Peça-chave em áreas limpas

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1 AHU Peça-chave em áreas limpas Equipamentos fundamentais para a obtenção e manutenção de ambientes classificados, as unidades de tratamento de ar (AHUs) enfrentam desafios para a sua evolução tecnológica, entre as quais incluemse a consolidação das boas práticas, ampliação de normas e, principalmente, incorporação do tema eficiência energética ao debate Luciana Fleury 10 Por sua importância e semelhança de função, as unidades de tratamento de ar (AHUs, na sigla em inglês) podem ser consideradas como o coração de uma sala limpa. Enquanto o coração é responsável por bombear o sangue para todo o corpo, são as AHUs que fazem circular o ar limpo e na temperatura e umidade correta nos ambientes controlados. Fisicamente assemelhando-se a grandes caixas com funções específicas interligadas, grosso modo pode-se dizer que o sistema de tratamento de ar exerce sua atividade limpando o ar, retirando sua umidade e, quando necessário, ajustando sua temperatura. Para fazer isso, conta com serpentinas que fazem o resfriamento e a desumidificação e outras responsáveis pelo aquecimento; dispõe de barreiras de filtros para realizar a filtragem e é guarnecido por ventilador e seu respectivo As AHUs podem ser consideradas o coração de uma sala limpa, pois são responsáveis por fazer circular ar limpo e na temperatura e umidade corretas no ambiente motor, responsáveis pela movimentação do ar. Os aspectos básicos a serem levados em consideração no momento da definição de seu dimensionamento estão diretamente associados ao processo produtivo para o qual se destina a sala limpa e à classificação requerida para o ambiente. O projeto entregue ao fabricante da solução deverá estar baseado nos tipos e concentrações de contaminantes a serem controlados, qual a temperatura e umidade desejadas e qual a vazão de ar necessária para garantir as condições internas dos ambientes. Projeto definido, será o momento de buscar quem irá executá-lo e fabricar a solução. É importante considerar, por exemplo, o grau de acabamento oferecido e quais os materiais a serem empregados na construção, além de se verificar como a solução trabalha os espaços para manutenção e para o ensaio de vazamento de filtros HEPA e se garante a instalação de visores em locais adequados, iluminação, pontos para a leitura do diferencial de pressão dos filtros e instalação de pontos adequados para a geração de aerossol

2 Foto: Divulgação/ABL Instalações das unidades de tratamento de ar da ABL utilizado no ensaio de vazamento dos filtros HEPA, enumera Rinaldo Lúcio de Almeida, coordenador de Engenharia, Manutenção e Utilidades da ABL, indústria farmacêutica cuja planta em Cosmópolis-SP possui 20 unidades de tratamento de ar com filtros grossos, finos e HEPA para manter em plenas condições de funcionamento seus m 2 de salas limpas. Ao buscar fornecedores para suas necessidades em AHUs, a empresa privilegia itens como a experiência deste fornecedor com equipamentos para salas limpas, a qualidade do equipamento, o prazo de entrega e o custo. Solução em módulos Exatamente por estar condicionado às inúmeras variáveis existentes nos diversos processos que exigem o manuseio em áreas limpas, o mercado oferece as soluções de tratamento de ar de forma modular. A vantagem está na possibilidade de atendimento a necessidades específicas, adicionando ou eliminando etapas de acordo com o que o processo previsto exigir. Outro ponto é que a modularidade permite layouts mais flexíveis, que respeitem as limitações de espaço da casa de máquinas. Às vezes a solução fica tão grande que a montagem é feita em duas camadas, com um grupo de módulos em cima do outro. Pode-se também trabalhar com configurações em L exemplifica Arnaldo Basile, diretor comercial da Trox, empresa que já comercializou mais de 25 mil unidades de tratamento de ar no Brasil. Além disso, a divisão por módulos facilita a manutenção preventiva ou corretiva, ao possibilitar o acesso direto à parte que precisa ser reparada. Pré-filtragem, filtragem, ventilação 11

