A escolha de um sistema de ventilação e ar condicionado de laboratório de biossegurança é uma das decisões mais importantes em qualquer projeto de contenção. Com o rápido crescimento da investigação biológica, médica e de saúde, estão a ser construídos mais laboratórios de biossegurança para investigação em microbiologia, desenvolvimento de biotecnologia, engenharia genética, enfermarias médicas cirúrgicas especiais e defesa bioquímica. A procura cresceu ainda mais rapidamente desde a SARS. Os requisitos de ventilação para esses laboratórios diferem dos das salas limpas biológicas comuns em particionamento do sistema, backup de equipamentos, direção do fluxo de ar, controle de pressão, fornecimento de ar e tratamento de exaustão e controle do sistema. Este guia aborda o projeto de sistemas HVAC BSL-3 e BSL-4 e os pontos que compradores e engenheiros devem verificar antes de especificar o equipamento.
Os laboratórios de biossegurança estão divididos em quatro níveis de acordo com o risco dos agentes biológicos manipulados e as medidas de proteção exigidas. O nível 1 tem o requisito de isolamento mais baixo e o nível 4 o mais alto. Eles são comumente chamados de P1, P2, P3 e P4, ou BSL-1 a BSL-4. Os laboratórios de biossegurança animal usam ABSL-1 a ABSL-4. Os laboratórios P1 e P2 geralmente não têm requisitos de ventilação muito especiais, portanto, este artigo se concentra nos laboratórios P3 e P4 (BSL-3 e BSL-4).
1. Formulário do Sistema de Ar Condicionado
Particionamento do sistema
A divisão do sistema de purificação do ar condicionado deverá ser decidida após uma comparação técnica e econômica. As principais informações são o nível de perigo do trabalho e a planta baixa. Medidas eficazes devem prevenir a contaminação e a contaminação cruzada. Na maioria dos casos, uma partição sensível também facilita o controle automático e a operação com economia de energia.
Recirculação vs. ar totalmente fresco
Os laboratórios de nível 2 podem utilizar sistemas de ar condicionado com recirculação de ar. Um sistema de exaustão completo deve ser usado se o trabalho envolver solventes químicos, materiais infecciosos ou experimentos com animais. Os laboratórios de nível 3 e nível 4 devem utilizar um sistema totalmente de ar fresco, com válvulas herméticas nos dutos principais de alimentação e exaustão. Unidades ventilo-convectoras comuns ou aparelhos de ar condicionado não devem ser instalados em áreas contaminadas ou semi-contaminadas. Os laboratórios de biossegurança animal também devem atender à GB 14925,Ambiente e instalações para animais de laboratório.
Filtragem HEPA de exaustão
O ar de exaustão dos laboratórios de nível 3 e nível 4 deve passar por um filtro de alta eficiência (HEPA) antes da descarga, com eficiência não inferior à Classe B. O primeiro filtro HEPA de exaustão deve ficar na saída de exaustão interna. Os laboratórios de nível 4 também precisam de um segundo filtro HEPA a jusante, com pelo menos 500 mm entre os dois. Quando necessário, um esterilizador de ar de alta temperatura pode substituir o segundo filtro.
Localização e manutenção do filtro
O primeiro filtro HEPA de exaustão deve estar adjacente à saída de exaustão. Não deve ser enterrado profundamente em um duto ou dentro de uma cavidade na parede. Tanto o filtro quanto a saída devem permitir que o filtro seja substituído com segurança. A seção de pressão positiva do duto de exaustão não deve passar por salas ocupadas e o exaustor deve estar próximo ao ponto de descarga externo. Cada exaustor deve ter uma unidade de reserva correspondente (em serviço/em espera, uma para uma).
Volume de exaustão
O volume de exaustão deve ser calculado detalhadamente. Na prática, o total deve incluir:
- Vazamento de ar através da envolvente do edifício
- Exaustão de cabines de segurança biológica
- Escape de equipamentos como centrífugas e bombas de vácuo
Teste de vazamento e descarga
Filtros HEPA de exaustão em laboratórios de nível 3 e nível 4 devem ser instalados para que seja possível testar vazamentos no local. Se o local não puder suportar testes de vazamento, use um dispositivo de filtragem HEPA de exaustão dedicado. Uma válvula hermética deve ficar entre o filtro HEPA de exaustão e o exaustor. A saída de exaustão externa deve ter tela protetora e capa de chuva.
Nota de aquisição
Ao comparar as propostas dos fornecedores, pergunte como o teste de vazamento e a substituição do filtro serão feitos na prática. Um projeto que pareça compatível com os desenhos pode se tornar caro para validar e manter se o acesso for ruim. Confirme os requisitos com o seu instituto de design ou com a autoridade local, uma vez que os padrões e regras de aceitação variam de acordo com a região.
2. Organização do fluxo de ar
Direção do fluxo.O equipamento dentro do laboratório principal deve ser colocado de forma que o ar flua do espaço “limpo” para o “contaminado”, com mínimo refluxo e turbulência. Entre as zonas, o ar deve passar da área limpa para a área semicontaminada e depois para a área contaminada. Uma sala tampão de pressão positiva deve ser fornecida na área limpa.
