Velocidade do ar na área de trabalho local Classe 100

4.4.1 Velocidade do ar na seção transversal

De acordo com o princípio da teoria da velocidade de limite inferior do ar, a velocidade do ar na seção transversal da área de trabalho em fluxo unidirecional vertical deve ser de 0,3 m/s. No entanto, para o fluxo unidirecional vertical local em salas limpas Classe I, nas quais as saídas de ar de insuflamento estão dispostas de forma centralizada conforme especificado pela norma — comumente conhecido como Classe 100 local —, como o fluxo de ar se difunde para a área abaixo da zona Classe 100, e essa difusão é afetada por fatores como a presença de defletores na face de insuflamento e a distância das suas quatro bordas em relação às paredes, medições de campo extensas mostram que 0,3 m/s é um valor bastante rigoroso. Nas antigas Medidas Técnicas para Limpeza do Ar e Norma de Projeto de Salas Limpas, esse valor era de 0,25 m/s, mas em relação à altura dos pontos de medição, a primeira especificava dois locais, 0,8 m e 1,5 m, com os resultados a serem calculados por média; a altura do ponto de medição da segunda era de 1 m. A “Norma”, assim como a Norma de Construção e Aceitação de Salas Limpas, define a altura do ponto de medição em 0,8 m. Tendo em vista o motivo mencionado acima da disposição centralizada local das saídas de insuflamento, esse valor é especialmente flexibilizado para uma faixa, ou seja, 0,25–0,3 m/s: não é desejável que fique abaixo de 0,25, para não comprometer a capacidade anti-interferência, enquanto um valor excessivamente alto tende a fazer com que a incisão perca umidade muito rapidamente, o que também é indesejável; durante a medição, será utilizado o valor médio.

Na cirurgia oftalmológica, uma alta velocidade do ar causa evaporação rápida da conjuntiva e consequente perda de umidade, portanto, para cirurgias oftalmológicas, o valor é reduzido em cerca de 1/3 com base na experiência.

【Referência】 Na “Norma” da China, é especificado que salas de cirurgia limpas especiais Classe I adotam o modo de fluxo unidirecional local, exigindo que a velocidade média do ar na seção transversal na altura da superfície de trabalho da área cirúrgica atinja 0,25–0,3 m/s (ver Tabela 4.1); esse é considerado o valor de velocidade de limite inferior do ar que deve ser mantido durante a operação e é essencial para garantir a qualidade do fluxo unidirecional local. Naturalmente, também não é necessário utilizar uma grande vazão de ar para manter o impulso necessário para o fluxo unidirecional completo típico. Para atingir 0,25–0,3 m/s na superfície de trabalho, a velocidade do ar na face de insuflamento deve ser de 0,40–0,45 m/s, valor comparável ao da norma americana (ver Tabela 4.4); a vazão de ar de insuflamento correspondente é de cerca de 10 000 m³/h, semelhante ao da norma britânica.

Tabela 4.4 Comparação das vazões de ar de insuflamento de salas cirúrgicas entre a China e outros países

Nota: As salas limpas Classe I são expressas em termos de velocidade do ar na seção transversal, enquanto as salas limpas de outras classes são expressas em termos de taxa de renovação de ar.

Considerando que a área protegida de uma sala de cirurgia é relativamente pequena, a “Norma” da China exige explicitamente que as salas de cirurgia limpas adotem o modo de insuflamento de ar local e especifica a faixa de vazão de ar de insuflamento correspondente. Se tomarmos uma sala de cirurgia de tamanho padrão de 6m×6m×3m para análise (ver Tabela 4.5), pode-se observar que, como as incisões cirúrgicas diferem, os requisitos de cicatrização são distintos, os níveis de proteção variam e as características necessárias do fluxo de ar insuflado são diferentes, a velocidade de saída na face de insuflamento também varia. As salas de cirurgia limpas especiais Classe I exigem o padrão de escoamento de ar em fluxo unidirecional, que funciona pelo princípio de extrusão-deslocamento. As salas de cirurgia limpas Classe II e III, devido à sua menor velocidade de saída, não têm impulso suficiente para manter o fluxo unidirecional e adotam um escoamento de ar por deslocamento de baixa turbulência, que funciona pelo princípio de preenchimento; no entanto, não é desejado que a velocidade de saída fique abaixo de 0,15m/s, por isso, no projeto de salas cirúrgicas de pequeno porte, deve-se adotar o Limite superior da taxa de renovação de ar: a sala cirúrgica quasilimpa Classe Ⅳ segue os parâmetros gerais de escoamento turbulento, que se baseia no princípio de diluição; como a área da saída de ar de insuflamento é muito pequena, espera-se que a velocidade do ar na saída não seja inferior a 0,25m/s, de modo a manter impulso suficiente para conduzir o ar para baixo.

Tabela 4.5 Vazão de insuflamento de ar e área de insuflamento de sala cirúrgica

Nota: As salas limpas Classe I são expressas em termos de velocidade do ar na seção transversal, enquanto as salas limpas de outras classes são expressas em termos de taxas de renovação de ar.

4.4.2 Uniformidade da velocidade do ar

Na Norma, a sala cirúrgica Classe Ⅰ é representada por meio da velocidade do ar, pois atingir o padrão Classe 100 para uma sala cirúrgica só pode ser realizado adotando um método de insuflamento de ar por fluxo unidirecional. Para atender aos requisitos do fluxo unidirecional, três condições básicas devem ser satisfeitas: ① uma determinada velocidade do ar deve ser atingida na superfície de trabalho; ② as linhas de corrente do escoamento de ar devem ser paralelas; ③ o fluxo de ar insuflado deve ser suficientemente uniforme, com seu índice de não uniformidade não superior a 0,25. A fórmula de cálculo é

$$\beta_v = \frac{\sqrt{\dfrac{\sum(v_i - \bar{v})}{n-1}}}{\bar{v}} \leqslant 0.25$$

onde: $\beta_v$ — índice de não uniformidade da velocidade do ar;

$v_i$ — velocidade do ar medida em um ponto;

$\bar{v}$ — velocidade média do ar;

$n$ — número de pontos de medição.