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Progettare e costruire camere bianche efficienti evitando gli errori più comuni
Dalle origini pratiche alle soluzioni per camere bianche all’avanguardia
Quando ho iniziato la mia carriera nel 1971, non avevo esperienza nella costruzione di camere bianche. Così, a 21 anni, durante un progetto di una camera bianca per la microelettronica, ho dovuto imparare a cavarmela da solo. Ho studiato ogni disegno e ogni dettaglio per capire come il flusso d’aria interagisse con le apparecchiature e i materiali, e come il posizionamento delle bocchette di aria di ritorno influenzasse le condizioni dell'ambiente. Nel corso degli anni, ho imparato che non tutti i progetti di camere bianche sono uguali. Quell’esperienza ha dato il via a una carriera dedicata alla realizzazione di camere bianche che non solo funzionano bene sulla carta, ma anche nella realtà. Ho così imparato a farle funzionare al meglio.
Nel corso degli anni, Hodess Cleanrooms ha continuato ad applicare le lezioni apprese per sviluppare soluzioni innovative di gestione dell’aria e separazione dei carichi che hanno migliorato l’efficienza e ridotto i costi. Ci siamo anche espansi attraverso acquisizioni strategiche, come Protocol Management Services e Cleanrooms West, ampliando le nostre capacità di certificazione, test e componenti proprietari per camere bianche.
Hodess ora serve tre mercati principali: life science (farmaceutico, biotecnologico, terapia cellulare, radiologico), microelettronica (semiconduttori, MEMS, difesa) ed energia rinnovabile (batterie per veicoli elettrici, pannelli solari). Progettiamo, costruiamo e certifichiamo camere bianche, dry rooms e camere ambientali. Piuttosto che limitarci a costruire secondo le specifiche, ottimizziamo i layout, forniamo consulenza sui protocolli operativi e applichiamo un ampio bagaglio di esperienze maturate in migliaia di progetti.
Perché le camere bianche non funzionano come dovrebbero
Troppo spesso, le camere bianche vengono progettate come comuni spazi d’ufficio. L’appaltatore monta pareti e soffitti, l’ingegnere meccanico specifica “ISO 5” e imposta 450 ricambi d’aria all’ora, senza chiedersi come si muoverà davvero l’aria. Questo di solito si traduce in una camera bianca che non può essere certificata. Le camere devono essere analizzate in base al loro effettivo utilizzo, alle loro dimensioni (lunghezza, larghezza e altezza) e al modo in cui dovranno funzionare, prima di decidere quale livello ISO e quale tasso di ricambio d’aria adottare.
In Hodess, veniamo spesso chiamati a intervenire su camere bianche appena costruite che non riescono a funzionare come previsto. Milioni di dollari di attrezzature possono restare inutilizzate in camere bianche non certificabili. Quando una camera bianca si guasta, i costi non riguardano solo la riparazione, ma la produttività persa, i materiali sprecati e i ritardi nella commercializzazione del prodotto.
Abbiamo visto progetti in cui elementi critici (come i sistemi di scarico per i forni) sono stati trascurati, mettendo a rischio l'intera operazione. Grazie alle nostre competenze e all’utilizzo della modellazione fluidodinamica computazionale (CFD), siamo in grado di ottimizzare il flusso d’aria, la concentrazione di particolato, la pressione, la temperatura e l’umidità ancor prima dell’avvio della costruzione. Grazie a una conoscenza approfondita della camera e dei relativi utilizzi, siamo in grado di prevenire i problemi che affliggono le camere progettate male: punti caldi, zone morte e perdita di pressione.
Lezioni apprese dalla costruzione di oltre 2.000 camere bianche
Nel corso di oltre quarant'anni e migliaia di progetti, abbiamo sviluppato diversi principi inderogabili:
- La progettazione viene prima di tutto. Utilizziamo la fluidodinamica computazionale (CFD) per modellare il flusso d'aria, la migrazione delle particelle, le cascate di pressione e il bilancio energetico. Tutto questo, combinato alla conoscenza degli utilizzi delle camere bianche, ci consente di ridurre i tassi di ricambio d'aria del 60 - 90% rispetto ai modelli standardizzati, risparmiando energia e rispettando le specifiche.
