Detail projektu

Ochrana dýchacích cest na principu sorpce

SP2024/044

Skurzoková Tereza Ing.

doc. Ing. et Ing. Karel Klouda, CSc., Ph.D.,MBA

01. 01. 2024 - 31. 12. 2024

Zdůvodnění aktuálnosti řešení problematiky Celosvětově dochází k neustálým napětím různých důvodů, včetně teritoriálních sporů a konkurence o omezené suroviny či těch s ekologickým podtextem a jiné. Tato napětí představují vážné hrozby pro mezinárodní stabilitu, a není vyloučeno, že mohou eskalovat do konfliktů, při kterých je možné, že dojde k použití jaderných zbraní či poškození jaderného zařízení vedoucí k distribuci radioaktivních aerosolových částic do životního prostředí. Také neustále měnící se klima a nepředvídatelné přírodní jevy mohou být jednou z příčin nehody na jaderném zařízení. V takovýchto případech je poté nutná evakuace osob ze zasažené oblasti. Nejčastěji se pro evakuaci používají autobusy či osobní vozidla, avšak aktuálně není dostupná znalost průniku radioaktivních aerosolových částic kabinovými filtry. Efektivita kabinových filtrů v evakuačních autech a autobusech hraje klíčovou roli ve zajištění bezpečnosti a pohody cestujících v mimořádných situacích. V případě evakuace je zachování čistého vzduchu v kabině vozidla nezbytné pro udržení optimálních podmínek pro ochranu zdraví posádky a evakuovaných osob. Kabinové filtry jsou určeny pro zadržování částic, které by mohly způsobit potenciální zdravotní problémy nebo podráždění dýchacích cest. To je zvláště důležité v situacích, kdy je venkovní vzduch kontaminován nebo dochází k emisím škodlivých látek. Bohužel však doposud není dostupná informace o tom, jak efektivně by kabinové filtry ochránily cestující proti radioaktivním aerosolům. Zajištění vysoké účinnosti kabinových filtrů v evakuačních vozidlech může být rozhodující pro rychlou a bezpečnou evakuaci cestujících v nečekaných a potenciálně nebezpečných situacích. Tímto způsobem přispívají kabinové filtry k celkovému zvýšení odolnosti a spolehlivosti evakuačních prostředků, což je klíčový aspekt ve snaze chránit životy při výskytu krizové situace jako je radiační havárie. Další neviditelnou hrozbou je azbest, tedy spíše jeho částice. Ty mohou negativně ovlivnit naše zdraví a mít na něj řadu vážných rizik. Převážně jde o nemoci spojené s dýchacím ústrojím a plic u profesí, které s azbestem pracovaly. Nebezpečí azbestu spočívá v jeho vláknech, které se zapichují do plicních sklípků a po nějaké době může dojít k rakovinnému bujení. Proto je azbest klasifikován jako silně karcinogenní látka. Azbest může také způsobovat onemocnění zvané jako azbestóza, ta se projevuje dušností, kašlem až vznikem mezoteliomu (nádoru), dále pleurální hyalinóza, akutní pleuritida nebo bronchogenní karcinom. Proto velkou roli hraje správně zvolená ochrana dýchacích cest, která je důležitým klíčem k tomu, aby ochránila pracovníky pracující s azbestem nebo v prostředí kde by se azbest mohl případně vyskytovat (může jít například o staré střešní krytiny nebo práci v lomech na kamenivo). Hrozby přichází nejen v pracovním prostředí firem pracující s azbestem, či v oblasti dopravy, ale také ve veřejné správě, zdravotnictví a školství. Proto by byla potřeba se zabývat také tématem ochrany zdraví u dětí, ne jenom v čase koronaviru, ale i v čase běžných nemocí napadajících dýchací ústrojí, co je v dnešní době velmi rozšířenou tématikou. V rámci legislativy se na děti v této oblasti zapomnělo, což bylo důsledkem improvizace výroby dětských respirátorů během pandemie. V tu dobu se vůbec neuvažovalo o pojmech jako vdechovací a vydechovací odpor, kapacita plic dětí, nebo prodyšnost materiálu. Cílem našeho výzkumu je tedy také stanovit, co nejvhodnější parametry pro návrh normy pro výrobu dětských respirátorů, s ohledem na velikost, materiál a funkčnost produktu. Předmět výzkumu Předmětem výzkumu je potřeba chránit lidi před nebezpečím virové nákazy, také vůči nepřijatelným účinkům azbestu a radioaktivních aerosolových částic. Potřeba zabezpečení vhodných ochranných prostředků vůči průniku nebezpečných aerosolů v mnoha odvětvích je v současné době aktuální. Předmětem výzkumu je tedy návrh respirátorů, filtrů nebo jiné variace ochrany, která zabezpečí vyhovující ochranu vůči virům, radioaktivním aerosolům nebo azbestu.

