Laboratorios y salas blancas: el impacto de la humidificación

Un mejor control de la humedad relativa en laboratorios y salas blancas puede ayudar a reducir el riesgo de contaminación, proteger la integridad del producto, disminuir el costo de producción y minimizar el desperdicio.

Para comprender la importancia de controlar los niveles de humedad relativa dentro del complejo entorno de un laboratorio o sala limpia, es útil saber que el término humedad simplemente se refiere a la cantidad de vapor de agua en el aire y se mide en términos de humedad relativa (RH). La humedad relativa es función tanto del contenido de humedad como de la temperatura. Describe la cantidad real de vapor de agua en el aire como porcentaje de la cantidad máxima de vapor de agua que el aire podría contener a una temperatura determinada.

La prevención de la contaminación es de principal preocupación en un laboratorio o sala limpia, ya que el potencial de crecimiento de microbios y bacterias aumenta en un ambiente mal controlado. La alta tasa de cambios de aire necesarios para controlar la calidad del aire y mantener estas áreas estériles puede causar niveles bajos o fluctuantes de humedad relativa, lo que a su vez causa problemas con los equipos, los productos químicos y las mediciones.

Las descargas de electricidad estática causadas por niveles bajos o fluctuantes de humedad relativa pueden dañar equipos valiosos e interrumpir procesos críticos. Cuando los niveles de humedad son inferiores al 45 % de humedad relativa, el equipo puede experimentar acumulación de estática que puede provocar que los materiales se sequen y se vuelvan quebradizos. En la fabricación de productos farmacéuticos, también puede haber problemas durante la etapa de prensado y envasado de las tabletas, ya que la estática excesiva hace que los medicamentos se peguen. Demasiada humedad crea un ambiente ideal para que crezcan virus, bacterias y moho, comprometiendo la integridad del fármaco. El manual de ASHRAE¹ recomienda que las instalaciones de laboratorio y sala limpia mantengan el nivel de humedad relativa entre 35 y 60 % RH.

Los niveles de humedad relativa demasiado altos o demasiado bajos pueden interferir con los resultados de las pruebas. Ya sea por un breve intervalo cuando se inicia un sistema HVAC o por cambios de estación, la más mínima fluctuación en la humedad puede afectar la precisión de las pruebas sensibles. En un entorno no controlado, la vida útil de equipos costosos como espectrómetros y microscopios electrónicos puede reducirse notablemente. Además, las garantías de los equipos pueden quedar anuladas si no se cumplen las especificaciones.

Existen costos reales asociados con los problemas relacionados con la salud causados ​​por el aire seco, incluida una mayor incidencia de infecciones y mayores tasas de ausentismo del personal. El aire interior seco puede causar molestias en forma de piel, ojos y garganta secos al personal y a los visitantes. Los espacios humidificados resultan más cálidos y cómodos para los empleados, lo que a su vez aumenta su productividad con una mejor concentración y menos fatiga.

Con más de 500.000 trabajadores empleados en laboratorios solo en los Estados Unidos², la humedad relativa no solo crea un ambiente más cómodo para los trabajadores sino que también reduce la propagación de virus transmitidos por el aire como el COVID-19 (SARS-CoV-2) y la gripe estacional, lo que ayuda a para proteger el bienestar del personal. Mantenga el nivel de humedad relativa (RH) recomendado entre 40 y 60 % RH para disminuir el impacto de las enfermedades respiratorias contagiosas y reducir el ausentismo del personal.

Debido al aumento de medicamentos genéricos, los fabricantes de medicamentos farmacéuticos han tenido que agilizar los procesos y acortar la fase de prueba para seguir siendo competitivos. El cumplimiento de la FDA u otros organismos de certificación es un requisito para la concesión de licencias, que incluye condiciones ambientales documentadas y mantenidas, incluidos los niveles de humedad.

A medida que cambia el panorama competitivo, los fabricantes de medicamentos buscan formas de aumentar la productividad y eliminar el desperdicio para satisfacer las demandas de los consumidores. A través de una solución personalizada y específica para las necesidades de un fabricante, un mejor control de la humedad relativa puede crear una capa adicional de protección para reducir el riesgo de contaminación, proteger la integridad del producto, disminuir el costo de producción y minimizar el desperdicio.