- La qualità della costruzione è un fattore determinante e, l’affidabilità di una camera bianca, dipende dal suo punto più debole. Selezioniamo sistemi per pareti e soffitti in base all'applicazione: dai pannelli con giunti saldati per gli impianti radiologici ai sistemi modulari per i processi biotecnologici. I materiali sono fondamentali per soddisfare i requisiti della certificazione ISO 14644-1 e ottenere livelli di prestazioni ottimali.
- I seguenti parametri chiave devono sempre essere tenuti sotto controllo: temperatura, umidità, pressione e concentrazione di particolato. Se anche uno solo di questi viene trascurato, la camera bianca non funzionerà come previsto. Spesso ci si concentra sulle particelle, ma la temperatura, l'umidità e la pressione interagiscono e richiedono equilibrio.
- Monitoraggio: un elemento essenziale per il successo delle camere bianche
Una camera bianca ben progettata dovrebbe funzionare in modo affidabile per decenni, ed è qui che entra in gioco il monitoraggio. Integriamo il monitoraggio già nella fase di progettazione, specificando sensori e logica insieme ai diagrammi del flusso d'aria. Per gli stabilimenti farmaceutici e del settore life science, i sistemi validati come viewLinc CMS di Vaisala forniscono gli audit trail, gli allarmi e l'integrità dei dati necessari per garantire la conformità alle norme GMP.
Nelle dry room e negli ambienti high-tech, la precisione dei sensori è fondamentale: senza di essa, anche gli spazi progettati con la massima cura possono uscire dai limiti di tolleranza senza che nessuno se ne accorga. La nostra divisione servizi supporta i clienti anche molto tempo dopo la costruzione, aiutandoli nella manutenzione e nella risoluzione dei problemi delle loro camere bianche. La taratura e la manutenzione sono spesso trascurate: abbiamo trovato camere bianche con sensori non calibrati, in uso da decenni, che fornivano letture errate.
Gestione completa della soluzione
I nostri progetti spaziano dalle suite per la preparazione di soluzioni tampone ISO 8 alle dry room per le gigafactory. Che si tratti di un impianto di bioprocesso rapido consegnato in otto mesi o di una fabbrica di batterie da oltre 50.000 metri quadrati, il principio è lo stesso: progettare, costruire, pulire, certificare, monitorare e supportare durante tutto il ciclo di vita della camera bianca.
Le cleanroom sono ambienti complessi e finemente regolati che richiedono un supporto continuo durante tutto il loro ciclo di vita. Proprio per questo, nella storia di Hodess, non abbiamo mai consegnato una camera bianca che non funzionasse come previsto dal progetto. La nostra filosofia è creare “orologi da milioni di dollari” e assicurarci che i nostri clienti sappiano come farli funzionare al meglio.
Blake Hodess è il CEO di Hodess Cleanrooms, dove supervisiona la fornitura di soluzioni avanzate di camere bianche destinate alle industrie high-tech e life science. Grazie a una vasta esperienza nella gestione dei progetti di costruzione e nella progettazione di ambienti controllati, guida l'innovazione, la qualità e l'affidabilità in ogni progetto. Sotto la sua guida, Hodess Cleanrooms continua a stabilire gli standard del settore, combinando competenza tecnica con un impegno per la precisione e il successo dei clienti.
Webinar on-demand
Smart & sustainable cleanroom design: Fundamentals to future success
Questo webinar in lingua inglese approfondisce la progettazione intelligente e sostenibile delle camere bianche, concentrandosi su efficienza, affidabilità e successo a lungo termine. Partecipando, approfondirai gli standard ISO e GMP, l’ottimizzazione del flusso d’aria, l’efficienza energetica e la conformità normativa. Inoltre, potrai apprendere direttamente dai leader del settore le migliori pratiche di misurazione degli impianti HVAC e analizzare casi di studio concreti. Ideale per professionisti e ingegneri del settore delle camere bianche.
