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UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO ESCOLA POLITÉCNICA DA USP PECE – PROGRAMA DE EDUCAÇÃO CONTINUADA EAD – ENSINO E APRENDIZADO À DISTÂNCIA eHO-103 AGENTES QUÍMICOS I ALUNO SÃO PAULO, 2021 EPUSP/PECE CURSO: ESPECIALIZAÇÃO EM HIGIENE OCUPACIONAL EDIÇÃO/ANO: 1/2021 CRÉDITOS: Escola Politécnica da Universidade de São Paulo - EPUSP DIRETORA: LIEDI LEGI BARIANI BERNUCCI Programa de Educação Continuada - PECE COORDENADOR GERAL: LUCAS ANTÔNIO MOSCATO Laboratório de Controle Ambiental, Higiene e Segurança na Mineração - LACASEMIN ASSESSORIA TÉCNICA E ADMINISTRATIVA: MARIA RENATA MACHADO STELLIN Equipe Técnica Conversores Presencial para distância (CPD) - CAROLINA COSTA BATISTA - LUCAS BICUDO TING - KARLA JULIANE DE CARVALHO Filmagem e Edição (FE) - THALITA SANTIAGO DO NASCIMENTO Instrutores Multimídia à distância - IMAD (TUTORIA) - DIEGO DIEGUES FRANCISCA - FELIPE BAFFI DE CARVALHO - RENATA JULIANA LEMOS MARINHO Equipe Administrativa - NEUSA GRASSI DE FRANCESCO - CRISTIANE FIDELIS SOARES RIOS - RAFAEL DA SILVA CRUZ ASSESSORIA DE NOVOS PROJETOS EDUCACIONAIS: VICENTE TUCCI FILHO Equipe Financeira - GUSTAVO SIQUEIRA DO NASCIMENTO ANTONIO Equipe de Divulgação - NATALIA FIRMINO GUCCIONI “Todos os direitos reservados. Proibida a reprodução total ou parcial, por qualquer meio ou processo, sem a prévia autorização de todos aqueles que possuem os direitos autorais sobre este documento”. Sumário eHO –103 Agentes Químicos I, 1o ciclo de 2021. i SUMÁRIO CAPÍTULO 1. FISIOLOGIA RESPIRATÓRIA E AGENTES QUÍMICOS ................................ 1 1.1. INTRODUÇÃO .................................................................................................... 2 1.2. ESTRUTURA DO SISTEMA RESPIRATÓRIO ........................................................ 2 1.3. AR ATMOSFÉRICO. CONCEITO DE PRESSÃO PARCIAL (ANEXO 6 DO PPR DA FUNDACENTRO - PÁGINA 121 A 125) ......................................................................... 8 1.4. A TROCA DE GASES NOS PULMÕES ................................................................... 8 1.5 O CONTROLE DA RESPIRAÇÃO .......................................................................... 10 1.6. CONSUMO DE AR ................................................................................................ 12 1.6.1. O CONSUMO DE AR POR ADULTOS ........................................................... 12 1.6.2. CONSUMO DE AR POR USUÁRIO DE RESPIRADOR .................................. 13 1.7. A INTERAÇÃO ENTRE OS DIVERSOS SISTEMAS DO CORPO: O METABOLISMO ........................................................................................................... 14 1.8 OUTRAS FUNÇÕES DO SISTEMA RESPIRATÓRIO ............................................ 15 1.9 LIMITES DE EXPOSIÇÃO ...................................................................................... 15 1.9.1 DEFINIÇÕES DOS LIMITES DE EXPOSIÇÃO (LIVRETO DA ACGIH/ABHO INTRODUÇÃO) ......................................................................................................... 15 1.9.2. COMENTÁRIOS SOBRE OS LIMITES DE EXPOSIÇÃO ................................ 16 1.9.3. CÁLCULO DO LIMITE DE TOLERÂNCIA SÍLICA LIVRE CRISTALIZADA ..... 16 1.9.4. MISTURAS DE AGENTES QUÍMICOS ........................................................... 16 1.10. TESTES............................................................................................................... 17 CAPÍTULO 2. RISCOS RESPIRATÓRIOS ........................................................................... 18 2.1. INTRODUÇÃO – SOMENTE LEITURA ................................................................. 19 2.2. DEFICIÊNCIA DE OXIGÊNIO ................................................................................ 19 2.2.1. CAUSAS DA DEFICIÊNCIA DE OXIGÊNIO .................................................... 21 2.3. RISCOS RESPIRATÓRIOS - AGENTES QUÍMICOS ............................................ 21 2.3.1. INTRODUÇÃO ................................................................................................ 21 2.3.2. CONTAMINANTES PARTICULADOS ............................................................. 22 2.3.3. CONTAMINANTES PARTICULADOS: CLASSES E EFEITOS SOBRE O ORGANISMO............................................................................................................ 24 2.3.4. PARTICULADOS INALÁVEIS, TORÁCICOS E RESPIRÁVEIS ...................... 24 2.3.5. CONTAMINANTES PARTICULADOS: EFEITOS SOBRE O ORGANISMO .... 25 2.3.6. PARTICULADOS INSOLÚVEIS NÃO CLASSIFICADOS DE OUTRA MANEIRA (PNOS) ..................................................................................................................... 28 2.3.7. AEROSSÓIS FIBROGÊNICOS E NÃO FIBROGÊNICOS ............................... 29 2.4. CONTAMINANTES GASOSOS - CLASSIFICAÇÃO QUÍMICA .............................. 29 2.5. CONTAMINANTES GASOSOS - EFEITOS TÓXICOS SOBRE O ORGANISMO .. 32 2.6. TESTES ................................................................................................................ 39 Sumário eHO –103 Agentes Químicos I, 1o ciclo de 2021. ii CAPÍTULO 3. EQUIPAMENTOS DE PROTEÇÃO RESPIRATÓRIA ................................... 40 3.1. CLASSIFICAÇÃO, CARACTERÍSTICAS E LIMITAÇÕES DOS EQUIPAMENTOS DE PROTEÇÃO RESPIRATÓRIA (PPR – FUNDACENTRO: ANEXO 7, PÁGINA 126 A 147) .............................................................................................................................. 41 3.2. INTRODUÇÃO – CLASSIFICAÇÃO DOS EQUIPAMENTOS DE PROTEÇÃO RESPIRATÓRIA ........................................................................................................... 41 3.2.1. DESCRIÇÃO SUMÁRIA DOS RESPIRADORES PURIFICADORES DE AR PÁG 127 ................................................................................................................... 41 3.2.2. RESPIRADORES PURIFICADORES DE AR NÃO MOTORIZADOS .............. 41 3.2.2.1. Peças semifaciais filtrantes (PFF) ............................................................. 41 3.2.2.2. Respiradores purificadores com peça um quarto facial e semifacial ......... 42 3.2.2.3. Respiradores purificadores com peça facial inteira ................................... 43 3.2.2.4. Detalhes construtivos e o desempenho dos respiradores purificadores .... 44 3.2.3. RESPIRADORES DE ADUÇÃO DE AR (ANEXO 7 PÁG 134) ........................ 45 3.2.3.3. Respiradores de linha de ar comprimido de demanda com pressão positiva .............................................................................................................................. 47 3.2.3.4. Máscaras autônomas ............................................................................... 48 3.2.3.5. Respiradores de linha de ar comprimido com peça facial inteira, de demanda com pressão positiva e cilindro auxiliar .................................................. 50 3.2.3.6. Respiradores de linha de ar comprimido combinado com respiradores purificadores de ar) ............................................................................................... 51 3.3. QUALIDADE DO AR RESPIRÁVEL (PPR – FUNDACENTRO: CAPÍTULO 11 PÁGINA 61 E ANEXO 13, PÁGINA 193 A 198) ............................................................ 51 3.3.1. INTRODUÇÃO ................................................................................................ 51 3.3.2. VERIFICAÇÃO DA QUALIDADE..................................................................... 51 3.4. TESTES ................................................................................................................ 52 CAPÍTULO 4. FILTROS PARA AERODISPERSÓIDES E FILTROS QUÍMICOS ................ 53 4.1. FILTROS PARA AERODISPERSÓIDES ...............................................................54 4.1.1. INTRODUÇÃO ................................................................................................ 54 4.1.2. PENETRAÇÃO E EFICIÊNCIA ....................................................................... 55 4.1.3. MECANISMOS DE CAPTURA DAS PARTÍCULAS ........................................ 56 4.1.4. CLASSIFICAÇÃO DOS FILTROS PARA PARTICULADOS SEGUNDO A NORMA BRASILEIRA ............................................................................................... 58 4.1.5. AS LIMITAÇÕES DOS FILTROS PARA PARTICULADOS ............................. 61 4.1.6. CRITÉRIO PARA TROCA DE FILTROS PARA PARTICULADOS .................. 61 4.1.7. CLASSIFICAÇÃO NORTE-AMERICANA DE FILTROS PARA PARTICULADOS ................................................................................................................................. 62 4.1.8. SELEÇÃO DE FILTROS PARA AERODISPERSÓIDES SEGUNDO O PPR .. 