Salas limpas, também chamadas de salas livres de poeira, são utilizadas para eliminar poluentes como partículas de poeira, ar nocivo e bactérias presentes no ar dentro de um determinado espaço, além de controlar a temperatura interna, a limpeza, a pressão interna, a velocidade e a distribuição do fluxo de ar, o ruído, a vibração, a iluminação e a eletricidade estática dentro de uma faixa específica. A seguir, descrevemos as quatro condições necessárias para atender aos requisitos de limpeza em medidas de purificação de salas limpas.
1. Limpeza do ar fornecido
Para garantir que a limpeza do ar fornecido atenda aos requisitos, a chave está no desempenho e na instalação do filtro final do sistema de purificação. O filtro final do sistema de sala limpa geralmente utiliza um filtro HEPA ou um filtro sub-HEPA. De acordo com as normas nacionais, a eficiência dos filtros HEPA é dividida em quatro classes: Classe A (≥99,9%), Classe B (≥99,99%), Classe C (≥99,999%), Classe D (para partículas ≥0,1 μm) (≥99,999%, também conhecidos como filtros ultra-HEPA); os filtros sub-HEPA (para partículas ≥0,5 μm) apresentam eficiência de 95 a 99,9%.
2. Organização do fluxo de ar
A organização do fluxo de ar em uma sala limpa difere da de uma sala climatizada comum. Ela exige que o ar mais limpo seja fornecido primeiro à área de operação. Sua função é limitar e reduzir a contaminação dos objetos processados. Diferentes organizações de fluxo de ar possuem características e aplicações próprias: Fluxo unidirecional vertical: Ambos permitem obter um fluxo de ar descendente uniforme, facilitam o layout dos equipamentos de processo, possuem forte capacidade de autodepuração e podem simplificar instalações comuns, como salas limpas individuais. Os quatro métodos de fornecimento de ar também apresentam vantagens e desvantagens: filtros HEPA totalmente cobertos têm as vantagens de baixa resistência e longo ciclo de substituição do filtro, mas a estrutura do teto é complexa e o custo é alto; as vantagens e desvantagens do fornecimento superior com filtro HEPA com cobertura lateral e do fornecimento superior com placa perfurada são opostas às do fornecimento superior com filtro HEPA totalmente coberto. Entre elas, o fornecimento superior com placa perfurada é propenso ao acúmulo de poeira na superfície interna da placa perfurada quando o sistema não está em funcionamento contínuo, e a manutenção inadequada pode afetar a limpeza; A distribuição superior por difusor denso requer uma camada de mistura, sendo, portanto, adequada apenas para salas limpas altas com mais de 4 m, e suas características são semelhantes às da distribuição superior por placa perfurada. O método de retorno de ar com placas com grelhas em ambos os lados e saídas de ar de retorno distribuídas uniformemente na parte inferior das paredes laterais é adequado apenas para salas limpas com espaçamento líquido inferior a 6 m em ambos os lados. As saídas de ar de retorno na parte inferior da parede lateral única são adequadas apenas para salas limpas com pequeno espaçamento entre paredes (como ≤ 2 a 3 m). Fluxo unidirecional horizontal: apenas a primeira área de trabalho atinge o nível de limpeza 100. À medida que o ar flui para o outro lado, a concentração de poeira aumenta gradualmente. Portanto, é adequado apenas para salas limpas com diferentes requisitos de limpeza para o mesmo processo. A distribuição localizada de filtros HEPA na parede de suprimento de ar pode reduzir o uso de filtros HEPA e economizar investimento inicial, mas apresenta turbulências em áreas localizadas. Fluxo de ar turbulento: As características da distribuição superior com placas de orifício e da distribuição superior com difusores densos são as mesmas mencionadas anteriormente. As vantagens da distribuição lateral incluem facilidade no layout da tubulação, ausência de camadas intermediárias técnicas, baixo custo e adequação à modernização de fábricas antigas. As desvantagens são a alta velocidade do vento na área de trabalho e a maior concentração de poeira no lado a jusante em comparação com o lado a montante. A distribuição superior com saídas de filtro HEPA apresenta as vantagens de um sistema simples, sem tubulações atrás do filtro HEPA, e fluxo de ar limpo direcionado diretamente para a área de trabalho. No entanto, o ar limpo se difunde lentamente, resultando em um fluxo de ar mais uniforme na área de trabalho. Entretanto, quando múltiplas saídas de ar são distribuídas uniformemente ou quando se utilizam saídas de filtro HEPA com difusores, o fluxo de ar na área de trabalho também pode se tornar mais uniforme. Contudo, quando o sistema não está em operação contínua, o difusor fica propenso ao acúmulo de poeira.
3. Volume de ar fornecido ou velocidade do ar
Um volume de ventilação suficiente é necessário para diluir e remover o ar poluído do interior. De acordo com os diferentes requisitos de limpeza, quando a altura líquida da sala limpa for elevada, a frequência de ventilação deve ser aumentada adequadamente. Para salas limpas de classe 1 milhão, o volume de ventilação deve ser calculado com base em um sistema de alta eficiência, enquanto para as demais, deve-se considerar um sistema de alta eficiência. Quando os filtros HEPA de uma sala limpa classe 100.000 estão concentrados na sala de máquinas ou quando filtros sub-HEPA são utilizados no final do sistema, a frequência de ventilação pode ser aumentada em 10% a 20%.
4. Diferença de pressão estática
Manter uma certa pressão positiva na sala limpa é uma das condições essenciais para garantir que a sala limpa não seja poluída ou seja minimamente poluída, de modo a manter o nível de limpeza projetado. Mesmo para uma sala limpa com pressão negativa, é necessário que haja uma sala ou suíte adjacente com um nível de limpeza não inferior ao seu para manter uma certa pressão positiva, de forma que a limpeza da sala limpa com pressão negativa possa ser preservada. O valor da pressão positiva da sala limpa refere-se ao valor em que a pressão estática interna é maior que a pressão estática externa quando todas as portas e janelas estão fechadas. Isso é obtido pelo método de garantir que o volume de ar fornecido pelo sistema de purificação seja maior que o volume de ar de retorno e o volume de ar de exaustão. Para garantir o valor da pressão positiva na sala limpa, o ideal é interligar os ventiladores de fornecimento, retorno e exaustão de ar. Quando o sistema é ligado, o ventilador de fornecimento é acionado primeiro, seguido pelo ventilador de retorno e pelo ventilador de exaustão. Quando o sistema é desligado, o exaustor é desligado primeiro, seguido pelo ventilador de retorno e pelo ventilador de suprimento, para evitar a contaminação da sala limpa durante as rotações do sistema. O volume de ar necessário para manter a pressão positiva na sala limpa é determinado principalmente pela estanqueidade da estrutura de vedação. No início da construção de salas limpas na China, devido à baixa estanqueidade da estrutura, eram necessárias de 2 a 6 renovações de ar por hora para manter uma pressão positiva de ≥5 Pa; atualmente, a estanqueidade da estrutura de vedação foi significativamente aprimorada, e são necessárias apenas de 1 a 2 renovações de ar por hora para manter a mesma pressão positiva; e apenas de 2 a 3 renovações por hora para manter ≥10 Pa. As especificações nacionais de projeto estipulam que a diferença de pressão estática entre salas limpas de diferentes níveis e entre áreas limpas e não limpas não deve ser inferior a 0,5 mmH2O (~5 Pa), e a diferença de pressão estática entre a área limpa e o exterior não deve ser inferior a 1,0 mmH2O (~10 Pa).
Data da publicação: 03/03/2025