Luminarios fluorescentes para cuartos limpios

Existen áreas totalmente cerradas conocidas como cuartos limpios (clean rooms), en las cuales se debe controlar al máximo la generación o concentración de partículas sólidas en su interior; para la iluminación general dentro de las mismas se deben utilizar luminarios fluorescentes con características especiales de diseño y construcción que el ingeniero Gabriel Torres Aguilar, consultor en Iluminación, nos presenta en el siguiente artículo técnico.

Los cuartos limpios son áreas interiores totalmente cerradas en las cuales la generación o concentración de partículas sólidas en el aire está controlada a limites específicos, por lo que deben ser diseñados para evitar que la presencia de éstas alteren, modifiquen o afecten los procesos de manufactura o labores de investigación que son realizados.

En los cuartos limpios las partículas sólidas se pueden agrupar en dos categorías:

Externas. Que ingresan del exterior a través de los accesos (puertas, ventanas) y perforaciones en muros y plafones. La mayor parte de estas partículas sólidas ingresan a través del sistema de aire acondicionado existente y son controladas por medio de filtros en el sistema de aire acondicionado.

Internas. Que son generadas por el personal, equipos utilizados y procesos de manufactura o labores de investigación. El personal de los cuartos limpios es probablemente la mayor fuente de generación de partículas sólidas y son controladas por medio del uso de vestimenta y calzado especializados, que son diseñados para una continua exposición al aire limpio y filtrado.

Los cuartos limpios son creados por un sistema de aire acondicionado, el cual controla el flujo de aire en el interior, incluyendo techo, piso, paredes y accesos. El sistema de aire acondicionado incluye filtros con características especiales que limpian el aire existente en cada intercambio completo del fluido, el cual varía de acuerdo a las actividades realizadas.

Los cuartos limpios son clasificados en base al número de partículas sólidas de tamaño igual o mayor a 0.5 micras (μm), que se encuentran suspendidas por unidad de volumen de aire.

1 micra – 1μm – es igual a una millonésima parte de un metro (1μm = 1×10−6 m)

En los Cuartos Limpios de Clase 1 se tiene un mayor nivel de control ante la generación o concentración de partículas solidas en su interior.

En los cuartos limpios de Clase 100,000 se tiene un menor nivel de control ante la generación o concentración de partículas sólidas en su interior.

Para lograr un nivel de Clase 1 y de Clase 10 en los cuartos limpios se incorpora un diseño de flujo laminar que desplaza todo el aire de forma vertical desde el techo hacia el piso.

Los luminarios fluorescentes utilizados en los cuartos limpios deben ser seleccionados adecuadamente para contribuir a limitar la generación o concentración de partículas sólidas en el espacio y proporcionar los niveles de iluminación necesarios para los procesos de manufactura o labores de investigación que se realicen y se clasifican en:

En los Cuartos Limpios de Clase 1 y de Clase 10 se utilizan luminarios fluorescentes con filtros de alta eficiencia o de ultrabaja penetración para que el flujo laminar de aire de forma vertical se desplace a través del interior de la carcasa y se distribuya mediante un refractor abierto integrado por rejillas de acrílico.

En los cuartos limpios de Clase 100 a 100,000 se utilizan luminarios fluorescentes con un sistema de triple sellado para una total hermeticidad e incorporan refractores cerrados de acrílico prismático o de vidrio claro templado.

Los luminarios fluorescentes utilizados en los cuartos limpios tienen las siguientes características:
* Carcasa con bajo perfil fabricada en lámina calibre 22 de acero rolado en frío con acabado de resina poliéster en polvo color blanco, aplicada mediante proceso electrostático (Clase 1 a 100,000).
* Marco portarefractor desmontable diseñado de una sola pieza, fabricado en lámina calibre 20 de acero rolado en frío, de aluminio o de acero inoxidable (Clase 1 a 100,000).
* Refractor cerrado con superficie lisa externa y prismática interna, fabricado de acrílico de alta calidad o de vidrio claro templado (Clase 100 a 100,000), así como la versión abierta integrada por rejillas de color blanco fabricadas de acrílico (Clase 1 y 10).
* Acceso superior a la caja portabalastro de conexiones de la carcasa mediante tapa abatible totalmente sellada (Clase 1 a 100,000).
* Sistema de triple sellado con empaques de polietileno colocados entre el refractor y el marco portarefractor, entre éste y la carcasa, y entre ella y el plafón (Clase 100 a 100,000).
* Tornillos cautivos para sujeción del marco portarefractor desmontable, fabricados de acero inoxidable (Clase 1 a 100,000).
Operación de 3 o 4 lámparas fluorescentes lineales T8 de 32 W de encendido rápido, base G-13 (Clase 1 a 100 000).
* Balastro electrónico de alta frecuencia de encendido instantáneo o rápido programado con voltaje universal de 120-277 V (Clase 1 a 100,000).
* Eficiencia promedio del 78% (Clase 100 a 100,000).
* Montaje empotrado en techo para plafón modular o liso (Clase 1 a 100,000).
* Filtros de alta eficiencia o de ultrabaja penetración situados en la parte superior de la carcasa para limpiar y purificar el flujo laminar de aire vertical (Clase 1 y 10).
* Sistema de emergencia y filtros electrónicos para la supresión de interferencia electromagnética (Clase 1 a 100,000).

Las principales aplicaciones de los luminarios fluorescentes para cuartos limpios son las siguientes:
* Industria electrónica (manufactura de circuitos integrados, semiconductores, discos compactos, computadoras, equipos médicos, entre otros).
* Industria aeroespacial (ensamble de satélites, sistemas de posicionamiento, instrumentación de aeronaves, entre otros).
* Industria óptica (manufactura de telescopios, microscopios, sistemas láser, entre otros).
* Industria farmacéutica (producción de medicamentos, cosméticos, sustancias químicas, entre otros).
* Industria biotecnológica y sector salud (pruebas experimentales, análisis cualitativos, desarrollo de prototipos, quirófanos, entre otros).

Agradecemos al ingeniero Gabriel Torres Aguilar su colaboración para la realización de este articulo; usted puede realizar un comentario directamente en este articulo (recuadro inferior).