63 4.2. FILTROS QUÍMICOS............................................................................................. 64 4.2.1. MECANISMOS DE RETENÇÃO E MATERIAIS UTILIZADOS ........................ 64 4.2.2. TIPOS E CLASSES DE FILTROS QUÍMICOS ................................................ 65 4.2.3. MÁXIMA CONCENTRAÇÃO DE USO ............................................................ 70 Sumário eHO –103 Agentes Químicos I, 1o ciclo de 2021. iii 4.2.4. INFLUÊNCIA DO CONTAMINANTE ............................................................... 71 4.2.5. INFLUÊNCIA DA UMIDADE DO AR ............................................................... 72 4.2.6. VIDA ÚTIL DE UM FILTRO QUÍMICO E CRITÉRIO DE TROCA .................... 72 4.2.7. PROPRIEDADES DE ALERTA ADEQUADAS ................................................ 74 4.2.8. O FILTRO FBC- COMBINADO ....................................................................... 74 4.2.9. FILTROS COMBINADOS ................................................................................ 75 4.2.10. SELEÇÃO DE FILTROS QUÍMICOS ............................................................ 75 4.2.10.1. Introdução .............................................................................................. 75 4.2.10.2. Seleção .................................................................................................. 75 4.2.10.3 Exemplos de seleção ............................................................................... 76 4.2.11. CLASSIFICAÇÃO DE FILTROS QUÍMICOS NOS ESTADOS UNIDOS ........ 77 4.2.12. CLASSIFICAÇÃO DE FILTROS QUÍMICOS NA COMUNIDADE EUROPEIA ................................................................................................................................. 77 4.2.13. LIMITAÇÕES DOS FILTROS QUÍMICOS ..................................................... 78 4.2.14. CORES ......................................................................................................... 79 4.3. TESTES ................................................................................................................ 80 CAPÍTULO 5. SELEÇÃO DE RESPIRADORES PARA USO ROTINEIRO I ........................ 82 5.1. INTRODUÇÃO (PPR DA FUNDACENTRO: CAPÍTULO 5, PÁGINA 31) ............... 83 5.2. DEFINIÇÕES (PPR DA FUNDACENTRO: ANEXO 1, PÁGINA 71 A 78) .............. 83 5.3. CONSIDERAÇÕES GERAIS (PPR DA FUNDACENTRO: CAPÍTULO 4, PÁGINA 24 A 30) ........................................................................................................................ 88 5.4. RESPIRADORES PARA SITUAÇÕES IPVS, ESPAÇOS CONFINADOS OU ATMOSFERAS COM PRESSÃO REDUZIDA (PPR DA FUNDACENTRO: CAPÍTULO 5, PÁGINA 38 A 42) ......................................................................................................... 88 5.5. SELEÇÃO DE RESPIRADORES CONTRA O M. TUBERCULOSIS ...................... 90 5.5.1. INTRODUÇÃO ................................................................................................ 90 5.5.2.TESTE DA TUBERCULINA OU DO DERIVADO DA PROTEÍNA PURIFICADA (PPD) ........................................................................................................................ 91 5.5.3.TRANSMISSÃO DA DOENÇA ......................................................................... 91 5.5.4. PROTEÇÃO RESPIRATÓRIA CONTRA M. TUBERCULOSIS ....................... 92 5.5.5. REQUISITOS PARA OS RESPIRADORES CONTRA O M. TUBERUCOLOSIS ................................................................................................................................. 93 5.5.6. SELEÇÃO DOS RESPIRADORES CONTRA O M. TUBERUCOLOSIS – CONFORME RECOMENDAÇÕES DO CDC ............................................................ 94 5.6 TESTES ................................................................................................................. 96 CAPÍTULO 6. SELEÇÃO DE RESPIRADORES PARA USO ROTINEIRO II ....................... 97 6.1.SELEÇÃO PASSO A PASSO (PPR DA FUNDACENTRO: CAPÍTULO 5, PÁGINA 31 A 43) ........................................................................................................................ 98 6.2. EXEMPLOS DE SELEÇÃO ................................................................................... 98 6.3. RESPIRADORES PARA SÍLICA CRISTALIZADA ............................................... 105 6.3.1. LIMITES DE EXPOSIÇÃO PARA A SÍLICA .................................................. 105 Sumário eHO –103 Agentes Químicos I, 1o ciclo de 2021. iv 6.3.2. SELEÇÃO ..................................................................................................... 105 6.4 TESTES ............................................................................................................... 107 CAPÍTULO 7. SELEÇÃO DE RESPIRADORES PARA USO ROTINEIRO III .................... 108 7.1. RESPIRADORES PARA AMBIENTES COM DEFICIÊNCIA DE OXIGÊNIO (PPR- FUNDACENTRO: ITEM 5.2.3.2, PÁGINA 42)............................................................. 109 7.2. RESPIRADORES PARA PARTICULADOS (PNOS) – PARTÍCULAS INSOLÚVEIS OU DE BAIXA SOLUBILIDADE NÃO ESPECIFICADA DE OUTRA MANEIRA .......... 112 7.3. RESPIRADORES PARA USO EM ESPAÇOS CONFINADOS (PPR DA FUNDACENTRO: ANEXO 5, ITEM 5.2.2, PÁGINA 39 A 40) ...................................... 114 7.4. SUBSTÂNCIAS CONTRA AS QUAIS NÃO É RECOMENDADO O USO DE PURIFICADORES DE AR (PPR DA FUNDACENTRO: ANEXO 3, ITEM 3.4, PÁGINA 88 A 89) ........................................................................................................................... 114 7.5. TESTES .............................................................................................................. 117 CAPÍTULO 8. EXERCÍCIOS DE SELEÇÃO DE RESPIRADORES PARA DIVERSAS SITUAÇÕES ....................................................................................................................... 118 8.1. SELEÇÃO DE FILTRO PARA PARTICULAS ...................................................... 119 8.2. SELEÇÃO DE FILTRO QUÍMICO ........................................................................ 121 8.3 SELEÇÃO DE FILTRO COMBINADO .................................................................. 122 CAPÍTULO 9. ENSAIOS DE VEDAÇÃO ............................................................................ 125 9.1. INTRODUÇÃO – VERIFICAÇÃO DE VEDAÇÃO E ENSAIOS DE VEDAÇÃO .... 126 9.2. VERIFICAÇÃO DE VEDAÇÃO (FIT CHECK) ...................................................... 126 9.3. ENSAIO DE VEDAÇÃO (FIT TEST) – QUALITATIVOS OU QUANTITATIVOS ... 127 9.4. CRITÉRIO DE ACEITAÇÃO DOS RESPIRADORES DE PRESSÃO NEGATIVA E DE PRESSÃO POSITIVA ........................................................................................... 129 9.5. VANTAGENS E DESVANTAGENS ..................................................................... 129 9.6. INSPEÇÃO, LIMPEZA, HIGIENIZAÇÃO, MANUTENÇÃO E GUARDA DOS RESPIRADORES (PPR DA FUNDACENTRO:CAPÍTULO 10, PÁGINA 60 E ANEXO 12, PÁGINA 188 A 192) .............................................................................................. 130 9.6.1. INTRODUÇÃO .............................................................................................. 130 9.6.2. INSPEÇÃO ................................................................................................... 130 9.6.2.1. O que inspecionar nos respiradores purificadores de ar não motorizados - Exemplos ............................................................................................................ 130 9.6.2.2. O que inspecionar nos respiradores purificadores de ar motorizados ..... 131 9.6.2.3. O que inspecionar nos respiradores de adução de ar ............................. 131 9.6.2.4. O que inspecionar nas máscaras autônomas ......................................... 131 9.7. LIMPEZA E HIGIENIZAÇÃO................................................................................ 131 9.8. MANUTENÇÃO ................................................................................................... 131 9.9. GUARDA ............................................................................................................. 132 9.10. TESTES............................................................................................................. 133 Sumário eHO –103 Agentes Químicos I, 1o ciclo de 2021. v CAPÍTULO 10. PROGRAMA DE PROTEÇÃO RESPIRATÓRIA E LEGISLAÇÃO............ 134 10.1. INTRODUÇÃO................................................................................................... 135 10.2. CONTEÚDO MÍNIMO DE UM PROGRAMA DE PROTEÇÃO RESPIRATÓRIA 135 10.3. ADMINISTRAÇÃO DO PROGRAMA E REGISTROS ........................................ 