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El número de FFU necesarias para una sala limpia se calcula dividiendo el flujo de aire total requerido (determinado por los cambios de aire por hora objetivo y el volumen de la sala) por la capacidad de flujo de aire de una sola unidad. FFU — luego, comprobar que la cobertura del techo alcance el porcentaje mínimo para su clase ISO.
Este artículo está dirigido a ingenieros de salas blancas, administradores de instalaciones y equipos de compras que diseñan nuevas salas blancas o actualizan sistemas HVAC existentes. Incluye la fórmula completa para el dimensionamiento de unidades de ventilación (FFU), valores de referencia de renovación de aire (ACH) según la norma ISO, tres ejemplos de diseño completamente resueltos, requisitos de cobertura del techo y consejos prácticos sobre la selección de motores EC frente a motores AC. Al finalizar, podrá calcular de forma independiente los requisitos de FFU para cualquier sala.
El cálculo de la cantidad de FFU sigue un proceso de cinco pasos:
Paso 1: Determine los cambios de aire por hora (ACH) necesarios para su clase ISO.
Paso 2: Calcular el flujo de aire total requerido
Caudal total de aire (m³/h) = Volumen de la habitación (m³) × ACH
Paso 3: Determinar la capacidad de flujo de aire de una sola unidad FFU.
FFU típico: 600–1200 m³/h dependiendo del tamaño y la velocidad de ajuste.
Paso 4: Calcular el número de unidades
Cantidad de FFU = Flujo de aire total ÷ Flujo de aire de una sola FFU
(redondear al siguiente número entero)
Paso 5: Verificar la tasa de cobertura del techo
Tasa de cobertura = (Área de la huella de la unidad de combustible flexible × cantidad) ÷ Área del techo de la habitación × 100%
Clase ISO | Clase equivalente en EE. UU. | ACH recomendado | Aplicación típica |
ISO 3 | Clase 1 | 360–540+ | Litografía de obleas (extrema) |
ISO 4 | Clase 10 | 300–360 | Proceso avanzado de semiconductores |
ISO 5 | Clase 100 | 240–480 | Llenado/acabado farmacéutico, fabricación de obleas |
ISO 6 | Clase 1000 | 150–240 | Ensamblaje de dispositivos médicos |
ISO 7 | Clase 10000 | 60–150 | Preparación farmacéutica, laboratorio de I+D |
ISO 8 | Clase 100000 | 20–60 | Envases de alimentos, electrónica |
ISO 9 | Aire de la habitación | 10–25 | Fabricación general |
Clase ISO | Tasa de cobertura mínima | Tasa de cobertura recomendada |
ISO 5 y superior | ≥ 85% | 90–100% |
ISO 6 | ≥ 70% | 75–85% |
ISO 7 | ≥ 40% | 50–60% |
ISO 8 | ≥ 20% | 25–35% |
Dimensiones estándar de las unidades FFU: - 1200 mm × 600 mm = 0,72 m² por unidad (la más común) - 1200 mm × 1200 mm = 1,44 m² por unidad (gran formato)
Parámetros de la sala: - Uso: Llenado aséptico de viales - Clase ISO objetivo: ISO 5 - Dimensiones de la sala: 5 m (largo) × 4 m (ancho) × 3 m (alto) - Volumen de la sala: 60 m³ - Superficie del techo de la sala: 20 m²
Paso 1 — Seleccionar ACH: ISO 5 → usar 360 ACH (rango medio, conservador para la industria farmacéutica)
Paso 2: Caudal de aire total requerido: 60 m³ × 360 ACH = 21.600 m³/h
Paso 3 — Flujo de aire de una sola unidad FFU: Utilizando una unidad FFU de 1200 × 600 mm a velocidad nominal = 900 m³/h
Paso 4 — Número de unidades: 21.600 ÷ 900 = 24 FFU (exacto, no es necesario redondear)
Paso 5 — Verificación de cobertura: 24 unidades × 0,72 m² = 17,28 m² de cobertura Tasa de cobertura = 17,28 ÷ 20 = 86,4 % ✅ (cumple con el requisito ≥85 % para ISO 5)
Resultado: 24 unidades de fibra óptica de 1200 × 600 mm en una cuadrícula de techo de 4 columnas × 6 filas.
