Salas limpas são ambientes controlados, normalmente  utilizados para testes ou fabricação de produtos, em que a contaminação por partículas presentes no ar interfere no resultado final. Por isso, a importância de exercer um forte controle de partículas.

Para garantir que a sala limpa está funcionando corretamente é preciso realizar o teste de medição da concentração de partículas em suspensão no ar.

Antes desta medição é necessário que os testes de ensaio de volume de ar insuflado, diferença de pressão, movimento do ar dentro e entre as salas limpas e integridade do filtro, tenham sidos realizados.

Para finalizar, é necessário mostrar que a concentração de partículas em suspensão com o ar não excede o limite de partículas determinado.

É utilizado um contador de partículas para contar e medir as partículas na atmosfera  do ar de uma sala limpa.

Trata-se de uma ferramenta fundamental para ensaio e funcionamento da sala.

Os contadores de partículas, normalmente medem e contam partículas entre 0,3 µm e 10 µm. Os mais comuns tomam uma amostra de 28 1/min (1 pé³/mim) de ar da sala limpa. Modelos mais sensíveis chegam a contar partículas 0,1 µm, e alguns instrumentos podem amostrar 50 ou 100 1/mim.

Monitoramento contínuo para partícula em suspensão no ar

Em salas limpas de alta qualidade, na qual o produto é mais sensível a contaminação de partículas em suspensão no ar, é realizado o monitoramento contínuo do ar durante a produção, para avaliar se há desvios referente a limpeza exigida .

Em casos de qualidade inferior não é necessário fazer a amostragem contínua, pode-se considerar ensaios semanais, mensal ou anual, depende da limpeza exigida para sala. Quanto mais limpa for a sala, mais frequentes devem ser as contagens.

Existem dois métodos principais de amostragem contínua:

Sequências

São instalados tubos de amostragem na sala limpa, que vão até as entradas das amostras nos pontos a serem amostrados. Retira-se uma amostra de ar em cada ponto de coleta e transporta pelos tubos de amostragem a um manifold e, em seguida a um contador de partículas, onde as partículas são contadas.

Simultâneo

Este sistema possui pequenos sensores utilizados para medir e contar de forma continua as partículas no ar, em diversos pontos da sala. Seu tamanho é comparado ao de uma caneta. Com ele informações sobre o número e tamanho das partículas em suspensão no ar são transmitidas por sinais elétricos, através de um cabo, para um computador onde são analisados.

Os dois métodos de monitoramento necessitam de pacotes de software para analisar os resultados. É feito um calculo da média total das contagens de cada tamanho de partícula na sala, ou a contagem média de cada tamanho de partícula para cada ponto da amostragem. É realizado também, resultados maiores que os valores da alerta ou ação ajustada no computador.

Contagem de partículas: Ocupações em diferentes estados

Existem três diferentes estados de ocupação para a contagem de partículas em suspensão no ar. Estes estados são definidos na ISO 146641-1 como:

• Construídos: Instalação completa com todos os serviços conectados. Sem equipamentos de produção, materiais ou pessoas presentes.
• Em repouso: Instalação completa, com equipamentos instalados e operando. Sem a presença de pessoas.
• Em operação: instalação está funcionando da forma especificada, com o número de pessoas necessárias.

É essencial testar a sala antes de começar a funcionar. Porém,  quando testada em estado construído, não há nenhum equipamento funcionando, nem pessoas presentes, o que inibe a geração de partículas em suspensão no ar, deixando-a muito próxima a do ar insuflado.

É importante também que uma ou mais pessoas estejam presentes na sala para fazer os ensaios, embora a quantidade de partículas será muito menor do que quando a sala estiver em operação, a presença das pessoas aumentará a contagem de partículas.

Os ensaios confirmatórios importantes são o da integridade do filtro e a qualidade do ar fornecido. Devido ao fluxo de ar direcionado em um sistema unidirecional, as classes certas provavelmente serão alcançadas se os filtros não tiverem nenhum vazamento de partículas através ou em volta deles, e se a velocidade do ar estiver correta.

O estado de ocupação “operacional” é o mais importante a ser avaliado, uma vez que, a verdadeira contaminação é revelada quando a área de produção está em funcionamento.

Medição de concentração e controle de partículas

A classificação de uma sala limpa é definida através da concentração de partículas em suspensão no ar, considerando tamanho e o que deve ser exercido em determinados estados de ocupação. Existe um limite de partículas em suspensão no ar, classificados na ISO 14644-1.

Para classificar uma sala limpa é preciso tirar amostras suficientes do ar, para avaliar se a concentração de partículas está dentro dos limites estabelecidos pela Norma. A quantidade de pontos de amostragem é definida pelo tamanho da sala. Quanto maior a sala, maior o número de pontos de medição.

A amostra de ar deve ter um volume grande suficiente para se confiar nos resultados. Esse fator é definido pela limpeza da sala, quando mais limpa, maior a amostra.

Os meios utilizados para definir o número de pontos de medição, os volumes mínimos e o critério de aceitação que deve ser atendido para que uma sala limpa alcance a classificação requerida, são definidos na ISO 14644-1.

Consideramos a versão ISO 14644-1: 1999 para descrever o assunto:

Localização e número de amostras:

Existe uma fórmula determinada pela norma ISO ISO 14644-1: 1999, que calcula o número mínimo de pontos:

Em que corresponde ao número de pontos de medição (arredondado para cima) e A é a área da sala limpa, ou espaço de ar limpo controlado em m².

A Norma determina que as amostras sejam distribuídas igualmente pela sala e colocadas na atura da realização do trabalho.

É determinado um volume  mínimo de ar como amostra para cada local. Nas salas mais limpas que possuem menos partículas, é necessária uma amostra de ar maior para garantir que os resultados estão de acordo com os limites estabelecidos pela Norma.

A norma exige que o volume de ar seja grande o suficiente para contar 20 partículas do maior tamanho da partícula especificada.

Para medir essa amostra utiliza-se o seguinte cálculo:

V é o volume da amostra unitária por ponto, em litros;

C é o limite de classe (número de partículas/ m²) para maior tamanho de partícula especificado para classe relevante;

20 é o numero definido de partículas que podem ser contadas se a concentração de partículas estiver no limite de classe.

A quantidade amostrada em cada local deve ser de no mínimo dois litros, considerando contando no mínimo dois minutos.

Critérios de aceitação

Alguns critérios são necessários para aceitação que deve ser seguido dentro da ISO 14644-1: 1999:

• Concentração média de partículas em cada ponto de medição, deve estar abaixo do limite da classe.
• O número de pontos da amostra deve ser menor que 10, e o máximo de 95% de Confiança (LSC) abaixo do limite de classe.

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