Revista Farmespaña Industrial - Especial Ingeniería Farmacéutica 2025

Optimización de la distribución de aire en laboratorios de bioseguridad mediante simulación fluidodinámica (CFD) En los laboratorios de investigación, y también de producción farmacéutica, es esencial el mantenimiento de las adecuadas condiciones ambientales en las salas críticas de los mismos. ALBERT ARTÚS HVAC & ENERGY ENGINEER EN JG INGENIEROS S.A GIL VINYETA PHD, INDUSTRIAL ENGINEER, DIRECTOR OF INNOVATION EN JG INGENIEROS S.A L as salas críticas son aquéllas donde los procesos que se llevan a cabo están so- metidos a unas condiciones muy estric- tas de estabilidad ambiental, o donde los pro- cesos que se realizan son de alto riesgo para la salud si se produjera algún incidente en la sala. Las condiciones ambientales de estas salas son las que definen los diferentes parámetros de confort e higiene: condiciones de tem- peratura y humedad relativa, concentración máxima de contaminantes físicos o químicos, velocidades y diferencias de presión en el aire, edad del aire, uniformidad y estabilidad de esas condiciones en el tiempo. El mantenimiento de estas condiciones inte- riores en niveles adecuados es uno de los ma- yores gastos operativos para los laboratorios: se incluye aquí el consumo energético de los sistemas, el coste de reposición de filtros de aire y otros consumibles, el coste de limpieza y descontaminación de espacios ante una ave- ría o incidente, el lucro cesante que se da por operaciones de mantenimiento o reparacio- nes cuando, el laboratorio no puede estar en funcionamiento. Para garantizar el funcionamiento adecuado de un laboratorio en correctas condiciones al menor coste operativo posible se considera relevante llevar a cabo una investigación que analice, mediante herramientas de simulación computacional fluidodinámica (CFD) el siste- ma de distribución del aire en el interior ya que muchos de los patógenos estudiados se conta- gian a través de aerosoles. Seguramente, esta herramienta de simula- ción debe ser incorporada en los procesos de diseño de instalaciones tan críticas. Análisis a llevar a cabo según tipología de espacios En laboratorios de bioseguridad existen di- ferentes tipos de espacios con múltiples sin- gularidades, siendo los laboratorios In-vitro , animalarios (laboratorios In-vivo ) y salas de necropsia, algunos de los más representa- tivos. La actividad en cada uno de ellos es totalmente distinta y, por consiguiente, la distribución interior del equipamiento es singular en los tres casos. El estudio fluido- dinámico mediante herramientas de simula- ción CFD puede ser definitivamente útil para el diseño del sistema de climatización: Los laboratorios precisan distintos pues- tos de trabajo, múltiples equipos disipado- res de calor y cabinas de seguridad biológica que recirculan el aire sobre el ambiente. Por consiguiente, la densidad de carga de estos espacios es elevada y la distribución interior puede contener muchos obstáculos que difi- culten la distribución del aire. Estudiar si la distribución de aire en estos espacios debe ser por mezcla o laminar tiene especial relevancia para evitar zonas muer- tas entre el equipamiento y también para asegurar que las cabinas de bioseguridad no tengan turbulencias que puedan inducir aire desde el interior hacia el exterior, rom- piendo la primera barrera de contención. Los gradientes de temperatura de estos espacios también pueden ser considerables al tener que compensar las cargas térmicas. En los animalarios, en cambio, no hay mucha densidad de equipamiento y normal- mente suelen haber escasas cabinas de bio- seguridad ya que solamente se utilizan para hacer el seguimiento de animales de tama- ño reducido. La ocupación, eso sí, es perma- nente y se debe considerar el calor sensible y latente de los animales. En estos espacios, consecuentemente, no habrá grandes gradientes de temperatura, pero la difusión debe ser detenidamente estu- diada para evitar velocidades de aire sobre los animales, ruido a las frecuencias sensibles de cada especie y temperaturas de confort homo- géneas. Además, la temperatura y humedad del aire puede variar considerablemente según la especie que se vaya a estudiar y la difusión debeadaptarsea todas ellas. La transmisiónde aerosoles de los animales en estos espacios es considerable y, por este motivo, es importante conocer los patrones del aire en su interior. Las salas de necropsia acostumbran a ser los espacios más sucios del laboratorio. No son espacios con una gran densificación de equipos, pero sí pueden contener una mesa de necropsias para animales de tamaño con- siderable y una cabina de clase II y tipo B2. Ambos equipos pueden necesitar una extrac- ción conducida hacia el exterior de un caudal de aire muy considerable que tiene fuertes afectaciones en la difusión del aire interior. En estos espacios también es necesario estudiar el comportamiento del aire, pero desde una perspectiva diferente. Las cargas asociadas son reducidas y la temperatura ambiente no es un parámetro crítico. Quizás el estudio de esta tipología de espacios se basa en tener un control del flujo de aire des- de la parte más limpia de la sala hasta la más sucia. Una buena distribución de aire puede favorecer la contención del espacio más su- cio de todo el edificio. El mantenimiento de las condiciones interiores en niveles adecuados es uno de los mayores gastos operativos para los laboratorios tratamiento de aire 28 FARMESPAÑA INDUSTRIAL · ESPECIAL INGENIERÍA FARMACÉUTICA 25