NT-011: Cascadas de presión como condiciones de estado del sistema

Las cascadas de presión describen las relaciones relativas de presión entre espacios conectados dentro de un sistema de contención. Estas relaciones contribuyen a establecer la dirección y el comportamiento del flujo de aire a través de los límites de contención. Las cascadas de presión no son atributos estáticos de salas individuales. Son estados del sistema que existen únicamente cuando los límites, las trayectorias de flujo de aire y los controles operan de forma conjunta.

Una cascada de presión se establece por las diferencias de presión entre espacios adyacentes. Estas diferencias proporcionan la fuerza impulsora para el flujo de aire a través de las trayectorias disponibles y, cuando se mantienen dentro de las condiciones previstas, establecen la direccionalidad prevista del flujo. La cascada existe a través de una red de espacios y no en una ubicación única. Su comportamiento depende de la continuidad de los límites y de la respuesta de los sistemas de suministro y extracción.

Los valores de presión asignados a las salas no definen por sí solos una cascada. Una sala puede cumplir con un punto de consigna de presión especificado mientras que la cascada global es inestable. La estabilidad depende de cómo se mantienen las relaciones de presión cuando se abren puertas, los sistemas ciclan y cambian las condiciones operativas.

Las cascadas de presión son dinámicas. La operación de puertas, los cambios de ocupación, el ciclado de equipos y las actividades de mantenimiento alteran las relaciones de presión. Una cascada funcional se caracteriza por una recuperación predecible después de estas perturbaciones. Cuando se hayan definido criterios de recuperación aplicables, una recuperación que exceda dichos criterios o que resulte inconsistente puede indicar una pérdida de control de la cascada, en lugar de una variación transitoria aceptable.

La configuración y continuidad de los límites influyen de manera fundamental en el comportamiento de la cascada. Los diferenciales de presión actúan a través de volúmenes definidos. Donde los límites son incompletos, las relaciones de presión pueden volverse inestables o difíciles de controlar. En estos casos, el flujo puede distribuirse a través de trayectorias de diferente resistencia, alterando las relaciones de presión y los patrones de flujo previstos.

La jerarquía del sistema afecta la estabilidad de la cascada. Las relaciones de presión negativa se establecen mediante el balance entre suministro, extracción y las características del límite. En sistemas de contención, la relación entre suministro y extracción debe configurarse de manera que preserve la cascada requerida. El comportamiento de la cascada refleja cómo se coordinan la extracción, el suministro y la lógica de control.

La verificación de las cascadas de presión requiere observación bajo condiciones operativas. Las mediciones estáticas en condiciones estabilizadas son necesarias para verificar los diferenciales de presión, pero por sí solas no caracterizan el comportamiento de la cascada durante las transiciones. El desempeño del sistema se demuestra por la estabilidad direccional y la recuperación a lo largo de todo el rango de condiciones esperadas.

Las cascadas de presión funcionan como indicadores del estado del sistema. Reflejan el comportamiento combinado de los límites, las trayectorias de flujo de aire y los controles. Tratar las cascadas de presión como atributos fijos de las salas oculta su dependencia de la configuración y de la respuesta del sistema.

Para que una cascada de presión sea válida como condición de contención, las relaciones de presión deben mantenerse dentro de los límites y relaciones especificados, con direccionalidad y comportamiento coherentes en toda la red de espacios durante los estados operativos en los que se requiere contención.

Cuando estas relaciones no se sostienen o no se recuperan conforme a los criterios definidos tras perturbaciones, la cascada puede dejar de representar un estado de control y la direccionalidad de contención puede degradarse o perderse.

La validez de estas condiciones debe demostrarse mediante la observación de la estabilidad direccional y los tiempos de recuperación bajo condiciones operativas y transiciones, incluyendo aperturas de puertas y cambios de estado.

Estas condiciones se definen en el diseño de la zonificación y del sistema de ventilación, se verifican en la puesta en marcha y deben mantenerse durante la operación.

NT-011 | Versión 1.1 | septiembre 2026

Referencias técnicas

• Public Health Agency of Canada. Canadian Biosafety Standard, 3rd ed. Government of Canada; 2022. ISBN 978-0-660-45739-0. https://www.canada.ca/en/public-health/services/canadian-biosafety-standards-guidelines/third-edition.html
  Relevancia: los requisitos 3.4.1 y 3.4.2 establecen, para las categorías de contención indicadas en la matriz, requisitos de flujo de aire hacia el interior; para CL3, CL3-Ag y CL4, el requisito aplicable es 3.4.2. La explicación asociada señala que los diferenciales de presión establecidos por el sistema HVAC producen flujo desde áreas de menor contención o menor riesgo de contaminación hacia áreas de mayor contención o mayor riesgo de contaminación. El requisito 3.4.3 exige dispositivos de monitoreo que permitan verificar visualmente que el flujo hacia el interior se mantiene antes del ingreso. El requisito 3.4.8 exige interbloqueos automáticos de los sistemas de suministro y extracción para evitar la presurización positiva de la zona de contención y la inversión sostenida del flujo en la barrera de contención. El requisito 5.2.9 exige verificar, mediante una ayuda visual como un lápiz de humo, que en las puertas críticas se mantiene el flujo hacia áreas de mayor contención y no en sentido inverso.
• Centers for Disease Control and Prevention (CDC) & National Institutes of Health (NIH). Biosafety in Microbiological and Biomedical Laboratories (BMBL), 6th ed. U.S. Department of Health and Human Services; 2020. https://www.cdc.gov/labs/pdf/SF__19_308133-A_BMBL6_00-BOOK-WEB-final-3.pdf
  Relevancia: para BSL-3, el BMBL establece un sistema de ventilación mecánica que proporciona flujo de aire direccional sostenido desde áreas “limpias” hacia áreas “potencialmente contaminadas”, requiere que el diseño impida la inversión del flujo en la barrera de contención bajo condiciones de falla y exige un dispositivo visual para confirmar el flujo direccional en el acceso. En su orientación adicional para instalaciones de alta contención, establece además que los sistemas de suministro y extracción deben estar interbloqueados para evitar la inversión sostenida del flujo durante fallas del HVAC o emergencias que puedan producir presurización positiva de los espacios de contención.
• National Institutes of Health (NIH), Office of Research Facilities. Design Requirements Manual, Revision 2.1. 2024. https://orf.od.nih.gov/TechnicalResources/Documents/DRM/DRM2.108022024.pdf
  Relevancia: la sección 6.6.5, Relative Room Pressurization, establece que el flujo de aire en instalaciones BSL-3 y ABSL-3 debe diseñarse, con base en la evaluación de riesgos, para desplazarse desde áreas de menor riesgo biológico hacia áreas de mayor riesgo. Requiere diferenciales de presión negativa entre zonas y, cuando existen múltiples zonas de contención, relaciones progresivamente más negativas hacia los espacios de mayor riesgo. También exige dispositivos de monitoreo y control para asegurar que los diferenciales se mantengan. La sección 6.6.6 establece que las antecámaras son típicamente negativas respecto al corredor limpio y positivas respecto a los espacios BSL-3/ABSL-3, funcionando así como zonas intermedias de presión.