135 10.4. PROCEDIMENTOS OPERACIONAIS ESCRITOS ............................................ 136 10.5. PROGRAMA DE PROTEÇÃO RESPIRATÓRIA PARA PROFISSIONAIS DA ÁREA DA SAÚDE EXPOSTOS AO M. TUBERCULOSIS ........................................... 137 10.6. SISTEMA BRASILEIRO DE CERTIFICAÇÃO (SBC) ......................................... 139 10.7. CERTIFICAÇÃO DE EPI ................................................................................... 144 10.8. NORMAS BRASILEIRAS DE PROTEÇÃO RESPIRATÓRIA ............................. 144 10.9. TESTES............................................................................................................. 145 BIBLIOGRAFIA .................................................................................................................. 146 ANEXO A ........................................................................................................................... 149 Capítulo 1. Fisiologia Respiratória e Agentes Químicos eHO –103 Agentes Químicos I, 1o ciclo de 2021. 1 CAPÍTULO 1. FISIOLOGIA RESPIRATÓRIA E AGENTES QUÍMICOS OBJETIVOS DO ESTUDO Compreender como funciona o sistema respiratório, como atuam os mecanismos de defesa do nosso organismo contra os materiais inalados, entender o conceito da pressão parcial e sua importância para nossa respiração. Compreender os principais efeitos sobre o organismo dos agentes químicos a melhor aplicação dos limites de exposição. Este capítulo deve ser bem aproveitado pelo aluno porque o uso de respiradores terá sucesso somente quando todos os envolvidos compreenderem claramente as razões pelas quais estão usando o respirador. O conteúdo deste capítulo ajudará o profissional de segurança a preparar material didático destinado à educação e treinamento dos usuários. Capítulo 1. Fisiologia Respiratória e Agentes Químicos eHO –103 Agentes Químicos I, 1o ciclo de 2021. 2 1.1. INTRODUÇÃO Os tecidos do corpo humano necessitam receber continuamente oxigênio e nutrientes os quais chegam transportados pelo sangue e por líquidos que envolvem as células. Dentro das células do corpo humano ocorrem reações químicas que liberam resíduos químicos, substâncias necessárias para o crescimento, e energia. É essa energia que promove a contração muscular, permite a realização do trabalho, a secreção de sucos digestivos, e a condução de sinais pelas fibras nervosas A função do sistema respiratório é levar o oxigênio que está no ar atmosférico para o sangue, e retirar dele, o gás residual proveniente das reações químicas que ocorrem dentro das células. O ar entra e sai dos pulmões pela contração e relaxamento dos músculos respiratórios enquanto o sangue escoa continuamente dentro dos vasos capilares sanguíneos presentes nos pulmões, movido pelo coração. 1.2. ESTRUTURA DO SISTEMA RESPIRATÓRIO O sistema respiratório, representado esquematicamente na Figura 1.1, pode ser dividido em três regiões, que diferem significativamente quanto à estrutura, ao perfil de escoamento do ar no seu interior (laminar, turbulento), à função (dutos condutores, área de troca gasosa) e à sensibilidade perante as partículas depositadas. Figura 1.1. Esquema do sistema respiratório. (Adaptado de Histologia básica, de Junqueira e Carneiro.) A primeira região, é a região da “cabeça ou nasofaringe”, a segunda, a “traqueobrônquica”. Estão fora do tórax. A terceira, é a “alveolar”, que constitui o compartimento intratorácico. O ar penetra no aparelho respiratório pelo nariz ou boca, passa pela faringe e, através da laringe chega à traqueia, que se subdivide em dois brônquios, os quais se subdividem em passagens cada vez menores, que são os bronquíolos e os bronquíolos terminais, até atingirem finalmente os alvéolos. Nesse percurso, o ar passa por, aproximadamente, 23 Capítulo 1. Fisiologia Respiratória e Agentes Químicos eHO –103 Agentes Químicos I, 1o ciclo de 2021. 3 bifurcações a partir da traqueia, até atingir os alvéolos, estando as dezesseis primeiras na região traqueobrônquica, e as restantes, na região alveolar. O sistema muco ciliar As superfícies das duas primeiras regiões que constituem o compartimento extratorácico são cobertas por uma camada de muco secretado por células caliciformes intercaladas com os cílios (ver Figura 1.2). A região condutora de ar, correspondente às 16 primeiras bifurcações e são recobertas pelos cílios e muco. O muco é responsável pelo fornecimento de vapor de água para o umedecer o ar. Os cílios apresentam formato filamentoso, como mostra a Figura 1.2. Medem cerca de 6 µm de comprimento e 0,3 µm de largura, e cada célula da parede contém de 200 a 270 cílios que oscilam produzindo um movimento ondulatório que desloca o muco para a faringe. Quando partículas (agentes químicos ou microrganismos) se depositam nas paredes dos dutos condutores elas são transportadas, como por uma esteira rolante, até a zona de deglutição, onde passam, então, para o trato gastrintestinal. O movimento ciliar pode ficar inibido pela fumaça do cigarro, álcool ou quando a umidade relativa do ar interno cair abaixo de 70% e cessar completamente em umidades muito baixas. Figura 1.2. Microscopia eletrônica de varredura da superfície da mucosa respiratória. C- Célula caliciforme. A maior parte da superfície é coberta por cílios. Na micrografia da direita aparecem acúmulos de muco sobre as células caliciformes (setas finas). (Conforme Histologia básica, de Junqueira e Carneiro.) A primeira região, “região da cabeça ou nasofaringe”; a qual inclui o nariz, boca, faringe e laringe. Nariz A cavidade nasal é formada pelo septo central, duas narinas e, internamente, as cavidades sinoidais (cavidades ósseas interligadas com a nasal cuja finalidade é aquecer e umedecer o ar), obrigam o ar a mudar bruscamente de direção, favorecendo a deposição sobre elas de partículas que não ficaram retidas nos pelos nasais. Na entrada do nariz, ficam os pelos responsáveis pela retenção de partículas grosseiras. Como as superfícies dessa região são recobertas pelo sistemamuco, as partículas depositadas e o muco, se deslocam no sentido da garganta, e, então, deglutidas. Esta região, graças à elevada vascularização, funciona como um condicionador de ar, pois este, ao passar pela região, é filtrado, aquecido até a aproximadamente 37°C e umedecido com vapor de água proveniente das mucosas até quase a saturação). O nitrogênio no ar que respiramos não tem nenhuma função metabólica, mas, como diluente inerte, mantém mecanicamente infladas as cavidades existentes no corpo que ficam cheias de ar, como os alvéolos, ouvido médio e cavidades sinoidais. Capítulo 1. Fisiologia Respiratória e Agentes Químicos eHO –103 Agentes Químicos I, 1o ciclo de 2021. 4 Pode-se perceber quão eficiente é este sistema purificador quando ele é eliminado e a pessoa respira através de um tubo colocado na traqueia (traqueostomia): secura excessiva das passagens aéreas e infecções pulmonares frequentes. Além disso, no nariz localizam-se células receptoras do olfato. Faringe É um tubo que começa no nível do nariz e termina no nível do queixo. Fica na base do crânio, entre a cavidade nasal e as vértebras cervicais. Liga a cavidade nasal à laringe, e serve de passagem para o ar e alimentos e forma uma câmara de ressonância para a fala. A parte inferior da faringe conecta-se com o esôfago (canal de alimentos), e posteriormente, com a laringe (canal de ar). Mede 12 mm de diâmetro e 12 cm de comprimento Quando o alimento toca a superfície da faringe reflexos nervosos fecham as cordas vocais e a epiglote fecha a abertura da laringe permitindo que o alimento entre no esôfago e a seguir para o estomago. A epiglote é uma cartilagem elástica, em forma de lâmina, e serve para impedir que o alimento entre na laringe durante a deglutição. Laringe A laringe é uma estrutura tubular com cartilagem e músculos, com o formato de anel aberto, que liga a faringe com a traqueia. Tem a função de duto condutor de ar. É facilmente percebida na porção superior do pescoço quando se move durante a deglutição. Nesse duto, o alimento não penetra, graças a presença da epiglote, uma cartilagem elástica, em forma de lâmina. São três as funções da laringe: passagem de ar durante a respiração, impedir que alimentos e objetos entrem no trato respiratório, e produzir som. Na primeira região ficam retidas principalmente as partículas maiores que 10 µm. A segunda região é a “traqueobrônquica” que inclui desde a traqueia até os bronquíolos terminais. Assemelha-se a uma árvore invertida, onde o tronco é a traqueia, que se subdivide em ramos cada vez mais finos, constituindo a chamada árvore brônquica. No percurso da traqueia até os alvéolos, o ar passa por, aproximadamente, 23 bifurcações estando as 16 primeiras na região traqueobrônquica e as