FILTROS QUÍMICOS, MECÂNICOS E COMBINADOS

Em primeiro lugar é muito bom saber o que é um filtro. De acordo com a NBR 12543/1999 da ABNT (Associação Brasileira de Normas Técnicas) o termo “filtro” é à parte do equipamento de proteção respiratória destinada a purificar o ar inalado. Esta mesma NORMA também define o que é um filtro químico, mecânico e combinado, ou seja, filtro químico é um filtro destinado a reter gases e vapores específicos do ar, filtro mecânico é um filtro destinado a reter as partículas em suspensão no ar e filtro combinado é um filtro formado por filtro mecânico e químico.

Nas minhas andanças (visitas e palestras) ando verificando que muitos profissionais da área de segurança e saúde ocupacional acabam especificando filtros (químicos, mecânicos e combinados) utilizados em respiradores purificadores de ar para seus colaboradores de uma forma ERRADA. Esse “acontecimento” pode ter como motivo a falta de informação sobre os princípios de funcionamento e limitações dos filtros. Isso é um sinal muito evidente de que o Programa de Proteção Respiratória (se houver) não está sendo eficaz. É por esse motivo que este INFORMATIVO vai te ajudar, de forma resumida, nos esclarecimento de algumas dúvidas.

Agora vamos falar (resumidamente) sobre os filtros mecânicos, conhecidos também como filtros para particulados ou filtros para aerodisperssóides. Bem, existem alguns pensamentos equivocados sobre o funcionamento dos filtros para particulados. Muita gente pensa que esses filtros funcionam, unicamente, como uma “peneira”, isso não é verdade, pois, os filtros para particulados são formados por camadas de fibras dispostas ao acaso (de modo não orientado) em quantidades suficientes. Com uma visão mais detalhada (com ajuda de equipamentos) podemos verificar que à distância entre as fibras é grande se compararmos com o diâmetro das partículas que penetram os filtros e essa porosidade é muito importante para obter uma baixa resistência respiratória. Esses filtros, para particulados, foram muito utilizados durante a segunda guerra mundial nas máscaras de uso militar.

Os filtros para particulados podem possuir os seguintes formatos: elementos ondulados (mais eficientes em geral e acondicionados em cartuchos) e elementos planos. Nas peças semifaciais filtrantes (PFF) o filtro fica entre duas camadas elevando área filtrante.

Falando sobre os mecanismos de capturas das partículas, estas somente serão retidas se entrarem em contato com as fibras do filtro. Para que essa ”colisão” ocorra deve ser considerado os seguintes fatores: diâmetro da partícula, composição, formato e também a velocidade do ar. Essa retenção é provocada pelas forças de Van der Waals, elétricas ou de tensão superficial (se a partícula for líquida), fazendo com que seu desprendimento das fibras se torne difícil. Vale lembrar também que não existe filtro capaz de reter todos os tipos de partículas.

Quando as partículas do aerossol passam pelo vão das fibras da camada fibrosa uma dezena de mecanismos podem atuar simultaneamente gerando sua captura, os principais mecanismos são: interceptação direta (quando a partícula segue uma linha de fluxo de ar que a coloca em contato com a fibra), inércia (partículas mais “pesadas” tendem-se, devido à inércia, manter-se na mesma direção do fluxo, afastando-se da linha e chocando-se com a fibra), movimento browniano (difusão) (migram através das linhas de fluxo do ar, o que permite que toquem a superfície da fibra) e a atração eletrostática (se as partículas estiverem carregadas eletricamente, poderá ocorrer à captura em razão da ação eletrostática. Esse mecanismo de captura é praticamente independe do tamanho da partícula). Atualmente os filtros são fabricados com materiais que acentuam a captura de partículas menores pela ação eletrostática. Quando o principal mecanismo de captura das partículas é a ação eletrostática, os filtros denominam-se filtros eletrostáticos, quando a ação eletrostática não é importante, denominam-se filtros mecânicos.

