Sistema de Control Sala Blanca
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República Bolivariana de Venezuela Ministerio del Poder Popular para la Educación Universitaria Misión Sucre- Convenio Cuba-Venezuela Estado Anzoátegui Instituto Superior Politécnico “José Antonio Echeverría” Maestría de Informática Industrial y Automatización Trabajo para el Seminario de Tesis I DISEÑO DE UN SISTEMA DE CONTROL POR MODELO INTERNO DE LA TEMPERATURA EN UNA SALA BLANCA 1 Autor: Oved Hilario, Rosas Linares Tutor: Dr.C. Gil Cruz Lemus. M.Sc. Ernesto Fernández
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Sistema de Automatizacion
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República Bolivariana de VenezuelaMinisterio del Poder Popular para
la Educación Universitaria Misión Sucre- Convenio Cuba-Venezuela
Estado AnzoáteguiInstituto Superior Politécnico
“José Antonio Echeverría”
Maestría de Informática Industrial y AutomatizaciónTrabajo para el Seminario de Tesis I
DISEÑO DE UN SISTEMA DE CONTROL
POR MODELO INTERNO DE
LA TEMPERATURA EN UNA SALA BLANCA
Barcelona, Marzo 2,015
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Autor: Oved Hilario, Rosas LinaresCI: 24.492.895
Tutor: Dr.C. Gil Cruz Lemus.M.Sc. Ernesto Fernández Rodríguez.
Introducción
Una sala blanca, es un cuarto limpio (en inglés, clean room) con parámetros
ambientales controlados, permitiendo temperatura de impulsión permisible en el
área aséptica dentro de una planta de producción Industrial.
Estas salas especialmente diseñados para obtener bajos niveles de
contaminación y tener los parámetros ambientales estrictamente controlados:
como las partículas en aire, temperatura, humedad, flujo de aire, presión interior
del aire y iluminación.
El aire acondicionado juega un rol importante en la industria moderna,
desde sus aplicaciones en el cuidado de bebés y las salas de cirugía hasta sus
usos en los laboratorios de investigación. Sin el control exacto de temperatura y
humedad, los microprocesadores, circuitos integrados y la electrónica de alta
tecnología no podrían ser producidos.
Los centros computacionales dejarían de funcionar. Muchos procesos de
fabricación precisa no serían posibles. El vuelo de aviones y de naves espaciales
sería solo un sueño. Minerales valiosos no podrían ser extraídos desde la
profundidad de la tierra y los arquitectos no podrían haber diseñado los enormes
edificios que han cambiado la cara de las ciudades más grandes del mundo.
Una de las desventajas de las salas blancas es el alto coste tanto de
implementación como de operación.
Problema
Las industrias proporcionan un sin fin de productos de consumo masivo que
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al final el consumidor tenga la calidad requerida con estrictas normativas de
fabricación precisando tener temperatura a parámetros establecidos.
En la sala blanca de producción constantemente se están haciendo pruebas,
donde el departamento de evaluación detecta una perturbación de un mal diseño
en el circuito de abastecimiento de agua, implica que no es capaz de abastecer el
flujo agua y establecer la temperatura estable.
En las áreas asépticas de producción industrial se elaboran productos de
calidad requeridas a temperaturas establecidos (18 - 22°C), por consiguiente la
temperatura de impulsión de la UMA (Unidad Manejadora de Aire) debe ser de 16
- 20°C, a través de pruebas realizadas por el departamento de validación de
centros se ha demostrado que la temperatura del local es aproximadamente +2°C
la de impulsión.
Trae como resultado un error en el controlador PID (Proporcional Integral
Derivativo) se encuentra instalado en la planta, no garantiza un buen ajuste de la
temperatura requerida.
Para resolver el trabajo que existe en está planta, no se controla o no fluyen
buen control temperatura en esta sala.
El objetivo es mejorar el sistema de control de la temperatura de impulsión
con el diseño de un sistema de control basado en modelo interno.
Objeto de Estudio, de una sala blanca deseable para la fabricación de productos
al máximo rendimiento está bajo las propiedades deseadas del control de la
temperatura. Otro aspecto a considerar es el incremento de la eficiencia
energética, mediante el fraccionamiento de la potencia de los equipos, con
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objeto de adaptar la producción de aire acondicionado a la demanda del calor del
sistema, parcializando las unidades productoras a fin de conseguir en cada
instante, el régimen de potencia más cercano al de máximo rendimiento.
Se diseñara un controlador por modelo interno, capaz de garantizar la
temperatura de impulsión correcta para el ambiente.
El sistema de aire acondicionado se moderniza al pasar de los años e
innovar con las nueva técnicas de equipamiento el cual es imprescindible el
control automático.
El campo de acción, es dentro de una Planta de Producción, dedicada
fundamentalmente a generar productos terminados.
Esta planta está compuesta por varias salas asépticas, áreas principalmente
delicadas para la producción.
Diseño de un controlador por modelo interno que garantice la temperatura
de impulsión correcta para la fabricación de productos.
Luego, la producción a un mal diseño en el circuito de abastecimiento de
agua, ésta no es capaz de abastecer la demanda de la planta, sin mencionar que
el chiller (enfriadora) está en mal estado lo que hace que el flujo de agua fría
tenga que variar constantemente, por lo cual el agua no llega con la temperatura
establecida al área. El control PID con el ajuste actual no garantiza la temperatura
de impulsión correcta, debido a su vulnerabilidad frente a variaciones, por tales
razones se plantea la siguiente hipótesis:
Mejorar el rendimiento de perturbaciones del sistema controlado con
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respecto, a la fusión temperatura de impulsión en la manejadora de aire y
diseñar un controlador por modelo interno.
Para ello se ha propuesto el siguiente objetivo general:
Diseño de un sistema de control por modelo interno de la temperatura en
una sala blanca.
Para dar cumplimiento al objetivo anterior es preciso seguir los siguientes
objetivos específicos.
1. Analizar la bibliografía existente relacionado en el control de la sala blanca y
de las técnicas que se emplean para obtener el modelo del proceso y de las
de diseño de sistemas de control
2. Obtener el emodelo matemático del proceso de variación de la temperatura
de la sala blanca.
3. Estudiar la técnica de control por modelo interno para fusionar con las
perturbaciones.
4. Diseñar un controlador por modelo interno (IMC) para la variación de la
temperatura de impulsión y comparación con otras estructuras.
Estructura de la Tesis
El trabajo de investigación a continuación será presentado por capítulos los
cuales estarán identificados como sigue:
Capítulo I, Analizar la bibliografía existente relacionado en el control de
la sala blanca. Se abordaran en este capítulo temas tales como definición de
una unidad de tratamiento de aire, su objetivo y funcionamiento, componentes
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que la conforman, los distintos métodos de enfriado existentes, además de como
se clasifican las áreas limpias en la planta de producción y una breve descripción
de la instrumentación existente.
Capitulo II, Obtener el modelo matemático del proceso de variación de la
temperatura de la sala blanca.