restantes, na região alveolar. Somente a região das primeiras 16 bifurcações possui o revestimento muco ciliar. Traqueia É uma estrutura tubular com cartilagem e músculos, com o formato de anel aberto e músculos, que vai da laringe até a metade do tórax, onde penetra e subdivide-se em dois brônquios, denominados de brônquios primários. Mede aproximadamente 2 cm de diâmetro e 10 a 12 cm de comprimento. O ar, ao transitar por este duto com vazão de 20 L/min, correspondente a um trabalho leve, apresenta velocidade de 145 cm/s (5km/h). Brônquios A parte da traqueia que está dentro da caixa torácica divide-se em dois brônquios, denominados “brônquios primários”. É formada por anéis de cartilagem em forma de C, empilhados um sobre o outro, formando um duto. A terceira região do sistema respiratório é denominada “alveolar” é onde ocorre a troca gasosa: o oxigênio do ar vai para o sangue, e o gás carbônico, do sangue para o ar contido nos pulmões. Para que haja o contato íntimo entre os gases e o sangue, pouco antes de chegar à área de troca gasosa, os bronquíolos, que ainda são recobertos de muco e cílios, se transformam em bronquíolos terminais, a seguir em bronquíolos respiratórios, dutos alveolares, os átrios, os alvéolos e os sacos alveolares. Todas estas estruturas terminais não contêm mais cílios uma vez que dificultariam a troca gasosa. Os dutos Capítulo 1. Fisiologia Respiratória e Agentes Químicos eHO –103 Agentes Químicos I, 1o ciclo de 2021. 5 alveolares, que iniciam a zona de troca, são condutos longos e tortuosos que possuem em suas paredes alvéolos e sacos alveolares. Bronquíolos Fazem a ligação da traqueia com a região da troca gasosa. São formados de anéis e fibras musculares. Os brônquios se subdividem em dutos cada vez menores, os bronquíolos, que já não possuem anéis. Pouco antes de chegar à área de troca gasosa, os bronquíolos são chamados de bronquíolos terminais. Os bronquíolos ainda se subdividem em dutos minúsculos denominados de dutos alveolares que acabam em estrutura microscópica, denominado alvéolo. Os bronquíolos medem cerca de 2 cm de comprimento e têm diâmetro de 1,7 mm, sendo que a velocidade do ar nessa região cai para 21 cm/s (0,7 km/h). Já nos dutos alveolares, com 1,5 mm de comprimento e 0,7 mm de diâmetro, a velocidade é de 0,08 cm/s (0,003km/h). Essa grande diferença de velocidade nas diferentes regiões altera os mecanismos de deposição das partículas que chegam transportadas pelo ar inalado: ação gravitacional, inércia e movimento browniano, entre outros. Alvéolos Os alvéolos são a última porção da árvore brônquica e os responsáveis pela estrutura esponjosa dos pulmões. São pequenas bolsas abertas, de tecido elástico e permeável a gases, semelhantes a favos de colmeia, com raio médio de 100 µm. Durante a inalação e exalação permanecem sempre cheias de oxigênio, nitrogênio, gás carbônico e vapor de água. Fibras musculares envolvem os bronquíolos e os alvéolos dando sustentação ao sistema. Calcula-se que o número de alvéolos em um adulto saudável atinge cerca de 300 milhões e a área de troca gasosa, varia de 30 metros quadrados na expiração até 100 metros quadrados na inspiração. Como o corpo humano não pode armazenar oxigênio, ele é trocado instantaneamente com o sangue, e no momento necessário. O corpo humano consegue ficar sem comer durante semanas e sem beber por alguns dias, mas, sem oxigênio sobrevive apenas por alguns minutos. Daí a razão da grande área alveolar. A parede alveolar é uma divisória entre alvéolos adjacentes e nela existe a rede de capilares sanguíneos mais rica do organismo, com aproximadamente dois mil quilômetros de comprimento. Capilares vizinhos chegam a se tocar, dando à parede alveolar, o aspecto de um tecido totalmente recoberto por uma camada finíssima de sangue. As paredes dos alvéolos são tão finas (0,2 µm a 0,6 µm), e o diâmetro de muitos capilares tão estreitos, (aproximadamente 5 µm) que as hemácias (diâmetro de 6 µm) ao passarem pelos capilares, aumentam momentaneamente o diâmetro do capilar, favorecendo então a transferência do oxigênio alveolar para a hemácia. A parede entre dois alvéolos vizinhos pode conter um ou mais orifícios, denominados “poros de Kohn”, de 10 µm a 15 µm de diâmetro, que fazem intercomunicação, permitindo igualar a pressão ou, então, realizando uma circulação de ar entre eles, quando uma das entradas estiver obstruída. A mistura gasosa, rica em oxigênio, que chega ao espaço alveolar não fica em contato direto com a parede do alvéolo, pois sobre ela existe uma camada de água, muito fina, sobre a qual existe uma película, quase monomolecular de uma lipoproteína com característica de detergente. Esse detergente diminui cerca de 15 vezes a tensão superficial da primeira camada de moléculas de água, favorecendo com isso, a penetração das moléculas do oxigênio, e facilita também, a expansão dos alvéolos, reduzindo o esforço muscular no movimento respiratório. Sem essas lipoproteínas, a película de água líquida iria se encolher, adquirindo o formato de gotas, que arrastariam consigo a parede alveolar, fechando-os, os pulmões, isto é,expulsando o ar dos alvéolos. Pequenas quantidades dessa substância se dissolvem também na camada inferior de água. Essas lipoproteínas também migram através das paredes para os vasos linfáticos. Capítulo 1. Fisiologia Respiratória e Agentes Químicos eHO –103 Agentes Químicos I, 1o ciclo de 2021. 6 Os vasos linfáticos acompanham os brônquios e os capilares sanguíneos pulmonares. Algumas partículas sólidas como ferro, alumínio e sílica conseguem atravessar a parede alveolar, passam para os capilares linfáticos e podem ser encontradas armazenadas em nódulos do sistema linfático, funcionando como um verdadeiro arquivo morto da vida pregressa quanto aos inalados. Na face interna da parede alveolar, existem algumas células móveis, pertencentes ao sistema imunológico, denominadas macrófagos, que apresentam, algumas vezes, em seu interior, partículas que foram fagocitadas, e que são denominadas “células de poeira”. Alguns macrófagos alveolares, quando cheios de material fagocitado, migram pela árvore brônquica até a faringe e são deglutidos; outros permanecem no tecido alveolar cheios de material fagocitado. Nos capilares sanguíneos que circundam os alvéolos também existem células (linfócitos) que, quando necessário, passam para o lado alvéolo e se transformam em macrófagos. Pulmões São órgãos essenciais na respiração, um em cada lado do tórax onde se efetua a hematose, a oxigenação do sangue. O pulmão é uma estrutura altamente porosa formada pelos alvéolos que permanece continuamente suspensa na cavidade torácica, envolto por duas camadas de tecido, denominado pleura. No espaço entre as duas camadas de pleura existe vácuo permitindo que o pulmão deslize dentro da cavidade torácica durante os movimentos respiratórios de expansão e contração. Quando a cavidade torácica é aumentada, o vácuo existente entre as duas pleuras puxa os pulmões para fora provocando a entrada do ar. Pleura Membrana de dupla camada que envolve cada pulmão. A camada externa (pleura parietal) permanece aderida à cavidade torácica e ao diafragma, penetrando inclusive entre os lobos pulmonares. A camada interna (pleura visceral) reveste a superfície dos pulmões. Entre as duas pleuras há um pequeno espaço (cavidade pleural), sempre em vácuo, preenchido por um líquido lubrificante que permite que uma pleura deslize sobre a outra durante a respiração. Neste item ficamos conhecendo que: • O sistema respiratório é dividido em três regiões: nasofaríngea, traqueobrônquica e alveolar; • Quase todos os dutos condutores são revestidos de cílios e camada de muco; • Os cílios (figura 1.2) são células cujo movimento vibratório provocam no muco um movimento semelhante ao de uma esteira rolante no sentido da zona de deglutição; • Os alvéolos são cavidades com paredes muito finas, onde existem capilares sanguíneos que permitem a troca de oxigênio e gás carbônico; • O contato entre os gases e o sangue é feito através de uma rede de capilares existente na parede dos alvéolos; • Os macrófagos presentes na parede alveolar contribuem para a eliminação de partículas aí depositadas; • Cada zona ou região do trato respiratório desempenha um papel específico (condicionamento, condução e troca gasosa); • A área superficial e o número de passagem do ar aumentam extraordinariamente na medida em que se aproximam dos alvéolos. Capítulo 1. Fisiologia Respiratória e Agentes Químicos eHO –103 Agentes Químicos I, 1o ciclo de 2021. 7 Quadro 1.1 1. Descreva a função da primeira região do sistema respiratório e qual o tamanho das partículas que ficam retidas nessa região. 2. Explique qual a função das células ciliadas encontradas na traqueia e nos brônquios. 