NT-020 — Fallas y rutas de bypass en sistemas de filtración

Esta nota documenta cómo pueden fallar en la práctica los sistemas de filtración HEPA e identifica las rutas estructurales a través de las cuales puede ocurrir el bypass.

La falla de filtración en laboratorios de alta contención puede producirse sin una ruptura catastrófica del medio filtrante. La contención también puede degradarse por fugas alrededor del conjunto de filtración, deformación de las carcasas bajo presión, deficiencias de instalación o discontinuidades introducidas durante el mantenimiento.

El desempeño de la filtración presupone que todo el flujo de aire pasa a través del medio filtrante. Cuando el aire puede moverse alrededor del filtro, en lugar de atravesarlo, la intención de contención queda comprometida, incluso si el medio filtrante permanece intacto.

El bypass puede ocurrir en la interfaz de la junta entre el marco del filtro y la carcasa. La compresión desigual, la desalineación, el material de junta dañado o la presencia de residuos en las superficies de sellado pueden crear rutas de fuga localizadas. Estas condiciones pueden no ser visualmente evidentes y no pueden inferirse únicamente a partir de lecturas de presión.

La deformación de la carcasa bajo presión negativa sostenida puede alterar la compresión de la junta con el tiempo. La flexión estructural puede modificar la geometría del sello y, cuando compromete la interfaz de sellado, crear rutas de fuga. En estos casos, el medio filtrante puede permanecer plenamente funcional mientras el desempeño de contención se deteriora en el perímetro.

Las transiciones entre ductos y carcasa representan interfaces adicionales de fuga. Soldaduras incompletas, conexiones mal selladas o paneles de acceso diseñados de forma inadecuada pueden introducir rutas alternativas de flujo de aire aguas arriba o aguas abajo del banco de filtros.

Las operaciones de mantenimiento introducen vulnerabilidades adicionales. Las puertas de acceso y los conjuntos bag-in/bag-out agregan interfaces de sellado que deben mantener la integridad de sellado requerida bajo las condiciones operativas previstas. Los procedimientos de reemplazo de filtros que alteran la integridad de la carcasa sin aislamiento adecuado pueden comprometer temporal o permanentemente la continuidad de la contención.

El daño del medio filtrante sigue siendo un posible mecanismo de falla. Desgarros, perforaciones o daños por manipulación pueden reducir el desempeño de filtración. Las fugas en el marco, la junta, la carcasa o sus interfaces constituyen mecanismos distintos de bypass que pueden comprometer la función de contención aun cuando el medio filtrante permanezca intacto.

El monitoreo de presión diferencial no confirma la integridad del sello. Un filtro puede mostrar una caída de presión esperada y, al mismo tiempo, permitir fugas en el marco o en el perímetro de la carcasa. La estabilidad de presión por sí sola no demuestra contención.

La ausencia de rutas de bypass debe evaluarse mediante las pruebas e inspecciones aplicables al conjunto instalado y no únicamente a partir de la especificación del medio filtrante. La verificación debe considerar la integridad del filtro y sus interfaces inmediatas, así como, mediante los métodos correspondientes, las uniones, carcasa, ductos y puntos de acceso que formen parte de la vía de filtración. Cuando una intervención de mantenimiento altera una interfaz de manera que pueda afectar la integridad de la contención, la condición correspondiente debe volver a verificarse antes del retorno al servicio.

Por lo tanto, la falla de filtración debe entenderse como una condición a nivel de sistema, no como un defecto limitado al medio filtrante. La integridad de la contención depende de la continuidad de la secuencia que vincula la hermeticidad de la envolvente, la estabilidad de la cascada de presión, la capacidad estructural de la carcasa, la integridad del sello y el desempeño verificado del medio filtrante. Una discontinuidad que comprometa cualquiera de estos elementos puede impedir que la función de contención de la filtración se mantenga o pueda demostrarse.

La integridad de la filtración no se demuestra únicamente por la eficiencia nominal del medio filtrante, sino también mediante la verificación de que el conjunto instalado y sus interfaces cumplen los criterios de integridad y fuga aplicables.

NT-020 | 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: el requisito 3.4.13 exige que los housings de filtros HEPA soporten cambios estructurales a una presión 25 % superior a la presión máxima de operación, conforme a ASME N511. La explicación asociada indica que esta capacidad reduce el riesgo de ruptura o desarrollo de fugas en el housing o alrededor del filtro durante la operación, la descontaminación y las pruebas. El requisito 3.4.14 exige que los housings permitan aislamiento, descontaminación y prueba in situ del filtro. El requisito 3.4.15 exige, para los tramos de ducto especificados por el estándar, sellado hermético conforme a SMACNA Seal Class A; esto incluye, en extracción, el tramo situado entre la barrera de contención y los filtros HEPA o dispositivos de aislamiento. El requisito 5.2.11 exige pruebas in situ de integridad de los filtros HEPA y de alta eficiencia mediante particle challenge testing y método de escaneo conforme a IEST-RP-CC034.3, con los métodos alternativos permitidos por el estándar cuando el escaneo no sea posible. El requisito 5.2.12 exige inspeccionar visualmente los housings accesibles y el ducto situado entre el housing y la barrera de contención para identificar defectos, grietas, deformaciones y otras deficiencias; la explicación señala que una deformación puede justificar pruebas adicionales de fugas o integridad. El requisito 5.2.13 exige, para las configuraciones a las que aplica, verificar mediante prueba de decaimiento de presión la integridad de la barrera de contención, incluidos ductos y housings de filtros. Durante el commissioning, el requisito 5.3.4 exige para CL3 pruebas in situ de decaimiento de presión de los ductos y housingsespecificados conforme a ASME N511, con una tasa máxima de fuga de 1.0 % del volumen por minuto; el requisito 5.3.5 establece para CL3-Ag y CL4 la prueba correspondiente, con una tasa máxima de fuga de 0.1 % del volumen por minuto. Estas disposiciones respaldan directamente que las rutas de fuga y bypass deben evaluarse mediante métodos diferenciados: prueba de integridad del filtro, inspección del housing y ductos, y pruebas específicas de integridad o fuga en los componentes y configuraciones a las que correspondan. La conclusión de que una lectura normal de presión diferencial no sustituye estas pruebas es una inferencia técnica derivada de que el estándar exige su verificación por separado.