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Master's Dissertation
DOI
10.11606/D.3.2016.tde-06122016-083329
Document
Author
Full name
Cibele Alves da Silva
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Paulo, 2016
Supervisor
Committee
Kurokawa, Fernando Akira (President)
Queiroz, Rafael Alves Bonfim de
Yee, Cheng Liang
Title in Portuguese
Análise do escoamento do ar em uma sala cirúrgica via simulação em CFD.
Keywords in Portuguese
Ambientes fechados
Centro cirúrgico hospitalar
Dinâmica dos fluidos computacional
Escoamento
Qualidade do ar
Simulação
Abstract in Portuguese
Com a tendência em se construírem edifícios selados por motivos de climatização, controle de ruído e estéticos, acabou provocando um aumento nos casos de problemas relacionados à qualidade do ar de interiores (QAI) de tais ambientes. Os principais problemas relacionados à má qualidade do ar interno são a ventilação inadequada (maior parte dos casos), seguido de contaminantes do ar externo, contaminantes do ar interno (gerados internamente) e, em menor escala, materiais de construção e micro-organismos. No caso específico de uma edificação hospitalar, a qualidade do ar pode exercer uma influência direta e significativa na ocorrência de infecções hospitalares. O nível de contaminação é influenciado principalmente pelo tipo de sistema de condicionamento de ar. Daí a necessidade de um controle intenso dos contaminantes presentes no ar desse local. Assim, os sistemas de distribuição de ar desempenham uma tarefa fundamental em uma sala cirúrgica para a garantia da segurança e conforto térmico ao paciente, equipe cirúrgica. O retorno de ar também exerce uma função muito importante na eliminação do ar contaminado gerado no interior de uma sala cirúrgica. Esse retorno ocorre através das chamadas grelhas de retorno. Dado à limitação dos estudos analíticos e o alto custo das investigações experimentais, é grande relevância uma investigação numérico-computacional do escoamento do ar de uma sala cirúrgica, visando analisar o comportamento do fluxo de ar e da temperatura do ar. O foco desse trabalho é verificar, via simulação computacional em CFD (Computational Fluid Dynamics), a efetividade do sistema de distribuição de ar usado em centros cirúrgicos no que diz respeito ao controle do ar, com o intuito de se alcançar uma qualidade do ar adequada. Para validar o modelo computacional, realizou-se também a parte experimental, na qual foram feitas medições e coletas de dados em campo para comparação com os resultados das simulações. O estudo de caso considerado nesse trabalho foi uma das salas do centro cirúrgico do Hospital Universitário (HU) da Universidade de São Paulo.
Title in English
Air flow analysis in an operating room for simulation CFD.
Keywords in English
Air flow
Computational fluid dynamics
Indoor air quality
Numerical simulation
Surgical rooms
Abstract in English
Due the trend to construct sealed buildings for air conditioning purposes, noise control and aesthetics, problems regarding interior air quality (IAQ) of such environments have been occured. The main issues related to bad indoor air quality are inadequate ventilation (most part of the cases), followed by outdoor air contaminants, indoor air contaminants (internally generated) and, in a smaller scale, construction materials and microorganisms. In the specific case of a hospital building, air quality can have a direct and significant influence on the occurrence of nosocomial infections. The level of contamination is mainly influenced type air conditioning system. Hence the need for intensive control of contaminants in local air. Therefore, the air distribution systems play a fundamental task inside a surgical room for safety and thermal comfort of the patient and surgical team. The return air also plays a very important role in eliminating contaminated air generated within an operating room. This return takes place through so-called return grills. Due to the limitation of analytical studies and the high cost of experimental research, it is very relevant a numerical-computational investigation of the air flow of an operating room in order to analyze the air flow behavior and the air temperature. The focus of this study is to verify, via computer simulation based on CFD (Computational Fluid Dynamics), the effectiveness of the air distribution system used in surgical centers regarding the control of air, in order to achieve a proper quality of air. To validate the computer model, field measurements have been carried out and data have been collected for comparison with the simulation results. The case study to be considered for this project is the surgical room of the University Hospital of the University of São Paulo.
 
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Publishing Date
2016-12-06
 
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