Em formação

Qual é o benefício dos tanques de oxigênio para pessoas presas em um espaço fechado?


Quando as pessoas ficam fechadas em um espaço hermético, os níveis de dióxido de carbono sobem para níveis letais (hipercapnia) muito antes de o oxigênio se esgotar (hipóxia). Por exemplo, os astronautas da Apollo 13 estavam em perigo porque os purificadores de dióxido de carbono no módulo lunar eram inadequados. Eles nunca "ficaram sem oxigênio", embora o tanque de oxigênio de seu módulo de serviço explodisse.

Qual seria a vantagem de fornecer a essas pessoas tanques de oxigênio adicional? Parece um gesto fútil para mim.

A razão pela qual pergunto é uma notícia em andamento há várias semanas. Doze crianças e um adulto ficaram presos na água em uma caverna por várias semanas. No momento em que esta pergunta foi escrita, quatro meninos já haviam sido resgatados. As autoridades expressaram repetidamente a preocupação de que "o oxigênio está acabando" e estão colocando tanques de oxigênio na caverna. Existe algum benefício nisso, ou os funcionários simplesmente ignoram a fisiologia humana?


Existem algumas maneiras de responder à sua pergunta. Se assumirmos que a caverna é uma câmara hermética, entramos no domínio de um campo muito especializado da medicina, então não posso falar com tanta autoridade quanto gostaria, mas vamos começar, com o fato de que o caverna é não hermético.

É uma caverna

Uma caverna não é um submarino ou módulo lunar. Não é hermético, mas em um ambiente amplo com vários tipos de trocas gasosas. A caverna pode já ter seu próprio $ CO_2 $ purificador de uma espécie, uma vez que os minerais comuns se ligam reversivelmente $ CO_2 $. Espero que haja toda uma ciência em torno $ CO_2 $ ciclos em, por exemplo, cavernas de calcário, mas o ponto aqui é que provavelmente existe um reservatório de algum tipo para o $ CO_2 $ produzido pelos meninos. Por exemplo, acho que poderíamos especular razoavelmente que o seguinte equilíbrio em uma caverna de calcário seria conduzido para a direita com $ CO_2 $:

$ CaCO_3 + H_2O + CO_2 rightleftharpoons Ca (HCO_3) _2 $

Por que você daria oxigênio?

Aqui posso falar com autoridade. Gostaria de encaminhá-lo para os dois excelentes textos de West (Fisiologia Respiratória e Fisiopatologia Pulmonar) para referência futura.

Vamos esclarecer um equívoco nos comentários. É correto que estamos preocupados com a concentração (normalmente expressa como pressão parcial) de gás, não com a quantidade. Isto é não corrija isso $ O_2 $ elimina $ CO_2 $ do corpo. Isso pode ser confuso, mas é uma aplicação incorreta da lei de Dalton à fisiologia humana, baseada em um mal-entendido sobre onde e como o gás é trocado. Pela lei de Dalton, você pode reduzir a concentração de $ CO_2 $ em um recipiente aumentando a concentração de algum outro gás (por exemplo, $ O_2 $) Se $ CO_2 $ é acumulando-se na caverna (em vez de ser absorvido pelo meio ambiente) e, em seguida, liberando gás comprimido sem $ CO_2 $ diminuiria a concentração de $ CO_2 $ no ar inspirado. O ar inspirado, entretanto, não é o mesmo que ar alveolar ou gás arterial ou venoso, e o corpo humano não é bem modelado como um recipiente cheio de vários gases.

Embora seja verdade que quando $ CO_2 $ é retido na acidose respiratória, arterial $ P_ {O2} $ deve descer em qualquer quantidade arterial $ P_ {CO2} $ sobe, não funciona ao contrário. Oferecendo um maior $ F_ {iO2} $, ou fração de inspirado $ O_2 $ faz não causar uma mudança inversa na artéria $ CO_2 $. Isso acaba sendo bastante complicado e uma discussão completa está além do escopo desta questão. Deixe-me apenas enfatizar que suplementar $ O_2 $ trata especificamente baixo $ O_2 $ (ou, em um caso muito específico, $ CO $, carbonosegóxido, envenenamento). Alto $ CO_2 $ é tratado aumentando ventilação. Na verdade, existem alguns casos especiais em que $ O_2 $ na realidade aumenta um paciente $ CO_2 $ níveis, dois dos quais envolvem insuficiência respiratória hipercápnica. Nós damos $ O_2 $ para insuficiência respiratória hipercápnica, mas é administrado para tratar a hipóxia associada, não a hipercapnéia. A única maneira de diminuir $ CO_2 $ é aumentar a ventilação. Este é um conceito muito importante em cuidados intensivos e medicina respiratória. Eu o encaminharia para West Pulmonary Pathophysiology, Capítulo 10, ou qualquer livro-texto sobre cuidados intensivos.

Então, voltando ao motivo pelo qual você pode querer dar oxigênio ...

A CNN informa que os níveis de oxigênio na caverna chegaram a 15%. Se a pressão atmosférica da caverna for 760 mm Hg, então o $ P_ {O2} $ no ar inspirado é cerca de 107 mm Hg, ((760 - 47 para vapor de água) * 0,15, consulte West Respiratory Physiology, ou qualquer texto de fisiologia). A 600 mm Hg (equivalente a uma altitude de ~ 2.000 metros) $ P_ {O2} $ no ar inspirado é 83 mm Hg. Isso é baixo, e poderia começa a ser um problema (levando à hipoxemia e hipóxia), dependendo da capacidade dos meninos de compensar (novamente, consulte West, fisiologia respiratória ou fisiopatologia pulmonar). Se o $ O_2 $ os níveis na caverna continuaram a cair, ou se os meninos não compensassem bem, seria razoável dar oxigênio suplementar para tratar sua hipóxia, independentemente do que $ CO_2 $ níveis eram.

Mas se $ O_2 $ era baixo, eles também não teriam que ter alto $ CO_2 $?

Não sou um especialista em ecologia de cavernas, mas não me parece tão estranho que a taxa de $ O_2 $ o consumo pelos meninos pode exceder a capacidade do meio ambiente de produzir ou liberar $ O_2 $ de fontes orgânicas, fontes dissolvidas ou ventilação, sem sua taxa de $ CO_2 $ produção oprimindo o meio ambiente $ CO_2 $ Pia. Não tenho nenhuma boa evidência de uma forma ou de outra para esta especulação.

E se isso é um contêiner hermético?

Atmosférico $ CO_2 $ está na ordem de 400 ppm, ou 0,04%. Os níveis normais no corpo são 5% (40 mm Hg / 760). Contamos com este gradiente para despejar o $ CO_2 $ produzido pela respiração celular usando ventilação, mas ainda pode operar, com dificuldade, com 5% $ F_ {iCO2} $. Problemas sérios (mesma referência) ocorrem em níveis mais altos. Novamente, neste caso específico, estamos além da minha experiência pessoal (Droga, Jim, sou um médico, não um médico aeroespacial ou submarino!), Mas em um contêiner hermético sem um $ CO_2 $ afundar, se $ CO_2 $ os níveis estavam acima de 5% e subindo, eu imagino que você precise abordar diretamente $ CO_2 $. Se for um recipiente pequeno, adicionar outros gases de recipientes pressurizados ou bombear gases diminuiria o $ F_ {iCO2} $ pela lei de Dalton, desde que você pudesse superar a taxa de $ CO_2 $ produção pelos meninos. Se $ CO_2 $ tinham acumulado no sangue dos meninos (hipercapneia), eles (precisariam) aumentar sua ventilação também, adicionando mais $ CO_2 $ para a câmara.


