Diferença Mínima de Pressão Estática

A primeira coluna de pressão estática mínima da Tabela 4.1 refere-se ao grau da diferença mínima de pressão estática entre as salas limpas de cada classe e as salas limpas de classe inferior adjacentes durante a operação do sistema de ar condicionado e purificação. O requisito de pressão positiva corresponde tanto à exigência do departamento cirúrgico limpo em relação à área não limpa externa quanto ao requisito de pressão positiva relativa entre as salas limpas internas.

Os valores estipulados de não menos que 5 Pa entre diferentes salas limpas em edifícios industriais e de não menos que 10 Pa em relação ao ambiente externo são ambos muito baixos, especialmente quando as duas salas diferem em mais de uma classe; os valores adequados são apresentados na Tabela 4.2.

Portanto, no Código, para salas de operação de classe alta que podem diferir das salas de classe inferior adjacentes em uma ou duas classes, a diferença de pressão …é toda adotada como 8 Pa; para as demais salas de classe inferior, a diferença em relação à sala de classe inferior adjacente é na maioria das vezes de apenas 1 classe, por isso ainda se adota 5 Pa. Como a área limpa é certamente mais de uma classe mais alta que a área não limpa, ela é definida em 10 Pa, enquanto 15 Pa são adotados para o ambiente externo. É nesse ponto que a norma difere dos padrões atuais de outras indústrias (como o Código de Projeto de Salas Limpas, GMP de medicamentos para uso humano, GMP de medicamentos veterinários, etc.).

Tabela 4.2　Diferenças de pressão recomendadas

Em relação ao grau de pressão positiva, os seguintes pontos devem ser atendidos:

(1) Quando duas salas limpas de diferentes classes de limpeza se comunicam entre si, a de classe mais alta deve manter pressão positiva relativa; a diferença máxima de pressão estática deve ser inferior a 30 Pa, e a diferença de pressão não deve gerar ruído.

(2) Se duas salas limpas forem da mesma classe de limpeza e se comunicarem entre si, a direção do fluxo de ar deve ser mantida de dentro para fora, com uma diferença de pressão ligeiramente maior que 0 entre as duas salas.

(3) Para evitar o transbordamento de gases nocivos, salas auxiliares como a sala de pré-anestesia devem manter pressão negativa em relação às salas adjacentes.

(4) A área limpa deve manter pressão positiva superior a 10 Pa em relação à área não limpa que se comunica com ela.

(5) A área limpa deve manter pressão positiva de não menos que 15 Pa em relação ao ambiente externo ou a áreas que se comunicam diretamente com o exterior.

[Referência]

① Se o departamento cirúrgico limpo for considerado um sistema de garantia, o controle de pressão positiva deve ser um meio ainda mais importante dentro desse sistema. Qualquer tentativa de manter a assepsia na sala de operação dependendo apenas da vedação espacial é inútil; somente mantendo a pressão dentro da área asséptica maior que a do exterior é possível impedir a intrusão de contaminação. Além disso, espaços assépticos de diferentes classes dentro da área asséptica exigem diferentes controles de diferença de pressão — essa é a pressão de gradiente ordenada, que garante o fluxo direcional do ar limpo. O ar só pode fluir de um espaço asséptico de classe mais alta para um espaço asséptico de classe inferior, e da área asséptica para a área não asséptica. Somente garantindo que em todas as circunstâncias (com ênfase particular em condições fora de projeto ou condições operacionais não normais) a distribuição de pressão de gradiente ordenada dentro do departamento cirúrgico limpo possa ser mantida inalterada é que o risco de infecção na área cirúrgica pode ser reduzido de forma real e eficaz.

② Sobre os métodos de controle de pressão positiva. O valor de pressão positiva é atendido durante o comissionamento inicial do sistema, mas durante a operação, devido à abertura de portas, ao acúmulo de poeira nos filtros de três estágios ou à influência de fluxos de ar interferentes externos, o valor de pressão positiva também pode sofrer alterações. Desde que um dos volumes de ar de insuflamento, retorno ou exaustão do sistema sofra alteração, a pressão positiva de todo o departamento cirúrgico fica desequilibrada. O caso mais comum é o acúmulo de poeira nos filtros do sistema, o que aumenta a resistência do sistema e reduz o volume de ar de insuflamento, fazendo com que o valor de pressão positiva se desvie.

(i) Válvula de ar mecânica (manual). A válvula ajusta os volumes de ar de insuflamento, retorno e exaustão; esse é o método de controle mais primitivo e mais simples. Quando o valor de pressão positiva se altera, é difícil realizar ajustes em tempo hábil.

