AULA IV - Controle de Microrganismos Do Ar
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Methods for air cleaning and
protection of building occupants
from airborne pathogens
Z.D. BOLASHIKOV, A.K. MELIKOV
BUILDING AND ENVIRONMENT
44:1378-1385 (2009)
Alcimar José Pontes; Bruna Carolina
Pires Rodrigues; Fernanda Monteiro
de Brito; Luis Antonio Urbano;
Mariana Natale Belato
(2009)
SUMÁRIO
Introdução
Patógenos no ar
Sobrevivência de patógenos no ar
Métodos de limpeza do ar
Proteção por ventilação
Volume total de distribuição do ar
Avançados métodos de distribuição do ar
Conclusão
I. INTRODUÇÃO
Exposição das pessoas a microrganismos;
Estresse psicológico e problemas de saúde;
Resistência a drogas e rápida mutação dos
microrganismos;
Importância da limpeza do ar interno;
Conhecimentos em diferentes campos precisam
ser combinados;
Soluções são propostas para resolver esses
problemas.
2. PATÓGENOS DO AR
Gerados no sistema respiratório e exalados para o
ar:
nariz;
cavidade bucal;
garganta;
pulmão.
Modos de transmissão: falando, espirrando,
tossindo saliva
Partículas de diferentes tamanhos;
Jatos de ar com diferentes características iniciais.
71% de todas as partículas expelidas pela tosse são
pequenas (principalmente < 10 µm);
Partículas carregando patógenos aumentam risco a
saúde;
Modelo Físico: evaporação e movimento das gotículas
liberadas;
Tamanho das gotículas (quanto >, secagem lenta);
Velocidade (espirro: 50m/s – 6m, tosse:10m/s- 2m e
respiração: 1m/s- 1m) e temperatura do ar exalado;
Umidade relativa do ar ambiente na evaporação e dispersão
das gotículas
Gotículas maiores evaporam mais devagar e
sedimentam mais rápido;
Maior velocidade inicial mais rápida a evaporação e
a deposição em superfícies;
Outras formas de contaminação: vômitos e descargas
de banheiro;
Crianças, idosos e pessoas com deficiência imunológica
maior susceptibilidade a doenças.
SOBREVIVÊNCIA DE PATÓGENOS NO AR
Umidade relativa
Baixa – Normalmente pior
Resseca a mucosa nasal aumentando a susceptibilidade a
infecções respiratórias;
Gotículas evaporam mais rápido , aumentando a possibilidade de
serem inaladas;
Alta
Alguns vírus causadores de doenças respiratórias sobrevivem
melhor a altas umidades relativas;
Temperatura
Influencia os efeitos da umidade relativa na sobrevivência
dos vírus.
Estudos em microrganismos não patogênicos por razões de
segurança. Estruturas distintas podem apresentar
comportamentos distintos destes no ar.
Influenza A: transmissão inversamente proporcional à T.
3. MÉTODOS DE LIMPEZA DO AR
Intervenções (vacinação, redução de contato) na saúde
pública são insuficientes para paralisar a disseminação
de doenças nas sociedades modernas;
Necessidade de métodos mais avançados para combate
de doenças.
Técnicas de engenharia combinadas com as
intervenções!!!
1) DILUIÇÃO
Melhor e mais fácil método conhecido;
Suprimento de ar limpo em ambientes fechados
através de ventilação;
Natural
Mecânica
Híbrida
Redução na concentração de poluentes;
Não impede a emissão dos poluentes;
Baixo custo benefício:
Alta demanda de energia;
Altos custos iniciais.
CONFORTO
TÉRMICO
INDIVIDUAL!
2) FILTRAÇÃO
Sistema amplamente utilizado: “Heating, Ventilation
and Air Conditioning” – HVAC;
Previne a entrada de patógenos - FILTRAÇÃO;
Filtros
HEPA (high efficiency particulate air) – remove 99,97% das
partículas com 0,3 μm ou mais;
80 a 90% dos filtros apresentam eficiência semelhante ao
HEPA com menor custo;
Filtros enzimáticos – biologicamente ativado por enzimas que
atacam a membrana celular microbiana – não difere dos
convencionais devido à dificuldade de adesão de partículas na
superfície do filtro.
3) IRRADIAÇÃO GERMICIDA ULTRAVIOLETA
Danifica DNA/RNA dos patógenos tornando-os
inofensivos – impede reprodução;
Efeito do UVGI (253,7 nm) é função:
intensidade da energia do sistema;
tempo de exposição;
susceptibilidade do patógeno;
presença ou ausência da parede celular;
espessura da parede celular (Bacillus anthracis).
Dois modos de uso:
A) CEILING/WALL MOUNTED:
Zona UVGI: 1,8 m acima do chão evitar
problemas de saúde nos ocupantes;
Maior eficiência do sistema:
aumentar a intensidade da luz;
promover uma mistura do ar;
manter a umidade relativa perto de 50%;
nível de radiação
tempo de exposição
evitar obstáculos
Efeitos adversos na saúde:
vermelhidão na pele;
sensibilidade nos olhos.