Se determinará el modelo que describe el comportamiento de la
temperatura de impulsión dada variaciones en la tensión de alimentación a la
válvula de corriente, este modelo más adelante será empleado para el control de
dicha variable, además se encontrará el modelo de la variación de la temperatura
de impulsión dada una variaciones en el flujo de agua fría, pues éste último
constituye la perturbación más importante a considerar asociada al proceso,
ambos modelos serán validados mediante disímiles criterios.
Capitulo III, Estudiar la técnica de control por modelo interno para
fusionar con las perturbaciones.
Este capítulo tratará el diseño de un controlador basa en modelo interno (
IMC por su siglas en ingles ) y con esta estrategia de control se pretende
controlar la variación de la temperatura de impulsión.
Capitulo IV, Diseñar un controlador por modelo interno (IMC) para la
variación de la temperatura de impulsión y comparación con otras
estructuras.
Además se diseñarán otras controladores como el IMC-PID y el control
tradicional PID con el objetivo de establecer comparaciones entre estos
controladores, en cuanto a su capacidad de rechazar una perturbación externa y
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la robustez que presentan ante un cambio en la dinámica del sistema, luego para
finalizar se brindan los resultados en una aplicación práctica del controlador IMC
en el proceso de estudio.
Capitulo V, donde encontramos las conclusiones arrojadas a partir de la
realización del
trabajo.
Aportes
Paginas Web:
http://es.wikipedia.org/wiki/Sala_blanca
Tesis:DISEÑO DE UN PLAN DE MANTENIMIENTO PREVENTIVO Y EFECTIVO PARA UN
LABORATORIO FARMACEÚTICO EN VENEZUELA, UBICADOS EN LA TRINIDAD,
MUNICIPIO BARUTA, ESTADO MIRANDA. Proyecto de grado elaborado por: Himiob
C. Guillermo H. , CI: V-18.551.940 y La Riva M. José R. CI: V-19.504.274,
Año:Caracas Julio 2012.
Tesis: DISEÑO DE UN SISTEMA DE CONTROL BASADO EN MODELO INTERNO DE LA
VARIACIÓN DE LA TEMPERATURA DE IMPULSIÓN A LA SALIDA DE UNA
MANEJADORA DE AIRE. Autora : Adriana Díaz Rodríguez Año: La Habana, Curso
2011-2012.
Capitulo 1.- Analizar la bibliografía existente relacionado en el control
de la sala blanca.
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Para el seminario de tesis, se han buscado artículos de revistas, wikipedia y
proyectos en los que se trate el tema que en este proyecto se va a desarrollar, es
decir, analizar la influencia de los distintos datos de entrada de una planta de
producción industrial.
Las primeras aproximaciones, en la búsqueda dedicada en las aplicaciones y
tecnologías del control de temperatura de una sala blanca .
1.1 Clean Rooms .
Los “Clean Rooms” ó “Salas Blancas” son cuartos diseñados para que los
niveles de contaminación del ambiente y aire sean prácticamente nulos. Esto
debido a las estrictas normativas para la fabricación de medicamentos son salas
que tienen los parámetros ambientales controlados como las partículas de aire
que circulan en el espacio, la temperatura, la humedad, los flujos de aire, la
presión interior del aire e incluso la iluminación que hay en los cuartos, debido a
que todos estos son factores que podrían alterar la fabricación de medicamentos.
Fuente: vídeo informativo (http://www.youtube.com) .
Las salas blancas surgieron en 2 áreas principalmente, en el sector
hospitalario debido a la delicadeza de los estados de salud en los cuales pudiesen
encontrarse los pacientes y que se generara el menor ambiente contaminante
posible, la otra área principal donde se origino las áreas blancas o “Clean Rooms”
fue para el sector armamentístico debido a la delicadeza de los procesos de
desarrollos de microchips, y químicos que son usados para la producción de
ciertas clases de armamentos, como misiles o bombas.
La principal desventaja de las salas blancas es su alto costo al momento de
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la fabricación de la misma, debido a que para controlar todos estos factores es
necesario grandes cantidades de dinero para así poder producirlas.
Algunas de las características de los cuartos blancos para impedir cualquier
tipo de contaminación que pueda interferir en el proceso de fabricación de
productos farmacéuticos son:
El aire que se encuentra en el “Clean Rooms” es estéril ya que ha sido
filtrado para la eliminación de partículas en suspensión así como también de
microorganismos en el aire esto mediante una campana que estudia y ve el
comportamiento de las partículas suspendidas en el aire de la sala según la
clasificación de la misma.
Las salas blancas poseen un ligero sistema de presiones en la cual las
presiones dentro del cuarto blanco son levemente superiores a las que
están fuera de él de tal forma que cuando se abran las puertas el aire salga
y no entre aire proveniente del exterior de la sala que pueda estar
contaminado por microorganismos todas estas salas poseen fuera de ellas
un manómetro con la diferencia de presiones expresado en Pascales.
Las paredes y pisos de los cuartos blancos están recubiertos de vinilo y
todas las esquinas y juntas redondeadas para evitar una acumulación de
suciedad y agilizar los procesos de limpieza y cuidados.
Los operarios y toda persona que ingrese a un cuarto blanco deberá vestirse
con trajes especiales. Para no llevar contaminantes ni partículas de polvo al
lugar donde se estén fabricando los productos farmacéuticos.
Sistema de aire a través de filtros HEPA (High Efficiency Particulate Air) que
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son filtros compuestos por mallas de fibras en forma aleatoria, de fibra de
vidrio con diámetros entre 0.5 y 2 Mm (Micras), esto con el fin de capturar la
mayor cantidad de partículas que pueda poseer el aire que se encuentre en
la sala blanca donde se estará elaborando el producto farmacéutico. Fuente:
(“Gaceta Oficial de la Republica Bolivariana de Venezuela N° 38.009 año 2004, Ministerio
de Salud y Desarrollo Social”)
Este mantenimiento de aire libre de partículas es gracias a través de filtros que
emplean los principios de flujos de aire laminar y turbulento.
Foto N° 1: Dirección de flujo en una Sala Blanca
Estos sistemas de flujo de aire de una sola dirección o flujo laminar, con una
velocidad de aire homogénea de aproximadamente 0.30mis para la corriente
vertical y 0.45mis para la corriente horizontal pero la precisión de la velocidad del
aire dependerá del tipo de equipo.
Normalmente se utilizan en el 80% del área de los techos de los cuartos
blancos para así mantener un procesamiento de aire de modo constante, el flujo
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de aire utiliza las cubiertas de aire utilizan los filtros de velocidad no especifica
para así mantener el aire del cuarto limpio con un movimiento invariable.
Foto N° 2: Foto de Sistema de Aire Instalado en todas las Salas Blancas.
Para darnos una perspectiva de la pureza del aire de un cuarto limpio estos
varían según las condiciones de higiene requeridas, la cantidad de partículas de
aire que está en nuestro medio ambiente está alrededor de los 35.000.000 de
partículas y las cuales pueden encontrarse en un cuarto limpio son desde 100.000
hasta 3500.
