Estudo CFD da aeráulica de um laboratório
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Laboratórios & salas limpas.

As exigências climáticas de um laboratório são tão variadas como as suas atividades. Pela simulação CFD, a EOLIOS domina a concentração particulada, os fluxos laminares e as condições termo-aeráulicas das salas limpas, do espacial aos centros farmacêuticos.

ISO 14644Fluxos laminaresLeitura 4 min
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Fluxos laminares dominados

Direção vertical da insuflação, ausência de zonas mortas e de recirculações ascendentes.

Contaminação controlada

Concentração particulada ISO 14644, extração de poluentes e descontaminação.

Energia otimizada

Caudais de ar ajustados à necessidade real: redução dos custos de exploração.

01 — Ambientes

Estudo dos ambientes específicos dos laboratórios e salas limpas

A EOLIOS modela por CFD os ambientes de laboratório para dominar a contaminação, os fluxos e as temperaturas, do controlo de cenários críticos até aos tempos de descontaminação.

Contaminação

  • Dispersão de poluentes & de gases
  • Riscos de contaminação
  • Evacuação da poluição

Cenários

  • Estudo transitório de cenário crítico
  • Laboratórios P03 & P04
  • Tempos de descontaminação

Domínio

  • Controlo do fluxo laminar
  • Regulação fina das temperaturas
  • Análises com fumos de ensaio

A aeráulica das salas limpas

Vários domínios de engenharia (a indústria aeroespacial, os semicondutores, os hospitais e os centros farmacêuticos) dispõem de salas limpas. Uma sala limpa (ou sala branca segundo a norma ISO 14644) é um espaço fechado onde a concentração particulada é controlada a fim de minimizar a introdução, a geração e a retenção de poeiras ou de agentes contaminantes. Nos laboratórios de química, a proteção das pessoas contra as substâncias nocivas é uma questão central: a capacidade de retenção das câmaras de fumos depende da sua construção, do comportamento do utilizador e da interação com o caudal de ar ambiente, ele próprio determinado pela disposição das saídas de ar. Os laboratórios de investigação laser têm exigências particulares, como a constância da temperatura, as baixas velocidades de escoamento e a supressão das zonas mortas. Em todos os casos, uma otimização baseada na simulação CFD das condições de caudal e de temperatura melhora o ambiente termo-aeráulico do espaço.

02 — Simulação

A simulação CFD para as salas limpas

Segundo os casos de estudo, somos levados a analisar:

  • a laminaridade dos fluxos sob o teto insuflador (direção vertical do escoamento);
  • a ausência de zonas mortas, essas regiões onde o ar não seria renovado e onde as partículas se acumulam;
  • a ausência de recirculações ascendentes de escoamento de ar, e portanto de poeiras, ao longo das paredes ou nos cantos;
  • a homogeneidade das temperaturas, nomeadamente no âmbito de cenários extremos;
  • cenários de extração de poluente e o tempo de descontaminação.
Estudo CFD da difusão de ar pelas redes AVAC num laboratório
Difusão de ar pelas redes AVAC em relação com o funcionamento das câmaras de fumos
03 — Custos & especialidade

Reduzir os custos de exploração

O transporte de ar nos edifícios do tipo laboratório representa uma parte importante dos custos de exploração. É por isso sempre útil saber se as exigências podem ser satisfeitas com menores quantidades de ar: uma simulação CFD é extremamente valiosa para explorar esse potencial, com soluções adaptadas a cada tipologia de laboratório.

Os nossos domínios de especialidade

  • Conceção de sistemas para uma grande estabilidade em temperatura e higrometria;
  • Risco gás (tóxico, inflamável, anoxia);
  • Risco nanopartículas & confinamentos específicos;
  • Risco biológico & equipamentos específicos;
  • Risco nuclear (laboratórios quentes);
  • Dimensionamento de sistemas específicos;
  • Difusão de nanopartículas.

Qualificação das câmaras de fumos

As fichas técnicas dos fabricantes (câmaras de fumos, hottes, PSM, BAG, PSPN e outros) dão, através de ábacos, as condições termo-aeráulicas de utilização dos seus sistemas. Mas a utilização simultânea de diferentes sistemas num mesmo espaço pode provocar perturbações na extração, limitando ou mesmo suprimindo a eficácia esperada. Para evitar estas problemáticas, realizamos a qualificação numérica das câmaras de fumos desde a fase de conceção.