Os filtros para particulados, de acordo coma NRB 13697, se classificam em: P1, P2 e P3 e as peças semifaciais filtrantes em: PFF1, PFF2 e PFF3. Se o filtro possuir a sigla (S), significa que pode ser usado contra aerossol sólido, se possuir a sigla (SL), significa que pode ser utilizado contra aerossol sólido, oleoso ou aquoso. Baseado nessa informação importante é observar com que freqüência os aerossóis de diferentes tipos aparecem nos processos industriais.

Lembre-se que os filtros para particulados também têm limitações, entre elas podemos dizer o seguinte: só devem ser utilizados em atmosferas com oxigênio acima de 18%, em concentrações não IPVS, cuidado com ambientes úmidos e muita atenção quando utilizar filtros mecânicos com respiradores motorizados, pois, a deposição de partículas no filtro pode fazer com que haja diminuição da vazão de ar e conseqüentemente a queda do fator de proteção do respirador.
Os filtros para particulados devem ser substituídos quando houver aumento da resistência da respiração, podendo incomodar o usuário, porém, isso não dever ser o único critério para troca. Pode ser feita também: trocas programadas, cuja informação deve ser analisadas pelo profissional de segurança ou higiene ocupacional. Vale lembrar também que a NBR 13698 diz que as PFF não devem ser utilizadas por um tempo maior que uma jornada de trabalho. Se utilizar filtros combinados, os filtros mecânicos devem ficar na frente do filtro químico.

Agora vamos falar um pouco sobre os filtros químicos. Sendo ele um componente do respirador destinado a reter gases e vapores específicos do ar, se faz necessário conhecer alguns aspectos importantes como tipo, classe, máxima concentração de uso-MCU, mecanismos de retenção, materiais utilizados na sua fabricação e outros mais.

A retenção dos gases e vapores no ar ocorre quando esses contaminantes passam pelo filtro, fazendo com que suas moléculas interajam com os materiais de fabricação dos filtros. Os principais mecanismos de retenção são: adsorção física (quando as forças de atração são “fracas”), adsorção química (quando as força de atração são mais intensas, chegando a transferências de elétrons entre as moléculas do gás ou vapor e a superfície do sorbente) e absorção (quando as moléculas do gás ou vapor penetram e reagem quimicamente com o sorbente, mudando a natureza química dos dois). Lembre-se que sorbente é o material utilizado para reter contaminantes dentro do filtro e sorbato é o contaminante.

Os adsorventes utilizados nos filtros químicos são: carvão ativado ou carvão ativo (mais comumente empregado), alumina ativada e a sílica-gel. O carvão ativado, muito usado para reter vapores orgânicos, também tem a capacidade de reter alguns gases ácidos, como o cloro. Depois de sua ativação o carvão tem grande área superficial que é super importante na adsorção dos contaminantes. As matérias-primas mais utilizadas na fabricação do carvão ativado são: casca de coco e de babaçu, caroço de azeitona e ossos de animais, carvão mineral e nó de pinho. Existem outros materiais.

A alumina ativada consiste de óxido de alumínio poroso, preparado pela desidratação do triidrato de alumínio. Retém satisfatoriamente o vapor de água ou impregnada com sais metálicos, retém a amônia.

A sílica-gel é um adsorvente produzido a partir da sílica coloidal desidratada e sua área superficial é menor que a do carvão ativo. É bom adsorvente para o vapor de água e por essa razão é empregada nos filtros para o monóxido de carbono, protegendo o catalisador.

Conforme a NBR 13696, os filtros químicos estão classificados em tipos e classes: quanto ao tipo, pode ser para vapores orgânicos, gases ácidos e amônia e quanto às classes, podem ser filtros de baixa capacidade-FBC 1 e 2, classe 1, classe 2 e classe 3. Os filtros de classe 2 e 3 não são compatíveis para peças faciais do tipo: semifacial e um quarto facial. Lembre-se que os filtros podem ser encaixados no respirador por encaixe ou por rosca.