Obviamente esta ultima son cuartos limpios con condiciones de limpieza
extremas o cuartos limpios de clase “A” y muchos menores en los cuartos nivel
“F” pero que aun así requerirán normativas de salud preventivas, debido a que
son normalmente almacenes o depósitos en donde se almacena la materia prima
de los compuestos farmacéuticos, activos en la formula maestra de los mismos.
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Foto N° 3: Filtro HEPA (High Efficiency Particulate Air) con una
explicación de
cómo intercepta las partículas.
Foto N° 4: Filtro HEPA (High Efficiency Particulate Air) en planta
farmacéutica
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Para los distintos tipos de cuartos limpios ya sean de clase A, B, C, D, E, F en
las cuales cada ambiente tiene su propio flujo de aire, temperatura, humedad e
iluminación controlado y asignado por letras con el mismo orden apreciado en
cuanto a pureza y partículas del aire registrado en la sala blanca.
(A) para fabricación de ampollas para vacunación o medicamentos
intravenosos, salas blancas nivel (B) para la fabricación de colirios hasta las salas
blancas nivel (F) donde se encuentran balanzas, estanterías y se encuentran
guardados los compuestos sólidos y activos principales de la formula maestra así
como algunos reactivos líquidos que como fue mencionado son claves en la
fabricación de la formula maestra del producto farmacéutico final destinado a la
población, a los animales o a las industrias agricultoras.
Foto N° 5: Filtro HEPA (High Efficiency Particulate Air) en planta
farmacéutica
detalle placas filtrantes.
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Foto N° 6: Detalle de Rieles de Seguridad estos evitan roturas en
paredes de las
salas blancas por parte de los montacargas y carros transportadores de
materia.
Foto N° 7: Detalle de Puertas especializadas de cada “clean room”.
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Estas puertas especializadas no permiten el ingreso de partículas de aire externo
a la sala, ellas funciones con un sistema de diferenciales de presiones y se
encuentran completamente selladas y son de fácil acceso para poder limpiar, en
esta imagen también podemos ver las medias cañas ubicadas en todas las salas
blancas que son diseñadas en forma de U para que sean mas fácil de limpiar y
evite la acumulación de polvo.
Sistema de Clasificación del aire en la fabricación de productos estériles
GRADO
Máximo N° de Partículas por Mt 3 Máximo N° de Microorganismos viables permitidos por Mt 3
0.5-0.5 Mm(micras)
> 0.5 Mm(micras)
A 3.500 NINGUNA Menos de 1
B 3.500 NINGUNA 5
C 350.000 2000 100
D 3.500.000 20.000 500
Tabla N°1: Sistema de Clasificación de Productos estériles según el grado
de Sala
Blanca en la que se encuentren.
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FOTO N° 8: Diseño de fabricación de una Sala Blanca.
En la imagen se puede apreciar como la fabricación de las salas blancas es
sencilla y de rápido instalado, ya que consiste en ser bloques los cuales suelen
estar ensamblados en un armazón metálico que será la “sala blanca”. También
podemos apreciar en el techo de la misma como están instalados los paneles con
filtros HEPA, y también las puertas y ventanas que poseerá la sala.
Foto N° 9: Filtro HEPA (High Efficiency Particulate Air) en planta
farmacéutica
detalle placas filtrantes.
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En la imagen se puede observar las materias primas necesarias para el
ensamblaje de las salas blancas, se puede observar los sistemas de ductos para
los gases tóxicos expulsados y previamente quemados. Estos cuartos blancos
normalmente son construidos por empresas extranjeras especializadas en la
construcción de los mismos.
FOTO N 10: Trabajadores en una sala blanca trabajando con luz contra
materiales
que reaccionan contra la luz blanca.
1.2 Salud y Seguridad de los Trabajadores .
Los riesgos para la salud y seguridad de los trabajadores de las industrias
farmacéuticas suelen ser muy altos, van desde posibles lesiones por alguna falla
de las partes móviles de las maquinarias, hasta la exposición a agentes
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patógenos en los líquidos, sólidos o vapores que se encuentren en la industria que
puedan ser perjudiciales para su salud o tener repercusiones futuras en la misma
si algunas de las actividades para la producción fármacos no son realizadas bajo
los parámetros y normativas correctas, tales como:
Cargas y descargas de materiales sólidos y líquidos .
Separaciones de Líquidos .
Filtración de Compuestos.
Secado de Compuestos .
Fabricación de píldoras .
Exposición a Esteroides .
Transporte de Líquidos.
Es por estas razones que la gran mayoría de empresas farmacéuticas se ve
regida por una seria y estricta normativa para la manufactura de productos
farmacéuticos avalada por la Organización Mundial de la Salud (OMS).
Estas reglas a seguir en la fabricación de fármacos no solo están
encargadas de la buena fabricación de productos farmacéuticos, sino también de
la seguridad de los trabajadores en la industria y áreas adyacentes de la misma.
El cumplir normativas de carácter de seguridad en la industria hasta normativas
de higiene implementadas por las GMP (Good Manufacturing Practice) ó también
llamadas Buenas Prácticas de Manufactura (BPM). Fuente: (“Gaceta Oficial de la
Republica Bolivariana de Venezuela N° 38.009 año 2004, Ministerio de Salud y Desarrollo Social”)
1.3 Good Manufacturing Practice (GMP)
Las buenas prácticas de manufactura son normativas de seguridad e
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higiene aplicables a la fabricación de alimentos, medicamentos, cosméticos
productos médicos y alimentos.
Esta normativa tiene como principal objeto generar una garantía de calidad
que asegura que los productos farmacéuticos o de otra índole se fabriquen en una
forma uniforme y controlada para así disminuir los riesgos inherentes a toda
producción farmacéutica. Estas prácticas pueden estar sujetas a dos tipos de
riesgos como serian la contaminación por un goteo de aceite de una maquinaria o
una pared que tenga una fisura, e inclusive por mezclas que puedan ser
confundidas al momento de la manufactura de un fármaco. Entre algunas de las
exigencias de estas normativas para la producción y distribución de fármacos
tenemos:
Todos los procesos de fabricación deberán encontrarse escritos, definidos y
especificados.
Que los equipos estén calificados y los procesos de fabricación sean
validados.
Transportes y almacenamientos de material adecuados.
Instrucciones y procedimientos aprobados por un especialista o
farmacéutico para la correcta fabricación de medicamentos.
Rótulos, envases y materiales apropiados para la correcta elaboración de
productos farmacéuticos.
Servicios y equipamientos apropiados para la correcta confección de
medicinas.
Personal capacitado para la correcta fabricación de los fármacos.
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Mantener un registro manual y electrónico de la fabricación de los
medicamentos que demuestren todas las exigencias requeridas para su
fabricación y distribución.
El establecimiento de un sistema que haga posible el retiro del producto
cuando sea la etapa de distribución o venta.
La correcta y paulatina limpieza de las áreas adyacentes y internas de la
industria farmacéutica para evitar posibles contaminaciones.
Asegurarse que los “Clean Rooms” ó Salas Blancas pertenecientes al
laboratorio estén equipados correctamente y estén fabricados según los
lineamientos y especificaciones de las normas referentes a las Buenas
Prácticas de Manufactura (BPM).