Parámetros de la sala: - Uso: Empaquetado de circuitos integrados y unión de cables - Clase ISO objetivo: ISO 6 - Dimensiones de la sala: 10 m (largo) × 5 m (ancho) × 3 m (alto) - Volumen de la sala: 150 m³ - Superficie del techo de la sala: 50 m²
Paso 1 — Seleccionar ACH: ISO 6 → usar 200 ACH
Paso 2: Caudal total de aire requerido: 150 m³ × 200 ACH = 30 000 m³/h
Paso 3 — Flujo de aire de una sola unidad FFU: 1200 × 600 mm FFU a 900 m³/h
Paso 4 — Número de unidades: 30.000 ÷ 900 = 33,3 → 34 FFU (redondear hacia arriba)
Paso 5 — Verificación de cobertura: 34 unidades × 0,72 m² = 24,48 m² Tasa de cobertura = 24,48 ÷ 50 = 49% — por debajo del mínimo del 70% para ISO 6
Corrección: Aumentar a 50 unidades para lograr 50 × 0,72 = 36 m² → 36 ÷ 50 = 72% ✅
Nota: En este ejemplo, el requisito de tasa de cobertura hace que el recuento de FFU sea mayor que el requisito de flujo de aire por sí solo. Esto es común en salas ISO 6 con techos altos. Siempre verifique ambos.
Resultado: FFU de 50 × 1200 × 600 mm
Parámetros de la sala: - Uso: Envasado de comidas preparadas - Clase ISO objetivo: ISO 8 - Dimensiones de la sala: 20 m (largo) × 5 m (ancho) × 3 m (alto) - Volumen de la sala: 300 m³ - Superficie del techo de la sala: 100 m²
Paso 1 — Seleccionar ACH: ISO 8 → usar 40 ACH
Paso 2: Caudal total de aire requerido: 300 m³ × 40 ACH = 12 000 m³/h
Paso 3 — Flujo de aire de una sola unidad FFU: 1200 × 600 mm FFU a 900 m³/h
Paso 4 — Número de unidades: 12.000 ÷ 900 = 13,3 → 14 FFU
Paso 5 — Verificación de cobertura: 14 unidades × 0,72 m² = 10,08 m² Tasa de cobertura = 10,08 ÷ 100 = 10 % — por debajo del 20 % mínimo para ISO 8
Corrección: Se necesita una cobertura mínima de 20 m² → 20 ÷ 0,72 = 27,8 → 28 FFU mínimo
Resultado: 28 unidades FFU de 1200 × 600 mm (la cobertura determina el número, no el flujo de aire).
Los motores EC (conmutados electrónicamente) permiten el control de velocidad variable mediante una señal de 0-10 V o RS485. Esto tiene dos implicaciones prácticas en el dimensionamiento de las FFU:
Factor | Motor de CA FFU | Motor EC FFU |
Control de velocidad | Fijo o escalonado (transformador) | Continuo 0–100% |
A velocidad reducida | Debe apagarse o ejecutarse a pasos preestablecidos. | Puede funcionar al 60-70% para ISO 7, aumentando gradualmente para ISO 5. |
Energía al 70% de velocidad | Pérdidas totales por bobinado | ~35% de la potencia nominal (ley cúbica) |
Control de grupo | Interruptores individuales | Controlador central, bus RS485 |
Implicaciones para el dimensionamiento | Tamaño para el peor de los casos, siempre | Tamaño para ACH objetivo, ajuste de velocidad dinámica |
Para las instalaciones que planean futuras actualizaciones de clase ISO (por ejemplo, ISO 7 ahora, ISO 6 más adelante), las unidades de control de frecuencia con motor EC permiten aumentar la potencia de las mismas unidades simplemente incrementando la velocidad programada, sin necesidad de reemplazar el hardware. Esto convierte a las unidades con motor EC en la opción preferida para nuevas construcciones, a pesar de su mayor costo inicial.
KLC International suministra unidades de filtro de mano (FFU) con motores de CA y EC en formatos de 1200 × 600 mm y 1200 × 1200 mm. Las unidades EC admiten el control de grupo RS485 para sistemas centrales de gestión de salas blancas. Los niveles de ruido son ≤58 dB(A) a velocidad nominal para las unidades EC y ≤68 dB(A) para las unidades de CA.
Para las áreas de llenado y acabado farmacéutico ISO 5, el rango de referencia estándar es de 240 a 480 renovaciones por hora (ACH). La mayoría de los ingenieros farmacéuticos utilizan de 300 a 360 ACH como objetivo de diseño conservador, lo que proporciona un margen suficiente por encima del umbral mínimo de recuento de partículas. Las zonas de procesamiento aséptico (zonas de flujo unidireccional) deben apuntar al extremo superior.
