NT-015: Suministro y extracción en el control de la contención

El control de la contención en laboratorios de alta contención depende de cómo se establecen y mantienen las relaciones de presión entre espacios conectados. Estas relaciones están gobernadas por el equilibrio entre suministro y extracción. Aunque ambos son necesarios, en configuraciones de contención negativa la estabilidad depende de que la relación entre suministro y extracción mantenga el diferencial de presión y el flujo direccional previstos.

La direccionalidad resulta del balance entre suministro y extracción y de las resistencias a través de los límites. En configuraciones de presión negativa, el balance entre extracción, suministro y las trayectorias de fuga establece las condiciones necesarias para producir y mantener los diferenciales de presión y el flujo hacia el espacio de mayor contención. La extracción, por tanto, tiene una función crítica en la jerarquía de control, pero no actúa de manera independiente del suministro ni de las características del límite.

Las estrategias de control que dependen de una distribución prevista del aire suministrado requieren que las trayectorias de flujo y las resistencias a través de los límites permanezcan dentro de las condiciones consideradas en el diseño. La operación de puertas, las fugas y otras perturbaciones pueden modificar esas condiciones y alterar la distribución del flujo.

En sistemas de contención negativa, una estrategia que preserve la capacidad de extracción y coordine la respuesta del suministro puede ayudar a mantener los diferenciales de presión y evitar la presurización positiva o la inversión sostenida del flujo durante perturbaciones y fallas contempladas por el diseño. El diseño debe permitir que los diferenciales de presión y el flujo hacia el interior se mantengan o se restablezcan después de perturbaciones, conforme a los criterios de desempeño establecidos para la instalación.

Las fallas asociadas con inversión de presión o inestabilidad pueden producirse cuando la relación entre suministro y extracción, la capacidad disponible o la lógica de control no mantienen la jerarquía de presión prevista. Los sistemas pueden cumplir con objetivos de flujo de aire o criterios de confort mientras no logran mantener relaciones de presión negativa si la lógica de control prioriza objetivos ajenos a la contención.

La relación entre suministro y extracción es, por lo tanto, una decisión de diseño de contención, además de una cuestión de dimensionamiento HVAC. Incrementar la capacidad de suministro no compensa un control débil de la extracción. En configuraciones de contención negativa, una capacidad de extracción suficiente y una lógica de control coordinada pueden proporcionar margen frente a variaciones del suministro y ayudar a preservar el comportamiento de la contención.

En sistemas de contención negativa, la estabilidad depende de que la estrategia de control preserve suficiente autoridad sobre la relación entre suministro y extracción para mantener la jerarquía de presión prevista. Sin ese control, las relaciones de presión pueden pasar a depender de condiciones variables en lugar de estados impuestos.

Para que la contención sea estable, el sistema debe mantener autoridad suficiente sobre la relación entre suministro y extracción y la direccionalidad del flujo durante los estados operativos y escenarios de falla para los que se requiere contención.

Cuando esta autoridad no se conserva o puede ser subordinada a otros objetivos, el sistema puede dejar de imponer de forma confiable las condiciones de contención y el comportamiento del flujo volverse dependiente de condiciones variables.

La validez de estas condiciones debe demostrarse mediante la observación de la estabilidad de las relaciones de presión y el restablecimiento de la direccionalidad del flujo bajo condiciones operativas y perturbaciones.

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

NT-015 | 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: la sección 3.4 establece los requisitos aplicables al manejo de aire en zonas de contención. El requisito 3.4.2 exige, para CL3, CL3-Ag y CL4, proporcionar y mantener flujo de aire hacia el interior en la barrera de contención y en determinadas puertas críticas; la explicación asociada indica que los diferenciales de presión establecidos por el diseño HVAC crean y mantienen dicho flujo durante la operación normal. El requisito 3.4.8 exige interbloqueos automáticos mecánicos o electrónicos entre 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. La explicación asociada especifica que, ante una interrupción de la extracción, el suministro debe apagarse o desviarse automáticamente para evitar la presurización sostenida. El requisito 5.3.6 exige, durante el commissioning y cada diez años, verificar los sistemas HVAC y sus controles mediante escenarios que simulan fallas de ventiladores de extracción, ventiladores de suministro y alimentación eléctrica. Estas disposiciones respaldan directamente la necesidad de coordinar suministro y extracción y de demostrar el comportamiento previsto del flujo y los parámetros operativos mínimos durante la operación normal y los escenarios de falla especificados.
• 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: en la Sección IV, criterios BSL-3, apartado D.9, el BMBL establece ventilación mecánica por ductos con flujo de aire direccional sostenido hacia el laboratorio, desde áreas “limpias” hacia áreas “potencialmente contaminadas”. El mismo apartado requiere que el sistema se diseñe para evitar una inversión sostenida del flujo en la barrera de contención durante fallas del HVAC o emergencias y exige un dispositivo visual de monitoreo que permita confirmar el flujo direccional en la entrada. El apartado D.15 exige verificar y documentar el diseño de la instalación, los parámetros operativos y los procedimientos antes de la operación y volver a probar la instalación anualmente o después de modificaciones significativas. Estas disposiciones respaldan, como guía reconocida de buenas prácticas, la necesidad de mantener la dirección de flujo prevista y verificar los parámetros operativos bajo las condiciones contempladas por el diseño, incluidas las condiciones de falla.
• National Institutes of Health (NIH), Office of Research Facilities. NIH Design Requirements Manual, Revision 2.1. Bethesda, MD; 2024. https://orf.od.nih.gov/TechnicalResources/Documents/DRM/DRM2.108022024.pdf
  Relevancia: la sección 6.6.5, Relative Room Pressurization, establece para las instalaciones BSL-3 y ABSL-3 comprendidas por los criterios de diseño del NIH que el flujo de aire debe diseñarse, con base en una evaluación de riesgos, para desplazarse desde áreas de menor riesgo biológico hacia áreas de mayor riesgo. Para esas instalaciones, el DRM exige mantener un diferencial de presión negativa de 12.5 Pa (0.05 in. w.g.) entre zonas de presión y, cuando existen múltiples zonas de contención, establecer una secuencia progresivamente más negativa hacia los espacios de mayor riesgo. También exige dispositivos de monitoreo y control para mantener dichos diferenciales. La sección 6.6.7, Exhaust Air Systems, exige sistemas dedicados de extracción para espacios BSL-3 y ABSL-3 y establece que, en la medida de lo posible, cada sala disponga de un terminal de extracción independiente; la justificación asociada indica que estos terminales mantienen el diferencial de presión dentro de cada sala. Estos requisitos respaldan directamente la relación entre la configuración de extracción, la presurización relativa y el mantenimiento del flujo hacia áreas de mayor riesgo en instalaciones diseñadas conforme al NIH DRM. El diferencial de 12.5 Pa es un criterio específico del NIH DRM y no un requisito universal aplicable a todos los laboratorios BSL-3 o ABSL-3.