Metody wyznaczania pracy oddychania i przestrzeni martwej sprzętu ochrony układu oddechowego z wykorzystaniem sztucznych płuc i modeli głowy odzwierciedlających różne wymiary twarzy

Celem zadania było zapewnienie producentom dostępu do nowych technologii badawczych przez opracowanie metody wyznaczania pracy oddychania i przestrzeni martwej sprzętu ochrony układu oddechowego z wykorzystaniem sztucznych płuc i modeli głowy odzwierciedlających różne wymiary twarzy oraz ograniczenie ryzyka i poprawa komfortu użytkowania sprzętu ochrony układu oddechowego przez zapewnienie możliwości prowadzenia badań wyrobów według standardów międzynarodowych w ramach procedur oceny zgodności WE.

Cele pośrednie zadania to:

• opracowanie i budowa stanowisk badawczych oraz ustalenie metodyki badań pracy oddychania oraz średniego i chwilowego stężenia dwutlenku węgla w powietrzu wdychanym (przestrzeni martwej część twarzowych ww. sprzętu) dla sprzętu ochrony układu oddechowego, zgodnie z najnowszymi międzynarodowymi dokumentami normatywnymi:

‒      ISO 16900-9:2015 Respiratory protective devices – Methods of test and test equipment – Part 9: Determination of carbon dioxide content of the inhaled air

‒      ISO 16900-12:2016 Respiratory protective devices – Methods of test and test equipment – Part 12: Determination of volume-averaged work of breathing and peak respiratory pressure

• przeprowadzenie badań na ww. stanowiskach.

Potwierdzono możliwość prowadzenia badań dla sprzętu ochrony układu oddechowego. Wykonywane pomiary są powtarzalne i odtwarzalne, co potwierdzono w przeprowadzonych testach statystycznych Cochrana, Fishera-Snedecora oraz t-studenta. Stwierdzono również, że na poziom dwutlenku węgla w powietrzu wdychanym głównie ma wpływ kształt części twarzowej. Wynik pomiaru nie zależy od oporu oddychania sprzętu ochrony układu oddechowego. Istnieje zależność zawartości dwutlenku węgla w powietrzu wdychanym od wentylacji minutowej płuc. Wraz z jej wzrostem maleje poziom wdychanego CO₂ w powietrzu wdychanym. Ponadto wykazano, że zmiana pracy oddychania w zależności od wentylacji minutowej płuc ma charakter potęgowy funkcji kwadratowej.

Następnie opracowano i zbudowano pięć modeli głów zgodnie z najnowszymi międzynarodowym dokumentami normatywnymi ISO 16900-5:2016 Respiratory protective devices – Methods of test and test equipment – Part 5: Breathing machine, metabolic simulator, RPD headforms and torso, tools and verification tools.

Zadanie 3.Z.10. Pięć modeli głów wykonanych w CIOP-PIB wg ISO 16900-5:2016

Uzyskane wyniki badań pracy oddychania i zawartości dwutlenku węgla w powietrzu wdychanym półmasek wskazują, że:

‒      najwyższe wartości pracy oddychania uzyskano dla półmasek, których kształt i wielkość były dobrane do odpowiedniego modelu głowy, zapewniając maksymalną szczelność, co przekłada się bezpośrednio na skuteczność ochrony

‒      dla półmasek najlepiej dopasowanych odnotowano najniższe wartości zawartości dwutlenku w powietrzu wdychanym, co z kolei przekłada się na większy komfort użytkowania prawidłowo dopasowanych części twarzowych sprzętu ochrony układu oddechowego.

Wyniki badań przeprowadzonych zgodnie z metodyką opisaną w normach ISO wskazują na konieczność zmiany metodyki badań i wprowadzenia do oceny sprzętu ochrony układu oddechowego pięciu modeli głowy.

Wyniki przeprowadzonych ankiet jednoznacznie wskazują na konieczność jak najszerszego upowszechniania wiedzy związanej z wymaganiami, metodyką badań oraz klasyfikacją SOUO zdefiniowaną w normach ISO.

Na podstawie przeprowadzonych badań opracowano także:

‒      procedurę badawczą pn. Badanie uśrednionej zawartości dwutlenku węgla w powietrzu wdychanym dla sprzętu ochrony układu oddechowego

‒      procedurę badawczą pn. Wyznaczanie pracy oddychania dla sprzętu ochrony układu oddechowego

‒      dwie instrukcje szacowania niepewności pomiarów podczas wyznaczania ww. parametrów

‒      broszurę informacyjną dla producentów, użytkowników i laboratoriów sprzętu ochrony układu oddechowego pt.: Komfort użytkowania, ocena i klasyfikacja sprzętu ochrony układu oddechowego w świetle projektów norm ISO.

Wyniki pracy upowszechniono w 2 publikacjach o zasięgu krajowych (w tym w jednym rozdziale monografii), 1 publikacji o zasięgu międzynarodowym oraz podczas 2 konferencji krajowych i 1 międzynarodowej.

Komfort użytkowania – ocena i klasyfikacja sprzętu ochrony układu oddechowego w świetle projektów norm ISO - K. Makowski

Postępująca globalizacja obejmuje coraz częściej przepisy związane z bezpieczeństwem człowieka na stanowisku pracy także w aspekcie ergonomii. Aby zniwelować różnorodność wymagań dla ww. sprzętu zawartych między innymi w normach europejskich, amerykańskich, australijskich czy japońskich powołano, w ramach komitetu technicznego ISO TC 94 Personal safety -- Protective clothing and equipment, podkomitet SC15 Respiratory protective devices, którego celem jest stworzenie nowych standardów dla sprzętu ochrony układu oddechowego. W publikacji zaprezentowano nowe wymagania, metody badań i klasyfikację wprowadzaną przez normy ISO, których filozofia bazuje na przyjęciu za podstawę, do opracowania klasyfikacji, wymagań i metod badań, czynnika ludzkiego i jego fizjologii. Podstawowym elementem klasyfikacji jest ergonomia i bezpośrednio związana z nią „ciężkość pracy”.   Format: A5 (14,5 x 20,5) Liczba stron: 32 ISBN: 978-83-7373-224-7 Rok wydania: 2016