O oxigênio medicinal não deve ser um luxo: desenvolver uma maneira mais barata de produzi-lo

Oxigênio médico. Crédito: Shutterstock / Poh Smith

As pessoas podem ter considerado o oxigênio um direito humano. Mas a pandemia revelou que o acesso ao oxigênio - na forma pura, para uso médico - é um luxo na maioria dos países de baixa e média renda.

Obter acesso a oxigênio puro para tratamentos médicos é um negócio complicado, caro e frequentemente muito perigoso. A situação atual na Índia é um lembrete severo dessa questão. A segunda onda de COVID-19 atingiu fortemente o país, o número total de mortes acaba de ultrapassar a marca de 200.000. O oxigênio está em falta.

Por causa da atual emergência, os cidadãos indianos recorreram ao mercado negro para comprar oxigênio muito acima do preço normal.

Isso aconteceu em parte devido à maneira como o oxigênio é produzido, armazenado e transportado ao redor do mundo. É por isso que cientistas como eu estão trabalhando para encontrar uma alternativa mais barata.

O oxigênio é obtido principalmente do ar liquefeito. Os engenheiros transformam o ar que respiramos em líquido, usando uma combinação de processos que resfriam os gases até que se condensem. Depois de liquefazer a mistura, eles usam a destilação - o mesmo processo usado para fazer uísque e gim - para separar o ar em seus diferentes componentes, o oxigênio entre eles.

Esse processo requer enormes quantidades de energia e enormes instalações industriais, portanto, é limitado a apenas algumas áreas do mundo, a maioria delas no norte global. O oxigênio líquido deve ser armazenado e transportado sob grande pressão, criando sérios problemas logísticos e de segurança - o oxigênio é realmente explosivo.

Isso significa que o principal gargalo da produção de oxigênio são, precisamente, as garrafas. Os EUA dependem de tubos pesados ​​para transportar oxigênio pressurizado. Na Europa, o transporte é feito principalmente por meio de oxigênio líquido, transportado em grandes tanques. Para países de baixa renda, a distribuição é feita em garrafas.

Mas o mercado de garrafas de oxigênio é controlado por apenas um punhado de empresas químicas. Usar garrafas também adiciona outra camada de preocupações de segurança, já que manuseá-las corretamente requer várias medidas de precaução e treinamento adequado. Os países em desenvolvimento, portanto, carecem tanto da infraestrutura necessária para produzir oxigênio líquido quanto para transportá-lo de maneira fácil e barata para um hospital.

Outra forma de "produzir" oxigênio é usando concentradores, dispositivos que removem seletivamente o nitrogênio - o gás que constitui 78% de nossa atmosfera - usando uma série de membranas, materiais porosos e filtros. Eles começaram a ser produzidos em meados dos anos 70, e a tecnologia está muito bem estabelecida.

Esses dispositivos transformam o ar em um fluxo de gás enriquecido com oxigênio, normalmente acima de 95% (o resto é formado principalmente de argônio). Isso geralmente é bom o suficiente para respiradores e ventiladores. A vantagem de um concentrador é que ele pode ser produzido como um pequeno dispositivo para ser usado em hospitais ou lares de idosos. Existem agora concentradores comercialmente disponíveis, mas são caros e difíceis de produzir nos países em desenvolvimento.

É por isso que cientistas como eu estão procurando soluções. Minha equipe estuda novos tipos de materiais que armazenam e separam gases, alguns dos quais fornecem soluções potencialmente acessíveis para dispositivos como concentradores de oxigênio. Desenvolvemos dois tipos principais de materiais - zeólitas (cristais de silício, alumínio e oxigênio) e estruturas metal-orgânicas (geralmente chamadas de MOFs). Ambos são materiais altamente porosos, você pode imaginá-los como esponjas em miniatura do tamanho de uma molécula.

Como esponjas, esses materiais porosos adsorvem mais fluidos do que você pode imaginar intuitivamente. Embora os milhões de poros dentro de zeólitas e MOFs possam parecer minúsculos, sua área de superfície total é monumental. Na verdade, um grama de certos MOFs que quebraram recordes apresenta uma área de superfície de mais de 7.000 metros quadrados.

Pequenas quantidades de zeólitas e MOFs podem armazenar grandes quantidades de fluidos, geralmente gases, e têm sido usados ​​no armazenamento de gás, purificação, captura de carbono e coleta de água.

Alguns membros da minha equipe, em parceria com a empresa de engenharia Cambridge Precision e o Center for Global Equality, começaram a investigar se podem ser usados ​​para armazenar oxigênio. Desenvolvemos um protótipo inicial que funciona. Esperamos ter um protótipo final pronto em dois meses e, depois disso, precisaremos buscar aprovação médica.

O princípio é bastante simples. Temos um cilindro de alumínio cheio de materiais porosos e circulamos um fluxo de ar por ele. Isso purifica o oxigênio em até 95% - com o restante sendo principalmente argônio. O nitrogênio fica preso na zeólita por causa da forma como a carga elétrica é distribuída nos átomos de nitrogênio, o que significa que ele interage mais fortemente com o campo elétrico da zeólita. Oxigênio e argônio, não.

O nitrogênio, portanto, fica preso dentro de milhões de minúsculos poros, e nós os esvaziamos mais tarde, depois de armazenar nosso oxigênio.

Normalmente, comercializamos nossos materiais porosos por meio da Immaterial, um spin-out da Universidade de Cambridge. No entanto, ter lucros enormes vendendo oxigênio em uma pandemia parecia imoral. Na África, por exemplo, o oxigênio é cinco vezes mais caro do que na Europa e nos Estados Unidos. Nossa equipe e a Immaterial, portanto, formaram uma parceria com outros cientistas em Cambridge para criar a Iniciativa do Sistema de Oxigênio e Ventilador, OVSI, com o objetivo de desenvolver e fabricar tratamentos de oxigênio acessíveis.

Esperamos que as vantagens de um dispositivo concentrador de oxigênio barato sobrevivam à pandemia. O suprimento de oxigênio é fundamental para tratar a pneumonia infantil e as doenças pulmonares crônicas - ambas as condições que matam mais pessoas no mundo do que a AIDS ou a malária. Todos deveriam ter acesso a oxigênio, e uma tecnologia como a nossa poderia um dia ajudar a fornecer esse acesso.

Este artigo foi republicado de The Conversation sob uma licença Creative Commons. Leia o artigo original.


Deficiência de oxigênio: o assassino silencioso

Lesões ou morte devido à deficiência de oxigênio são um risco comum nas indústrias petroquímica, de refino e outras, e espaços confinados, se não monitorados adequadamente, podem criar riscos para trabalhadores e equipes de resgate.

O gás tóxico geralmente é o culpado quando os trabalhadores morrem desnecessariamente devido à asfixia em ambientes onde o oxigênio é realmente esgotado por gases como o nitrogênio. Em casos particularmente trágicos, outros trabalhadores ou socorristas morreram tentando resgatar trabalhadores presos em ambientes com falta de oxigênio.

Para evitar esses incidentes, a OSHA, o Instituto Nacional de Segurança e Saúde Ocupacional (NIOSH) e outras agências federais / estaduais implementaram diversos regulamentos, procedimentos exigidos e processos de autorização. Eles também fornecem uma extensa literatura educacional preventiva e anunciam as principais ações de fiscalização.

As investigações da OSHA sobre mortes de trabalhadores causadas por deficiência de oxigênio ou gás tóxico quase sempre revelam uma falha ao instalar sistemas de segurança ou utilizar equipamentos de proteção individual e seguir os procedimentos de segurança adequados - especialmente em espaços confinados. Os sistemas fixos de monitoramento de deficiência de oxigênio e gases tóxicos de hoje são altamente confiáveis, relativamente fáceis de instalar e operar e oferecem manutenção simples. Eles fornecem excelente proteção para funcionários, socorristas e equipamentos da fábrica.

