Otimizando o controle de qualidade do ar com controles de engenharia alternativos

May 28, 2023

Jesse Corio tem mais de 20 anos de experiência no fornecimento de soluções para os mercados biofarmacêutico, farmacêutico, de dispositivos médicos e educacional, sendo sua especialidade focada em soluções de filtragem de ar para...

Controles projetados, como exaustores, são parte integrante do planejamento da maioria das instalações laboratoriais. As capelas de exaustão têm um impacto significativo na infraestrutura do edifício, consomem muita energia e, basicamente, removem o ar condicionado do edifício. O ar extraído precisa então ser trazido de volta ao prédio para que o HVAC equilibre adequadamente a temperatura, a umidade e a pressão. As capelas de exaustão com dutos impactam a necessidade do edifício por manipuladores de ar maiores, caldeiras, resfriadores, torres de resfriamento e exaustores devido à quantidade de ar que precisa ser processado.

Estudos calcularam que os laboratórios consomem de cinco a dez vezes mais energia por metro quadrado do que os prédios de escritórios convencionais. Como podemos resolver esses problemas enquanto alcançamos a neutralidade de carbono?

Sistemas de controle de engenharia alternativos, incluindo exaustores de filtragem sem dutos, são uma resposta.

Quando um laboratório é projetado com exaustores sem dutos como o principal sistema de controle de engenharia, o impacto inclui a redução de carbono. Como almejamos a neutralidade de carbono até 2030, a capela sem duto desempenha um papel significativo na consecução desse objetivo. Economias óbvias podem ser encontradas na redução da saída de exaustão de pico, mas essa saída de ar de exaustão reduzida permite que os edifícios alcancem muito mais. Vejamos o impacto da substituição de exaustores com dutos por exaustores sem dutos em um exemplo do mundo real: Bristol Community College of Massachusetts.

Capelas de exaustão e dispositivos de contenção devem ser projetados tendo a segurança como prioridade.

O laboratório de alto desempenho da Bristol foi originalmente projetado para incluir 22 exaustores com dutos, que tinham uma entrada e exaustão combinadas de 70.000 pés cúbicos por minuto (CFM). Exigiu três unidades de tratamento de ar (AHU), uma com recuperação de calor em circuito circular e outra com recuperação de energia de roda de entalpia. O redesenho proposto substituiu esse equipamento por:

Juntamente com as reduções de ar, o redesenho incluiu uma combinação de bombas de calor de fonte terrestre e de ar, rodas de recuperação de calor de entalpia, unidades de fan coil, monitoramento centralizado da qualidade do ar interno e ventilação natural. Reduziu mecânica, elétrica e hidráulica (MEP) para apenas 14 por cento da metragem quadrada bruta. Além disso, as matrizes fotovoltaicas (PV), metade das quais teriam abastecido as 22 coifas canalizadas, agora são usadas para recuperar energia.

Capelas de exaustão e dispositivos de contenção devem ser projetados tendo a segurança como prioridade. Ao considerar exaustores sem dutos, as necessidades de manuseio de produtos químicos devem ser avaliadas para determinar se eles são adequados para filtragem. Nesse caso, um ciclo de vida do filtro deve ser proposto com base na análise usando os padrões de edição AFNOR NF X 15 211, ANSI z9.5-2022, CSA Z316.5-2020 e NFPA 45-2023.

Sob condições normais de operação, uma capela sem duto também deve ser capaz de garantir a proteção do usuário com garantia de que a liberação nunca excederá um por cento do TLV após a exaustão do filtro. Depois disso, o exaustor também deve atuar em duas fases adicionais de operação: detecção e segurança, com cada fase garantindo um nível de proteção conforme a norma AFNOR NF X 15 211.

Um equívoco sobre os exaustores sem dutos é que eles podem ser usados ​​apenas para pequenas quantidades de produtos químicos ou apenas para mitigação de odores. Na realidade, algumas capelas sem dutos são aprovadas para a maioria das aplicações farmacêuticas, química orgânica, agricultura e aromas e fragrâncias, entre outras.

A segurança não termina com a capela de exaustão, mas continua durante todo o ciclo de vida do produto químico. Controles adequados devem estar em vigor para proteger as zonas de respiração das pessoas que trabalham no laboratório. Isso é obtido por meio de uma combinação de armazenamento de filtragem, filtragem de ar de toda a sala, pacotes de filtragem integrados para gabinetes de segurança e capelas de filtragem.

Os vários aspectos de segurança devem ser monitorados: velocidade de face, eficiência de filtragem e poluição do ar ambiente. O monitoramento contínuo fornece métricas de segurança críticas e ajuda a estabelecer protocolos de segurança de laboratório mais eficazes.