Considerações gerais

A aplicação referente ao escopo ora proposto na presente dissertação se apresenta de uma maneira um tanto quanto particular, ou seja, trata-se de aplicação específica, a começar pela configuração do micro ambiente, cujas dimensões e consequente volume de ar a ser tratado são relativamente pequenos. Além disso, deve ser considerada a periculosidade associada à atmosfera interna, atribuída aos materiais radioativos, com características específicas, dependendo do radionuclídeo envolvido no processo, o que torna o sistema complexo.

Tornou-se necessário o estudo geral sobre sistemas de ventilação, considerando-se os fatores determinantes para condições adequadas à criação de um ar classificado, segundo normas nacionais e internacionais, baseadas principalmente na ABNT NBR ISO 14644, 2005, mas também nas orientações estabelecidas pelo órgão oficial regulador como a Agência Nacional de Vigilância Sanitária (ANVISA), além da necessidade de se criar um ambiente que opere em pressão negativa em relação às atmosferas adjacentes, conforme determina a ISO 11933,2001.Considerando-se também a necessidade de se tratar não só o ar de admissão para atendimento aos requisitos citados anteriormente, mas também criar condições de tratamento do ar de descarga, ou seja, a jusante do micro ambiente para que, desde que reúna condições adequadas, seja lançado para a atmosfera através de rede de dutos específicos.

Mas vale ressaltar que, apesar de a literatura estar amplamente provida de tecnologias referentes ao dimensionamento de sistemas, o que foi observado é que, dadas as especificidades da aplicação, nenhuma literatura ou mesmo outras aplicações estabelecem ou abordam conjuntamente todas as condições necessárias e suficientes para promover em um mesmo micro ambiente, adequação às condições de processamento-produção de materiais injetáveis e periculosos sob o ponto de vista radioativo.

Um dos aspectos mais importantes relacionados ao sistema objeto da presente dissertação é o fato de que deva reunir condições totalmente adequadas a trabalhar com micro

ambiente classificado com graus de limpeza A e B, em toda sua essência, obedecendo a valores de velocidade de 0,45 m/s +/- 20%, no que se refere ao grau A, bem como através da unidirecionalidade do fluxo de ar, classificação do ambiente segundo normas nacionais e internacionais, possibilidade de entrada e saída de material através de câmara de passagem, sem que haja prejuízos às condições internas do ambiente, além do fato de trabalhar com pressão negativa, obrigatória para manipulação de produtos periculosos, principalmente contaminantes radioativos (ANVISA CP 3, 2009; ISO 11933-4, 2001).

Ventilação pode ser definida como o processo de retirar ou fornecer ar por meios naturais ou mecânicos de ou para recinto fechado (ASHRAE, 2009). Ou ainda como processo de renovar o ar de um recinto (ABNT, 2008). Mas o que pode-se concluir dessas e outras definições é que, o fim fundamental da ventilação é controlar a qualidade do ar de um recinto fechado.

Com a ventilação, podem ser controladas também a velocidade e a distribuição do ar no recinto. Dentro de certos limites, a ventilação também pode controlar a temperatura e a umidade do ar num recinto fechado. O controle rigoroso desses elementos (temperatura e umidade) é feito somente com o condicionamento do ar. O foco do presente trabalho, entretanto, se dá na classificação do ar com relação à concentração de partículas totais (viáveis e não-viáveis) segundo parâmetros estabelecidos, admitindo que o ar fosse captado e devolvido para um ambiente com condições termoigrométricas previamente controladas. Vale ressaltar que, no futuro, dependendo do processo associado à produção, uma eventual necessidade de controle de umidade e temperatura pode surgir, sem que isso implique como contraposição dos conceitos ora estabelecidos, na verdade esses conceitos são complementares e não excludentes.

Do ponto de vista físico, a movimentação do ar ou ventilação ocorre quando se estabelece um gradiente energético entre dois pontos no espaço, por exemplo: o ar ao ser aquecido se expande, diminuindo sua densidade e se desloca para cima sobre o restante do ar frio e mais denso em sua volta.

Neste trabalho, um diferencial de pressão é estabelecido e o ar escoa do ponto de maior pressão (maior conteúdo energético) para o de menor pressão.

O fornecimento de energia para o fluido, sob a forma de aumento ou diminuição de pressão, geralmente é feito através de um ventilador centrífugo ou axial (Hasegawa, 1991).

No caso dos rotores axiais, as pás são montadas radialmente em relação ao eixo do rotor e possuem formas aerodinâmicas características, que “cortam” camadas contínuas do ar, introduzindo energia cinética ao ar localizado sobre estas, comprimindo-o (energia potencial) e expulsando-o na direção do eixo do rotor, ou seja, axialmente (Hasegawa, 1991).

No caso dos rotores centrífugos, as pás são montadas de forma equidistante paralelamente a seu eixo e, quando rotacionadas, introduzem energia cinética ao ar localizado sobre estas, comprimindo-o (energia potencial) e expulsando-o para fora do rotor, de forma radial (Hasegawa,1991).

Ao ser impulsionado pelo rotor, ocorre uma redução na pressão do ar à montante do rotor, o que estabelece um escoamento da massa de ar localizada nas proximidades do rotor, que procura re-equilibriar a pressão nesta região, preenchendo o espaço deixado pelo ar que fora expulso pelas pás e estabelecendo um regime de escoamento (Hasegawa, 1991).

Um ventilador é uma turbo máquina cuja missão é assegurar a circulação do ar com pressões de até 30.000 Pa. A função básica de um ventilador é, pois, mover uma dada quantidade de ar por um sistema de ventilação a ele conectado (Otam, 2009).

Portanto, o ventilador é o elemento responsável por produzir um determinado diferencial de pressão entre seus bocais de entrada e saída, através da transferência de energia cinética de seu rotor em energias cinéticas e potenciais para o ar.

Quando em movimento a uma dada rotação constante, o volume deslocado pelo ventilador é descarregado continuamente, sendo evidente que o volume deslocado depende da rotação do ventilador e oposição ao escoamento imposta pelo sistema (perda de carga). Uma vez que a energia cinética é função quadrática da velocidade, a pressão gerada pelo ventilador varia com o quadrado da rotação. Sendo a potência função de ambos, vazão e pressão, ela varia com o cubo da rotação (Hasegawa, 1991).