Implementación de sistema de ventilación localizada aplicado al equipo electrospinning para la gestión de emisiones de solventes en el laboratorio de biomateriales

Abstract

Este proyecto abordó la implementación de un sistema de ventilación localizada para controlar las emisiones de solventes orgánicos generados durante el proceso de electrospinning en el laboratorio de biomateriales de la USM. La técnica de electrospinning, clave para producir nanofibras con aplicaciones biomédicas, utiliza solventes como acetona, dimetilformamida (DMF), cloroformo, tolueno, n-hexano, diclorometano y éter dietílico, los cuales representan riesgos para la salud de los investigadores y el medio ambiente debido a su toxicidad y alta volatilidad. Antes de la implementación del proyecto, el laboratorio carecía de un sistema adecuado para gestionar estas emisiones, lo que limito tanto la seguridad como el avance de las investigaciones. El trabajo se desarrolló en tres etapas principales: caracterización de solventes: se evaluaron propiedades fisicoquímicas de siete solventes orgánicos (toxicidad, inflamabilidad, presión de vapor) con base en SDS y normativas (ACGIH, OSHA, DS 594, Decreto 57 alineado con el SGA). Se identificaron los solventes DMF, cloroformo, diclorometano como críticos mediante el Índice de Exposición, lo que evidenció la necesidad de controles inmediatos. Implementación del sistema de ventilación: Como parte del diseño se estimó el caudal por extraer de 32.18 m³/h., a partir de las velocidades propuestas por AGCIH de 0.6 m/s de la campana y 0.5 m/s del electrospinning, se seleccionó extractor centrífugo, ducto de PVC resistente, y filtro de carbón activado, con lo que se pudo implementar satisfactoriamente el sistema. Evaluación económica: La inversión estimada es de $4,320,000 CLP y los costos anuales de operación $2.258.400 CLP. Los indicadores de rentabilidad del proyecto (TIR=18%; VAN=981,793 CLP) se estimaron basados en ahorros de enfermedades profesionales por ausencia de sistema de ventilación. Pese al costo, los beneficios en seguridad laboral, cumplimiento normativo y sostenibilidad justifican la implementación. El proyecto no solo entrega una solución técnica fundamentada, sino que también humaniza la ingeniería al priorizar la protección de los investigadores y la sostenibilidad ambiental. La implementación del sistema permitirá operar en condiciones seguras, cumplir con normativas y ampliar las capacidades del laboratorio para trabajar con solventes de alto rendimiento. Además, se destacan las implicaciones prácticas del diseño, como la reducción de riesgos laborales y la facilitación de futuras investigaciones en biomateriales.