Uusi laite hengityksensuojaimen tiiviyden seurantaan

Facebooktwittergoogle_pluslinkedin

Hengityksensuojainten tiiviyden seurantaan on kehitetty laite, joka havaitsee vuodot suojaimessa varsin luotettavasti ja varoittaa työntekijää.

Hengityksensuojain tekee tehtävänsä vain, jos se on tiiviisti käyttäjänsä kasvoilla. Ennen suojaimen käyttöä sen sopivuus ja tiiviys voidaan toki varmistaa, mutta edullista ja helppokäyttöistä keinoa suojaimen käytönaikaiseen tiiviyden seurantaan ei ole ollut.

Cincinnatin yliopistossa, aerosolitutkijoiden ja insinöörien yhteistyönä on kehitetty sensoritekniikkaa hyödyntävä tarkkailulaite, joka havaitessaan hiukkasia hengityksensuojaimen sisällä varoittaa työntekijää mahdollisesta vuodosta.

Tutkijatohtori Maija Leppänen Itä-Suomen yliopistosta oli yksi hengityksensuojaimen tiiviyden ilmaisimen tutkijoista. Hän toimi vierailevana tutkijana Cincinnatin yliopistossa Työsuojelurahaston post doc -stipendin turvin.

Suurikokoiset hiukkaset paljastavat vuodon

Laitteen lyhenne ReSIM tulee sanoista Respirator Seal Integrity Monitor. Sen toiminta perustuu suurikokoisten hiukkasten (≳ 0,5 µm) mittaamiseen hengityksensuojaimen sisältä.

Koska näin suuret hiukkaset eivät juurikaan läpäise hengityksensuojaimissa käytettäviä tehokkaita suodattimia, niiden läsnäolo kertoo vuodosta hengityksensuojaimessa. Tiiviisti käyttäjän kasvoilla olevan suojaimen sisällä ei hiukkasia juurikaan havaita.

ReSIM-laitteeseen on ohjelmoitu hiukkaspitoisuudelle raja-arvo, jonka ylittyessä laite hälyttää kertoen hengityksensuojaimen tiiviyden vaarantumisesta.

Laitteen prototyyppiä testattiin aiheuttamalla kontrolloituja vuotoja palomiesten käyttämään hengityksensuojaimeen. Tutkimuksessa havaittiin, että ReSIM havaitsi oikein lähes 84 prosenttia vuodoista ja aiheutti vain harvoin vääriä hälytyksiä. Jatkokehityksen jälkeen ilmaisinta voidaan käyttää laajasti eri työympäristöissä.

Testaus palomiehillä

Tarkkailulaitteen toimintaa testattiin palomiesten avulla. Palomiesten työ on fyysisesti erittäin raskasta ja nopeasykkeistä. Työntekijä ei itse välttämättä huomaa tilanteita, joissa hengityksensuojaimen tiiviys vaarantuu altistaen työntekijän haitallisille hiukkasille.

Testaus tehtiin kammiossa, johon tuotettiin suolahiukkasia. Palomiehet simuloivat sammutustöiden aikaisia tehtäviään, ja testin aikana hengityksensuojaimen tiiviys rikottiin tarkoituksella aiheuttamalla 10–20 sekuntia kestäviä kontrolloituja vuotoja. Tällöin hiukkasia pääsi virtaamaan hengityssuojaimen sisälle, josta niiden pitoisuutta mitattiin ReSIM-laitteella ja referenssimittalaitteella.

Jatkokehitystä tarvitaan ennen kaupallista sovellusta

Jatkokehityksen jälkeen ReSIM-prototyyppi on sovellettavissa myös muihin työympäristöihin ja muille hiukkastyypeille.

Tiiviyden seurantalaitetta on tähän saakka testattu suola- ja polttoperäisillä hiukkasilla. Koska sensorin vaste riippuu hiukkastyypistä, sitä on tärkeää testata erilaisilla hiukkasilla.

Jatkokehityksessä tulisi myös ratkaista hengitysilman liialliseen kosteuteen liittyvät haasteet, joita havaittiin muutaman testihenkilön kohdalla.

Testauksessa käytettiin erillistä ReSIM-tarkkailulaitteen prototyyppiä, mutta tarkoituksena on lopulta yhdistää ilmaisin hengityksensuojaimeen.

Lisää aiheesta:
Leppänen M, Wu B, Corey J, Yermakov M, Grinshpun SA. 2018. Performance of a Novel Real-Time Respirator Seal Integrity Monitor on Firefighters: Simulated Workplace Pilot Study. Journal of Occupational and Environmental Hygiene 15(8): 607-615, DOI: 10.1080/15459624.2018.1479065.

Teksti: Maija Leppänen
Kuva: Shutterstock

New device for monitoring the performance of respirators

A novel Respirator Seal Integrity Monitor (ReSIM) has been developed. The ReSIM can detect particles penetrated into the respirator due to a faceseal failure and alert a wearer of an increase in inhalation exposure.

Respirator’s fit is the most important thing in ensuring the intended protection level. Although the proper fit can be ensured prior to use, the faceseal of the respirator may be compromised during use. Until recently, there have been no easy-to-use and inexpensive means to monitor the integrity of the respirator’s faceseal during actual use.

A new Respirator Seal Integrity Monitor (ReSIM) was developed in the University of Cincinnati as collaboration of aerosol scientists and engineers. In the ReSIM, a small sensor measures relatively large particles (≳ 0.5 µm) that practically cannot penetrate through the high-efficiency filters used in respirators. So, the presence of these large particles inside the respirator is an indicator of a leak in the faceseal.

The performance of the ReSIM prototype was tested with firefighters wearing elastomeric full-face respirators. During testing, artificial leaks were established to the respirators. The ReSIM correctly identified nearly 84% of the leaks, and only rarely triggered false alarms. Further development of the ReSIM is needed, but it possesses notable potential to be applied widely in different working environments, where workers wear respirators.

Testing with firefighters

The ReSIM’s evaluation was done with firefighters. Their work includes strenuous activities in challenging environments and they confront different hazards. During this hectic work, the integrity of the faceseal may be compromised without worker even noticing it, which may lead to exposure to hazardous substances.

The testing was conducted in an exposure chamber, where salt particles were generated. During testing, firefighters performed simulated operational activities. Controlled faceseal leaks were established allowing particles to enter inside the respirator, where they were measured with the ReSIM and a reference instrument.

Facebooktwittergoogle_pluslinkedin

Vastaa

Sähköpostiosoitettasi ei julkaista. Pakolliset kentät on merkitty *