Hay dos tipos principales de tecnologías de humidificación que se utilizan para agregar humedad al aire de un edificio: isotérmica y adiabática. Los humidificadores isotérmicos (de vapor) funcionan hirviendo agua dentro del tanque del humidificador y distribuyéndola en los conductos a través de un colector de vapor en un conducto o controlador de aire o directamente en el espacio. Estas unidades utilizan electricidad, gas o una fuente de calor externa como una caldera para convertir el agua en vapor. Las salas blancas y los laboratorios generalmente utilizan humidificadores isotérmicos ya que producen vapor limpio y estéril.

Los humidificadores adiabáticos (evaporativos) utilizan el calor del aire para evaporar el agua en los conductos o directamente en el espacio. Los humidificadores adiabáticos proporcionan humidificación y enfriamiento por evaporación al mismo tiempo, lo que brinda beneficios para aplicaciones con procesos que generan calor, como en centros de datos, imprentas, pisos de fabricación y cabinas de pintura.

Existen numerosas consideraciones energéticas y de sostenibilidad al diseñar un sistema de humidificación para cualquier instalación. Dependiendo de la aplicación, los humidificadores pueden consumir mucha energía. Dado que el gas es generalmente menos costoso que la electricidad, los costos se pueden reducir seleccionando un humidificador de gas de condensación de alta eficiencia.

Los sistemas de dispersión mal diseñados pueden afectar el flujo de aire del edificio y requerir la adición de ventiladores. Para combatir este problema, utilice un sistema de dispersión de máxima eficiencia con una distancia de absorción corta garantizada para una huella reducida y un ahorro de energía significativo.

Los sistemas de humidificación isotérmicos existentes pueden mejorarse reequipándolos con sistemas de dispersión de alta eficiencia, especialmente aquellos con tubos aislados de dispersión de vapor. El uso de un sistema de tratamiento de agua por ósmosis inversa (RO) o desionizada (DI) para suministrar agua a sistemas isotérmicos reducirá significativamente el mantenimiento del equipo de humidificación, reducirá la cantidad de agua a drenar y garantizará el rendimiento óptimo y la eficiencia energética.

La tecnología de humidificación se puede instalar como modernización de edificios existentes o para construcciones nuevas. El tipo de espacio interior, los objetivos de calidad del aire, la fuente de energía, el mantenimiento deseado, la capacidad, etc. determinarán la mejor tecnología para cada edificio. Por supuesto, la gestión de la energía y el análisis del uso de la energía impulsan la selección de eficiencias y sostenibilidad de la humidificación.

Si actualmente un edificio no cuenta con un sistema de humidificación, es momento de agregar uno para proteger procesos, equipos, salud y seguridad. Si existe un sistema de humidificación, se debe revisar para garantizar que tenga el tamaño adecuado, funcione correctamente y sea energéticamente eficiente, ya que el uso del edificio a menudo cambia con el tiempo.

¹ Sociedad Estadounidense de Ingenieros de Calefacción, Refrigeración y Aire Acondicionado, www.ashrae.org² "Laboratories", Administración de Salud y Seguridad Ocupacional, https://www.osha.gov/laboratories

Duncan Curd es líder de desarrollo empresarial global en DriSteem, proveedor de soluciones de humidificación, enfriamiento evaporativo y tratamiento de agua para aplicaciones comerciales e industriales. Graduado por la Universidad de Toronto, la carrera de Duncan se ha centrado en la automatización industrial y de procesos, así como en soluciones HVAC. Ha desempeñado diversos cargos directivos en Siemens, incluidas múltiples responsabilidades en unidades de negocio. Ha estado activo en el campo de la humidificación como Gerente General de Nortec (Condair), ha desempeñado una variedad de funciones de asesoramiento en colegios y universidades técnicas y participa activamente en el comité educativo de AHRI y en el TC5.11 (humidificación) y TC9.06 de ASHRAE. y comités TC170 (centros de atención de salud). Además del servicio militar, ha sido un orgulloso voluntario en su departamento de bomberos voluntarios local.