide mediante un sensor MEMS piezoresistivo. Ambos métodos tienen sus pros y sus contras y la tecnología ha evolucionado a lo largo de los años. Novasina, como fabricante suizo de sensores, tiene varios años de experiencia con ambos métodos.

  MÉTODO ESTÁTICO  

El componente de detección estándar actual para el método estático es un elemento piezoresistivo de alta precisión. Sin embargo, debido al envejecimiento de las membranas, no todos los transmisores de medición estática pueden ofrecer una lectura estable a largo plazo. Esta es la razón por la que la presión y la posición de montaje afectarán al diafragma, lo que provocará un error de hasta varios Pascal con el tiempo. Más importante aún, la estabilidad del punto cero puede verse afectada, lo que puede provocar desviaciones de 1 a 2 Pascal en un año.

Novasina resolvió este problema utilizando tecnología de detección y electrónica de la más alta calidad. Para garantizar la estabilidad del cero, se toma un punto cero mecánico automático cada pocas horas para los instrumentos bidireccionales. Para lograr esta importante puesta a cero, se necesita una válvula solenoide que cambie a la misma presión en ambos lados del diafragma y que ofrezca la mejor precisión y estabilidad a largo plazo incluso después de años de funcionamiento.

   MÉTODO DINÁMICO 

Si bien los métodos estáticos son los más utilizados, las líneas de productos más antiguas utilizaban el principio de medición dinámica. Sin embargo, la compensación de la longitud del tubo necesaria para una lectura correcta resultó ser un desafío. Dicho esto, la actual tendencia a la miniaturización podría reducir los posibles efectos de la longitud del tubo a niveles insignificantes, haciendo que los métodos dinámicos vuelvan a ser una posibilidad.

En Novasina, la tecnología en evolución dentro de nuestras competencias principales se evalúa periódicamente. A la espera de una evaluación del potencial técnico y comercial de los métodos dinámicos, se podrían reintroducir futuras líneas de productos de medición dinámica de presión diferencial.

Monitoreo de flujo y filtros relacionados con las salas blancas

La caída de presión diferencial medida a través de un filtro de un sistema de aire acondicionado permite sacar conclusiones sobre el grado de contaminación y ayuda a establecer intervalos de mantenimiento. Para monitorear el filtro se puede utilizar un instrumento de presión diferencial menos preciso, ya que no es necesario determinar diferencias tan pequeñas.

La presión diferencial también se puede utilizar para controlar el flujo. Se puede calcular la velocidad del flujo debida a una caída de presión sobre un orificio restrictivo o un difusor de membrana. Puede que sea necesaria una primera calibración, pero después es un buen indicador de la velocidad del flujo en m/s.

Dispositivos Novasina para la medición de presión diferencial para aplicaciones en Salas Blancas:

Sensor de presión diferencialSensor presión diferencial Novasina

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