3 AHU 12 e resfriamento são os módulos básicos a partir dos quais serão adicionados maior ou menor número de componentes de acordo com as necessidades projetadas. É preciso ter em mente que quanto mais componentes formarem a unidade de tratamento de ar, maior pressão será necessária. Não é preciso uma quantidade maior de ar, e sim mais força, para que ele vença todos os obstáculos, explica Basile. Um detalhe, porém, não pode ser esquecido. O ventilador tem que ser dimensionado para fazer com que o ar mantenha a vazão correta mesmo quando os filtros estiverem semissaturados ou saturados porque à medida que os filtros vão ficando sujos, é preciso uma força maior para que o ar passe por cada estágio de filtragem, comenta Eduardo Rein, sócio-gerente da Reintech, empresa brasileira em atuação desde 2005 e que comemorou em julho de 2010 a marca de 500 unidades de ar com configurações especiais vendidas. Mais do que ser dimensionado de Soluções modulares permitem maior flexibilidade para o atendimento das necessidades de cada projeto, possibilitando a incluir ou prescindir de itens forma correta, o sistema precisa respeitar condições básicas reguladas pela Norma NBR 6401, atualizada em 2008 para a ABNT NBR partes 1 e 3, que estabelece parâmetros básicos e requisitos mínimos de projeto para sistemas de ar-condicionado central e unitário em instalações especiais como salas limpas. Uma das recomendações de destaque é a garantia de estanqueidade do Visores colocados a cada módulo facilitam inspeções de manutenção Foto: Divulgação/ABL sistema. Vazamentos de ar são inadmissíveis, pois todo o esforço feito para se atingir a vazão necessária é perdido quando isso ocorre. São recomendadas juntas de vedação que suportem tanto a baixa pressão quanto as fases de mais alta pressão do sistema. Outro ponto fundamental é que o equipamento tenha isolamento térmico, pois, por sua característica, a temperatura interna das máquinas poderá estar mais baixa que a externa e, em caso de troca de calor com o meio, poderá haver condensação e gotejamento, interferindo na condição de limpeza e segurança da casa de máquinas. Existem vários tipos de isolamentos térmicos. Nas nossas soluções utilizamos o tipo sanduíche com a injeção de poliuretano entre chapas que, quando expandido, recheia todo o espaço promovendo o isolamento, comenta Basile. Mas não é só. Ainda é preciso evitar a formação das chamadas pontes térmicas, ou seja, impedir qualquer ponto de contato, mesmo das bordas, da parte interna com a externa. Se isso acontecer haverá troca de calor e o isolamento estará comprometido. A solução para isso é parte da característica construtiva do equipamento e a engenharia seguida por cada fabricante é que determina a forma como a pontes térmica será evitada, diz Rein. A atualização da norma ABNT NBR trouxe duas recomendações importantes. A primeira estabelece que a instalação do segundo estágio de filtros deve ser feita após a descarga do motoventilador. A determinação está baseada no risco de contaminação por partículas na passagem do ar pelo componente, fator que é minimizado com colocação de outro filtro após este ponto. A segunda recomendação é o limite de seis no número de filas da

4 serpentina. O aumento no número de filas da serpentina amplia seu rendimento, pois o ar terá contato com mais superfícies frias, conseguindo-se uma redução mais eficiente da temperatura e da umidade. Porém, novamente, há o aumento do risco de contaminação devido ao aumento da espessura do componente que torna maior a possibilidade de retenção de sujeira e impurezas. Tipos de rotor e ventilador Dependendo da necessidade especificada no projeto, as unidades de tratamento de ar poderão contar com um dos modelos de ventiladores utilizados Foto: Divulgação/Trox AHU em Aeroporto no Rio de Janeiro