Layout de abastecimento e exaustão.O padrão de fluxo de ar geralmente deve usar alimentação superior e exaustão inferior. As saídas de abastecimento e exaustão devem ser dispostas de modo a minimizar zonas estagnadas. Nenhuma saída de ar deve ser colocada perto da face operacional de uma cabine de segurança biológica ou de outros locais geradores de aerossóis.
Posição de saída de escape.A saída de exaustão HEPA deve estar na parte da sala com maior risco de contaminação. Deve estar de um lado, sem obstruções. A borda inferior da saída deve estar de 0,1 ma 0,15 m acima do chão, e a borda superior não deve exceder 0,6 m acima do chão. A velocidade do ar de saída geralmente não deve exceder 1 m/s.
Dica de aplicação.Na maioria dos projetos, os problemas de fluxo de ar aparecem quando o layout do equipamento é finalizado após o projeto do HVAC. Confirme ogabinete, centrífuga e autoclave posicionam-se antecipadamente. Mesmo pequenas alterações de layout podem perturbar o caminho de fluxo pretendido.
3. Sistemas Elétricos e de Automação
Os sistemas elétricos e de automação são o que mantém um sistema de ventilação e ar condicionado confiável e energeticamente eficiente. O sistema de controle deve manter o diferencial de pressão necessário em cada área. Os sistemas de abastecimento e exaustão devem ser interligados de forma confiável para que o gradiente de pressão permaneça estável.
Se o grupo de exaustores de serviço falhar, o grupo de espera deverá iniciar automaticamente. O sistema também deve disparar um alarme para que a manutenção possa começar imediatamente. O equipamento deve suportar controle automático e manual, com painéis de controle e exibição localizados na área limpa.
Para reduzir o custo operacional, geralmente é recomendado um projeto de volume de ar variável (VAV), desde que a estabilidade da pressão não seja comprometida.
Nota de aquisição.Peça aos fornecedores que descrevam os cenários de falha que testaram, como troca de ventiladores e perda de energia. Pergunte também como os alarmes são registrados. Tendências de pressão e registros de alarmes são frequentemente solicitados durante comissionamento e auditorias.
Perguntas frequentes
Qual é a principal diferença entre ventilação laboratorial BSL-3 e BSL-4?
-
Ambos usam um sistema totalmente de ar fresco com exaustão filtrada HEPA e válvulas herméticas nos dutos principais. BSL-4 laboratórios exigem adicionalmente um segundo filtro HEPA de exaustão, com pelo menos 500 mm entre os dois filtros. Um esterilizador de ar de alta temperatura pode substituir o segundo filtro quando apropriado.
Um laboratório BSL-2 pode usar recirculação de ar?
-
Geralmente sim, desde que o trabalho não envolva solventes químicos, manipulação de materiais infecciosos ou experiências com animais. Se isso acontecer, recomenda-se um sistema de exaustão completo.
Qual deve ser a direção do fluxo de ar em um laboratório de biossegurança?
-
O ar deve fluir da área limpa para a área semicontaminada e depois para a área contaminada. Uma sala tampão de pressão positiva é normalmente colocada na área limpa e o sistema deve minimizar o refluxo e a turbulência.
Por que os filtros HEPA de exaustão deveriam permitir testes de vazamento no local?
-
O teste de vazamento confirma que o filtro e sua vedação estão funcionando conforme esperado após a instalação e após a substituição. Se o local não puder suportá-lo, geralmente é usado um dispositivo de filtragem HEPA de exaustão dedicado.
O que os compradores devem verificar ao comparar fornecedores de HVAC para laboratórios de biossegurança?
-
Verifique o cálculo do volume de exaustão, o acesso ao filtro e as provisões para teste de vazamento, a lógica do ventilador de espera, a estratégia de intertravamento de pressão e o registro de alarmes. Confirme também quais padrões locais e procedimentos de aceitação se aplicam.
Conclusão
Os laboratórios P3 e P4 lidam com microrganismos patogênicos altamente nocivos às pessoas e ao meio ambiente. Foram relatadas fugas de patógenos de laboratórios de biossegurança, e a qualidade do sistema de ventilação e ar condicionado afeta diretamente a segurança do laboratório.
O sistema deve, portanto, ser concebido cuidadosamente, com medidas fiáveis para evitar que os agentes patogénicos contaminem o ambiente interior e exterior. Deve também proteger os materiais em estudo e apoiar experimentos e produção tranquilos.
Se você está planejando um laboratório BSL-3 ou BSL-4,BOKApode revisar seu layout, zoneamento de pressão e abordagem de filtragem de exaustão de acordo com os requisitos do seu projeto. Entre em contato com nossa equipe com seus desenhos ou lista de requisitos, e poderemos sugerir uma configuração prática de HVAC e responder a perguntas sobre compras.