Filtros para Agentes Químicos em Estado Gasoso

Quando se fala em proteção respiratória, a imagem que muita gente faz é de um filtro acoplado a uma máscara. Nós preferimos chamar esse tipo de máscara de peça facial ou semifacial com filtros ou com adução de ar. Vamos abordar os tipos de filtros utilizados nos Equipamentos de Proteção Respiratória (EPR), ou respiradores filtrantes, ou purificadores de ar.

A ideia básica desse tipo de EPR é que o usuário desses equipamentos respire o ar do próprio ambiente de trabalho, após passar por um determinado meio filtrante purificador. Para que isso se realize da forma esperada, o filtro deve ser capaz de reter os contaminantes nocivos à saúde do usuário, presentes no ambiente de trabalho.

Basicamente, existem dois tipos de meio filtrante. Filtros para particulados e filtros para agentes químicos na forma de gases e vapores. Anteriormente, os filtros para particulados eram conhecidos como filtros mecânicos e os filtros para gases e vapores como filtros químicos. Essas denominações não fazem sentido, pois os particulados também são agentes químicos e os filtros para gases e vapores, exceto no caso de gases ácidos, não possuem interação química.

Neste artigo, vamos falar sobre os filtros para gases e vapores. Eles são constituídos por material adsorvente.

Adsorção é a adesão de móleculas de um fluido (o adsorvido) a uma superfície sólida (o adsorvente); o grau de adsorção depende da temperatura, da pressão e da área da superfície – os sólidos porosos como o carvão ativado são ótimos adsorventes. *Extraído de Wikipedia, 19 de agosto de 2024, às 11h.

Materiais porosos, como o carvão ativado possuem grande área de superfície interna por onde agentes químicos em estado gasoso podem se alojar. A interação que ocorre entre os gasosos e os interstícios do carvão ativado são conhecidos como adsorção física, pois as moléculas do adsorvente (carvão ativado) e do adsorvato (agentes químicos na forma de gás ou vapor)  interagem por interações de Van de Waals, que apesar de serem interações de longo alcance, são fracas e não formam ligações químicas. Uma molécula fisicamente adsorvida retém sua identidade, ou seja, não se transforma em outra matéria.

Essa interação de Van der Waals é bastante seletiva, não ocorre com todos os vapores, na mesma intensidade. Por isso, é fundamental consultar o fabricante para saber qual filtro pode ser utilizado para retenção dos contaminantes presentes no seu ambiente de trabalho.

Existe ainda outra preocupação. Os vapores podem sofrer dessorção com o tempo. Isso significa que ficarão presos na estrutura interna do carvão quando passam por esse material adsorvente, mas podem se desprender com o tempo. Por isso, o NIOSH, dos Estados Unidos, e a FUNDACENTRO recomendam que os filtros sejam substituídos de acordo com um plano de troca baseado em informações sobre rompimento dos cartuchos, ou troca diária.

A OSHA publicou uma regra geral para previsão de tempo de vida útil de cartuchos baseada em publicação da AIHA no livro “The Occupational Environment: Its Evaluation, Control, and Management”, capítulo 36.

A regra define o seguinte:

  • Se o Ponto de Ebulição do vapor orgânico for superior a 70°C e sua concentração inferior a 200 ppm, o cartucho de vapor orgânico deve durar, no mínimo, 8 horas a uma taxa de trabalho normal (assumindo fluxo respiratório normal).
  • O tempo de rompimento do cartucho é inversamente proporcional ao fluxo de ar que passa pelo meio filtrante.
  • Se a concentração for reduzida por um fator de 10, o tempo de rompimento aumentará por um fator de 5.
  • Umidade superior a 85%, geralmente, reduz tempo de rompimento em 50% para vapores em altas concentrações (por exemplo, 1000 ppm). Estudos recentes mostraram que esse efeito pode ser maior para concentrações mais baixas de  produtos químicos voláteis.

Existe ainda a possibilidade de se basear no cheiro ou gosto do contaminante para a substituição dos filtros para gases e vapores. Esse critério pode ser complementar à troca programada, mas em hipótese alguma deve ser estabelecido como critério único. Nem todos os gases e vapores possuem cheiro. O Limiar de Odor é muito variável, pois depende da sensibilidade individual. Pode ocorrer a situação na qual o trabalhador só percebe a presença do contaminante pelo odor quando sua concentração ambiental está acima do limite de exposição. E, oportuno lembrar que alguns agentes químicos podem causar fadiga olfativa, ou seja, inibem as células responsáveis pelo olfato e o trabalhador deixa de sentir o cheiro do contaminante.

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