Deixar de fornecer um ambiente de trabalho seguro pode custar mais do que dólares e centavos. Primeiro, há uma trágica perda de vidas que inclui funcionários que são as principais vítimas, bem como possíveis resgatadores. Depois, há o custo da investigação, ação corretiva, multas regulatórias, bem como processos judiciais de grande responsabilidade que podem drenar completamente uma empresa, tanto financeiramente quanto em termos de foco nos negócios da equipe.

Deficiência de oxigênio

Os seres humanos normalmente respiram ar que contém 20,9% de oxigênio por volume em condições normais de pressão atmosférica. Quando a concentração de oxigênio diminui, mesmo que ligeiramente, um pouco mais de 1% a 2%, as pessoas imediatamente começam a sentir os efeitos. Indivíduos saudáveis ​​são incapazes de trabalhar intensamente e sua coordenação pode ser afetada em ambientes com oxigênio de 15 a 19 por cento. Com o esgotamento do oxigênio para uma mistura de apenas 10 a 12%, a respiração aumenta, os lábios ficam azuis e o julgamento é prejudicado. Os desmaios e a inconsciência começam a ocorrer com 8% a 10% de oxigênio. A morte ocorre em 8 minutos em 6 a 8 por cento de recuperação de oxigênio é possível após 4 a 5 minutos se o oxigênio for restaurado. Esses valores são aproximados e podem variar muito, dependendo da saúde de um indivíduo, da atividade física e do ambiente de trabalho específico que ele encontra.

Existem várias causas que levam à deficiência de oxigênio. Vazamento de materiais em tanques de armazenamento, linhas de gás natural, válvulas de processo e outros gases de liberação que deslocam o oxigênio em áreas mal ventiladas ou espaços confinados. A decomposição de matéria orgânica, como resíduos de animais, humanos ou vegetais, produz metano, monóxido de carbono, dióxido de carbono e sulfeto de hidrogênio que deslocam ou consomem oxigênio. Mesmo a corrosão, como ferrugem, fermentação ou outras formas de oxidação consomem oxigênio e representam um perigo.

Espaços confinados

A deficiência de oxigênio geralmente ocorre em espaços confinados, que são definidos como grandes o suficiente e configurados para que uma pessoa possa entrar e realizar o trabalho designado. Espaços confinados têm meios restritos de entrada ou saída e não são projetados para ocupação contínua de funcionários.

Alguns espaços confinados são designados como áreas de “permissão obrigatória”. Essas áreas têm material com potencial de engolfamento e são configuradas de forma que um funcionário ou socorrista possa ficar preso ou asfixiado por paredes convergentes internas. Eles têm um piso que se inclina ou afunila para uma seção transversal menor ou podem apresentar qualquer outro risco sério de segurança ou saúde reconhecido.

Muitos espaços confinados são fáceis de reconhecer, como bueiros, esgotos, caldeiras, silos, navios, cubas, dutos, túneis, tanques de armazenamento, compartimentos de navios e cofres subterrâneos. Outros espaços confinados são menos óbvios, incluindo tanques de água e desengraxantes abertos, fossas abertas e compartimentos com acesso pelo fundo. Esses espaços confinados proíbem a ventilação natural, são fontes potenciais de geração de gás e podem impedir que os gases escapem para causar uma atmosfera perigosa.

Vamos enfrentá-lo: se uma área de trabalho não for adequadamente ventilada ou se materiais perigosos estiverem em uso, há um sério potencial para condições de gases tóxicos ou deficientes em oxigênio que podem prejudicar os trabalhadores ou equipes de resgate. Gases explosivos e tóxicos, incluindo sulfeto de hidrogênio e monóxido de carbono, combinados com a falta de oxigênio, são a causa da maioria dos acidentes em espaços confinados.

Esforços heróicos de aspirantes a resgatadores que são vencidos pela deficiência de oxigênio ou outros gases tóxicos na verdade resultam em 60 por cento de todas as fatalidades. Quando ocorrer um acidente, soe o alarme, peça ajuda e chame os profissionais. Uma vítima de acidente é mais do que suficiente. Não tente um resgate sem conhecer o perigo, compreender a resposta necessária e usar o equipamento de segurança adequado.

Edward Naranjo é gerente de produto da General Monitors (http://www.generalmonitors.com).

Barra lateral: etapas simples de prevenção

Você pode prevenir a deficiência de oxigênio, gases tóxicos ou combustíveis e acidentes em espaços confinados. Existem muitas empresas que se especializam na avaliação de ambientes de trabalho perigosos - até mesmo as seguradoras geralmente estão dispostas a ajudar. Os fornecedores de sistemas fixos de monitoramento de segurança e dispositivos de proteção individual geralmente compartilham seus anos de experiência com seus clientes.

Bastam alguns e-mails ou telefonemas e você terá informações sobre detectores de gás fixos ou pessoais e muitos outros dispositivos projetados para melhorar a segurança de sua planta ou instalação. Melhor ainda, vá para a Internet, porque os recursos de informação disponíveis hoje são mais extensos do que nunca.

Os fabricantes de equipamentos de monitoramento de segurança também têm a vantagem de discutir regularmente os riscos potenciais em vários setores. Eles veem perigos, problemas e preocupações iguais ou semelhantes em várias empresas e em muitas configurações de fábrica diferentes. Eles podem aplicar seus conhecimentos e lições anteriores aprendidas de maneiras que você talvez não tenha considerado inicialmente. Pode poupar dores de cabeça, tempo, dinheiro e vidas.

Barra lateral: Regulamentos Governamentais

Ao trabalhar em espaços confinados que podem ter ambientes com deficiência de oxigênio ou gases tóxicos, existem regulamentos governamentais específicos que se aplicam para proteger os trabalhadores. Estes incluem, mas não estão limitados a, o seguinte:


Quatro minutos: vida e morte em espaços confinados

De todos os perigos do local de trabalho, os espaços confinados são alguns dos mais enganosos. O que parece um espaço "normal" pode ser uma armadilha mortal: cheio de gases perigosos ou, com a mesma probabilidade, com falta de oxigênio.

Quatro minutos é o suficiente para que um "resgate" em espaço confinado se transforme em um exercício de "resgate corporal". Depois de apenas quatro minutos sem oxigênio, é altamente provável que um trabalhador que não esteja usando um respirador sofra danos cerebrais ou morte.

Atmosferas perigosas podem ser encontradas em uma variedade de lugares. Uma atmosfera perigosa pode incluir gás inflamável ou explosivo, vapor ou névoa em uma concentração superior a 10 por cento de seu limite inferior de inflamáveis ​​(LFL) ou limite inferior de explosividade (LEL). A poeira combustível em uma concentração que atenda ou exceda seu LFL também é considerada uma atmosfera perigosa. Os níveis de concentração de oxigênio atmosférico abaixo de 19,5 por cento (deficiência de oxigênio) ou acima de 23,5 por cento (enriquecimento de oxigênio) ao nível do mar podem causar a morte em um espaço confinado, assim como as concentrações atmosféricas de qualquer substância com um efeito tóxico agudo acima de seu PEL, e qualquer outro ambiente atmosférico condição que é imediatamente perigosa para a vida ou saúde (IDLH).

Alguns parecem óbvios - um tanque que continha solventes, vagões usados ​​para transportar produtos químicos perigosos, esgotos - enquanto outros são menos: uma piscina funda com 15 centímetros de água e algas no fundo, um poço de drenagem que não é particularmente profundo e não está totalmente fechado.

O trabalhador não estava usando um aparelho de respiração autônomo ou proteção individual contra quedas quando a caçamba o baixou para dentro do poço, que tinha 4,5 pés de diâmetro e forrado com concreto. Acontece que não havia oxigênio suficiente no poço para sustentar a vida e, como ele não estava usando um aparelho de respiração autônomo, o trabalhador morreu asfixiado. Ele perdeu a consciência devido à atmosfera deficiente em oxigênio no espaço confinado e caiu 12 metros, afogando-se em 30 centímetros de água no fundo do poço.