(ii) Válvula de alívio de pressão. A válvula de alívio de pressão é de instalação simples e tem alta sensibilidade de controle; quando ela está totalmente fechada e o valor de pressão positiva interna ainda está abaixo do valor predefinido, ela não pode fornecer controle. As válvulas de alívio de pressão são amplamente utilizadas em salas limpas industriais, mas raramente são usadas em salas limpas biológicas. Para evitar a contaminação cruzada, as salas limpas biológicas não adotam retorno de ar por corredor, um modelo que facilmente causa flutuações de pressão no corredor. As salas limpas biológicas frequentemente apresentam odores, e a exaustão organizada é preferida em relação à descarga não organizada. Além disso, a válvula de alívio de pressão danifica a superfície interna plana e lisa da sala, e os códigos chineses não incentivam seu uso. (iii) Método de controle elétrico. A diferença de pressão entre o interior e o exterior é detectada por um transmissor de pressão diferencial, e então o volume de ar de insuflamento, retorno ou exaustão é regulado por registros de ar motorizados. O controle é relativamente complexo e caro, e a instabilidade do sistema é frequente.

(iv) Regulação por frequência variável. O ventilador de insuflamento do sistema de ar condicionado limpo da sala de operação é regulado por frequência variável: elementos sensores como sensores de pressão diferencial ou sensores de velocidade do ar são usados para controlar o conversor de frequência e ajustar o volume de ar do ventilador. Essa abordagem apresenta controle sensível, operação estável e efeitos de economia de energia expressivos, sendo amplamente utilizada em salas de operação recém-construídas.

Quando a regulação por frequência variável é adotada, o ventilador tem a seguinte característica: $\dfrac{H_1}{H_2}=\left(\dfrac{n_1}{n_2}\right)^2$. Quando a velocidade de rotação diminui, a pressão total do ventilador também diminui de acordo com o quadrado da razão de velocidade, enquanto o volume de ar que passa pelo filtro HEPA permanece inalterado conforme exigido pelos requisitos de limpeza, ou varia apenas ligeiramente; nesse caso, a resistência do filtro HEPA sofre pouca alteração. Nesse ponto, deve-se verificar, com base na variação de pressão na curva característica do ventilador, se os requisitos da condição operacional podem ser atendidos.

(v) Dispositivo mecânico de volume de ar constante. O dispositivo mecânico de volume de ar constante tem um projeto muito simples e eficaz. Se instalado nas saídas de insuflamento, retorno e exaustão da sala de operação, ele mantém os volumes de ar constantes independentemente de como a resistência do sistema se altera, garantindo assim a estabilidade do valor de pressão positiva interna. Atualmente, apenas os dispositivos mecânicos alemães de volume de ar constante apresentam desempenho relativamente bom.

Em uma análise abrangente, todas as medidas acima visam salas individuais; a maioria delas dificilmente consegue controlar a distribuição ordenada de pressão de todo o departamento cirúrgico como um todo, além de apresentar estabilidade ruim e pouca confiabilidade. Para manter uma pressão positiva estável no interior da sala, pode-se adotar o esquema de sistema apresentado no Capítulo 7, cuja função é muito clara e simples. A prática de um sistema independente de insuflamento de ar para pressão positiva foi comprovada como muito eficaz, e também incorpora plenamente as características do sistema de salvaguarda.

③ Sobre a diferença de pressão de salas auxiliares.

(i) A diferença de pressão exigida entre a sala de pré-anestesia e a sala limpa de classe inferior adjacente é de −8 Pa, que é o requisito mínimo para evitar o vazamento de gás anestésico. A análise do fluxo de ar sob pressão negativa é exatamente oposta à de uma sala com pressão positiva. Portas de vaivém de uma folha são frequentemente usadas nas entradas e saídas, um cenário diferente da perturbação de fluxo de ar causada por portas de correr de salas de operação com pressão positiva.

(ii) A diferença de pressão da sala de escovação em relação à sala de classe de limpeza inferior adjacente é >0. Existem dois arranjos para as pias de escovação: um é posicioná-las no corredor interno, caso em que não existe o problema de classe inferior adjacente; o outro é posicioná-las dentro da própria sala de escovação. Nesse modelo, não há parede divisória entre a sala de escovação e o corredor interno. Para essa configuração, é exigida a instalação de uma saída de insuflamento de ar no lado interno da sala de escovação para reduzir a umidade ambiente. Como o ar insuflado flui em direção ao corredor interno, fica confirmado que a pressão na sala de escovação é maior que a do corredor. Os requisitos de diferença de pressão para outras salas, como corredores limpos, vestiários e salas de recuperação, são todos de 0–5 Pa, intervalo que na verdade indica apenas uma direção do fluxo de ar; qualquer valor diferente de 0 dentro desse intervalo é aceitável. Um caso especial precisa ser explicado aqui: uma sala de operação Classe IV é instalada no departamento cirúrgico limpo, e a classe de limpeza do ar de seu corredor interno é Classe III, conforme a Figura 4.3; nesse caso, a sala de operação é de classe inferior e deve estar sob pressão positiva, enquanto o corredor interno é de classe mais alta, mas não é permitido grande volume de vazamento para o corredor. Pode-se instalar uma sala de amortecimento de uma classe mais alta do lado de fora da sala de operação Classe IV, com gradiente de pressão decrescente conforme indicado por →, ou uma sala de amortecimento da mesma classe, com gradiente de pressão decrescente conforme indicado por ⇢.

Figura 4.3　Um exemplo de diferença de pressão da sala de escovação