Ing. Tereza Skurzoková
doc. Ing. et Ing. Karel Klouda, CSc., Ph.D.,MBA
Ing. Petra Roupcová, Ph.D.
Bc. Melánie Barabášová
Ing. Ružena Langová

Hlavním cílem projektu je zajištění lepší ochrany dýchacích cest ve třech oblastech.

První oblast se zaměřuje na návrh ochrany dýchacích cest dětí pomocí respirátorů. Přičemž jde hlavně o navržení velikostí respirátorů podle věku a vitální kapacity plic s ohledem na vhodný výběr materiálu, aby byla zabezpečena vyhovující prodyšnost respirátoru. V návrhu bude také popsán prototyp respirátoru s výdechovým ventilem určeným pro astmatiky.

Druhá oblast je zaměřena na ochranu dýchacích cest evakuovaných osob z oblastí s výskytem radioaktivních aerosolů. Cílem této oblasti tedy bude zjištění efektivity filtrace dostupných kabinových filtrů používaných v automobilech a autobusech, navržení metodiky testování účinnosti filtračních schopností dostupných autobusových kabinových filtrů a kabinových filtrů používaných v osobních automobilech. V rámci této oblasti bude také provedeno měření dle navržené metodiky a na základě výsledků navržení opatření ke zlepšení ochrany.

Třetí oblastí je zajištění ochrany dýchacích cest v lomech u pracovníků, obsluhy dopravních prostředků a dalších zaměstnanců pracujících v lomech. Cílem této dílčí oblasti bude odebrání vzorků ve vytipovaných lomech a zjistit jaké nanočástice se vyskytují na filtru a měření koncentrace nanočástic. Z výsledků vyskytujících se nanočástic navrhnout příslušná opatření a ochranu dýchacích cest.

Souhrnným cílem projektu je navržení variant ochrany dýchaní proti jednotlivým nepříznivým vlivům prostředí, konkrétně rozebrat druhy ochrany (s ohledem na materiál atd.) proti ohrožení radioaktivními aerosoly, azbestem a kapičkovými virusovými nemocemi.

Hlavním výstupem projektu je zpracování průběžné a závěrečné zprávy, která bude mít náležitosti dle organizační směrnice VŠB-TU Ostrava. Výsledky experimentů budou dále sloužit ke zpracování disertačních prací vybraných pracujících studentů na projektu. Naměřená data a výsledky projektu mohou být přínosem především pro vědní obor a budou publikovány ve vybraných časopisech. V současné fázi výběrového procesu není definitivně stanoveno, ve kterém z konkrétních časopisů bude článek zveřejněn, avšak máme identifikováno několik vhodných kandidátů, těmi jsou: Structural Control & Health Monitoring, Environmental Geochemistry And Health, Lancet Regional Health-Western Pacific, Journal of Environmental Healh. Dílčí výstupy budou prezentovány na konferenci SGEM v Bulharsku.