Estructura
Una campana de gases suele ser una pieza esencial del equipamiento de laboratorio. Presenta una superficie horizontal o área de trabajo, que suele estar situada a una altura que permite trabajar de pie. Sus dimensiones aproximadas son de 1-2 metros de longitud, 50-80 cm de profundidad y 80-120 cm de altura. Las paredes laterales suelen ser de cristal, al menos la pared delantera, que es la única que está abierta. En el techo o pared superior hay un motor eléctrico que fuerza la aspiración de los gases o humos producidos, previo paso por un filtro.
Tipos de campanas de gases
Existen dos tipos principales: las campanas de conductos y las de recirculación. El principio es el mismo para ambos tipos: el aire es aspirado desde la parte frontal (abierta) de la caja y, tras su paso por el filtro y el motor extractor, es expulsado fuera del edificio a un lugar seguro. El aire exterior entra de nuevo en la habitación para compensar la presión.Otros dispositivos de ventilación local relacionados son: cabinas de flujo laminar, cabinas estériles, cabinas de bioseguridad, cajas de guantes. Todos estos dispositivos abordan la necesidad de controlar las sustancias peligrosas o irritantes que se generan en el aire habitualmente o se liberan dentro del propio dispositivo de ventilación local.
Funciones
La campana de gases como los demás dispositivos de ventilación local están diseñados para hacer frente a uno o más de los tres objetivos principales:1. Proteger al usuario (campanas de extracción, cabinas de bioseguridad, cajas de guantes, cabina de flujo laminar); 2. Proteger el producto o el experimento que hay en su interior (cabinas de bioseguridad, cajas de guantes); 3. Proteger el medio ambiente (campanas de extracción con recirculación, determinadas cabinas de bioseguridad, y cualquier otro tipo cuando está equipado con filtros adecuados en el aire de escape).
Otras funciones secundarias de estos dispositivos son la protección contra explosiones, la contención de derrames, y otras funciones necesarias para el trabajo que se realiza dentro del dispositivo.
Un término general, pero no específico, para algunos de estos dispositivos de ventilación local es del cabina de flujo laminar. En esta categoría se pueden varios de los anteriores dispositivos que se caracterizan simplemente por la naturaleza de su flujo laminar de aire. El término campana de flujo laminar, sin embargo, es insuficiente para identificar su diseño y el uso reales: algunos protegen el producto pero no el usuario, y otros protegen a ambos. La terminología para los dispositivos de ventilación local ha sido y sigue siendo poco clara e inespecífica. Debe prestarse atención a cuáles de los objetivos antes especificados se cubren en cada caso.
Las campanas de extracción o campanas de gases suelen proteger sólo el usuario, y son los más comúnmente utilizados en los laboratorios donde se liberan productos químicos peligrosos o nocivos durante la prueba, la investigación, el desarrollo o la enseñanza. También se utilizan en aplicaciones industriales u otras actividades donde se generan o se liberan vapores, gases o polvos que son peligrosos o nocivos.
Debido a que la parte frontal de la campana de extracción está abierta a la habitación ocupada por el usuario y que, por tanto, el aire dentro de la campana de humos está potencialmente contaminado, es fundamental el flujo adecuado de aire desde la habitación hacia la cabina para su correcto funcionamiento. Gran parte del diseño de la campana extractora y de su forma de operación se centra en maximizar la contención adecuada del aire y los vapores dentro de la campana de humos.
Como la mayoría de las campanas de extracción están diseñadas para conectarse a sistemas de escape que expulsan el aire directamente al exterior de un edificio, grandes cantidades de energía son necesarias para hacer funcionar los ventiladores que expulsan el aire, y para calentar, enfriar, filtrar, controlar y mover el aire que reemplazará al aire expulsado. Importantes esfuerzos recientes en el diseño de las campanas de extracción y de otros sistemas de ventilación se han centrado en la reducción de la energía utilizada para operar estos dispositivos.