El seguimiento e implementación de estas prácticas de mantenimiento es
vital no solo para las industrias farmacéuticas si no para todas ellas que se vean
regidas por esta serie de lineamientos., Adicionando nuestros conocimientos
sobre lo que es enmárcalas y así realizar diseñar y elaborar un mantenimiento y
conjunto las pautas y lineamientos a seguir. Como las buenas prácticas de
manufactura indican procederemos a diseñar un plan de mantenimiento de
carácter preventivo para un laboratorio farmacéutico. Fuente:
(“http://es.wikipedia.org)
1.4 Buenas Prácticas de Manufactura para ingredientes farmacéuticos
activos .
Las siguientes pautas nos explican las bases que toda industria
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farmacéutica debe manejar al momento de manipular ingredientes que van a ser
utilizados para la elaboración de productos farmacéuticos destinados a una
determinada población. Fuente: (“Gaceta Oficial de la Republica Bolivariana de Venezuela
N° 38.009 año 2004, Ministerio de Salud y Desarrollo Social”)
1.5 Personal .
Toda empresa debe controlar el personal que maneja todos los ingredientes
destinados a la manufactura de productos farmacéuticos, estos deben estar
dotados con todo el conocimiento que sea posible sobre los productos a ser
utilizados.
Toda compañía deberá de estar dotada por un personal que satisfaga con todas
las exigencias de la empresa a la hora de producir y mantener un status alto a
nivel de producción. Fuente: (“Gaceta Oficial de la Republica Bolivariana de Venezuela N°
38.009 año 2004, Ministerio de Salud y Desarrollo Social”)
1.6 Instalaciones
Todas las instalaciones que comprenden la industrias destinadas a la
manufactura de productos farmacéuticos y a al almacenamiento de los
ingrediente que comprenden dichos productos, deberán de estar construidas
apropiadamente regidas por las leyes
respectivas. Deberán de estar dotadas por los equipos necesarios para satisfacer
las propiedades de los ingredientes actuantes en la producción.
Dichas instalaciones tendrán que estar distribuidas de forma que no se
preste a confusiones y deberán de estar siempre libre de cualquier tipo de
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contaminación que afecte las propiedades del producto final e ingredientes que lo
conforman, Fuente: (“Gaceta Oficial de la Republica Bolivariana de Venezuela N° 38.009 año
2004, Ministerio de Salud y Desarrollo Social”)
1.7 Equipos .
El diseño de las instalaciones que van a estar dispuestas a la disposición y
manejo de equipos deberán de estar construidas correctamente. Estas salas
deberán de ser construidas con la finalidad de que los equipos puedan limpiarse
correctamente.
Las salas deberán de ofrecer espacio necesario para realizar el
mantenimiento pertinente de las maquinas y equipos destinados a la producción.
Así mismo deberán de poseer las instalaciones necesarias para expulsar cualquier
tipo de emanación contaminante que sea riesgoso para la producción. Fuente:
(“Gaceta Oficial de la Republica Bolivariana de Venezuela N° 38.009 año 2004,
Ministerio de Salud y Desarrollo Social”)
1.8 Garantías de Calidad .
La garantía de calidad es el conjunto de medidas acogidas con el fin de
asegurar que los productos farmacéuticos sean de la propiedad necesaria para el
uso al que están destinados.
Un sistema adecuado de garantía de calidad según las GMP (Good
Manufacturing Practice) y regidas por la OMS (Organización Mundial de la Salud):
Las operaciones realizadas durante la producción de fármacos deberán
estar claramente especificadas y por escrito.
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Que las medidas necesarias para la fabricación, provisión y uso de materia
prima y de envasado sean las adecuadas.
Que se efectúen los controles necesarios de las materias primas, productos
intermedios y productos al granel, así como las calibraciones de
maquinarias y otro tipo de controles que sean realizados durante los
procesos de fabricación.
Que todo producto desarrollado por la industria farmacéutica no sea
suministrado ni vendido hasta que las personas autorizadas hayan
autorizado y certificado la emisión de cada uno de estos lotes de producción
y que estos cumplan con todas las medidas pertinentes para que sean
producidos.
Que se establezca un procedimiento de auto-inspección y garantía de
calidad con el fin de asegurar la más alta calidad al momento de distribuir
un producto.
Todos estos factores son consideraciones que deberá tomar la empresa
fabricante para la fabricación de productos farmacéuticos y asegurar que
estos sean seguros y bien elaborados para una correcta comercialización.
Para que este objetivo sea alcanzado se deberá contar un sistema de
garantía de calidad de amplio alcance y correctamente aplicado, que incorpore las
practicas adecuadas de fabricación y de un óptimo control de calidad. Estas
garantías deben ser atendidas por personal competente y recintos, equipos e
instalaciones adecuadas. Fuente: (“Gaceta Oficial de la República Bolivariana de Venezuela
23
N° 38.009 año 2004, Ministerio de Salud y Desarrollo Social”)
1.9 Definición de una manejadora de aire.
Una unidad manejadora de aire (UMA) o climatizador es un aparato de
acondicionamiento de aire que se ocupa de mantener caudales de aire sometidos
a un régimen de temperatura preestablecida (figura 1.1.1). También se encarga
de mantener la humedad dentro de valores apropiados, así como de filtrar el aire.
Por sí mismos no producen calor ni frío; este aporte les llega de fuentes externas
(caldera o máquinas frigoríficas) por tuberías de agua o gas refrigerante. Puede,
no obstante, haber un aporte propio de calor mediante resistencias eléctricas de
apoyo incorporadas en algunos equipos.
(wikipedia/Climatizador, 2012).
Figura N 11
Ejemplo de una unidad manejadora de aire.
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Entre los sistemas de acondicionamiento se cuentan los autónomos y los
centralizados. Los primeros producen el calor o el frío y tratan el aire (aunque a
menudo no del todo). Los segundos tienen unos acondicionadores que solamente
tratan el aire y obtienen la energía térmica (calor o frío) de un sistema
centralizado. En este último caso, la producción de calor suele confiarse a
calderas que funcionan con combustibles. La producción de frío a máquinas
frigoríficas, que funcionan por compresión o por absorción y llevan el frío
producido mediante sistemas de refrigeración .
(wikipedia/Aire_acondicionado, 2012).
La expresión aire acondicionado suele referirse a la refrigeración, pero no es
correcto, puesto que también debe referirse a la calefacción, siempre que se
acondicionen todos o algunos de los parámetros del aire de la atmósfera. Lo que
ocurre es que el más importante que trata el aire acondicionado, la humedad del
aire, no ha tenido importancia en la calefacción, puesto que casi toda la humedad
necesaria cuando se calienta el aire, se añade de modo natural por los procesos
de respiración y transpiración de las personas. De ahí que cuando se inventaron
máquinas capaces de refrigerar, hubiera necesidad de crear sistemas que
redujesen también la humedad ambiente .
(wikipedia/Aire_acondicionado, 2012).
