Validação experimental da eficiência da vedação aerodinâmica de um dispositivo de proteção individual inovador

Abstract

Devido à pandemia, causada pela doença Covid-19, o mundo viu-se forçado a mudar muitos dos seus hábitos e costumes, a fim de se proteger e, em particular, os profissionais de saúde. Na prática da medicina dentária existe um elevado risco de infeção por agentes patogénicos durante os tratamentos dentários com equipamentos rotativos de alta velocidade, que estão em contato direto com saliva/sangue potencialmente contaminado.Com a finalidade de desenvolver um Equipamento de Proteção Individual (EPI) destinado à proteção destes médicos, a empresa SETsa em conjunto com a ADAI e a UC desenvolveram um protótipo de viseira de proteção no âmbito do projeto MASK4MC. Este EPI consiste numa viseira com uma cortina de ar com a finalidade de oferecer uma vedação aerodinâmica de todo o seu contorno, sendo capaz de reduzir significativamente o risco de inalação de aerossóis e gotículas com carga viral.O objetivo desta dissertação é a caracterização e validação experimental desta vedação. Para isso, foram realizados ensaios de velocidade e ensaios usando um gás traçado (CO2) para determinar o Fator de Proteção (FP) deste EPI. Estes ensaios tiveram lugar no laboratório de Climatização do DEM. Para a realização destes ensaios foi utilizado uma manequim térmica e um pulmão artificial com a finalidade de simular o comportamento humano. Nos ensaios de medição da velocidade dos jatos, foram definidos oito pontos da cortina de ar. Nos ensaios utilizando CO2, este gás foi injetado numa câmara estanque onde estava a manequim com o EPI colocado. Nestes ensaios foi também estudada a influência de uma esponja entre a testa da manequim e o EPI. Foi ainda estudado o efeito da pluma térmica humana e da respiração no valor de FP.Considerando o efeito da pluma térmica e da respiração combinados, verifica-se um aumentam o FP em cerca de 40%, face aos ensaios com manequim passiva. Por fim foi estudada uma configuração utilizando palas na zona lateral do EPI para melhorar o FP, proteção obtendo-se um valor superior a 70%.

The pandemic caused by covid-19 disease forced the world to change many of its habits and customs to protect itself, particularly the health care professionals. In the practice of dental medicine there is a high risk of infection by pathogens during dental treatments with high-speed rotating equipment, which are in direct contact with potentially contaminated saliva/blood.In order to develop a new Personal Protective Equipment (PPE) for the protection of these physicians, SETsa company, ADAI, and the UC developed a prototype protection visor under the scope of the MASK4MC project. This PPE consists of a visor with an air curtain to offer an aerodynamic seal of its entire contour, able to significantly reduce the risk of inhalation of aerosols and droplets carrying a potential viral load.The aim of this dissertation is the experimental characterization and validation of this seal. The experimental purpose was to measure the airflow velocity and the device PF. A tracer gas, CO2, was used to calculate the PPE performance. These experiments took place in the DEM Air Conditioning Laboratory. A thermal mannequin and an artificial lung were used to simulate human behavior. The jet's velocity was measured at eight distinct points around the visor. In tracer gas experiments with CO2, the gas was injected into an airtight chamber where the mannequin using the PPE was placed. In these trials, the influence of a sponge between the mannequin forehead and PPE was also studied. The effect of human thermal plume and breathing on the value of PF was also studied.The combined effect of the thermal plume and breathing increases the PF by 40% compared to passive mannequin assays. Finally, a configuration was studied using physical seals in the lateral area of the PPE to improve the PF, obtaining a value greater than 70%.