Luminarios para cuartos limpios (clean rooms)

Existen ciertas áreas especializadas de trabajo conocidas como cuartos limpios (clean rooms) en las que se debe controlar al máximo el nivel de generación o concentración de las partículas sólidas o líquidas existentes en el espacio interior. Para la iluminación general dentro de ellas, se deben utilizar luminarios fluorescentes con características especiales de diseño y construcción

Por Gabriel Torres Aguilar

Los cuartos limpios (clean rooms) son áreas especializadas de trabajo totalmente cerradas, en las cuales los niveles de generación o concentración de partículas sólidas o líquidas existentes en el interior deben estar totalmente controlados dentro de límites específicos. Por tanto, los cuartos limpios deben diseñarse para evitar que la presencia de partículas sólidas o líquidas altere, modifique o afecte la realización de ciertos procesos de manufactura o labores de investigación.

Dentro de los cuartos limpios la presencia de las partículas sólidas o líquidas se puede agrupar en dos categorías respecto de su origen:

Externas. Ingresan desde el exterior a través de los accesos, como puertas y ventanas, así como de perforaciones en muros y en los plafones. La mayor parte de estas partículas ingresa a través del sistema de aire acondicionado existente y son controladas por medio de filtros sintéticos.

Internas. Son generadas por el personal operativo, los equipos utilizados y los procesos de manufactura o labores de investigación. El personal operativo de los cuartos limpios es probablemente la mayor fuente de generación de partículas sólidas o líquidas, las cuales son controladas mediante el uso de vestimenta y calzado especiales.

Los cuartos limpios son creados por un sistema de aire acondicionado, el cual controla su flujo de desplazamiento (unidireccional o no direccional) en el espacio interior. El sistema de aire acondicionado incluye filtros sintéticos con características especiales que lo limpian y purifican en cada intercambio completo de operación y el cual varía de acuerdo con las actividades realizadas.

Los cuartos limpios se clasifican con base en el número de partículas sólidas o líquidas de tamaño igual o mayor a 0.5 micras por unidad de volumen de aire, que se pueden encontrar suspendidas en su espacio interior: 1 m = 1×10-6 m.

En los cuartos limpios de Clase 1 (ISO 3), se tiene un mayor control del nivel de generación o concentración de las partículas sólidas o líquidas que puedan estar presentes en su espacio interior. En los cuartos limpios de Clase 100,000 (IS0 8) se tiene un menor control del nivel de generación o concentración de las partículas sólidas o líquidas que puedan estar presentes en su espacio interior.

En los cuartos limpios de Clase 1 (ISO 3) y de Clase 10 (ISO 4) se utilizan luminarios fluorescentes con filtros sintéticos de alta eficiencia o de ultrabaja penetración para que un flujo unidireccional de aire acondicionado de forma vertical se desplace a través de su carcasa y lo distribuya hacia el espacio interior mediante un refractor abierto integrado por rejillas de acrílico.

Los luminarios fluorescentes utilizados en los cuartos limpios deben seleccionarse correctamente para controlar o limitar el nivel de generación o concentración de las partículas presentes en el espacio interior de las áreas especializadas por iluminar, y deben proporcionar los niveles de iluminación adecuados para la realización de los procesos de manufactura o labores de investigación que así lo requieran. Su clasificación se detalla en la Tabla 2.

En los cuartos limpios de Clase 100 (ISO 5) a Clase 100,000 (ISO 8) se utilizan luminarios fluorescentes con un sistema de triple sellado con empaques de hule silicón o neopreno para una total impenetrabilidad y hermeticidad, e incorporan refractores cerrados de acrílico prismático o de vidrio claro plano templado.

Los luminarios fluorescentes utilizados en los cuartos limpios tienen las siguientes características técnicas de diseño y construcción:

• Carcasa sin perforaciones fabricada en lámina de acero rolado en frío calibre 22, con acabado superficial de pintura de resina poliéster en polvo de color blanco, aplicada mediante proceso electrostático en luminarios Clase 1 (ISO 3) a Clase 100,000 (ISO 8)
• Marco portarrefractor desmontable, diseñado y construido en una sola pieza, fabricado en lámina de acero rolado en frío, calibre 20, de aluminio o de acero inoxidable en luminarios Clase 1 (ISO 3) a Clase 100,000 (ISO 8)
• Refractor cerrado con superficie lisa externa y superficie prismática interna, fabricado en acrílico con protección contra rayos UV o de vidrio claro, plano, templado en luminarios Clase 100 (ISO 5) a Clase 100,000 (ISO 8), o refractor abierto integrado por rejillas de color blanco fabricadas de acrílico en luminarios Clase 1 (ISO 3) y Clase 10 (ISO 4)
• Reflector facetado especular de alta eficiencia, fabricado en lámina de aluminio en luminarios Clase 100 (ISO 5) a Clase 100,000 (ISO 8)
• Sistema de triple sellado con empaques perimetrales de hule silicón o neopreno, colocados entre el refractor y el marco portarrefractor desmontable, entre el marco portarrefractor desmontable y la carcasa, y entre la carcasa y el plafón, en luminarios Clase 100 (ISO 5) a Clase 100,000 (ISO 8)
• Tornillos fabricados de acero inoxidable del tipo cautivo para el adecuado cierre del marco portarrefractor desmontable y la carcasa en luminarios Clase 1 (ISO 3) a Clase 100,000 (ISO 8)
• Operación de tres o cuatro lámparas fluorescentes lineales T5, de 25 o 50 W, en luminarios Clase 1 (ISO 3) a Clase 100,000 (ISO 8)
• Balastros electrónicos de alta frecuencia de encendido rápido programado, con voltaje de alimentación universal de 120 a 277 V para operar tres o cuatro lámparas fluorescentes lineales T5, de 25 o 50 W, en luminarios Clase 1 (ISO 3) a Clase 100,000 (ISO 8)
• Eficiencia lumínica promedio de 75 %, con refractores cerrados de acrílico prismático en luminarios Clase 100 (ISO 5) a Clase 100,000 (ISO 8)
• Montaje del tipo empotrado para plafón modular (reticular) o para plafón liso (corrido) en luminarios Clase 1 (ISO 3) a Clase 100,000 (ISO 8)
• Filtros sintéticos de alta eficiencia o de ultrabaja penetración, situados en la parte superior interna de la carcasa para limpiar y purificar el flujo unidireccional de aire acondicionado de forma vertical en luminarios Clase 1 (ISO 3) y Clase 10 (ISO 4)
• Sistema autónomo e independiente de respaldo para alimentación de energía eléctrica, mediante la incorporación de balastros de emergencia con una batería de Níquel-Cadmio en luminarios Clase 1 (ISO 3) a Clase 100,000 (ISO 8)
• Sistema de filtros electrónicos para suprimir la emisión de interferencias electromagnéticas en luminarios Clase 1 (ISO 3) a Clase 100,000 (ISO 8)
• Sistema de sujeción de la carcasa mediante ménsulas superiores externas y cables de acero inoxidable para efectuar su suspensión desde la estructura de la instalación en luminarios Clase 1 (ISO 3) a Clase 100,000 (ISO 8)
• Conector glándula hermético, situado en la parte superior de la carcasa para la sujeción y cierre del cable de uso rudo para la alimentación eléctrica en luminarios Clase 100 (ISO 5) a Clase 100,000 (ISO 8)

Las principales aplicaciones de los luminarios fluorescentes para cuartos limpios (clean rooms) Clase 1 (ISO 3) a Clase 100,000 (ISO 8) son las siguientes:

Industria Electrónica (manufactura de circuitos integrados, semiconductores, discos compactos, computadoras, equipos médicos, entre otros)

Industria Aeroespacial (ensamble de satélites artificiales, sistemas de posicionamiento global, instrumentación de aeronaves, radares de radiolocalización, entre otros)

Industria Óptica (manufactura de telescopios, microscopios, sistemas láser, lentes de precisión, entre otros)

Industrias Farmacéutica y Química (manufactura de medicamentos, cosméticos o sustancias activas, procesamiento de materias primas, laboratorios de ensayo, entre otros)

Industria Biotecnológica y el Sector Salud (pruebas experimentales, áreas de análisis cualitativos y cuantitativos, desarrollo de prototipos, quirófanos, salas de expulsión, etcétera)
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Gabriel Torres Aguilar
Ingeniero electricista titulado por la ESIME del IPN. Cuenta con una trayectoria profesional de 22 años en el medio de la iluminación profesional, en las áreas Comercial, Normalización, Certificación, Proyectos, Consultoría Técnica y Pruebas de Laboratorio. Actualmente se desempeña como gerente Técnico en L. J. Iluminación. Es miembro integrante del SC-34D Luminarios del Comité de Normalización de ANCE y es representante titular ante la Sección III–Iluminación de CANAME. Ha pertenecido al programa de Certificación Lighting Consultant de Philips Lighting México.