1.2 Objetivo y Funcionamiento de las UMA.
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Una unidad manejadora de aire es capaz de velar por los tres parámetros
elementales de la calidad del aire acondicionado que se resumen en: bajo
particulado en suspensión, humedad relativa bajo control y temperatura de
confort. El objetivo de la UMA es suministrar un gran caudal de aire acondicionado
para ser distribuido por una red de ductos a través de la instalación en la cual se
encontrará emplazada. (wikipedia/Climatizador, 2012). La climatización tiene dos
vertientes: la calefacción, o climatización de invierno, y la refrigeración o
climatización de verano.
1.2.1 Función de refrigeración en verano.
La función de refrigeración y deshumectación, se realiza en verano en forma
simultánea en la batería de refrigeración, dado que si no se realiza, el porcentaje
de humedad relativa aumenta en forma considerable, provocando una sensación
de molestia y pesadez (wikipedia/Aire_acondicionado,2012).
El deshumidificador es una bomba de calor para proporcionar una zona fría donde
condensar la humedad y una zona caliente para recuperar la temperatura
ambiental. Su funcionamiento consiste en pasar una corriente de aire por la zona
fría, el cual está a una temperatura por debajo del punto de rocío, provocando
que la humedad ambiental se condense y gotee a un depósito o un desagüe.
Después de ser secado y enfriado el aire a través de la condensación, se recupera
la temperatura ambiental y disminuye aún más su humedad relativa
(wikipedia/Deshumidificador, 2012).
En instalaciones industriales que se requiere gran presición puede aplicarse un
sistema separado empleando para la deshumectación agentes absorbentes como
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la silica-gel (wikipedia/Aire_acondicionado, 2012).
1.2.2 Función de climatización en invierno.
El calentamiento del aire se efectúa en invierno en la batería de calefacción, por
medio de una batería de agua caliente o vapor vinculadas con cañerías a una
planta de calderas o intercambiadores a gas o eléctricos. Para aplicaciones de
confort en instalaciones de agua fría se suele emplear la misma batería que se
usa para refrigerar haciendo circular agua caliente por la misma, en la época de
invierno. Al sistema de expansión directa también se le puede emplear la misma
batería haciendo funcionar el sistema en el ciclo de bomba de calor
(wikipedia/Aire_acondicionado, 2012).
La comodidad térmica, es importante para el bienestar de las personas y esta
está sujeta a tres factores:
El factor humano: La manera de vestir, el nivel de actividad y el tiempo durante el
cual las personas permanecen en la misma situación, influye sobre la comodidad
térmica.
El espacio: La temperatura radiante media de los paramentos del local
considerado y la temperatura ambiental. El aire: Su temperatura, velocidad y
humedad relativa.
Entre estos factores, el humano puede ser muy variable, puesto que depende del
gusto o actividad de las personas. Los otros factores pueden controlarse para
ofrecer una sensación de bienestar (Sociales, 2008).
1.3 Componentes que conforman una manejadora de aire.
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Batería de filtros La función de filtrado se cumple en la batería de filtros. Consiste
en tratar el aire mediante filtros adecuados a fin de quitarle polvo, impurezas y
partículas en suspensión. El grado de filtrado necesario dependerá del tipo de
instalación de acondicionamientos a efectuar. Para la limpieza del aire se emplean
filtros que normalmente son del tipo mecánico, compuestos por sustancias
porosas que obligan al aire a pasar por ellas, a dejar las partículas de polvo que
llevan en suspensión. En las instalaciones comunes de confort se usan filtros de
poliuretano, lana de vidrio, microfibras sintéticas o de metálicos de alambre con
tejido de distintas malla de acero o aluminio embebidos en aceite. En las
instalaciones industriales o en casos particulares se suelen emplear filtros
especiales que son muchos más eficientes.
El filtro es el primer elemento a instalar en la circulación del aire porque no solo
protege a los locales acondicionados sino también al mismo equipo de
acondicionamiento.
La batería de filtros de aire genera la desconcentración de articulado en
suspensión mejorando la calidad de aire a inyectar. A modo de ejemplo, no es lo
mismo el aire a circular por un edificio de oficinas que el de un hospital, y distinto
también al de un pabellón quirúrgico. De esta manera, y a mayor exigencia en la
labor de filtrado del aire, no solo se debe generar la desconcentración de
partículas de distintos tamaños sino también la eliminación de microorganismos
con la adición de filtros especiales como los filtros electrostáticos y los de carbón
activo para la eliminación de olores (wikipedia/Climatizador, 2012).
Baterías de frío y calor Las baterías de frío y calor son serpentines por los cuales
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circula agua, fluido tratado por elementos o máquinas térmicas auxiliares a la
unidad manejadora de aire. El agua fría es obtenida de una enfriadora de agua o
“chiller" (enfriadora) el cual, evaporando un refrigerante a contraflujo en un
evaporador de placa o doble tubo, enfría el agua hasta una temperatura apta
para el proceso. Este serpentín suele estar primero en sentido del flujo de aire a
través de la UMA que el de calor, con la finalidad de condensar la humedad
ambiente excedente sobre el serpentín. El agua caliente que circula por el
serpentín de calor es abastecida por una caldera. En la actualidad se están
utilizando arreglos de caldera, bombas de calor y colectores solares en pos de la
eficiencia energética. Las tuberías de agua que conectan a los serpentines, tanto
fría como caliente, deben ir acopladas a válvulas motorizadas de manera tal que
la alimentación del agua sea proporcional a lo requerido por los termostatos o
entalpímetros, según sean los elementos de control (wiki/Climatizador, 2012).
Ventilador
Es el elemento mecánico que debe generar el caudal y alcanzar la presión
estática necesaria para hacer circular el aire acondicionado por la red de ductos a
través de la instalación. Si bien es cierto que los ventiladores axiales son los que
generan mayor caudal de aire, su configuración física y bajo torque los deja por
debajo de los ventiladores centrífugos (a veces llamados sirocos) cuya mayor
presión estática los convierte en los ideales para este tipo de equipos, ya que el
aire debe circular fluidamente a través de los filtros, baterías de frío y calor y
redes de ductos hasta los distintos difusores del sistema (wikipedia/Climatizador,
2012).
29
La función de ventilación, consiste en la entrada de aire exterior, para renovar
permanentemente el aire de recirculación del sistema en las proporciones
ecesarias a fin de lograr un adecuado nivel de pureza, dado que en el resultado
del proceso respiratorio, se consume oxígeno y se exhala anhídrido carbónico,
debe suministrarse siempre aire nuevo a los locales para evitar que se produzcan
viciamientos u olores.
El aire nuevo del edificio o aire de ventilación penetra a través de una reja de
toma de aire, en un recinto llamado pleno de mezcla, en él se mezcla el aire
nuevo con el aire de retorno de los locales, regulándose a voluntad mediante
persianas de accionamiento automáticas (wikipedia/Aire_acondicionado, 2012).