Utilice el volumen total de la habitación (largo × ancho × altura del techo), incluyendo el espacio sobre el equipo y debajo del piso elevado, si corresponde. La tasa de renovación de aire se define para todo el volumen de la habitación. Si tiene un techo muy alto (más de 4 m) con un área de trabajo reducida, considere el volumen efectivo que el sistema de climatización necesita renovar en lugar del volumen total teórico; consulte con su técnico de climatización.
Una unidad de flujo continuo (FFU) estándar de 1200 × 600 mm, a velocidad nominal, proporciona aproximadamente entre 800 y 1000 m³/h, y la mayoría de los fabricantes especifican alrededor de 900 m³/h como valor nominal. Una FFU de gran formato de 1200 × 1200 mm proporciona aproximadamente entre 1500 y 2000 m³/h. Siempre verifique el flujo de aire real consultando la curva de rendimiento del fabricante a la presión estática de su sistema.
En salas grandes con objetivos de clase ISO modestos (ISO 7 u ISO 8), el cálculo del flujo de aire total puede requerir solo un número reducido de unidades de filtración de aire (FFU), pero colocarlas demasiado dispersas crea zonas con velocidad de flujo muy baja y una dilución de partículas insuficiente. El requisito de cobertura del techo garantiza una distribución uniforme del flujo de aire en toda la superficie de la sala.
Técnicamente sí, pero complica el diseño de la rejilla del techo y el equilibrio del flujo de aire. La mayoría de los ingenieros de salas blancas prefieren un solo tamaño de unidad de filtración de aire (FFU) en toda la sala para lograr uniformidad. Si las limitaciones de espacio requieren unidades de diferentes tamaños, asegúrese de que las unidades más grandes se coloquen lejos de las áreas de trabajo críticas donde la uniformidad de la velocidad descendente es fundamental.
Realice una prueba de recuento de partículas según la norma ISO 14644-1 en todos los puntos de muestreo requeridos. Si en algún punto se supera el recuento máximo de partículas para la clase ISO objetivo, aumente la velocidad de la unidad de filtración de aire (para motores EC) o añada unidades adicionales. Asimismo, realice mediciones de velocidad a una altura de 150-300 mm por debajo de cada superficie de la unidad de filtración de aire para verificar una uniformidad de velocidad de ±20 % en toda la sala.
Como el filtro HEPA Cuando un filtro HEPA se carga con partículas capturadas, su resistencia aumenta y el flujo de aire disminuye. Los filtros de aire con motor de CA no pueden compensar esto; el flujo de aire simplemente cae. Los filtros de aire con motor EC y control basado en la presión pueden aumentar automáticamente la velocidad del ventilador para mantener el flujo de aire objetivo a medida que aumenta la resistencia del filtro, lo que prolonga su vida útil. Cuando un filtro HEPA saturado hace que el motor alcance su velocidad máxima, es hora de reemplazarlo.
En un sistema de filtración de tres etapas bien diseñado (prefiltro → filtro medio → HEPA en FFU), los filtros HEPA terminales en las FFU suelen durar de 3 a 5 años en entornos ISO 7-8 y de 2 a 4 años en entornos ISO 5-6. El reemplazo debe activarse mediante el monitoreo de la diferencia de presión, en lugar de programaciones basadas en calendarios. Instale un manómetro magnético o un transmisor de presión digital en paralelo con el HEPA y reemplácelo cuando la resistencia alcance el doble del valor inicial.
El dimensionamiento de las unidades de refrigeración y aire acondicionado (FFU) implica dos restricciones: se necesita un flujo de aire suficiente (ACH) y una cobertura de techo adecuada. Ninguna de estas restricciones por sí sola proporciona la respuesta correcta; siempre verifique ambas y deje que el valor más alto determine la cantidad final.
Los tres ejemplos anteriores abarcan los escenarios más comunes: ISO 5 farmacéutica (controlada por el flujo de aire), ISO 6 semiconductor (controlada por la cobertura tras la corrección) e ISO 8 alimentaria (controlada principalmente por la cobertura). Para su proyecto específico, sustituya las dimensiones de la sala, la clase ISO objetivo y el caudal de aire de la unidad de filtración de aire (FFU) elegida en la misma fórmula.
Para obtener información sobre unidades FFU con motor EC y control de grupo RS485, diseños de rejilla de techo personalizados o hojas de datos técnicos para la verificación del dimensionamiento, visiteKLC Internacional— El equipo puede proporcionar curvas de rendimiento del flujo de aire y planos de distribución del techo para el diseño de su sala limpia.
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