A empreiteira geral Tyler Development estava construindo uma residência unifamiliar na área de Bel Air e havia subcontratado o empregador do trabalhador - D&D Construction - para instalar e consertar postes de concreto armado conhecidos como caixões na propriedade, de acordo com um relatório emitido pela Cal / OSHA. A agência de segurança e saúde ocupacional citou a Tyler Development e a D&D Construction Specialties Inc. por um valor combinado de $ 352.570 por 10 unidades de saúde e segurança sérias e intencionais.

A Tyler Development foi multada em $ 14.870 por cinco supostas violações, três delas graves, por uma falha em avaliar o local de trabalho para possíveis espaços confinados com permissão obrigatória, garantir que o subcontratado (D&D) atendeu a todos os requisitos para cumprir um programa de permissão de espaço e proteger os trabalhadores do perigo de empalamento, protegendo todas as extremidades de aço reforçado que se estendem até seis pés acima da superfície de trabalho.

No total, D&D foi multado em $ 337.700 propostos por 13 violações, incluindo duas intencionais relacionadas a acidentes graves, uma intencionalmente grave, uma relacionada a acidentes graves, seis graves e três de natureza geral. De acordo com Cal / OSHA, a empresa falhou em:

  • Garanta uma entrada segura no espaço confinado.
  • Tenha um método eficaz para resgatar o trabalhador no espaço confinado em caso de emergência.
  • Teste o ambiente para determinar se o equipamento de proteção adicional, como um respirador ou tanque de oxigênio, foi necessário para trabalhar com segurança no poço.

Ambos os empregadores indicaram que irão apelar das citações: Tyler Development entrou com um pacote de apelação junto ao Conselho de Recursos de Segurança e Saúde Ocupacional (OSHAB) em 26 de abril e a D&D Construction entrou com um recurso em 9 de maio. Os empregadores têm 15 dias a partir do recebimento das citações para apresentar intenções apelar.

Nenhuma das empresas estava em conformidade com os procedimentos de espaço confinado exigidos, de acordo com Cal / OSHA, e a D&D Construction foi citada anteriormente em 2012 por violações de segurança semelhantes em um local de trabalho diferente.

Ênfase em espaços confinados

O ano de 2011 foi particularmente mortal para espaços confinados na Califórnia. O estado experimentou sete mortes relacionadas ao espaço confinado. Em 2012, o estado lançou um programa de ênfase especial para espaços confinados. De acordo com o porta-voz da Cal / OSHA, Frank Polizzi, "O programa de ênfase em espaço confinado foi criado em 2012 para aumentar a conscientização sobre os riscos associados ao trabalho em espaços confinados e garantir que os empregadores sigam os procedimentos para prevenir esses riscos. O programa de segurança inclui treinamento na identificação de riscos, criando um plano de segurança e procedimentos de resgate. "

Um espaço confinado é definido como um espaço grande o suficiente e configurado para que um funcionário possa entrar fisicamente e realizar o trabalho. Tem aberturas limitadas para entrada e saída e não foi projetado para ocupação contínua de funcionários. Um espaço confinado também é definido como um espaço onde o acesso ou saída é difícil e onde a ventilação existente é insuficiente para remover contaminantes perigosos do ar, há enriquecimento de oxigênio (acima de 23,5 por cento) ou deficiência de oxigênio correta (abaixo de 19,5 por cento).

"O [programa estadual de espaço confinado] ajuda os empregadores a identificar perigos e criar planos de segurança eficazes que incluem monitoramento do ar, procedimentos de resgate e treinamento antes do início do trabalho", disse o chefe da Cal / OSHA, Juliann Sum.

O programa Cal / OSHA enfatiza o planejamento e o treinamento. No mínimo, o treinamento deve incluir:

  • Reconhecimento dos perigos do espaço permitido.
  • Controle dos perigos do espaço permitido.
  • Uso de equipamentos de monitoramento atmosférico.
  • Uso e manutenção de EPIs, como respiradores.
  • Uso e manutenção de equipamentos de resgate.
  • Prática anual de autorização de resgates espaciais.
  • Proficiência em primeiros socorros e ressuscitação cardiopulmonar (RCP).
  • Documentação de treinamento.

Nem todos os espaços confinados exigem permissão para entrar. Se o monitoramento adequado da qualidade do ar tiver sido conduzido e a atmosfera não contiver riscos que possam causar morte ou sérios danos físicos aos funcionários, o espaço será considerado um espaço confinado sem permissão.

No entanto, procedimentos escritos de operação e resgate ainda são necessários.

Conforme a Cal / OSHA observa em seu guia de espaço confinado, "É seguro entrar em um espaço confinado", os espaços confinados exigidos por autorização acionam uma série de requisitos adicionais. Um espaço confinado com permissão obrigatória tem as seguintes características:

  • Contém ou tem potencial para conter uma atmosfera perigosa (por exemplo, diluente).
  • Contém um material que tem potencial para engolfar o entrante (por exemplo, líquido, solo).
  • Contém paredes convergentes para dentro ou um piso que se inclina para baixo e se afunila em uma seção transversal menor onde um participante pode ser preso ou asfixiado.
  • Contém qualquer outro risco sério de segurança ou saúde reconhecido (por exemplo, temperatura insegura, choque elétrico, produtos químicos corrosivos.

Os empregadores com espaços confinados exigidos por autorização devem colocar sinais de alerta que impeçam a entrada não autorizada, identificar os perigos encontrados no espaço confinado, criar procedimentos para entrada segura em espaços confinados e treinar funcionários sobre esses procedimentos, criar um sistema de autorização, fornecer equipamentos de monitoramento e EPI adequados para entrada em espaço confinado e desenvolver e implementar procedimentos de resgate.

Resgate

Em dois dos incidentes fatais em espaços confinados de 2011 na Califórnia, o resgate foi tentado por colegas de trabalho sem o treinamento de evacuação adequado, resultando na morte de um trabalhador e ferimentos graves em dois trabalhadores. Na verdade, dois terços das mortes em espaços confinados são possíveis resgatadores.

Pelo menos um funcionário no local deve ser treinado em primeiros socorros e RCP, e todos os membros da equipe de resgate designada devem ser treinados para usar e manter o EPI e o equipamento de resgate e atuar como socorristas em simulações anuais de emergência em espaços confinados. Até mesmo equipes de resgate treinadas morreram enquanto tentavam resgates em espaços confinados, então os exercícios são obrigatórios.

Dependendo da gravidade da emergência, diferentes métodos de resgate podem ser empregados. Se o trabalhador for capaz de realizar um autorresgate com comunicação e possível assistência da pessoa de prontidão, esse é o método de fuga preferido. Freqüentemente, isso não é possível devido à rapidez com que os trabalhadores podem ser superados em condições perigosas. Como Cal / OSHA observa em seu guia de espaço confinado, "Todos os envolvidos em um resgate devem presumir que o espaço é mortal e que o resgate de entrada pode ser necessário no pior dos casos."