5 AHU Foto: Divulgação/Trox Estas unidades de tratamento de ar em indústria farmacêutica possuem o interior em aço inox para esta solução: o sirocco, o limit load e air foil. O primeiro é indicado para projetos convencionais enquanto o segundo possui características especiais, como o formato de pás diferente, para atingir pressões e vazões mais altas. É utilizado em sistemas complexos que exigem uma força maior do ar para vencer o obstáculo representado por cada módulo. O comprimento das redes de duto também pesa na decisão sobre qual o modelo mais conveniente. Quanto maior for a rede de duto, mais pressão será necessária para percorrer estas distâncias. Assim, o somatório entre componentes e tamanho da rede de dutos definirá a faixa de operação ideal, que, por sua vez, estabelecerá qual o ventilador mais adequado, explica o diretor comercial da Trox. Recursos essenciais para facilitar a manutenção A relevante função do tratamento de ar e a própria dinâmica desse processo fazem com que a facilidade de sua manutenção seja um item extremamente importante, principalmente no acompanhamento periódico do estágio de saturação dos filtros utilizados, para que a troca ocorra no momento adequado. Um sistema ideal deve prever recursos que facilitem a manutenção, além de ser entregue com um manual detalhado sobre essa operação. O fabricante deve indicar a frequência recomendada de manutenção, além de incluir folha de dados de todos os equipamentos e componentes internos, com informações sobre curva de operação do ventilador, tipos de rolamentos e de polias utilizadas, enfim de todos os demais itens substituíveis, com a indicação de quando eles devem ser substituídos e verificados, considera o sócio-gerente da Reintech. Como requisitos para facilitar a manutenção, devem estar contemplados: Acesso fácil e espaço de trabalho para a equipe de manutenção Segundo Eduardo Rein, o ideal é que os módulos sejam instalados com, no mínimo, uma reserva de espaço de um metro e vinte em cada face (laterais e superior) e estejam elevados a pelo menos 300 milímetros do chão. Portas com visores e iluminação interna Todos os módulos devem ter portas de acesso, preferencialmente com visores que possibilitem uma vi-

6 Modelos de AHUs devem ser projetados de modo a facilitar o acompanhamento periódico do estágio de saturação dos filtros são externa da condição de operação de cada elemento, além de contar com iluminação interna, acionada por interruptor externo. Tomadas de pressão em todos os módulos A maneira mais segura de se avaliar o nível de saturação em que se encontram os filtros é medir a pressão do ar que se tem a montante (antes) e a jusante (depois) da passagem pelos componentes e, assim, calcular a perda de carga. Cada filtro tem, de acordo com a especificação, o limite máximo de perda de carga aceitável e deve ser trocado ao se atingir o teto. Para que a medição seja realizada, é preciso que cada módulo disponibilize um ponto de tomada de pressão antes da passagem do ar e outro após a passagem. Drenos eficientes A água oriunda da condensação que ocorre com o resfriamento do ar ao passar pela serpentina deve ser coletada por uma bandeja e precisa ser eficientemente drenada para fora do sistema. Caso o dreno não seja projetado corretamente, através dos níveis do sifão, pode ocorrer o indesejado retorno da água para dentro do equipamento. A solução precisa estar combinada com a pressão do ventilador. Se o deslocamento do ar for muito forte, a água não será drenada e sim, arrastada para dentro causando grandes prejuízos aos filtros e demais componentes, comenta Arnaldo Basile. Além disso, a bandeja tem de estar permanentemente limpa, caso contrário acumulará impurezas, pó, colônias de bactérias e micro-oganismos. Portanto, é importante ter um pré-filtro antes do ventilador que irá levar um ar mais limpo para ser condensado. Materiais resistentes A umidade relativa do ar dentro das unidades de tratamento de ar pode atingir até 95%, o que demanda materiais internos resistentes à corrosão. Rein, no entanto,