Campanas de extracción de gases con recirculación
Se emplean principalmente para uso educativo o de demostración. Estas campanas no necesitan conductos para evacuar el aire. Poseen generalmente un ventilador montado en la parte superior de la campana, o debajo de la encimera. El aire es aspirado a través de la abertura frontal de la campana y atraviesa un filtro, antes de pasar por el ventilador y de ser retroalimentado en el lugar de trabajo. Con una campana de recirculación de gases, es esencial que el medio filtrante sea capaz de eliminar los materiales peligrosos o nocivos que estén presentes. Como son necesarios diferentes filtros para los diferentes materiales, las campanas de extracción con recirculación sólo deben utilizarse cuando el peligro es bien conocido y no cambia. Las campanas de extracción con recirculación a menudo no son adecuadas para aplicaciones de investigación, ya que los materiales utilizados o generados en esta actividad, pueden cambiar o ser desconocidos.Filtración previa
La primera etapa de la filtración consiste en una barrera física, por lo general en un filtro de espuma de célula abierta, lo que evita que las partículas grandes lo atraviesen. Un filtro de este tipo es generalmente de bajo costo, y dura aproximadamente seis meses, dependiendo del uso.Filtración principal
Después de la pre-filtración, los humos pasan a través de una capa de carbón activado que absorbe la mayoría de los productos químicos que pasan a través de ella. El amoníaco y el monóxido de carbono, sin embargo, pasan a través de la mayoría de los filtros de carbono. Otras técnicas de filtración adicional específica puede ser añadidas para combatir ciertos productos químicos que de otra manera sería bombeados de nuevo a la habitación. Un filtro principal por lo general tendrá una duración de aproximadamente dos años, dependiendo del uso.| Pros | Contras |
|---|---|
| No son necesarios los conductos | Los filtros deben tener un mantenimiento regular y ser regularmente reemplazados. |
| El aire de temperatura controlada no se evacúa del lugar de trabajo. | Mayor riesgo de exposición a sustancias químicas que con las campanas equivalentes con conductos. |
| El aire contaminado no es bombeado a la atmósfera. | El ventilador de extracción se encuentra cerca del operador, por lo que el ruido puede ser un problema. |
Campanas de humos con conductos
La mayoría de las campanas de extracción para uso industrial poseen conductos que canalizan los gases hasta el exterior por lo que existe una gran variedad de modelos. El aire es eliminado del área de trabajo y se dispersa en la atmósfera.La campana extractora es sólo una parte del sistema de ventilación del laboratorio. Como quiera que no está permitida la recirculación del aire del laboratorio al resto de la instalación, las unidades de tratamiento de aire que dan servicio a las zonas externas a los laboratorios se mantienen separadas de las unidades de laboratorio. Como una forma de mejorar la calidad del aire interior, algunos laboratorios también utilizan sistemas de tratamiento de aire de un solo paso, donde se utiliza aire que se calienta o se enfría sólo una vez antes de la descarga. Todavía muchos laboratorios siguen utilizando sistemas de retorno de aire a las áreas de laboratorio para minimizar la energía y los gastos de funcionamiento, sin dejar de ofrecer las tasas de ventilación adecuada para unas condiciones de trabajo aceptables. Las campanas de humos sirven para evacuar aire con niveles peligrosos de contaminantes.
Para reducir los costos de ventilación del laboratorio, se emplean sistemas con volumen de aire variable (VAV), lo que reduce el volumen del aire evacuado cuando la campana de extracción está cerrada. Este producto a menudo se refuerza con un dispositivo de cierre automático, que cerrará la puerta de la campana de extracción cuando el usuario no está operando la campana extractora de humos. El resultado es que las campanas están operando un volumen mínimo de aire evacuado cuando nadie está realmente trabajando delante de ellas.
La reducción o minimización del volumen de gases evacuados es particularmente beneficiosa para reducir los costos de energía, así como para minimizar el impacto en la infraestructura de las instalaciones y en el medio ambiente. Se debe prestar especial atención a la ubicación de la salida de los gases al exterior, a fin de no arriesgar la seguridad pública, o para evitar que el aire evacuado entre de nuevo en el sistema de suministro de aire.
| Pros | Contras |
|---|---|
| Los humos son completamente eliminados del lugar de trabajo. | Se necesitan conductos de evacuación adicionales |
| Bajo mantenimiento. | Se elimina aire con la temperatura controlada |
| El funcionamiento es silencioso, debido a que el ventilador de extracción está ubicado a cierta distancia del operador. | Los humos se dispersan en la atmósfera, en lugar de ser tratados. |
Tipos de campana especializadas
Campana de bajo flujo / alto rendimiento
Las campanas de extracción convencionales consumen mucha energía. En los últimos años, los fabricantes de campanas de humos de laboratorio han desarrollado e introducido campanas de mejor eficiencia energética, llamadas de bajo flujo y alto rendimiento, destinadas a mantener o mejorar la protección del operador y reducir los costosos gastos de funcionamiento de climatización. Si bien no existe una definición estandarizada de los términos "bajo flujo" o "alto rendimiento", las campanas extractoras que operan con menos flujo de aire evacuado de lo que se requiere para producir 100 pies por minuto, con la puerta vertical completamente abierta, se consideran como de "bajo flujo".Campana de radioisótopos
Esta campana de extracción posee un revestimiento de acero inoxidable y una encimera integral de acero inoxidable que se refuerza para soportar el peso de los ladrillos o bloques de plomo.Campana de extracción de vapores ácidos
Estas unidades se construyen normalmente de polipropileno para resistir los efectos corrosivos de los ácidos a altas concentraciones. Si se utiliza ácido fluorhídrico en la campana, la hoja de la campana de vidrio debe ser de policarbonato que resiste la agresión de esta ácido. Los conductos de la campana debe ser forrados con polipropileno o revestidos con PTFE (Teflón).Campana de extracción para ácido perclórico
Estas unidades cuentan con un sistema de lavado con agua en la red de conductos. Debido a que los vapores de ácido perclórico se depositan y forman cristales explosivos, es vital que la red de conductos se limpie en su interior con una serie de aerosoles.Campana para lavado
Estas campanas de extracción tienen un sistema de lavado interno que limpia el interior de la unidad, para evitar una acumulación de productos químicos peligrosos.Campana con scrubber
Este tipo de campana absorbe los gases en una cámara llena de formas plásticas, que son rociadas con agua. Los productos químicos son arrastrados hacia un sumidero, que a menudo se llena con un líquido neutralizante. Los vapores son entonces dispersados, o se eliminarán, de la manera convencional.
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