Conductos de ventilación El resto del sistema de ventilación, conductos,
accesorios y difusores, así como su correspondiente estudio y cálculo se enfocan
bajo el lente de los denominados sistemas de ventilación industrial. Estos
requieren un detallado análisis para que el aire se distribuya uniformemente a
través de la red de ductos a una velocidad adecuada a fin de no producir una
elevada pérdida de carga por fricción ni vibraciones que eleven a umbrales
audibles, pero la suficiente como para generar una adecuada ventilación con aire
acondicionado a una velocidad normada a la salida del difusor y conforme la
altura de la habitación, en el caso de una descarga vertical. Todo esto se realiza
mediante el estudio de las secciones de los ductos a fin de mantener el estado de
continuidad de la velocidad del aire en su interior.
A su vez es importante minimizar los codos y bifurtaciones de la instalación de
ductos los cuales no hacen más que aumentar la pérdida de carga por presión
30
estática la cual deberá ser compensada por el ventilador del equipo climatizador,
con su consecuente capacidad y costo operativo del motor para suministrar el
torque solicitado (wikipedia/Climatizador, 2012).
1.4 Métodos utilizados para comprimir un gas refrigerante.
En lo que respecta a los principios de refrigeración modernos, en ellos hay un ciclo
de compresión de vapor, en este caso refrigerante, este ciclo se da por etapas:
primero se da la compresión del vapor refrigerante, luego continúa con la
condensación, después pasa a una etapa de expansión y finalmente a la
evaporación antes de volver a iniciar el ciclo (figura 1.4.1).
Figura 1.4.1Ciclo de compresión del vapor refrigerante.
Dentro de todos los conceptos con respecto a aire acondicionado, se encuentran
los diferentes métodos utilizados para comprimir un gas refrigerante, dentro de
31
los cuales hay tres formas: sistema tipo “split” enfriado por aire, sistema tipo
“chiller” enfriado por aire y sistema tipo “chiller” enfriado por agua. Todos los
métodos tienen diferentes puntos a favor y en contra que los caracterizan dentro
de un sistema de aire acondicionado (Alvarado, 2006).
1.4.1 Método “split” de enfriado por aire.
El sistema tipo “split” se caracteriza por ser de bajo costo, confiable en una
operación de 24 horas continuas, posee un bajo costo de operación y
mantenimiento, es flexible a la expansión y posee un fácil manejo, sin embargo,
no es muy eficiente desde el punto de vista energético, máxime si se toma en
cuenta para un sistema industrial, en donde se requiere una gran cantidad de aire
para mantener en una adecuada temperatura a toda una edificación (figura
1.4.2) (Alvarado, 2006).
1.4.2 Método“chiller” de enfriado por aire.
El sistema de aire acondicionado tipo “chiller” enfriado por aire se caracteriza por
tener un bajo costo de inversión, ser muy confiable en una operación de 24 horas
32
continuas, tener un bajo costo en cuanto a operación y mantenimiento, ser
flexible a la expansión y de fácil manejo, pero también falla desde el punto de
vista de la eficiencia en cuanto a lo energético. (figura 1.4.3) (Alvarado, 2006).
Figura 1.4.3 Ejemplo de un sistema de aire acondicionado tipo “chiller” enfriado
por aire.
1.4.3 Método“chiller” de enfriado por agua.
Un sistema tipo “chiller” enfriado por agua, tiene un bajo costo de inversión, al
igual que los anteriores, es confiable en una operación de 24 horas seguidas,
tiene un bajo costo en su operación y en su mantenimiento de igual manera que
el enfriado por aire, es de fácil manejo y es flexible a la expansión, no El sistema
que está instalado en la planta de Parenterales 3 del Centro Nacional de
Biopreparados es un sistema “chiller” enfriado por agua, el sistema que se
33
encuentra a continuación en la figura 1.4.4 no es el que está en la planta, es sólo
para ejemplificar.
Figura 1.4.4 Ejemplo de un sistema de aire acondicionado tipo “chiller” enfriado
por agua.
Ya que en estos sistemas se habla de la eficiencia y la misma es un factor tan
importante en cuanto a su selección, deberá existir una manera de medirlo, a la
cual se le denomina comúnmente EER (relación de eficiencia energética), utiliza
BTU / h que son unidades británicas de temperatura por hora (ecuación 1.1) y se
mide de la siguiente forma:
(1.1)
Para tomar un dato de la eficiencia en kilowatts por tonelada (kW / ton) se usa la
ecuación (1.2) (Alvarado, 2006).
(1.2)
La ecuación anterior lleva a la tabla 1.1, en la cual se comparan los valores de
34
eficiencia de los tres sistemas de enfriamiento (Alvarado, 2006).
Tabla 1.1 Comparación en cuanto a eficiencia en diferentes sistemas de
enfriamiento.
kW/ton
“Split”
“Chiller”enfriado por aire
1.2-0.7
0.9
“Chiller”enfriado por agua
0.6
Y lo mejor que poseen estos sistemas, es que han aumentado su eficiencia a
través del tiempo y actualmente poseen una eficiencia en aproximada a 0.4, valor
que estadísticamente ha venido disminuyendo desde su invención (Alvarado,
2006).
1.5 Consumo energético.
El costo que actualmente representa la energía eléctrica es de vital importancia
en una especialidad como el aire acondicionado que requiere un elevado
consumo, por lo que su reducción representa una de las premisas básicas en los
criterios de diseño.
Para ello, existen numerosas tecnologías y medios de aplicación, que se centran
fundamentalmente en el ajuste de las necesidades, la utilización de fuentes de
energía no convencionales, el incremento de la eficiencia y la recuperación de la
35
energía residual, independientemente de utilizar equipos de alto rendimiento.
El apropiado uso del aislamiento térmico en un edificio, contribuye un elemento
fundamental, dado que ellos implican equipos de aire acondicionado más
pequeños con un consumo energético menor durante toda su vida útil. A su vez el
aislamiento térmico reduce al mínimo las pérdidas de calor en los equipos,
unidades de tratamiento de aire y la red de conductos y cañerías de la instalación.
Por otra parte, es indispensable la adopción de soluciones arquitectónicas que
tiendan a la reducción de consumo energético teniendo en cuenta el
aprovechamiento de la radiación solar, protecciones para reducir infiltraciones.
Es muy importante analizar la automatización de los circuitos de alumbrado y el
empleo de lámparas de alto rendimiento, así también como reguladores que
permitan un nivel de iluminación en función de las reales necesidades.
En el transcurso de un año de funcionamiento del sistema de climatización
existen períodos de tiempo en los cuales las características del ambiente exterior
del edificio son favorables para la climatización mediante el aire exterior,
mediante un sistema economizador denominado comúnmente free- cooling,
especialmente en la época intermedia.
Otro aspecto a considerar es el incremento de la eficiencia energética, mediante
el fraccionamiento de la potencia de los equipos, con objeto de adaptar la
producción de aire acondicionado a la demanda del calor del sistema,
parcializando las unidades productoras a fin de conseguir en cada instante, el
régimen de potencia más cercano al de máximo rendimiento. La utilización del
36
ciclo bomba de calor para calefacción es recomendable en lugar de resistencias
eléctricas y el empleo de gas natural para refrigeración con unidades enfriadoras
de agua operando con el ciclo de absorción constituye una alternativa a
considerar.