Também é válido falar sobre a vida útil dos filtros químicos. É bom relembrar que validade, vida útil em uso e vida útil em bancada são três coisas diferentes. Olha só:
• Validade do filtro: trata-se do tempo em que o filtro pode ser utilizado (quando a embalagem não for violada e armazenado de acordo com as diretrizes do fabricante) e que apresenta condições de uso. Hoje no mercado a validade dos filtros varia entre 3 a 5 anos. Se a embalagem for violada recomenda-se uma validade de seis meses, mesmo se não for usado.
• Vida útil em bancada (laboratório): trata-se do tempo necessário para atingir, no ar efluente que atravessa o filtro, a concentração limitante no filtro ensaiado nas condições indicadas.
• Vida útil em uso: de acordo com a NBR 12543/199, trata-se da duração de um filtro que está sendo empregado no ambiente de trabalho. Esta vida útil depende de muitos parâmetros como: qualidade, quantidade, densidade e uniformidade do recheio, bem como das condições de exposições, consumo de ar pelo usuário temperatura e umidade relativa do ar, por isso não é fácil estimar a vida útil de um filtro químico.

Poucos filtros químicos possuem um indicador de fim de vida útil, como os filtros para o monóxido de carbono, vapor de mercúrio, óxido de etileno. Nestes casos devem ser trocados quando o indicador alertar o usuário de que o filtro não será mais eficiente na retenção do contaminante.

Quando o usuário perceber o sabor, odor ou irritação provocada pelo agente químico é usual considerar que o filtro está saturado, porém, o estabelecimento desses procedimentos deve ser utilizado com cautela pelo empregador. Uma forma prática de determinar uma freqüência de troca é fazer um levantamento historio no ambiente de trabalho com a participação dos trabalhadores usuários de respiradores e estimar um prazo de troca.

O NIOSH (National Institute for Occupational Safety and Health) recomenda que os filtros sejam substituídos no mínimo diariamente ou com maior freqüência se for detectados o odor, o sabor ou a irritação provocada pelo contaminante.

Bem, os filtros químicos devem ser guardados em locais secos e submetidos a variações mínimas de temperaturas. Danos mecânicos podem provocar vazamentos, quebra do granulado em grãos menores podendo resultar em aumento da resistência respiratória e caminhos preferências de passagem do ar.

Muitos fabricantes disponibilizam software para controle (vida útil e prazo de troca) dos filtros químicos para seus filtros e que podem ser utilizados, podemos destacar: 3M, MSA e NORTHSAFETY. Estes programas podem ser encontrados em seus sites.

Os filtros químicos também possuem limitações, entre elas podemos citar: só devem ser utilizados em atmosferas com oxigênio acima de 18%, em volume, quando a concentração do contaminante estiver abaixo da sua concentração IPVS, se a concentração do contaminante não estiver a cima da MCU e se o contaminante possuir propriedades de alerta.

Para finalizarmos, as cores dos filtros químicos e combinados sevem para facilitar sua aplicação e inspeções. Infelizmente a NBR 13696 omite o uso de procedimento, a exigência de cores nos filtros.

