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

Nov 13, 2023

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

Controles projetados, como capelas de exaustão, são parte integrante da maioria do planejamento de instalações de laboratório. As capelas 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 para o edifício para que o HVAC equilibre adequadamente a temperatura, a umidade e a pressão. As capelas de exaustão canalizadas impactam a necessidade do edifício de 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 cinco a 10 vezes mais energia por metro quadrado do que os edifícios de escritórios convencionais. Como podemos resolver estes problemas e, ao mesmo tempo, alcançar a neutralidade carbónica?

Sistemas de controle de engenharia alternativos, incluindo capelas de exaustão com filtragem sem dutos, são uma resposta.

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

As capelas e dispositivos de contenção devem ser projetados tendo a segurança como prioridade.

O laboratório de alto desempenho de Bristol foi originalmente projetado para incluir 22 capelas de exaustão canalizadas, que tinham uma entrada e exaustão combinadas de 70.000 pés cúbicos por minuto (CFM). Foram necessárias 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:

Junto com as reduções de ar, o redesenho incluiu uma combinação de bombas de calor terrestres e aéreas, rodas de recuperação de calor de entalpia, unidades fan coil, monitoramento centralizado da qualidade do ar interno e ventilação natural. Reduziu a mecânica, a eletricidade e o encanamento (MEP) para apenas 14% da metragem quadrada bruta. Além disso, os conjuntos fotovoltaicos (PV), metade dos quais teriam fornecido as 22 coifas canalizadas, são agora utilizados para recuperar energia.

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

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

Um equívoco sobre capelas sem dutos é que elas podem ser usadas 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, de química orgânica, agrícolas e de aromas e fragrâncias, entre outras.

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

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