3. Qual a função da região alveolar e como é constituída? Na primeira região, o ar é aquecido a 37,0°C e recebe vapor de água até ficar quase saturado. As partículas grandes são retidas nos pelos nasais. A região traqueobrônquica é formada por dutos revestidos de cílios (figura 1.2) que desempenham papel importante na remoção de partículas depositadas. Os dutos vão se subdividindo cada vez mais formando milhões de dutos: bronquíolos, dutos alveolares, etc. Nota 1.1 1. Explique o que acontece com alguns macrófagos após fagocitarem partículas estranhas depositadas no alvéolo. Capítulo 1. Fisiologia Respiratória e Agentes Químicos eHO –103 Agentes Químicos I, 1o ciclo de 2021. 8 Alguns macrófagos alveolares, quando cheios de material fagocitado, migram para a região dos bronquíolos desprovida de cílios e daí atingem a região com cílios/muco da árvore brônquica até a faringe e são deglutidos; outros permanecem para sempre no tecido alveolar cheios de material fagocitado. 2. Responda: onde se localizam os macrófagos? Os macrófagos, como células desenvolvidas, estão presentes na superfície dos alvéolos. Os alvéolos são estruturas altamente porosas irrigadas por vasos capilares sanguíneos. Nesta região não existem cílios e a limpeza (clearance) das partículas depositadas pode ser feita pelos macrófagos que as fagocitam. 1.3. AR ATMOSFÉRICO. CONCEITO DE PRESSÃO PARCIAL (ANEXO 6 DO PPR DA FUNDACENTRO - PÁGINA 121 A 125) 1.4. A TROCA DE GASES NOS PULMÕES Os alvéolos são revestidos externamente por uma extensa rede capilar de vasos sanguíneos. A Figura 1.3 representa apenas um trecho de um vaso capilar ao redor de um alvéolo bem como indica o lado ar e o lado sangue. O espaço entre a parede alveolar e o vaso capilar é denominado de interstício alveolar. A função dos alvéolos é permitir a passagem do oxigênio que está no ar inspirado para a corrente sanguínea, e simultaneamente, em sentido inverso, o dióxido de carbono do sangue para o ar contido nos alvéolos. Essa passagem simultânea e independente para cada um dos dois gases é possível graças a diferença das respectivas pressões parciais entre os dois lados da parede alveolar. É o que será discutido a seguir. Capítulo 1. Fisiologia Respiratória e Agentes Químicos eHO –103 Agentes Químicos I, 1o ciclo de 2021. 9 Figura 1.3. A troca de gases nos pulmões (Os números na figura, sem unidade, correspondem às pressões parciais (pp) expressas em milímetros de coluna de mercúrio, mmHg) (1mm Hg = 0,133 kPa) O ar ambiente inspirado nesta explicação é considerado seco, ao nível do mar, e formado apenas por oxigênio e nitrogênio: 20,9 % O2 e 79,1% N2, ou em termos de pressão parcial: ppO2 = 159 mmHg, e ppN2 = 601 mmHg. Ao passar pelas vias aéreas superiores é aquecido até 37ºC e fica saturado de umidade. Como a água que reveste o trato respiratório está na temperatura de 37ºC é gerada uma pressão de vapor de água = 47 mmHg. Este valor é obtido, por exemplo, em manuais de engenharia em tabelas de pressão de vapor de líquidos em função da temperatura. Os restantes 713 mmHg (isto é: 760 – 47) correspondem ao ar seco, distribuídos na proporção das respectivas porcentagens no ar seco: ppO2 = 20,9 x 713 = 149 mmHg e ppN2 =79,1 x 713 = 564 mmHg. Se o leitor desejar calcular a composição dos gases, em porcentagem, a partir desses valores das pressões parciais, basta usar a definição da pressão parcial apresentada anteriormente. Assim por exemplo, o teor de oxigênio nesse ar saturado de vapor de água será %O2= 149 x 100 / 760 = 19,6. Esse ar úmido (O2, N2 e vapor de água), ao descer pela traqueia, devido a turbulência mistura- se com o ar rico em dióxido de carbono do ciclo respiratório anterior e que permaneceu nos dutos que conduzem o ar do nariz até os alvéolos. Sabe-se que o ar do ciclo anterior e que permaneceu nos dutos do trato respiratório tem composição: 14,5% de oxigênio, 6,2% de vapor de água, 5,3% de dióxido de carbono, e 74,1 % de nitrogênio, ou em termos de pressão parcial: ppO2 = 110 mmHg; ppCO2 = 40 mmHg; ppH2O = 47 mmHg, e ppN2 = 563 mmHg. Como um adulto saudável, emrepouso em cada inspiração enche os pulmões com 500 ml de ar, sendo 350 ml de ar novo que está entrando pela traqueia e 150 ml de ar do ciclo anterior que ficaram nos dutos que conduzem o ar do nariz até os alvéolos, o ar que chega nos alvéolos é uma mistura, cuja composição de cada componente pode ser calculada pela média ponderada desses dois volumes, resultando: 18,1% de oxigênio, 6,2% de vapor de água, 1,6% de dióxido de carbono e 74,1 % de N2, ou em termos de pressão parcial: ppO2 = 137,6 mmHg, ppCO2 = 12,2 mmHg, ppH2O = 47 mmHg, e ppN2 = 563,2 mmHg. Por sua vez, do lado sangue, conforme mostra a figura 1.3, tem-se na artéria pulmonar que leva o sangue para os alvéolos ppO2 = 40 mm Hg e ppCO2 = 46 mmHg. Como se observa nessa figura, para o oxigênio, existe uma diferença de pressão parcial (137,6 mmHg – 40 mmHg) entre os dois lados da membrana permeável que separa os alvéolos dos capilares pulmonares. Essa força motora, irá provocar a passagem de moléculas de oxigênio do alvéolo, lado de pressão mais alta (137,6 mmHg) para o lado de pressão mais baixa (40 mmHg), até que as pressões parciais dos dois lados fiquem iguais (110 mmHg). Desse momento em diante, como as pressões parciais dos dois lados ficaram iguais, o ar do alvéolo não troca mais oxigênio sendo, então, expulso do alvéolo, e o sangue dos capilares que envolvem os alvéolos é enviado para o coração, e daí à todo corpo pela sua ação de bombeamento, retornando ao coração e pulmão com ppO2 =40 mmHg e ppCO2 = 46 mmHg, reiniciando o processo. Capítulo 1. Fisiologia Respiratória e Agentes Químicos eHO –103 Agentes Químicos I, 1o ciclo de 2021. 10 Analogamente para o dióxido de carbono, a passagem é do sangue para o alvéolo, devido a força motora inicial de (46 – 12,2) mmHg até que o equilíbrio seja atingido quando dos dois lados se tem ppCO2 = 40 mmHg. Os valores de equilíbrio: do oxigênio em 110 mmHg e do dióxido de carbono em 40 mmHg, são atingidos quase instantaneamente. Quando um indivíduo executa algum trabalho pesado, ou apresenta problemas respiratórios, a concentração de equilíbrio do oxigênio, e, portanto, a pressão parcial no sangue pode ser bem menor que nos alvéolos, isto é, não ocorre o equilíbrio descrito anteriormente. O nitrogênio no ar que respiramos não tem nenhuma função metabólica, mas como diluente inerte tem a função mecânica de manter infladas as cavidades existentes no corpo que ficam cheias de ar, como os alvéolos, ouvido médio e cavidades sinoidais (cavidades ósseas interligadas com a cavidade nasal cuja finalidade é aquecer e umedecer o ar). Se não existisse o nitrogênio, à medida que o oxigênio vai sendo absorvido pelo sangue, as cavidades, tenderiam a se contrair e colapsar, provocando dor e possíveis consequências sérias. 1.5 O CONTROLE DA RESPIRAÇÃO O oxigênio do ar contido nos alvéolos, por difusão através dos outros gases, chega à parede alveolar e se dissolve na água que a umedece e a atravessa chegando à corrente sanguínea. O oxigênio é levado pelo sangue até as células de todo o corpo: 3% dissolvido na água e 97% combinado com o ferro da hemoglobina, que é parte das células vermelhas. Cada molécula de hemoglobina pode ligar-se a quatro de oxigênio. Só 20% do dióxido de carbono que está no sangue é transportado combinado com a hemoglobina formando a carboxi-hemoglobina. O dióxido de carbono é retirado das células e transportado pelo sangue até os alvéolos: 8% dissolvido no plasma do sangue; 67% combinado com água (CO2 + H2O) gerando o ácido carbônico (H2CO3), que é ionizado (HCO3- + H+); 25% do dióxido de carbono reage com a hemoglobina, como o oxigênio. O teor dos íons H+ no sangue é crucial no controle respiratório, pois o corpo humano é sensível às mudanças da concentração dos íons hidrogênio (H+) no sangue: quando aumenta o H+ no fluido cérebro-espinhal, que circunda o cérebro, sensores sensíveis a essa mudança, enviam sinais ao centro de controle respiratório procurando levar a um novo equilíbrio aumentando a frequência e a volume de ar inspirado. O dióxido de carbono em grandes quantidades representa um risco para o organismo, mas sua completa eliminação seria fatal. A pequena quantidade que permanece no sangue é a responsável por processos químicos do corpo, pois mantém a acidez correta nos líquidos do corpo e também controla a respiração através do seu efeito sobre o centro respiratório do cérebro. Nestes itens, ficamos conhecendo: • Que o ar atmosférico seco é uma mistura de gases, sendo os mais importantes: oxigênio (20,93%), nitrogênio (78,1%), outros gases (1%) (Anexo 6 do PPR – Fundacentro - Quadro 1 - página 121); • O ar ambiente é uma mistura de gases e vapor de água. O ar seco é praticamente formado de 21% de Oxigênio, 78% de Nitrogênio e restante gases inertes, que Capítulo 1. Fisiologia Respiratória e Agentes Químicos eHO –103 Agentes Químicos I, 1o ciclo de 2021. 