Os resgates podem ser realizados por outro funcionário ou por um socorrista profissional, mas pelo menos um socorrista deve estar imediatamente disponível no local e todos os socorristas devem ser totalmente treinados, familiarizados com o espaço e qualificados para atuar como socorristas. As qualificações incluem conhecimento e experiência de trabalho com todos os perigos associados a operações de resgate e entrada em espaço confinado, bem como familiaridade com equipamentos de resgate, incluindo:

  • Arnês de corpo inteiro com linha de recuperação conectada
  • Pulseiras (podem ser usadas em resgate quando for demonstrado que são o meio mais seguro e eficaz de resgate) Guincho mecânico de manivela e tripé (necessário quando o participante está cinco pés ou mais abaixo da entrada)
  • Escada
  • Iluminação à prova de explosão
  • SCBA / SAR
  • Maca
  • Proteção de cabeça aprovada

Existem dois tipos de resgate: resgate de entrada e resgate de não entrada. O resgate sem entrada é a próxima melhor abordagem quando o autorresgate não é possível porque o resgate sem entrada pode ser iniciado imediatamente e evita que o pessoal adicional seja exposto a perigos de espaço confinado não identificados e / ou não controlados. Freqüentemente, os espaços que permitem um resgate sem entrada são poços onde um funcionário desceu ou foi abaixado no espaço. Equipamentos e outras ajudas de resgate para puxar um trabalhador para cima e para fora do espaço confinado são usados ​​no resgate. Nas situações em que a configuração do espaço ou outros elementos impeçam a retirada do trabalhador, o resgate na entrada pode ser a única solução.

Nesses casos, os socorristas entram no espaço para resgatar o trabalhador ou fornecer-lhe assistência de emergência, como RCP, primeiros socorros e ar via SCBA ou respirador com suprimento de ar (SAR), se necessário. As práticas recomendadas encontradas em "É seguro entrar em um espaço confinado?" indicar que um plano de resgate de entrada precisa ser desenvolvido com antecedência no caso de uma emergência para a qual o plano de resgate de não entrada não é apropriado.

Os empregadores são responsáveis ​​por avaliar TODOS os perigos associados às entradas em espaços confinados e planejar não apenas uma entrada bem-sucedida em espaços confinados, mas também todo tipo de operação de resgate que possa ser necessária se as coisas derem errado. Orientações disponíveis aos empregadores sobre os espaços confinados e os perigos que representam para os funcionários não faltam.

Mas, como Cal / OSHA & # 39s Polizzi aponta: "As mortes continuam a ocorrer em espaços confinados devido em parte à falta de consciência ou compreensão dos perigos e requisitos de entrar e trabalhar em espaços confinados, ou uma falta de vontade de seguir esses requisitos. "

Apesar de Padrão OSHA 29 CFR 1910.146 (c) (1) - Espaços confinados com permissão obrigatória - e programas de ênfase especial como Cal / OSHA & # 39s Confined Space Emphasis Program, bem como dezenas e dezenas de cartas de interpretação encontradas no site da OSHA, a confusão permanece sobre os espaços confinados, mesmo entre os empregadores que desejam para cumprir os regulamentos e proteger os funcionários.

Como John Rekus, MS, CIH, CSP, escreveu em um artigo de 2001 para EHS Hoje ("Espaços confinados: mitos, magia, lendas urbanas e os fatos"), "Muitas das informações" populares "que circulam sobre espaços confinados estão simplesmente erradas. Espaços confinados não precisam ser rotulados. Os níveis de oxigênio de 19,5 por cento não estão # 39é necessariamente "seguro" para a entrada. A mera possibilidade de que possa existir um perigo atmosférico não significa necessariamente que um espaço confinado seja um espaço permitido. Mostrar aos funcionários um vídeo de 20 minutos ou enviá-los para um estado de um dia - o seminário do instituto de resgate de incêndio patrocinado não significa que eles foram treinados. "

De acordo com Rekus, autor do The Complete Confined Spaces Handbook, "A entrada em espaços confinados é talvez a área mais complexa em todo o campo da segurança e saúde ocupacional porque requer não apenas conhecimento, mas conhecimento técnico especializado de um amplo espectro de áreas especializadas, como como análise de risco de processo, metodologia de amostragem de ar, bloqueio / sinalização, toxicologia, proteção respiratória, ventilação industrial, vestimenta de proteção química, planejamento de emergência, instrumentação e treinamento de funcionários ... No caso de espaços confinados, muitas inverdades, mitos e lendas urbanas se repetem assim muitas vezes as pessoas acabam acreditando nelas. Pior ainda, elas as transmitem a outras pessoas. "


Introdução

A cryogenic liquid is defined as a liquid with a normal boiling point below -240°F (-150°C, 123°K). The most commonly used industrial gases that are transported, handled, and stored in the liquid state at cryogenic temperatures are argon, helium, hydrogen, nitrogen, and oxygen. There are a number of general precautions and safe practices that must be observed because of the extremely low temperatures and high rates of conversion into gas of all the cryogenic liquids. There are also specific precautions that must be followed where a particular liquid may react with contaminants or may present other hazards associated with that particular product such as asphyxiation or flammability.

As always, end users should have and be thoroughly familiar with the Material Safety Data Sheet (MSDS) for their specific product. All operators must be familiar with the instructions provided with the equipment to be used with the cryogenic liquid.

General Safety Precautions

Many of the safety precautions observed for gases in the gaseous state also apply to the same gases in the liquid state. However, each cryogenic liquid has its own unique properties. Also, all cryogenic liquids involve potential hazards that stem from the following properties:

All cryogenic liquids are extremely cold. Cryogenic liquids and their vapors can rapidly freeze human tissue and can cause many common materials such as carbon steel, rubber, and plastics to become brittle or even break under stress. Cryogenic liquids in containers and piping at temperatures at or below the boiling point of liquefied air [-318°F (-194°C, 79°K)] can actually condense the surrounding air and can cause a localized oxygen-enriched atmosphere. Extremely cold cryogens such as hydrogen and helium can even freeze or solidify the surrounding air.

All cryogenic liquids produce large volumes of gas when they vaporize. For example, one volume of liquid nitrogen at atmospheric pressure vaporizes to 694 volumes of nitrogen gas at 68°F (20°C). A cryogenic liquid cannot be indefinitely maintained as a liquid even in well-insulated containers. If these liquids are vaporized in a sealed container, they can produce enormous pressures that could rupture the container. For this reason pressurized cryogenic containers are normally protected with multiple devices for over-pressure prevention. Common pressure-relief devices are a pressure-relief valve for primary protection and a rupture disc for secondary protection. All sections of equipment that may allow for the liquid to become trapped must be protected by a pressure-relief device as shown below. The product vented by these relief devices should be routed to a safe outdoor location or a well-ventilated area.

Vaporization of a cryogenic liquid, except oxygen, in an enclosed area can cause asphyxiation by displacing the air. Vaporization of liquid oxygen in an enclosed area can cause oxygen enrichment, which could saturate combustibles in the area such as workers’ clothing. This can cause a fire if an ignition source is present. Although oxygen is not flammable it will support and vigorously accelerate the combustion of other materials. Most cryogenic liquids are odorless, colorless, and tasteless when vaporized into the gaseous state. Most liquids also have no color except liquid oxygen, which is light blue. However, extremely cold liquids and their vapors have a built-in warning property that appears whenever they are exposed to the atmosphere. The cold “boil-off” gases condense the moisture in the surrounding air, creating a highly visible fog. This fog can also be formed around cold equipment when no release of the cold liquid or vapors has occurred.

However, Fog clouds do not define the vapor cloud. They define the area where the vapors are cold enough to condense the moisture in the air. The vapors can extend well beyond the fog cloud depending on the product and atmospheric conditions. Although fog clouds may be indicative of a release, they must never be used to define the leak area and should not be entered by anyone. The dense fog clouds associated with the handling or transfer of cryogenic liquids can obstruct visibility. Care should be exercised so that any clouds do not interfere with vehicle traffic or safety escape routes.

Manuseio

Always handle cryogenic liquids carefully. Their extremely low temperatures can produce cryogenic burns of the skin and freeze underlying tissue. When spilled on a surface, they tend to spread as far as the quantity of liquid spilled and the physical confines of the area permit. They can cool large areas. The vapors coming from these liquids are also extremely cold and can produce burns. Exposure to these cold gases, which is too brief to affect the skin of the face or hands, may affect delicate tissues, such as the eyes.

Stand clear of boiling and splashing liquid and the cold vapors that are released. Boiling and splashing always occur when filling a warm container or when inserting objects into the liquid. Always perform these operations slowly to minimize the splashing and boiling.