Otras formas de ahorrar energía consiste en la recuperación de calor de
condensación aprovechando que los equipos frigoríficos desprenden en su
funcionamiento gran cantidad de calor que convenientemente recuperada puede
ser empleada para otros servicios o zonas frías del edificio o también el
almacenamiento de energía enfriando agua o produciendo hielo en las horas de la
noche cuando la tarifa energética es más económica, el que está destinado a
recortar los picos térmicos diarios, permitiendo reducir de esa manera, el tamaño
de los equipos
(wikipedia/Aire_acondicionado, 2012).
1.6 Nuevos sistemas de clima en la actualidad.
El clima tan cálido que presentan algunos países provoca grandes demandas de
energía, de ahí que se han visto obligados a emplear la alta disponibilidad de
energía solar para el beneficio del hombre.
En la actualidad se están desarrollando varios sistemas que mejoran el consumo
de energía del aire acondicionado, entre los cuales se puede mencionar el aire
acondicionado solar y el aire acondicionado vegetal.
Aire acondicionado solar
La mayor ventaja de los aires acondicionados solares, además de ser amigables
37
con el medio ambiente por no utilizar electricidad, es que precisamente durante
las horas de mayor calor, cuando más sol hace, es cuando más se encienden los
aparatos de aire acondicionado, unir estos dos elementos se presenta como una
opción más que recomendable.
El aire acondicionado solar utiliza placas solares térmicas o eléctricas para
proveer de energía a sistemas de aire acondicionado convencionales. Los aires
acondicionados solares funcionan de la misma manera que los convencionales,
solo que la energía que utilizan para funcionar proviene de los paneles solares en
vez de estar conectados a la red eléctrica como se evidencia en el Anexo1.1 (Aire
acondicionado solar, 2012).
El aire acondicionado vegetal
El aire acondicionado vegetal combina las ventajas de cualquiera de los sistemas
de fachada vegetal con el valor añadido de actuar como refrigerador y filtro de
aire del espacio donde se instala (Aire acondicionado vegetal, 2012)
[Anexo 1.2].
El funcionamiento es sencillo, el aire se recircula a través de la fachada vegetal
pasando a través del sustrato plantado y de la vegetación.
La evaporatranspiración producida no solo enfría el aire además, las raíces de las
plantas absorben contaminantes específicos producidos por la edificación, como
se muestra en la figura 1.6.1.
38
Figura 1.6.1
Sistema de aire acondicionado vegetal .
1.7 Clasificación de las áreas asépticas en el BioCen
En el BioCen, las áreas asépticas para la elaboración de productos estériles se
clasifican según las características ambientales requeridas. La clasificación debe
diferenciarse claramente del proceso de monitoreo ambiental en operación como
se muestra en la siguiente tabla:
Tabla 1.7.1 Número máximo de partículas permitidas.
Número máximo de partículas iguales o mayores que el tamaño tabulado “At rest”
Grado
0.5μm
“En operación”
39
5.0 μm
0.5 μm
3520
5.0 μm
A 3520 20 B 3520 29 352 000 2900
C 352 000 2900 3 520 000 29 000
D 3 520 000 29 000
No definido
Página 26
Tabla 1.7.2 Clasificación de áreas asépticas.
Grados de áreas limpias para la elaboración de productos medicinales estériles
A
Zona local para operaciones de alto riesgo. Zona de llenado, recipientes de
tapones, ampollas y viales abiertos.
B
Ambiente que rodea a la zona de grado para la preparación y llenado aséptico.
C;D
Áreas limpias para llevar a cabo etapas menos críticas de la elaboración de
productos estériles.
Las áreas asépticas y dispositivos de aire limpio deben monitorearse
rutinariamente en operación y los lugares de monitoreo se basan en un estudio de
40
análisis formal de riesgo y en los resultados obtenidos durante la clasificación.
Para la zona A el monitoreo de partículas debe llevarse a cabo durante toda la
duración del procesamiento crítico, incluyendo el armado del equipamiento. La
frecuencia de monitoreo debe ser tal que pueda capturarse cualquier evento
transitorio y se disparen alarmas si se exceden los límites de las mismas.
Las condiciones de partículas para el grado “en operación” deben mantenerse en
la zona que rodea inmediatamente al producto, cuando el producto o recipiente
abierto está expuesto al ambiente.
Se recomienda un sistema similar para las zonas de grado B.
El local de Formulaciones I está clasificado por el departamento de validación del
centro como una zona de grado B.
1.8 Descripción Tecnológica del proceso de clima en la sala de Formulaciones I del
Centro Nacional de Biopreparados . El proceso de climatización en el Centro
Nacional de Biopreparados y específicamente en la planta PP3 (Producción de
Parenterales 3) comienza en el piso técnico. Este es el lugar donde se encuentran
ubicadas todas las manejadoras de la planta.
A la UMA 1006 le llega el aire del retorno, éste en su recorrido pierde sus
propiedades por eso es preciso adherirlo con un aire de renovación para cambiar
el dioxígeno y así no recircular el mismo aire, el resultado de ésta unión pasa a
través de un pre-filtro, luego pasa a través de un filtro bolsa de 0.5 micras, ambos
filtros tienen un indicador de presión (IP) para saber sus estados. Este aire choca
con las baterías de frío por las cuales circula agua fría proveniente de un chiller,
41
en dependencia de la humedad relativa detectada en los conductos del retorno se
regula el agua fría a través de la válvula de tres vías, controlando así la humedad
relativa. Más tarde pasa por un banco de tiristores o válvula de corriente la cual
recibe una señal de 0-10V proveniente del controlador DDC, la misma envía una
corriente hasta el banco de resistencias para de esta manera calentar más o
menos el aire. Las sondas de temperatura (Tt) están colocadas en los conductos
de impulsión y retorno, así como el transmisor de humedad relativa (THr) está
colocado en el conducto del retorno. Más adelante el ventilador hace circular el
aire acondicionado por la red de ductos a través de la instalación, la falta de flujo
se detecta con un detector de flujo que manda una señal digital 0 ó 1 o bien
abierto o cerrado, además se sensa el valor de la presión del aire de impulsión
con presostatos diferenciales (Tpd, transmisor de presión diferencial), este valor
es enviado al DDC y éste a su vez manda una señal de 0-10V hacia el convertidor
de frecuencia de esta forma se controla el caudal de aire de salida de una Unidad
de Tratamiento de Aire. Finalmente en el área existe un filtro Hepa para garantizar
que el aire que llega sea lo más limpio posible, en la figura 1.8.1 se muestra un
diagrama de la descripción tecnológica de la UMA.
42
Figura 1.8.1 Diagrama tecnológico del proceso de clima.
1.9 Instrumentación existente.
1.9.1 Sensor de temperatura para conductos.
Los sensores de temperatura QAM2120.040 son empleados en la ventilación y
acondicionamiento de plantas, tiene un elemento de detección LG Ni-1000, que
puede operar a una temperatura entre los - 40 a +70oC, para más información
ver Anexo 1.3.