7 AHU Eficiência energética dos sistemas deverá receber cada vez mais atenção nas empresas pautadas pela sustentabilidade Composição modular, dois equipamentos sobrepostos, sendo um efetivo e outro reserva, dedicada a planta de produtos biológicos com nível de segurança NB III Foto: Divulgação/Reintech defende que se deva dar preferência ao aço inox ou alumínio. Na minha opinião, deve-se tentar evitar o uso do aço galvanizado, porque em pouco tempo ele apresenta sinais de oxidação branca, que é o início do processo de oxidação, o que diminui a vida útil do equipamento, comenta, ressaltando a necessidade de ser fazer um balanço que equilibre o custo. Realmente o ideal é o aço inox, com longevidade maior, A questão da atenuação de ruídos O ruído gerado pela vibração do ventilador é um ponto de atenção que pode comprometer o conforto do ambiente de produção. Para reduzir vibrações, o motor é sempre colocado o mais próximo possível do ventilador e, geralmente, instalado em uma base isolada por calços de toda a estrutura do módulo, porém, ainda assim, há geração de ruído. A solução para este problema sucinta discussões. Questionados se é possível controlar o ruído simplesmente limitando a velocidade de descarga dos ventiladores, os dois representantes de fabricantes entrevistados comentaram que é algo possível, mas não recomendado. Para Arnaldo Basile, diretor da Trox, é claro que o nível de ruído pode ser reduzido baixando a rotação do ventilador, mas esta não é a melhor forma de tratar o problema. Afinal, toda a solução foi desenhada de acordo com a necessidade operacional e tentar ajustá-la visando a questão do ruído é desconsiderar o que foi projetado. Segundo ele, existem módulos atenuadores de ruído que podem ser incluídos na solução, lembrando que a desvantagem neste caso é a inclusão de mais um obstáculo à passagem do ar. Já o sócio-gerente da Reintech, Eduardo Rein, argumenta que a proposta da redução de rotação é uma ideia com muitas limitações que não deve ser considerada. Ele defende que o problema pode ser resolvido nas soluções apresentadas em projeto bem elaborado que priorize a questão do ruído. Um bom projeto deve levar em conta o problema do ruído e tentar resolver sem este tipo de ajuste e mesmo prescindido da inclusão de módulos de atenuação, que representarão mais um elemento, aumentando o tamanho da máquina e ampliando a necessidade de pressão, e por consequência gerando mais gasto energético. 16

8 porém seu impacto no custo é significativo. Já o alumínio é mais vantajoso que o aço galvanizado e representa um aumento de cerca de 2% no custo total, um benefício que vale a diferença. Tendências Ao apontar tendências da evolução nas questões relacionadas com as unidades de tratamento de ar, Arnaldo Basile cita a ampliação da normatização dos procedimentos de montagem e de fabricação visando a consolidação das boas práticas. Com relação aos componentes, ele cita as pesquisas existentes na busca da melhoria de rendimento do conjunto motor/ventilador. Isso sem falar nos filtros, que vivem uma forte e constante evolução, com materiais cada vez melhores, de maior durabilidade e resistência, que possibilitam um descarte com menos impacto ao meio ambiente, lista Basile. Eduardo Rein levanta a questão da eficiência energética desses sistemas como ponto atualmente negligenciado, mas que deverá receber cada vez mais atenção nas empresas pautadas pela sustentabilidade. A maioria absoluta dos projetos não leva em conta a eficiência energética da forma como deveria, pois o objetivo primordial é sempre obter a classificação desejada com o menor custo possível. Já está disponível uma série de técnicas de conservação e recuperação de energia, mas, como representam aumento de custo, raramente são aplicadas, afirma. Acho que a inclusão do parâmetro eficiência será um ponto de amadurecimento do mercado que assistiremos nos próximos anos. Apresentando sua visão de cliente sobre o tema, Rinaldo Lúcio de Almeida, coordenador de Engenharia, Manutenção e Utilidades da ABL também acredita na maior conscientização de todos os envolvidos na busca do conceito de eficiência energética. É algo que tem sido cada vez mais priorizado, mas esbarra em algumas limitações. Por exemplo, a eficiência do filtro HEPA e o número de trocas de ar de uma instalação são itens exigidos ou recomendados por agências regulatórias e isso impacta na eficiência energética do projeto. Nossos produtos inovadores são cuidadosamente desenvolvidos para um teste de mais rápido, preciso e seguro. A melhor solução para determinação de endotoxina. REPRESENTANTE EXCLUSIVO ENDOSAFE Alko do Brasil Indústria e Comércio Ltda. Rua Mapendi, 360 Taquara, Rio de Janeiro Tel.: Fax: sac@alkodobrasil.com.br