Especialidade: qualificação de câmaras de fumos de laboratório

04 — Blocos operatórios

Otimização da aeráulica dos blocos operatórios

Para além dos laboratórios, a mesma abordagem aplica-se aos blocos operatórios: a CFD compara uma aeráulica deficiente com um escoamento eficaz, garantindo a proteção do campo operatório e o conforto das equipas.

Aeráulica CFD deficiente de um bloco operatório
Aeráulica deficiente
Escoamento de ar eficaz num bloco operatório
Escoamento de ar eficaz após otimização

Especialidade: otimização do conforto termo-aerodinâmico

Especialidade: estudo das poeiras em salas limpas

FAQ

Perguntas frequentes

O que projetistas, operadores e responsáveis de qualidade nos perguntam mais frequentemente sobre a aeráulica dos laboratórios e salas limpas.

Porque simular a aeráulica de uma sala limpa por CFD?

A limpeza de uma sala limpa não depende apenas do caudal instalado, mas da forma como o ar circula realmente em torno dos postos e dos equipamentos. A CFD calcula velocidades, temperaturas e concentrações particuladas em qualquer ponto do volume e revela desde a conceção as zonas mortas e as recirculações invisíveis à medição pontual. Esta mesma abordagem prolonga naturalmente uma auditoria aeráulica no local, cujas medições utiliza para recalibrar o modelo.

Como garantir a laminaridade dos fluxos sob teto insuflador?

A simulação verifica que o escoamento se mantém vertical e regular do teto até à extração, sem recirculação ascendente ao longo das paredes nem nos cantos. Localiza as zonas de turbulência criadas pelo mobiliário, pelos equipamentos quentes ou pela passagem do pessoal. Ajustam-se então a posição dos difusores, os caudais e a implantação para preservar uma varredura homogénea acima das superfícies sensíveis.

A CFD ajuda a reduzir os custos de exploração?

Sim: o transporte de ar representa uma parte determinante do custo de exploração de um laboratório. A simulação permite verificar se as exigências de limpeza podem ser cumpridas com caudais mais baixos, sem degradar o controlo particulado. Dimensionam-se assim as instalações de forma justa, em vez de por excesso de precaução.

O que cobre o estudo para além das salas limpas clássicas?

Os nossos estudos abrangem também os laboratórios com risco gás, nanopartículas, biológico ou nuclear, cada um com as suas restrições de confinamento. O mesmo método aplica-se aos blocos operatórios, onde a CFD compara uma aeráulica deficiente com um escoamento eficaz que protege o campo operatório. Cada tipologia recebe uma solução adaptada às suas exigências de estabilidade em temperatura e em higrometria.

Como é que a CFD assegura a utilização simultânea de várias câmaras de fumos?

Os ábacos dos fabricantes dão as condições de utilização de uma câmara de fumos isolada, mas a utilização simultânea de vários sistemas num mesmo local pode criar perturbações na extração que anulam a eficácia esperada. A simulação reproduz estas interações e previne o problema desde a conceção. É esse o objeto da nossa qualificação numérica de câmaras de fumos, conduzida antes de qualquer entrada em serviço.

Mediateca · Salas limpas

A sala limpa, simulada primeiro.

Fluxos laminares, câmaras de fumos e captação das partículas finas: as nossas simulações CFD dão a ver o comportamento real do ar em ambiente controlado.

Toda a mediateca
Aeráulica de alta fidelidade de um laboratórioEscoamentos de baixa velocidade em sala limpa
Laboratório equipado com câmaras de fumos
Captação das partículas finas
Casos de utilização · Setores

Onde se simula a aeráulica das salas limpas?

Em todos os locais onde a concentração particulada e a estabilidade das condições determinam a qualidade ou a segurança, a CFD esclarece a conceção dos ambientes controlados. Estes são os contextos típicos.

Recursos

Dossiês técnicos relacionados

Para aprofundar a conceção aeráulica dos ambientes controlados, prolongue com os nossos saberes conexos.

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