11 geralmente são incorporados, para fins de cálculo, ao nitrogênio resultando: 21% de O2 e 79% N2. • Que a pressão parcial é uma grandeza importante na troca gasosa e pode ser calculada através da porcentagem do componente e da pressão da mistura; • A passagem de um componente de uma mistura de gases que está no alvéolo, para a corrente sanguínea, depende da diferença da pressão parcial nos dois locais (figura 1.3); • Que a pressão parcial do oxigênio diminui ao chegar na traqueia devido à presença do vapor de água; • Que a diferença de pressão parcial no início da troca gasosa (no ciclo respiratório) é 97,6 (137,6-40) mmHg e no fim é de zero (110-110) mmHg. • Que o modo correto de estudar a deficiência de oxigênio é empregando o conceito de pressão parcial e não somente da porcentagem de oxigênio. Quadro 1.2 1. Quais os dois gases que estão em maior porcentagem no ar atmosférico seco? 2. Sendo a pressão atmosférica em São Paulo igual a 695 mmHg e a % de oxigênio e nitrogênio constantes com altitude igual a 21% e 79% respectivamente, calcular o ppO2 e ppN2 em São Paulo e ao nível do mar. Indique o valor da soma das pressões parciais em cada local. Capítulo 1. Fisiologia Respiratória e Agentes Químicos eHO –103 Agentes Químicos I, 1o ciclo de 2021. 12 1.6. CONSUMO DE AR 1.6.1. O CONSUMO DE AR POR ADULTOS O quadro 1 apresenta o volume minuto para diferentes atividades conforme a norma ISO. Os níveis de esforço vão desde trabalho leve até trabalho muito pesado. Refere-se às atividades do dia-a-dia que podem se repetir várias vezes ao dia, durante 5 dias por semana. São valores médios para uma jornada, incluindo os tempos de parada. As três últimas classes referem-se às atividades em períodos de tempo limitado, que podem se repetir durante atividades de resgate, de segurança ou de combate a incêndio. Esses valores são a média para somente o período de atividade e incluem o uso de respiradores. Quadro 1.1. Consumo de ar em diferentes níveis de esforço (ISO 16975.1- PPR - Fundacentro página 92) Nível de esforço Classificação Volume minuto (L/min) Exemplos de atividades e trabalhos Trabalho Leve 20 Média para a jornada total, incluindo os tempos de parada. Sentado confortavelmente: trabalho manual leve (escrever, digitar, desenhar, costurar, escrituração contábil); trabalhos com as mãos e braços (pequenas ferramentas de bancada, inspeção, seleção ou montagem de materiais leves); trabalhos com braços e pernas (dirigir veículos em condições normais, acionar chaves ou pedais com os pés; em pé com furadeira (peças pequenas), ou com retífica manual (peças pequenas); enrolar bobinas; operar máquinas de baixa potência). Trabalho Moderado 35 Média para a jornada total, incluindo os tempos de parada. Trabalho contínuo com mãos e braços (bater pregos, desbastar, limar, lixar); trabalhos com braços e pernas (operação de caminhõesfora-de-estrada, tratores ou equipamentos de construção); trabalho com braços e tronco (com marteletes pneumáticos, montagem de tratores, rebocar paredes, movimentação intermitente de materiais moderadamente pesados, capinar, colher frutas ou legumes, puxar ou empurrar carretas leves ou carrinhos-de-mão, forjar peças, caminhar a uma velocidade até 5,5 km/h). Trabalho Pesado 50 Média para a jornada total, incluindo os tempos de parada. Trabalho intenso de braços e tronco (carregando materiais pesados, trabalho com pá, com marreta, serrar, trabalhos com plaina manual ou formão em madeira dura, com cortadores de grama manual, cavar, puxar ou empurrar carretas e carrinhos- de-mão pesadamente carregados, raspar e aparar peças fundidas, assentar blocos de concreto). Trabalho Muito pesado 65 Média para a jornada total, incluindo tempos de parada. Atividade muito intensa a um ritmo acelerado (trabalhos com machado; cavar ou trabalhar intensamente com pá; subir degraus, rampas ou escadas; caminhar rapidamente com pequenos passos; correr; caminhar a uma velocidade superior a 5,5 km/h). Trabalho Muito muito pesado 85 Trabalho contínuo de até 2 horas sem interrupção. Trabalho de resgate com equipamentos pesados e/ou equipamentos de proteção individual; escape de minas ou túneis; indivíduos em boa condição física exercendo 50 – 60% de sua capacidade aeróbica máxima; caminhar rápido ou correr com equipamentos de proteção individual e/ou ferramentas ou materiais; caminhar a 5 km/h em rampa com 10% de elevação. Capítulo 1. Fisiologia Respiratória e Agentes Químicos eHO –103 Agentes Químicos I, 1o ciclo de 2021. 13 Trabalho Extremamente Pesado 105 Trabalho contínuo de até 15 minutos sem interrupção. Trabalho de combate a incêndio e resgate de alta intensidade; indivíduos em boas condições físicas e bem treinados exercendo 70 – 80% de sua capacidade aeróbica máxima; inspeção em espaços contaminados; rastejar e escalar obstáculos; remover escombros/entulhos; carregar mangueira; caminhar a 5 km/h em rampa com 15% de elevação. Trabalho Máximo 135 Trabalho contínuo de até de 5 minutos sem interrupção. Trabalho de resgate e combate a incêndio na intensidade máxima; indivíduos em boas condições físicas e bem treinados exercendo 80 – 90% de sua capacidade máxima de trabalho físico; subir degraus e escadas em alta velocidade; remover e transportar vítimas; caminhar a 5 km/h em rampa com 20% de elevação. 1.6.2. CONSUMO DE AR POR USUÁRIO DE RESPIRADOR O valor do parâmetro volume minuto é muito útil para o profissional que necessita prever o consumo de ar por usuários de respiradores do tipo de adução de ar, como é mostrado a seguir. Observe o leitor que, quando a respiração é normal, o ar que entra em um minuto no sistema respiratório, o faz em pequenas porções de 500mL, somente durante a inspiração e repetidas 12 vezes, resultando um volume total de 6 litros. Como o tempo de inspiração é praticamente a metade do ciclo respiratório, os 6 L entram no pulmão em apenas meio minuto. Outro fato que se deve levar em conta, é que os 500 ml de ar não entram continuamente com vazão constante de 100 ml/s (ou seja 6L/min). A vazão de ar (quantidade de ar expressa em L/min) no início da inspiração é zero, cresce até um valor máximo, aproximadamente três vezes o valor do volume minuto, isto é 18 L/min, e depois volta a decrescer até zero. Isto significa que, se o trabalhador estiver utilizando um respirador no qual o ar chegue através de uma válvula operando no modo contínuo e num valor constante, ele deverá receber, durante a inspiração normal, ar em quantidade suficiente, também nesse momento de pico, isto é, a vazão deve ser igual a três vezes o valor do volume minuto. Como a inspiração representa apenas a metade do ciclo respiratório, o ar a ser fornecido deve ser multiplicado por dois. Resumindo, o usuário deverá receber 6x3x2=36 L/min. Se receber menos que isso, irá sentir “falta de ar” durante a maior parte do tempo de uso do respirador. Como o volume minuto e a frequência respiratória aumentam com o nível de esforço, as normas de respiradores de adução de ar especificam para os que operam no modo fluxo continuo recebam no mínimo, 120 L/min se a cobertura das vias respiratórias for com vedação facial (peça semifacial e facial inteira) e 170 L/min se for sem vedação facial (capuz, por exemplo). No caso analisado, é evidente que estará chegando ao respirador ar em excesso de ar em relação ao que ele vai inspirar. É um desperdício! Se, porém, o trabalho for muito pesado, o consumo de ar pelo usuário (respirador, operando em fluxo continuo), no pico de inalação, seria de 65x3x2 = 390 L/min. Como a norma exige 120 L/min o usuário sentirá falta de ar e deverá reajustar a válvula de fluxo de ar; Se o respirador, porém, possuir uma válvula de demanda, que libera o ar, somente, quando e em quantidade solicitada pela respiração do usuário, o consumo de ar seria de apenas o necessário, isto é, 6L/min. Essas válvulas são projetadas para suprirem até 300 Capítulo 1. Fisiologia Respiratória e Agentes Químicos eHO –103 Agentes Químicos I, 1o ciclo de 2021. 14 L/min, e no exemplo discutido, se o trabalho for muito pesado, a consumo seria de apenas 65 L/min. (*) O leitor deve ficar atento à diferença conceitual entre volume minuto e vazão. A vazão de um gás indica a quantidade do gás, expressa em volume, que escoa na unidade de tempo/tempo. Por exemplo, litros/min, cm3/min. Dizer que a vazão de ar em um respirador deve ser de no mínimo 120 L/min significa que em cada minuto ele deve receber 120 litros de ar de modo contínuo. O volume minuto utiliza a mesma unidade L/min, mas tem significado diferente. 