Never allow any unprotected part of your body to touch uninsulated pipes or vessels containing cryogenic liquids. The extremely cold material may stick fast to skin and tear the flesh when you attempt to withdraw it. Even nonmetallic materials are dangerous to touch at these low temperatures. Use tongs to immerse and remove objects from cryogenic liquids. In addition to the hazards of frostbite or flesh sticking to cold materials, objects that are soft and pliable at room temperature, such as rubber or plastics, are easily broken because they turn brittle at low temperatures and may break when stressed.

Personal Protective Equipment (PPE)

One must be thoroughly familiar with the properties and safety considerations before handling a cryogenic liquid and its associated equipment. The eyes are the most sensitive body part to the extreme cold of the liquid and vapors of cryogenic liquids. The recommended personal protective equipment for handling cryogens includes a full face shield over safety glasses, loose-fitting thermal insulated or leather gloves, long sleeve shirts, and trousers without cuffs. In addition, safety shoes are recommended for people involved in the handling of containers. Depending on the application, special clothing suitable for that application may be advisable.

A special note on insulated gloves: Gloves should be loose-fitting so they are able to be quickly removed if cryogenic liquid is spilled on them. Insulated gloves are not made to permit the hands to be put into a cryogenic liquid. They will only provide short-term protection from accidental contact with the liquid. In emergency situations, self-contained breathing apparatus (SCBA) may be required.

Special Inert Gas Precautions

The potential for asphyxiation must be recognized when handling inert cryogenic liquids. Because of the high expansion ratios of cryogenic liquids, air can quickly be displaced. Oxygen monitors are recommended whenever cryogenic liquids are handled in enclosed areas. People should not be permitted in atmospheres containing less than 19.5% oxygen without supplied air. Liquid helium has the potential to solidify air, which can block pressure-relief devices and other container openings. This can result in pressure buildup that may rupture the container.

Special Oxygen Precautions

There can be no open flames in any areas where liquid oxygen is stored or handled. Do not permit liquid oxygen or oxygen-enriched air to come in contact with organic materials or flammable or combustible substances of any kind. Some of the organic materials that can react violently with oxygen when ignited by a spark or even a mechanical shock are oil, grease, asphalt, kerosene, cloth, tar, and dirt that may contain oil or grease. If liquid oxygen spills on asphalt or other surfaces contaminated with combustibles, do not walk on or roll equipment over the spill area. Keep sources of ignition away for 30 minutes after all frost or fog has disappeared. Any clothing that has been splashed or soaked with liquid oxygen or exposed to high oxygen concentrations should preferably be removed immediately and aired for at least an hour. Personnel should stay in a well-ventilated area and avoid any source of ignition until their clothing is completely free of any excess oxygen. Clothing saturated with oxygen is readily ignitable and will burn vigorously.

Special Hydrogen Precautions

No ignition of any kind in any area where liquid hydrogen is stored or handled. All major pieces equipment should be properly grounded. All electrical equipment and wiring should be in accordance with National Fire Protection Association Pamphlet 50B and/or National Electrical Code, Article 500. Boil-off gas from closed liquid hydrogen containers used or stored inside buildings must be vented to a safe location. Liquid hydrogen should not be poured from one container to another, or transferred in an atmosphere of air. If this is done, the oxygen in the air will condense in the liquid hydrogen, presenting a possible explosion hazard. Liquid hydrogen also has the potential of solidifying air which can block safety relief devices and other openings, which may lead to rupture of the container. Dewars and other containers made of glass are not recommended for liquid hydrogen service. Breakage makes the possibility of explosion too hazardous to risk. Every effort must be made to avoid spills, regardless of the rate of ventilation, because it is impossible to avoid creating a flammable vapor cloud.

Transfer Lines

A liquid transfer line is used to safely remove liquid product from Dewars or cryogenic liquid cylinders. A typical transfer line for Dewars is connected to a bayonet that provides a means of using product vapor pressure build-up or an external pressure source to remove the liquid. For cryogenic liquid cylinders, the transfer line is connected to the cylinder liquid withdrawal valve. Liquid product is typically removed through insulated withdrawal lines to minimize the vaporization of liquid product to gas. Insulated flexible or rigid lines are used to withdraw product from storage tanks. Connections on the lines and tanks vary by manufacturer. Liquid cylinders designed to dispense gases have valves equipped with standard Compressed Gas Association (CGA) outlets. Suitable pressure regulating equipment may be attached. Valves provided for the withdrawal of liquid product are also equipped with standard CGA outlets, but they are different than the connections used for gaseous withdrawal. This is to prevent accidental introduction of liquid into a gas system, or of gas into a liquid system.

More About Venting From Cryogenic Liquid Containers

All cryogenic containers vent to atmosphere to prevent hazardous pressure buildup inside the container. Typically, there are two levels relatively low pressure vent valves plus a frangible disk that will blow out and vent the entire container if the internal pressure goes beyond a certain point. In order to prevent total evacuation of the container DO NOT VALVE OFF the low pressure poppet valves. While they can be noisy, they are also necessary.

Continuous venting is not normal, this could mean that there is dirt in the vent valve or that it is otherwise damaged. If this occurs, CALL THE VENDOR and ask them to pick up and exchange the container ASAP.

While frost around the top of a venting container is just indicative that the cold, venting vapors are condensing the moisture in the air, frost at the bottom or on the sides of the cylinder indicate that the container is faulty and damaged. Again, CALL THE VENDOR and ask them to pick up and exchange the container ASAP. If the container is dented or otherwise physically damaged, it should not be accepted from the vendor.

Primeiro socorro

People suffering from lack of oxygen should be moved to fresh air. If the victim is not breathing, administer artificial respiration. If breathing is difficult, administer oxygen. Obtain immediate medical attention. Self-contained breathing apparatus (SCBA) may be required to prevent asphyxiation of rescue personnel.

For skin contact with cryogenic liquid nitrogen, remove any clothing that may restrict circulation to the frozen area. Do not rub frozen parts, as tissue damage may result. As soon as practical, place the affected area in a warm water bath that has a temperature not in excess of 105°F (40°C). Never use dry heat. Call a physician as soon as possible.

Frozen tissue is painless and appears waxy with a possible yellow color. It will become swollen, painful, and prone to infection when thawed. If the frozen part of the body has been thawed, cover the area with a dry sterile dressing with a large bulky protective covering, pending medical care. In the case of massive exposure, remove clothing while showering the victim with warm water. Call a physician immediately.

If the eyes are exposed to the extreme cold of the liquid nitrogen or its vapors, immediately warm the frostbite area with warm water not exceeding 105°F (40°C) and seek immediate medical attention.


Spacesuits, Firefighters, and Helping Heroes

NASA has developed special suits to handle the harsh environment of space and also to deal with toxic and explosive propellants on the ground. As we all witnessed during the aftermath of the tragedy in New York and Washington, D.C., urban firefighters also have to deal with extreme temperatures and toxic compounds released during fires. Thus it makes sense that NASA technology is being adapted to help firefighters and military bio and chemical hazard cleanup crews.

Work on this life-saving spin-off technology began in 1997, and the first fruits are expected to be ready for commercial sale this December. The program began when firefighter Gary Vincent, now the Assistant Chief of Planning and Research at the Houston Fire Department, brought a badly damaged helmet to NASA Johnson Space Center. He met with NASA engineer Tico Foley to explore ways to use NASA space suit technology to improve firefighter protection, endurance, and safety. “Many problems that they were facing were the same problems that we had already solved for the astronauts’ space suits,” Foley said.

According to Foley, there are three things that limit a firefighter’s time on the front line to about 20 minutes: 1) they run out of fresh air to breath, 2) the fire gets too hot even through protective clothing, and 3) the muscles create heat inside the clothes and get so hot even without a fire, the firefighter can die of heat stroke. Space suit technology is being used to address all three of these problems.

