O estudo aprofundado da EOLIOS permitiu determinar os escoamentos de ar na sala limpa a fim de verificar a sua limpeza, em conformidade com as normas ISO 14644.
Uma sala limpa é um espaço altamente controlado, concebido para aplicações como a investigação científica, o fabrico, a eletrónica, a farmácia e o setor aeroespacial. O seu objetivo principal é manter um nível extremamente elevado de limpeza, controlando rigorosamente a concentração de partículas em suspensão no ar. Outros parâmetros essenciais, como a temperatura, a humidade e a pressão, são igualmente vigiados e regulados de perto.
O essencial. Para a Dalkia (instalação IPSEN), a EOLIOS modelou em CFD a aeráulica de uma sala limpa a fim de verificar a sua conformidade ISO 14644. O estudo cartografa as velocidades e as temperaturas de ar em torno das máquinas, controla o fluxo laminar, o dimensionamento dos deflectores e os caudais das insuflações FFU e UTA, para garantir uma varredura sem zona de estagnação onde a contaminação se acumularia.
Para garantir o cumprimento das normas, as salas limpas estão equipadas com sistemas avançados de filtragem do ar e de controlo dos escoamentos de ar, com superfícies lisas e fáceis de limpar, e com procedimentos rigorosos de entrada e saída do pessoal (fatos, luvas, máscaras, cobre-sapatos).
As normas de limpeza garantem um nível preciso de pureza em termos de concentração de partículas em suspensão. A norma mais utilizada é a ISO 14644, que estabelece níveis de limpeza segundo o número de partículas por unidade de volume de ar, desde a classe ISO 1 (a mais limpa) até ISO 9 (a menos limpa). Quando uma sala limpa é concebida e utilizada, são instituídos procedimentos rigorosos de manutenção, limpeza e acompanhamento para manter constantemente os níveis exigidos.
A ISO 14644 classifica a limpeza particulada de uma sala limpa a partir do número de partículas por m³ de ar, da classe ISO 1 (a mais limpa) até ISO 9. A classe pretendida fixa os caudais de ar filtrado e a frequência de renovação a cumprir.
Vários meios permitem limitar a contaminação. A presença de um fluxo laminar assegura um escoamento linear e sem turbulências do ar, numa só direção. É também necessário limitar os escoamentos de ar que sobem do chão para as zonas de respiração, que podem contaminar produtos, processos e utilizadores.
A utilização de deflectores é fundamental: bem dimensionados, estes deflectores de ar asseguram uma aeráulica mais precisa ao mesmo tempo que melhoram a qualidade do ar. O seu objetivo é manter um escoamento uniforme e direcional para minimizar a dispersão das partículas e dos contaminantes no ar ambiente.
Um fluxo laminar é um escoamento de ar regular, unidirecional e sem turbulência, geralmente dirigido do teto para o chão. Arrasta as partículas para as extrações baixas em vez de as deixar recircular para as zonas sensíveis.
Antes da simulação, é preciso identificar todos os sistemas de insuflação e extração e registar os seus caudais a fim de os modelar corretamente.
As unidades de filtragem de ar (FFU), instaladas em grelhas ou no teto, insuflam um escoamento de ar filtrado através do seu filtro integrado. O ventilador cria uma pressão positiva que empurra o ar filtrado para o interior e impede a entrada de contaminantes exteriores.
Uma FFU é um módulo com ventilador e filtro HEPA integrado no teto. Insufla ar filtrado em ligeira sobrepressão, o que empurra os contaminantes para o exterior e impede a entrada de ar não filtrado.
A insuflação com filtro UTA (Unidade de Tratamento de Ar) é um sistema de ventilação e climatização que assegura a distribuição, a filtragem, o aquecimento, o ar condicionado e o controlo da humidade, de modo a melhorar a qualidade do ar interior e a manter condições de conforto.
As extrações UTA recolhem e reciclam o ar contaminado (partículas, poluentes, odores) para o devolver à UTA, onde é filtrado e condicionado antes de ser redistribuído por condutas e grelhas, assegurando uma ventilação uniforme.
A extração de fluxo laminar mantém um elevado nível de limpeza e um controlo preciso das partículas, criando uma corrente de ar unidirecional e regular, geralmente dirigida do teto para o chão.
A simulação CFD desempenha um papel importante na limpeza das salas limpas: traz uma compreensão aprofundada do movimento do ar, da distribuição das partículas e da dispersão dos contaminantes. São conduzidos estudos de velocidades e de temperaturas de ar no espaço para determinar se os caudais são adequados e se os sistemas de ventilação permitem a evacuação dos poluentes.
A EOLIOS modela o escoamento do ar numa sala limpa tendo em conta os sistemas de ventilação, os filtros e os equipamentos. Garantimos assim um caudal de ar adequado e uma distribuição homogénea para minimizar as zonas de estagnação onde a contaminação poderia acumular-se. Ao estudar os escoamentos de ar, os pontos quentes e as zonas de recirculação, determinamos as zonas críticas; a eficácia dos filtros é também avaliada, simulando a filtragem das partículas e identificando as fugas de ar contaminado.
A nossa equipa é, por consequência, capaz de validar ou não o desempenho dos sistemas de ventilação existentes, e de assegurar que os níveis de limpeza exigidos serão atingidos e mantidos em conformidade com as normas especificadas.
A reter. Numa sala limpa, não é o caudal total que conta, mas a homogeneidade da varredura: uma zona de estagnação, mesmo pequena, basta para fazer descer localmente a classe ISO. A CFD serve para a detetar antes da qualificação.
Limpeza ISO 14644, fluxo laminar e sistemas de insuflação de uma sala limpa.
Visualiza o movimento do ar, a distribuição das partículas e as zonas de recirculação, e verifica que os caudais e os deflectores asseguram uma varredura homogénea. Valida-se assim a limpeza antes da qualificação. Um desafio próximo foi tratado no nosso projeto laboratório farmacêutico, poeiras.
Fixa o número máximo de partículas por m³ de ar, da classe ISO 1 (a mais limpa) até ISO 9. A classe pretendida determina os caudais de ar filtrado e a frequência de renovação a manter em exploração.
Um escoamento unidirecional do teto para o chão arrasta as partículas para as extrações baixas sem as deixar recircular para os produtos ou para os operadores. Qualquer turbulência rompe esta evacuação regular.
A FFU filtra o ar localmente no teto e cria uma sobrepressão; a UTA (unidade de tratamento de ar) trata, filtra e condiciona o ar à escala do edifício antes de o distribuir por condutas. As duas combinam-se frequentemente.
Cruzando velocidades do ar, pontos quentes e zonas de recirculação: onde o ar estagna, as partículas acumulam-se. A CFD localiza estas zonas críticas para ajustar deflectores, caudais e implantação das extrações.
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A simulação CFD permite visualizar os efeitos térmicos de uma máquina de análise e os escoamentos de ar na sala limpa, a fim de verificar a limpeza e o desempenho dos sistemas de ventilação. Ao modelar o movimento do ar, a distribuição das partículas e os pontos quentes, a EOLIOS valida o alcance e a manutenção dos níveis de limpeza exigidos.
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