B) IN-DUCT APPLICATION
Aplicados em edifícios com teto de até 2,4 m;
Problemas do contato direto com os olhos e a pele
não são relevantes;
Melhor eficiência:
boa mistura do ar;
uso de superfícies refletoras;
duração da exposição;
velocidade do ar.
Desvantagens da radiação UV:
ozônio como produto residual;
lâmpadas precisam ser trocadas periodicamente,
provocando custos de manutenção.
4) OXIDAÇÃO FOTOCATALÍTICA
Através de luz fluorescente ou ultravioleta;
Aceleração da fotorreação pela presença de
catalisadores como TiO2, WO3, ZnS;
Redução da eficiência pelo acúmulo de patógenos
mortos na superfície de contato;
Alguns radicais de vida curta resultantes reagem para
formar espécies químicas secundárias Redução na
qualidade do ar interno
5) ROTOR DESSECANTE
Limpeza de compostos orgânicos voláteis do ar
interno aplicando um desumidificador (sílica gel);
Medida dos níveis de COV na saída do rotor
Eficiência superior a 94%.
Mais pesquisas.
6) PLASMACLUSTER IONS
Uso de plasma para neutralizar 26 tipos de
substâncias nocivas;
Separa as moléculas de água H+ e O2- ;
Colisão de íons H+ e O2- OH- altamente reativo;
Danos à parede celular do patógeno;
Novas moléculas de água retornam para o ar.
7) ÓLEOS ESSENCIAIS
Efeito germicida de óleos usados em algumas
indústrias (cosméticos, farmácias e alimentos);
Maior efeito no ar que em solução;
Limitações :
ocupantes podem ter reações hipersensitivas (menta,
orégano, tomilho);
alguns óleos apresentam atividade citotóxica
(microbiana e humana).
8) NANOTECNOLOGIA
Testado injetando-se nanopartículas de prata em
uma pequena câmara de vidro com bactérias;
Embora altamente eficiente (99%) pode apresentar
riscos negativos na saúde.
Mais pesquisas…
4. PROTEÇÃO POR VENTILAÇÃO
Conhecimentos de novas doenças projetar
condições internas para prevenir infecção
cruzada:
Injeção de ar limpo;
Redução de concentrações nocivas.
Importância dos padrões de corrente de ar
determina o caminho das gotículas;
Dados insuficientes para hospitais, escolas,
escritórios
A) VOLUME TOTAL DE DISTRIBUIÇÃO DO AR
Princípios de distribuição do ar:
Mixing ventilation
Displacement ventilation
Mixing ventilation:
Criar um ambiente homogêneo ar injetado a alta
velocidade;
Nível de exposição ao ar contaminado independe do
local.
Displacement ventilation
Introdução de ar com temperatura ligeiramente baixa
(3 a 6oC menos que a T ambiente);
Pelo chão ou parede;
Experimento: partículas depositadas no chão retornam
para o ar e são levadas para a zona de respiração
UVGI evita alguns dos problemas associados à
diluição patógenos transportados mais
rapidamente;
Filtração não eficiente se patógenos forem gerados no
interior;
Filtro pode tornar-se fonte de crescimento bacteriano
B) AVANÇADOS MÉTODOS DE DISTRIBUIÇÃO DO
AR
Necessidade de novos sistemas de distribuição do
ar.
Personalized Ventilation (PV)
Ar limpo na zona de respiração;
Melhoria no conforto térmico;
Aumento na satisfação dos ocupantes;
Redução nos sintomas da SED;
Melhor desempenho do trabalho
Comparação entre Mixing, UFAD (underfloor
system) e PV (personalised ventilation)
30 pessoas
por 8 h no
mesmo local
CONCLUSÃO
Preocupação com a transmissão de
doenças respiratórias (pesquisa
multidisciplinar);
Conhecimento insuficiente sobre a
geração, dispersão e sobrevivência de
patógenos;
Métodos existentes de distribuição do ar
ineficientes.
Novos métodos de desinfestação do ar.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
http://ueba.com.br/forum/index.php?showtopic=21537&pid=384287
&mode=threaded&show=&st=&
http://www.suapesquisa.com/ecologiasaude/gripe_aviaria.htm
http://pt.wikipedia.org/wiki/Peste_negra
http://www.eb23-tadim.rcts.pt/site/docs/peste_negra/perguntas.htm
http://www.quebarato.com.br/classificados/purificador-de-ar-
plasmacluster-o-mais-completo-do-mercado-__2302285.html
http://pt.wikipedia.org/wiki/Sistema_de_controle_HVAC
http://www.vigilanciasaude.com.br/dowloads/cdc_guia_controle_inf
eccao_eas_junho_2004_traduzido.pdf
http://www.munters.com.br/pt-br/br/Sobre-a-Munters/Mais-sobre-
a-Divisao-de-Desumidificacao/As-tecnicas-de-desumidificacao-da-
Munters/O-Cilindro-Dessacante-da-Munters/