1.7. A INTERAÇÃO ENTRE OS DIVERSOS SISTEMAS DO CORPO: O METABOLISMO No esquema bastante simplificado da Figura 1.4, denominado metabolismo, podem- se observar o uso do oxigênio pelo corpo e a integração entre alguns sistemas do corpo humano. De maneira muito simplificada, pode-se dizer que o corpo humano é formado por um arranjo ordenado de bilhões de minúsculas fornalhas, denominadas células: o corpo recebe alimento no trato digestivo e o transforma em combustível na forma de compostos contendo carbono, hidrogênio e oxigênio (CHO), como, por exemplo, a glicose (C6H12O6). Esse combustível, é transportado até as células pela corrente sanguínea. O oxigênio necessário para queimar o combustível é oferecido pelo ambiente e, através dos alvéolos, transportado pelo sangue, chega às células. Nas células, a glicose combina com o oxigênio e produz dióxido de carbono, água e energia: CHO + oxigênio (O2) = CO2 + H2O + energia Figura 1.4. Esquema do processo metabólico Capítulo 1. Fisiologia Respiratória e Agentes Químicos eHO –103 Agentes Químicos I, 1o ciclo de 2021. 15 A energia gerada é usada para a ação muscular, como realização de trabalhos; manter a temperatura do corpo; e a manutenção do funcionamento dos diversos sistemas do corpo humano. A energia correspondente ao trabalho mecânico para funcionamento dos órgãos é muito menor que àquela para aquecer o corpo. O dióxido de carbono é eliminado através dos alvéolos e a água, contendo resíduos dissolvidos do processo metabólico, pelos rins. Se o indivíduo apresenta problemas respiratórios como os provocados pela deposição de partículas nos alvéolos, conhecidos como pneumoconiose, e dependendo do grau de dano dos tecidos alveolares, a troca gasosa pode ser altamente prejudicada; com isso, a quantidade de oxigênio que chega às células é tão pequena que a energia gerada pode não ser suficiente para a realização de movimentos, como andar. Para suprir essa falta de oxigênio, o organismo tenta se adaptar aumentando a frequência respiratória e o número de batimentos cardíacos, com vistas a compensar a deficiência de oxigênioem nível celular, de tal modo que acabam provocando danos no sistema cardiovascular. A energia necessária para realizar cada atividade muda com o nível de esforço, esses dados podem ser observados no Anexo 3 da NR 15 - Quadro 3 (“Taxas de metabolismo por tipo de atividade”). 1.8 OUTRAS FUNÇÕES DO SISTEMA RESPIRATÓRIO Certas porções do sistema respiratório também têm outras funções aproveitando o movimento do ar: a mucosa olfativa na cavidade nasal funciona como receptora de sensações olfativas e a laringe, na fonação. As cordas vocais são parte da laringe e são responsáveis pela produção do som. Na cavidade nasal e na membrana que recobre o septo nasal encontram-se as células responsáveis pela geração de impulsos nervosos, que, quando há contato com moléculas de contaminantes, permitem a detecção de odores. Essa capacidade de detecção varia muito entre indivíduos e devido ao fenômeno conhecido como fadiga olfativa ela pode diminuir com o tempo elevando o limite de detecção de odor. Deve-se ter presente que o limiar de odor de uma substância não tem correlação com a sua toxidez. Nestes itens ficamos conhecendo que: • O oxigênio é utilizado pelas células para gerar energia; • O CO2 presente no ar expirado provém da reação do oxigênio com um açúcar (glicose) dentro das células; • O oxigênio do ar inspirado e o alimento ingerido (transformado em açúcar) chegando às células são transformados em CO2, água e energia (figura 1.4). 1.9 LIMITES DE EXPOSIÇÃO 1.9.1 DEFINIÇÕES DOS LIMITES DE EXPOSIÇÃO (LIVRETO DA ACGIH/ABHO INTRODUÇÃO) Estas definições já são conhecidas dos alunos, mas como a seleção dos respiradores é feita, entre outros parâmetros, comparando a concentração de exposição do trabalhador a um agente químico com o seu limite de exposição, é fundamental que você conheça as diversas definições dos limites de exposição, bem como suas limitações. Conheça, no Capítulo 1. Fisiologia Respiratória e Agentes Químicos eHO –103 Agentes Químicos I, 1o ciclo de 2021. 16 mínimo, as definições do Limite de exposição (NR15), TLV’s e da concentração IPVS. Deve ficar clara a diferença entre IPVS, TLV-C e TLV-STEL. Resolva o exercício proposto no exercício 1.1. Exercício 1.1 Procure no Programa de Proteção Respiratória da Fundacentro (Anexo 1, Item 3) o nome da publicação do NIOSH onde devem ser procurados os valores da concentração IPVS (sob o título IDLH). Procure o valor IPVS no site www.cdc.gov/niosh/npg os valores para amônia (ammonium) e cloro (clorine). 1.9.2. COMENTÁRIOS SOBRE OS LIMITES DE EXPOSIÇÃO É uma revisão útil de conceitos de Higiene Ocupacional. Esses comentários devem ser lidos atentamente e para serem bem compreendidos é conveniente consultar a citada publicação da ACGIH e traduzida pela ABHO, e localizar substâncias acompanhadas pelas palavras “pele”, “sensibilizante”, etc. 1.9.3. CÁLCULO DO LIMITE DE TOLERÂNCIA SÍLICA LIVRE CRISTALIZADA Observe que conforme o Anexo 12 da NR-15 Limites de tolerância para poeiras minerais, onde o limite de tolerância para poeira respirável contendo Sílica Livre Cristalizada (quartzo = SiO2) – expresso em mg/m3 é dado pela seguinte fórmula: LT = 8 %𝑆𝑖𝑂2+2 =mg/m³ 1.9.4. MISTURAS DE AGENTES QUÍMICOS No Capítulo 5 do Programa de Proteção Respiratória – Procedimento para seleção dos respiradores item (f) (página 33), lê-se “Se mais de uma substância estiver presente, avaliar os efeitos aditivos ou sinérgicos de exposição em vez de considerar o efeito isolado de cada substância”. É obrigatória a leitura e perfeita compreensão do Anexo E “Limites de Exposição (TLV’s) para misturas” da última edição da publicação “TLV’s e BEI’s da ACGIH”. http://www.cdc.gov/niosh/npg Capítulo 1. Fisiologia Respiratória e Agentes Químicos eHO –103 Agentes Químicos I, 1o ciclo de 2021. 17 1.10. TESTES 1. A ppO2 de uma mistura gasosa com 18% de O2 em uma pressão de 700mmHg é: a) 252 mmHg. b) 420 mmHg. c) 159 mmHg. d) 126 mmHg. e) 110 mmHg. 2. Os cílios recobrem: a) Os dutos alveolares. b) A região traqueobrônquica. c) A região alveolar. d) Somente a região de troca gasosa. e) Os bronquíolos respiratórios. 3. A energia gerada nas células provém: a) Do movimento dos membros superiores e inferiores. b) Do ar inalado. c) Da reação do oxigênio com açúcar. d) Do calor externo. e) Do sistema circulatório. 4. Entre a traqueia e os alvéolos quantas bifurcações existem a) 16. b) 10. c) 23. d) 12. e) 2. 5. O principal mecanismo de limpeza da árvore brônquica é: a) Tosse. b) Macrófagos. c) Transporte mucociliar. d) Sistema imunológico. e) Reação em nível celular. Capítulo 2. Riscos Respiratórios eHO –103 Agentes Químicos I, 1o ciclo de 2021. 18 CAPÍTULO 2. RISCOS RESPIRATÓRIOS OBJETIVOS DO ESTUDO Conhecer os danos à saúde ou à vida do trabalhador, devidos aos riscos respiratórios que podem resultar da sua permanência em ambiente com deficiência de oxigênio ou que apresentem agentes químicos como contaminantes do ar atmosférico ambiente. Nesse capítulo será abordado o que é deficiência de oxigênio em nível fisiológico, suas consequências para organismo humano e como um ambiente pode tornar-se deficiente de oxigênio. As medidas de proteção respiratória que devem ser adotadas para evitar a inalação de ar deficiente de oxigênio serão estudadas na aula que tratará de seleção de respiradores. Capítulo 2. Riscos Respiratórios eHO –103 Agentes Químicos I, 1o ciclo de 2021. 19 2.1. INTRODUÇÃO – SOMENTE LEITURA Ler PPR DA FUNDACENTRO: • Capítulo 4, páginas 24 a 30; • Capítulo 5, item 5.2, páginas 38 a 42; • Anexo 1 – páginas 71 a 78; • Anexo 3 – páginas 84 a 90. Com essa leitura, você ficará conhecendo algumas definições importantes: atmosfera normal, atmosfera IPVS e não IPVS, e espaço confinado. É importante que você entenda a Figura 1 pág. 84; “Classificação dos Riscos Respiratórios”, a qual resume todos os riscos respiratórios a que um trabalhador pode eventualmente ficar exposto no desempenho de suas atividades. Quadro 2.1. Transcrever do texto as seguintes definições: Atmosfera Perigosa = Atmosfera IPVS) = Espaço confinado = 2.2. DEFICIÊNCIA DE OXIGÊNIO Neste item ficamos conhecendo que: • A deficiência de oxigênio não apresenta sinais de alerta e frequentemente é fatal. • É comum na indústria e na agricultura (silos); Ambientes com teor de oxigênio entre 21% e 18% A deficiência de oxigênio pode ser IPVS ou não IPVS; • A NR 6 e NR 15 consideram um ambiente deficiente de oxigênio quando sua porcentagem está abaixo de 18; Capítulo 2. Riscos Respiratórios eHO –103 Agentes Químicos I, 1o ciclo de 2021. 