ENSAIO DE VEDAÇÃO E VERIFICAÇÃO

Bem, o Programa de Proteção Respiratória-PPR, que foi aprovado pela Instrução Normativa Nº 1 do MTE no ano de 1994, nos revela de forma clara e objetiva duas novidades, que são: os Fatores de Proteção Atribuído-FPA e os procedimentos permitidos para verificar a adaptação dos respiradores com vedação facial no rosto do usuário. Embora possa parecer à mesma coisa (ensaio de verificação e ensaio de vedação) estes termos possuem significados diferentes e procedimentos diferentes. O ensaio de verificação, que corresponde ao termo inglês FIT CHECK, é um teste realizado pelo próprio usuário e que tem a finalidade de comprovar se o respirador (com vedação facial é claro) está colocado corretamente no rosto e o ensaio de vedação, que corresponde ao termo inglês FIT TEST, tem por finalidade, confirmar, de forma mais elaborada, se o respirador, que passou pelo ensaio de verificação, possui uma adaptação aceitável no rosto do usuário. TODOS os respiradores, sejam eles de pressão positiva ou negativa e que possuem vedação facial, devem ser submetidos aos ensaios de verificação e vedação. Depois da realização do ensaio de vedação, este deve ser repetido anualmente ou quando aparecer uma situação que comprometa a vedação do respirador no rosto, como: uma variação de 10% ou mais de peso, aparecimento de cicatrizes na área de vedação, perda de dentes ou cirurgias reconstrutivas na face. É importante ressaltar amigo prevencionista, que na realização do ensaio de vedação, o usuário de respirador (com vedação facial) deve estar completamente barbeado, pois, ando verificando nas minhas jornadas, que alguns condutores de ensaio de vedação deixam a desejar (não se preocupando muito com este fator que pode interferir nos ensaios) quando vão realizar os procedimentos permitidos. É provável que o uso de pelos faciais na área de vedação contribuirá para uma má selagem do respirador na face do usuário, facilitando a penetração do contaminante. Então, é por esse motivo que a empresa deve estabelecer uma política clara referente ao uso de barba para usuários de respiradores com vedação facial, ou seja, deve proibir o uso de respiradores para usuários que possuam pelos faciais na área de vedação. A verificação de vedação pode ser feita em duas situações e de duas formas: teste de pressão positiva e teste de pressão negativa. Na primeira situação o candidato ao uso do respirador pode utilizar o ensaio de verificação como um “teste preliminar” para escolher o EPR que melhor se adapte ao seu rosto, ou seja, tamanho e formato adequados. Na segunda situação DEVE ser feito rotineiramente durante o uso do respirador no local de trabalho para verificar se está bem ajustado na face. Agora falando das formas de se fazer à verificação (consulte o Anexo 4 do PPR-Fundacentro) podemos dizer que estes testes somente fornecem uma indicação genérica e não a certeza sobre a selagem do respirador. Lembro que o respirador deve ser bem ajustado na face (isso não significa que deve ser APERTADO), pois, colocar os tirantes tensos demais pode favorecer para uma boa selagem, porém, pode provocar muito desconforto, fazendo que seu uso por tempo prolongado seja impedido. Para realizar o teste de pressão positiva o usuário deve verificar qual o tipo de respirador que está em suas mãos (se possui ou não válvulas de inalação e exalação). Após a colocação adequada do respirador no rosto o usuário deve bloquear a válvula de exalação ou traquéia (tubo sanfonado ou não, preso na peça facial e que serve para conduzir o ar respirável ou oxigênio até as vias respiratórias). A vedação deve ser considerada aceitável quando o usuário, exalando suavemente, sentir uma pequena pressão dentro do respirador. Lembro que se deve ter o máximo de cuidado para não haver descolamento da peça facial no rosto e que os respiradores do tipo peça semifacial filtrante (PFF) somente permitem o teste de pressão positiva. Na realização do teste de pressão negativa o usuário coloca adequadamente o respirador no rosto e bloqueia a(s) entrada(s) de ar com a palma(s) da mão(s) ou estrangula a traquéia se existir. O usuário deve inspirar e segurar o ar por aproximadamente dez segundos (neste momento não pode haver a exalação do ar). A vedação será considerada aceitável se houver uma aderência do respirador no rosto do usuário e permanecer colapsada. Se a peça facial não conseguir aderir e permanecer colapsada no rosto do usuário deve-se procurar outro respirador que tenha tamanho e formato diferente. Lembro que se deve ter o máximo de cuidado para não haver descolamento da peça facial no rosto e que este procedimento (teste de pressão negativa) não pode ser realizado com os respiradores do tipo peça semifacial filtrante (PFF).