Foley joined a team of ten civil servants and several support contractors including Aerospace Design and Development, Oceaneering Space Systems, Johnson Engineering/SpaceHab, ILC Dover, Delta Temax, and Lockheed Martin, to work on transferring space technology to the private sector.

Critical Cooling

Heat stress kills more firefighters than smoke inhalation and even chemical poisoning. Yet conventional fire protective clothing covers the skin and interferes with perspiration. Trapped sweat and the physical stress of fire fighting combine to make the firefighters body heat and heart rate soar to dangerous levels. Heat stress forces most hazardous materials workers to stop work about every 15 minutes.

Dr. Hal Gier of Aerospace Design and Development, Inc. of Niwot, Colorado, working in cooperation with Kennedy Space Center and the U.S. Air Force, developed a solution. It’s called the Supercritical Air Mobility Pack (SCAMP) system and provides both body cooling and breathing from supercritical cooled (cryogenic) air. The cryogenic compressed air is in a vacuum bottle called a dewar. The cold air passes through a heat exchanger in the backpack where it is warmed by heat from the firefighter’s body to a temperature of about 50 to 60 degrees Fahrenheit that is comfortable to breathe. The firefighter wears an undergarment laced with tubes containing a flowing water and antifreeze mixture. The firefighter’s body heat warms the fluid in the liquid cooling garment. The liquid is then pumped to the heat exchanger where it is cooled by the cold air from the dewar.

PHOTOS: LEFT: The SCAMP system is shown during a demonstration for the BBC program, “Tomorrow’s World,” at the Aurora Training Academy. Photo courtesy Aerospace Design and Development, Inc. RIGHT: Hal Gier, Ph.D., stands behind his invention of a Super Critical Air Mobility Pack (SCAMP). The heat of exertion is absorbed by a cold fluid flowing through tubes in an undergarment. A heat exchanger in the backpack uses this heat to warm the compressed air in the tank for the firefighter to breathe. Photo by Marianne Dyson.

“We don’t carry pure oxygen into a fire because of the fear of explosion,” Foley explained. “Instead, we carry compressed air — like in a SCUBA tank, only lighter weight than a SCUBA tank,” he said. A typical tank weighs about 30 pounds and lasts for a half hour.

Because the SCAMP cooling source is the same air that is being used for breathing, no additional systems are required to provide cooling. “This keeps the total weight of the box and garment to about 28 pounds and gives twice as much air as compressed air (bottles) of the same weight,” Dr. Gier explained.

The super-cooled (-320 degrees F at 750 psi) air is contained in a cryogenic dewar which replaces the standard self-contained breathing apparatus high pressure bottles in use now. “The air bottles they use now came from a similar effort using Apollo technology in the early 70’s,” Foley said.” Before the space program, they used big heavy steel tanks. The current firefighter air bottles, developed from NASA Apollo tanks, are composite material wrapped with Kevlar or fiberglass that gives them lighter weight with greater strength to carry much more air at high pressure.”

Because of higher fluid density and lower pressure in the dewar, the SCAMP backpack is both smaller and lighter than the old Apollo-derived compressed air bottles. The super-cooled air is in a single phase state, allowing SCAMP to be operated in any position, including upside down. The technology behind SCAMP came from the Shuttle program where super critical hydrogen and oxygen are used for life support and fuel cell systems.

A worker wearing a SCAMP unit can remain cool for a full hour of stressful labor, and two hours of moderate activity without having to resort to outside sources of cooling such as ice packs. Also, there is reduced logistics support because fewer air bottles are needed. “It is certain that there will be lives saved by the use of the SCAMP due to the increased time that emergency personnel can work without a refill,” Gier said.

How does the firefighter know when to get a refill? “A capacitor inside the tank measures the density of the air and a computer calculates how much air or time is left,” Foley explained. “The system has a beeper alarm and a liquid crystal display, which can be mounted in the mask to inform the firefighter when it’s time for a recharge.”

Keeping Heat and Toxic Fumes Out

The problem of keeping the firefighter safe from the heat of the fire is addressed by the use of a new fabric in the outer garment. Some existing suits are made from Nomex which was developed in the 1970’s, another spin-off from the Apollo program. Although a great improvement over firefighter suits prior to that time, “A blow torch could blow a hole through Nomex,” Foley explained. “Most current suits are made of a blend of PBI and Kevlar that can hold up to the heat of a blow torch and still withstand a force of 67 pounds before tearing.”


Tico Foley, Ph.D., is wearing the advanced prototype firefighter coat made from a PBO and Kevlar blend outer shell with a carbon felt inner liner insulation. On the left Dr. Foley is holding a sample fabric blend of PBO and Para Aramid (generic name for Kevlar) that was exposed to high heat flux and then withstood 210 pounds of force before bursting. On the right a sample of Nomex shows that the same high heat blows a hole right through the fabric. Photo by Marianne Dyson.

The NASA prototype suits are made of a fabric called Kevlar/PBO (Poly-phenylene benzobisoxazole) that is three times stronger than the PBI/Kevlar blend. “The same blow torch makes it turn dark, but doesn’t make a hole unless you press on it real hard,” Foley said. “This is important because the new fabric will give much more protection against the heat of the fire.”

Used in combination with the SCAMP, the worker would be protected from exposure to toxic fumes as well. “Because of the breathing apparatus, a firefighter would not have to worry about breathing dirty or contaminated air such as the asbestos and dust in the air after the New York attack,” Foley said. For this reason, the Air Force participated in the development of SCAMP. “They bought a couple (of the prototypes) and are evaluating them for protection when dealing with biohazards,” Foley said.

In fact, SCAMP’s first commercial use will be in fighting bio and chemical hazards. “The certification for use in hazard material suits is a precursor for use in a fire suit,” Foley explained. “Once it is certified by NIOSH (National Institute of Occupational Safety and Health), the suit can be used in hazardous material environments. The suit goes through another round of certification before it can be used in high heat environments.”

The High Cost of Saving Lives

SCAMP will be available to fire departments and the military in the very near future. SCAMP inventor Hal Gier’s son, Terry Gier, is Vice President of Administration for their company. He said that SCAMP was sent to NIOSH for certification the week after the attacks on New York and Washington, DC. “I should have the results back by the end of November,” he reported. “Once it is certified, then we can start selling the bottle and pack and water-cooled garment–it’s a complete system.”

The SCAMP system will initially cost $8,000. “Our goal is to bring the cost of our suit to about $6,000 once they are being made in quantity,” Gier said. A standard self-contained breathing apparatus bottle, which lasts about half an hour and does not offer any cooling, costs $2,000- $2,500.

But SCAMP will pay for itself by at least doubling the time on the job and also reducing recovery after fighting a fire. The younger Gier said, “In New York, after a few hours, they had brought in all the off-duty firefighters. By using SCAMP, instead of having to take a day off after fighting a fire to recover from exhaustion, they can be back on the job the same day. And, instead of having to bring in another shift of firefighters, they can use the existing shift longer.”

There are also long-term benefits to the use of SCAMP. Gier notes that many firefighters die young of heart attacks. The extreme stress of the job is certainly a contributing factor to these deaths. He cited an example of a firefighter called to clean up a chlorine spill at one of the big pools in Orlando, Florida during the summer. “The big heavy suits worn now for hazardous material cleanup are air tight, “ he said. “You start sweating as soon as you put it on.” The worker in Orlando was in the suit for less than a half hour. “They poured a bucket of water out of his suit when he took it off,” Gier said. “He ended up in the hospital from heat stress and dehydration.”