1.9.2 Controlador de potencia trifásico con disparo por ráfagas y dos fases -
TE200A
La gama TE200 está diseñada para aplicaciones trifásicas de uso general que
emplean cargas resistivas de tres hilos o infrarrojas de onda corta (SWIR). El
TE200 conmuta directamente dos de las tres fases y la tercera se conecta
directamente.
43
Entre las aplicaciones típicas se incluyen; el tratamiento térmico, la metalurgia,
los plásticos, procesamiento de comidas y control de temperatura
medioambiental.
Para los elementos de onda corta infrarrojos (no conveniente con 63 A), los
fusibles de velocidades altas no deben ser usados, porque ellos no pueden
sobrevivir a la corriente inicial que el TE200 puede aceptar. Este controlador es el
encargado de manejar el banco de resistencia [Anexo 1.4].
1.9.3 Sensor de presión diferencial
Los detectores de presión de diferencial se usan:
Para medir presiones altas o bajas en los conductos aéreos respecto a la presión
ambiente.
Para medir la diferencial entre cuartos diferentes.
Para adquirir los volúmenes de aire variables en las plantas de suministro.
Para supervisar los filtros y controlar a los ventiladores.
Especialmente en aplicaciones que exigen:
- la gran exactitud
- tiempos de respuesta muy pequeños
Principio de funcionamiento:
El sensor QBM65.1-25 adquiere la presión del diferencial con la ayuda de un
diafragma de silicona. La deformación del diafragma es sensada y convertida a
una señal eléctrica. El circuito electrónico genera una señal de presión lineal que
se calibra y se compensa en función de la temperatura. El valor medido se
44
entrega por el sensor como una señal de salida analógica de DC 0 -10 V. Se diseña
para ser montado en la pared o en el techo del equipo en el cual será utilizado
[Anexo 1.5].
1.9.4 Sensor de humedad
Las sondas de conducto QFM21... se usan en conductos de aire de instalaciones
de ventilación y aire acondicionado para obtener:
La humedad relativa
Las sondas se usan como:
Sondas de control en el aire de impulsión o extracción Sondas de referencia, ej.,
para desplazamiento de punto de rocío Sondas de límite, ej., en conexión con
humidificadores de vapor Sondas de límite, ej., para indicación de valor de
medida o para la conexión a un sistema de automatización y de control de
edificios.
En el anexo 1.6 se muestran detalladamente todos los datos técnicos de este
sensor.
1.9.5 Actuador de la válvula de tres vías .
El actuador también llamado accionador o motor, puede ser neumático, eléctrico
o hidráulico, pero los más utilizados son los dos primeros, por ser los más sencillos
y de rápidas actuaciones. Aproximadamente el 90% de las válvulas utilizadas en
la industria son accionadas neumáticamente.
En el Anexo1.7 se muestran algunas de las características del actuador del
sistema de estudio.
45
1.9.6 Válvula de tres vías.
Una válvula se puede definir como un aparato mecánico con el cual se puede
iniciar, detener o regular la circulación (paso) de líquidos o gases mediante una
pieza movible que abre, cierra u obstruye en forma parcial uno o más orificios o
conductos.
Las válvulas son unos de los instrumentos de control más esenciales en la
industria. Debido a su diseño y materiales, las válvulas pueden abrir y cerrar,
conectar y desconectar, regular, modular o aislar una enorme serie de líquidos y
gases, desde los más simples hasta los más corrosivos o tóxicos.
La válvula que deja pasar el flujo de agua fría al serpentín es una válvula de tres
vías VGX41.25 [Anexo 1.8] que se utiliza principalmente en:
Zonas de calefacción, distribución de calor Instalaciones primarias de
calefacción y refrigeración Instalaciones de ventilación y climatización 1.9.7
Controlador Modulador PXC64-U.
Por su complejidad la regulación, manejo y control de las instalaciones en un
laboratorio farmacéutico se realiza a través de un sistema programable de control
DDC (Control Digital Directo). En algunos sectores la función del sistema DDC está
restringida al monitoreo y supervisión.
El sistema DDC se compone esencialmente de paneles de control que trabajan
con autonomía, los cuales serán montados en las centrales técnicas. Para el
monitoreo y control central, los paneles DDC deberán estar conectados, mediante
un Bus de datos (C-Bus) a la PC central [Anexo 1.9].
Este controlador modulador cuenta con módulos de entradas digitales, para este
46
caso 16 entradas digitales, 6 módulos de relés y 8 módulos universales de I/O,
para más información ver anexo 1.14, 1.15, 1.16.
1.9.8 Módulo de interfaz TXB1.PBUS.
El módulo de interfaz de bus se usa para conectar un sistema de módulo TX- I/O el
a una estación de automatización con una interfaz del P-autobús. Los módulos de
I/O se configuran con la herramienta TX-I/O. Esta configuración se transmite en el
módulo de interfaz de bus vía puerto USB y transferida desde allí al sistema de
móduloTX-I/O. El módulo de interfaz de autobús incorpora una fuente de
alimentación de 24 VDC para los módulos TX-I/O y otros dispositivos del campo.
Ésto puede ser operado en paralelo bajo tres módulos de fuentes de alimentación
TX1S12F10 [Anexo 1.10].
1.9.9 Detector de flujo de aire.
Detecta el paso o falta de aire en los sistemas de conductos en instalaciones de
acondicionamiento de aire y ventilación [Anexo 1.11].
1.9.10 Indicador de presión estática.
El indicador de presión serie Mark II para velocidades de aire superiores a 5
m/segundos es una fuente de posibles errores en la medición. Es conveniente
usar sondas para presión estática. De no ser disponibles, se ingresan las
conexiones al conductor, en ángulo recto a la corriente de aire, y se le da una
terminación suave en los extremos [Anexo 1.12].
1.9.11 Filtros Bolsa
Entre los beneficios que brinda el filtro de bolsa se mencionan:
47
Máxima capacidad de retención de polvos fino, polen, humos, bactería, pelusas,
etc.
Configuración aerodinámica que permite el uso óptimo de la media filtrante
previniendo daños a la misma en operación, además de dar rigidez y fuerza al
filtro.
Reduce costos de operación y ahorro de energía al requerir un menor esfuerzo
por su baja caída de presión.
Larga vida útil y reducción de costos en mantenimiento [Anexo 1.13].
1.9.12 Filtros Hepa
Los filtros HEPA (filtros de aire de alta eficiencia) son los filtros con mayor
eficiencia en el mercado, se utilizan como filtro final en cuartos limpios y otras
aplicaciones donde se requiere ultra limpieza como en la industria de los
semiconductores, electrónica, farmacéutica, procesadora de comida, hospitales y
laboratorios [Anexo 1.17]
1.10 Conclusiones del capítulo.
En este capítulo se han expuesto algunas de las principales características de los
sistemas de clima, además se llevó a cabo un acercamiento a los sistemas
actuales de aire acondicionado, haciendo una descripción del sistema objeto de
estudio y la instrumentación existente en el proceso, así como la diferenciación de
las áreas limpias del Centro Nacional de Biopreparados.
48