Gier feels that regular use of active cooling and longer-duration tanks will reduce both the physical and emotional stress of firefighting. After all, there is nothing more heartbreaking than not being able to rescue someone because the firefighter couldn’t get to them in time. “We’re reducing the stress they’re under,” Gier said. “We feel there’s a percentage of people that we’re going to save their lives who will never know it.” And those firefighters in turn, will be able to save more victims from fires and exposure to toxic environments.

Exploration is Key to the Future

Veteran astronaut John Young told a crowd at the ISDC last May that the kinds of technologies we need to survive in space are the same ones we need to deal with disasters on Earth: radiation protection, independent energy sources, efficient transportation systems, and recycling our air and water. He used the fallout from an asteroid impact or a super volcano as threat examples. “From what I know about impacts, sooner or later, we’re going to get taken out,” Young said. “The problem is right now, we don’t know when that sooner or later is.” He advised that to be ready, we needed to increase our efforts at exploring space. “ I sincerely believe that making progress in the exploration of space is the key to our future in this world.”


Can Cryogenics Bring Back the Dead?

It’s a question that Oxigênio touches upon, but it’s not possible for humans. Or at least — not ainda.

For decades, humans have banked on the possibility that their cryogenically preserved bodies may one day be revived. The demand has fuelled the field of cryonics, which promotes freezing people who have recently died to see if, in the future, we may be able to reanimate them.

Writer Robert Ettinger first popularized the concept of using cryonics to save humans from death itself in his 1962 book The Prospect of Immortality. It only took five years for someone to try it for real. James Bedford, who had terminal cancer, became the first human to be cryogenically preserved after his death in 1967. He’s been frozen for more than 50 years and his body is still holding up well in cryopreservation, as far as we know.

There are now some 300 or so people — technically dead — around the world in cryopreservation.

Perhaps unsurprisingly, there are only a few facilities in the world that allow the cryogenic preservation of human bodies. Two are located in the U.S.

  • the Cryonics Institute in Clinton Township, Michigan
  • the Alcor Life Extension Foundation in Scottsdale, Arizona (specifically chosen because the city is low-risk for natural disasters that could wipe out their facility)

The Cryonics Institute also reports freezing nearly 200 pets at the behest of human owners, suggesting that the pet-human bond really does transcend death.

“Bodies are preserved in liquid nitrogen. The goal is to vitrify them, since that does not produce any ice crystals,” Andy Zawacki, Chief Operations Officer at the Cryonics Institute, tells Inverse, describing the process of preserving the bodies.

The language on the homepages of the facility feels straight out of a sci-fi movie like Oxigênio:

“Imagine a world free of disease, death and aging. At the Cryonics Institute, we believe that day is inevitably coming and cryonics is presently our best chance of getting there.”

Cryonics proponents refer to the moment one’s heart and breathing stops as “legal death.” But the goal of these operations is to extend life beyond legal death and resuscitate the body long after these essential organs have ceased function.

“Death is defined as when doctors give up,” Zawacki says. But what if we could revive a body long after the doctors give up?

According to a 1998 article in Cryonics by Brian Wowk, who is currently the chief technology officer of 21st Century Medicine, cryonics proponents consider someone dead when their “brain structure” is destroyed — this is very distinct from the medical consensus on what defines death (although that is sometimes murky, too). Cryonics experts take special care to preserve the brain above all else.

Clive Coen, a professor of neuroscience at King’s College London who has written about cryonics, is skeptical about these notions.

“Cryonics advocates want to persuade us that they can treat a dead person’s brain with antifreeze such that it can be stored in liquid nitrogen without suffering those freeze-fractures. This is delusional,” Coen tells Inverso, stating that such antifreeze procedures would either cause blood vessels to erupt or lead to brain decay.

Fahy is a little more sanguine. “Brain slice cellular functions have completely recovered after vitrification and rewarming, so it seems possible in principle to preserve cellular functions in the whole brain with additional work,” he says.

For their part, the cryonics proponents acknowledge one big caveat: the technology to actually thaw and rewarm preserved bodies isn’t available yet.

“Revival will depend on future technology that has not yet been developed. We do not know if the technology will ever be developed,” Zawacki says.

“However, if it is developed, and people are not preserved, they will not exist to benefit from the developments in technology.” It is one heck of an insurance policy.

Coen explains that even if — a big if — the technology becomes available, the rewarming process would damage “whatever is left of the brain,” anyway.

Fahy is similarly unconvinced about whether we will ever be able to reheat a body successfully, noting that we don’t yet have methods to freeze and thaw individual organs.

“Until these problems have been solved, cooling a living patient would not be expected to result in revival without damage upon rewarming, and so the process would not be approved of,” Fahy says.

Ultimately, the biggest factor in deciding whether you should be cryogenically preserved may not hinge on your probability of revival, but on the overwhelming costs.

Fees range depending on how much of yourself you want to preserve. At the lower end, preserving one’s head or brain can set you back $10,000 at European facility KrioRus, while the entire body costs more than $200,000 at Alcor.


Other hazards

Other welding-related dangers include noise ergonomic problems from awkward body positions and repetitive stress and slips, trips or falls resulting from hoses or other equipment laying on the ground.

Steve Hedrick, safety and health manager at AWS, highlighted four additional categories of welding hazards: mechanical, electrical and magnetic fields, falling objects, and those in the work environment such as lead paint or asbestos.

“I believe that most employers want to provide a safe and healthy environment, and workers want a safe and healthy environment,” Hedrick said. “However, lack of knowledge and the unwillingness of some employers to provide the resources for a safe work environment may be obstacles to improving welder safety.”

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Fundo

Workers have died or lost consciousness after entering fabrications where air has been displaced by gas shielded arc welding processes, or where inert gas has been used to fill all or part of a fabrication to enhance weld quality. This document describes the processes and associated hazards and gives advice on precautions to ensure the safety of all persons who may be affected.

This document faz não deal with:

  • the fire and explosion properties of welding gases
  • 'inerting' fabrications to prevent fire and explosion
  • the toxic or harmful properties of welding fumes or
  • the effectiveness of weld shielding.

Endergonic and Exergonic Reactions

Reactions that have a ∆G < 0 means that the products of the reaction have less free energy than the reactants. Since ∆G is the difference between the enthalpy and entropy changes in a reaction a net negative ∆G can arise in different ways- enthalpy could drop (in our case, bonds between atoms could be rearranged to a less energy-rich structure), entropy could rise (perhaps because the reaction turns 1 molecule into two, and two molecules have more possible states than one), or some combination of the two effects could (and probably does) occur. In our examples, the temperature of the system- a living organism- will not change, so we don't need to worry about that.

Most of the ongoing chemical reactions that occur in living things- for example, a goldfish- are exothermic. Why then would we think that they do not produce an increase in the temperature of the goldfish?

Reactions that have a negative ∆G are termed exergonic reactions. These reactions are said to occur "spontaneously". Understanding which chemical reactions are spontaneous is extremely useful for biologists that are trying to understand whether a reaction is likely to "go" or not.

It is important to note that the term spontaneous - in the context of thermodynamics - does NOT imply anything about how fast the reaction proceeds. In fact, the term "spontaneous" is a little misleading- it would be simpler and more correct to say a reaction with a negative ∆G will proceed as written (R->P), eventualmente. The change in free energy only describes the difference in potential energy between reactants and products- NOT how long that transition takes. This is somewhat contrary to the everyday use of the term which usually carries the implicit understanding that something happens quickly. As an example, the oxidation/rusting of iron is a spontaneous reaction. However, an iron nail exposed to air does not rust instantly - it may take years.

A chemical reaction with a positive ∆G means that the products of the reaction have a higher free energy than the reactants. These chemical reactions are called endergonic reactions, and they are NOT spontaneous. An endergonic reaction will not take place, in biology, without coupling to some sort of second reaction that is exergonic. We'll see specific examples soon.


Assista o vídeo: #11 Właściwości ciekłego tlenu (Janeiro 2022).