20 • Os efeitos da deficiência de oxigênio em humanos variam muito com o teor de oxigênio como se pode ler no PPR – Fundacentro – Anexo 6 - pagina 121 a 125. • A asfixia está relacionada com a ppO2 e não somente com a porcentagem de oxigênio no ambiente; • Um ambiente, dependendo da altitude e da aclimatação do indivíduo, mesmo com 21% de oxigênio, poderá ser considerado como deficiente de oxigênio e fatal para humanos; • A porcentagem de oxigênio no ar ambiente não varia com a altitude. Para verificar que você está entendendo o assunto, responda as perguntas da Nota 2.1 e resolva o exercício da Nota 2.2. Importante: Leia no livreto de TLV’s e BEI’s da ACGIH edição 2021 o APÊNDICE F sobre “conteúdo mínimo de oxigênio”. Nota 2.1 1. Considerando o que foi discutido na Aula 1 sendo a ppO2 no fim do ciclo respiratório 110 mmHg, verificar no PPR FUNDACENTRO ANEXO 6, Figura 1 e Tabela 1, pagina 124 e 125 o valor da porcentagem saturação da hemoglobina é igual: 96% 2. Na situação IPVS, no fim do ciclo respiratório, a ppO2 sendo 48 mmHg, (pág. 124 e125) a saturação da hemoglobina é igual: 83% Compare os dois valores da % de saturação obtidos nas duas perguntas anteriores e observe como o organismo humano é sensível a pequenas variações da porcentagem de saturação. Basta a saturação cair de 96% para 80%, valores relativamente altos, para que os sintomas passem de nenhum para danos graves ou morte. Nota 2.2 Calcular o teor de oxigênio em um ambiente ao nível do mar que provoca, em um trabalhador não aclimatizado, os mesmos efeitos que o provocado pela inspiração de ar com 21% de oxigênio, na altitude de 3030m. Compare o resultado obtido com o apresentado na Tabela.1 – página 125: Capítulo 2. Riscos Respiratórios eHO –103 Agentes Químicos I, 1o ciclo de 2021. 21 110 mmHg = x × 760 100 ⟹ x = 14,5% A tabela 1 indica que na ppO2 de 110 mmHg, a porcentagem de oxigênio é 14%. 2.2.1. CAUSAS DA DEFICIÊNCIA DE OXIGÊNIO Neste item ficamos sabendo que: • Um ambiente pode tornar-se deficiente de oxigênio devido ao consumo do oxigênio do ar ambiente, à diluição por gases ou vapores, e também devido à adsorção; • Acidentes fatais provocados por deficiência de oxigênio podem acontecer quando menos se espera; • Certos agentes químicos (monóxido de carbono, ácido cianídrico) inalados podem provocar asfixia ao impedirem que o oxigênio chegue às células do organismo. 2.3. RISCOS RESPIRATÓRIOS - AGENTES QUÍMICOS 2.3.1. INTRODUÇÃO Os vários riscos ambientais que podem causar nos trabalhadores doenças ocupacionais ou significativo desconforto podem ser devidos aos agentes químicos, físicos, biológicos ou ergonômicos. Os agentes químicos atuam devido à presença de substâncias, compostos ou produtos em concentrações relativamente elevadas, na forma de particulados sólidos ou líquidos, gases e vapores. Os agentes biológicos são capazes de causar doenças em humanos em razão da presença de qualquer organismo vivo, como insetos, fungos, bactérias, parasitas, protozoários, vírus, entre outros. Muitas vezes, aparece como contaminante de resíduos vegetais, como no bagaço da cana. Muitas vezes aparecem simultaneamente com os agentes químicos. É de fundamental importância, conhecer os produtos químicos utilizados na empresa. As informações desejadas podem ser obtidas na Ficha de Informação e Segurança de Produto Químico (FISPQ), pelo fabricante, fornecedor, ou importador, e, de modo mais completo, através do Material Safety Data Sheet (MSDS), que contém o resumo das informações a respeito dos efeitos sobre a saúde, segurança e toxicologia. Deve-se levar em conta que alguns produtos industriais podem ser relativamente inertes nas condições ambientais, mas, quando aquecidos durante o processamento, podem se decompor e liberar substâncias altamente tóxicas. Daí a importância de se conhecer também os produtos gerados nessas circunstâncias. Considerar, por exemplo, que a presença de gases biologicamente inertes, mas, em alta concentração no ar, como o nitrogênio, podem produzir situações fatais devido à deficiência de oxigênio. Uma vez estudado o primeiro dos riscos respiratórios, a seguir serão estudados os riscos devidos à inalação de agentes químicos. Alguns dos temas abordados nesse item Capítulo 2. Riscos Respiratórios eHO –103 Agentes Químicos I, 1o ciclo de 2021. 22 podem ter sido estudados em outras disciplinas do curso e o conteúdo aqui apresentado é uma revisão. Recomenda-se também as leituras: PPR – Fundacentro (Página 24 a 30 e anexos 1 e 3) e ACGIH (anexos A; B; C e D) 2.3.2. CONTAMINANTES PARTICULADOS Neste item ficamos conhecendo: • O significado dos termos aerossol e aerodispersóide; • O significado do termo diâmetro aerodinâmico de uma partícula O significado correto dos termos: poeira, névoa, fumos, neblina e fumaça; • Que o tamanho das partículas que constituem os aerossóis varia numa faixa razoável de tamanho; • Que os líquidos sempre emitem vapores e que, em uma névoa de um agente químico, sempre se deve considerar a presença das partículas líquidas e do vapor do liquido. Os contaminantes particulados podem ser classificados de acordo com o seu estado físico e propriedades ou de acordo com as reações que o organismo humano apresenta quando esses materiais são inalados. Inicialmente, será apresentada a classificação de acordo com o estado físico e, posteriormente, de acordo com as reações do organismo. Uma suspensão de partículas no ar recebe o nome genérico de aerossol, ou aerodispersóide. No aerossol, a fase contínua ou meio de dispersão é o ar, e a fase descontínua ou dispersa são as partículas. De acordo com o seu estado físico e propriedades, os contaminantes particulados podem apresentar-se como poeiras, névoas, fumos, neblinas, fumaça e radionuclídeos. As partículas podem ser sólidas ou líquidas. Como a forma das partículas sólidas em geral é irregular, é comum caracterizar seu tamanho sob o título “diâmetro aerodinâmico”, que representa a dimensão de uma partícula imaginária de formato esférico com densidade unitária e que tem o mesmo comportamento aerodinâmico, isto é, velocidade de deposição da partícula real, que tem formato e densidade próprios. O diâmetro aerodinâmico de uma partícula difere da sua dimensão efetiva, assim, por exemplo, a velocidade de sedimentação de uma partícula esférica de um sólido com densidade 4 g/cm3, com 5 µm de diâmetro é 0,22 cm/s. O diâmetro da partícula esférica com densidade de 1g/cm3, que se sedimenta com a velocidade de 0,22 cm/s é a partícula com diâmetro de 8,6 µm. Portanto, o diâmetro aerodinâmico da partícula original é 8,6 µm. A concentração dos aerossóis é expressa geralmente em mg/m3. No caso do asbesto, é usual a unidade fibras/cm3. Os aerossóis são constituídos por partículas com diâmetro aerodinâmico na faixa de 0,01 µm a 100 µm. Certas palavras utilizadas em higiene ocupacional têm significado preciso, como poeira, névoa, fumos, gás e vapor. Devem ser compreendidas e utilizadas corretamente para poder, por exemplo, aplicar os critérios de seleção de filtros químicos e para particulados contidos no Programa de Proteção Respiratória, bem como para preparar procedimentos de segurança, compra de equipamentos, avaliações de exposição, etc. Capítulo 2. Riscos Respiratórios eHO –103 Agentes Químicos I, 1o ciclo de 2021. 23 Na figura 2.1 a seguir, localize e confira o tamanho de alguns aerossóis, como névoas, poeiras, fumos, esporos, bactérias, vírus. Observe a posição relativa da faixa de variação do diâmetro desses aerossóis. Figura 2.1. Tamanho das partículas de diversos aerossóis (Traduzido de Leidel, N at alli) O risco respiratório presente: • No lixamento de uma parede de concreto aparente é poeira de cimento. • No corte com disco diamantado à úmido de placas de ardósia é principalmente névoa de água com partículas sólidas de ardósia no seu interior. • No corte com disco diamantado à seco de placas de ardósia é principalmente poeira de ardósia. • No borbulhamento de ar numa lagoa de tratamento de resíduos líquidos aquosos é a névoa do líquido presente na lagoa ou da suspensão (liquido + sólidos) em suspensão na lagoa. • Em um procedimento de solda elétrica de dois metais são os fumos metálicos e gases, como o NOx. • Na queima de resíduos sólidos em uma fogueira é a fumaça. • Em uma névoa de álcool etílico é a névoa (gotículas de álcool) + vapor de álcool. Capítulo 2. Riscos Respiratórios eHO –103 Agentes Químicos I, 1o ciclo de 2021. 24 • Em uma névoa de tinta à base de cromato de chumbo e com solvente orgânico estão presentes gotículas do solvente, partículas de cromato de chumbo no interior das gotículas e vapor do solvente. • Durante o acionamento de uma válvula Hydra em um vazo sanitário recém utilizado forma-se névoa contendo os sólidos e os líquidos que se encontram no vaso(risco químico e biológico). 2.3.3. CONTAMINANTES PARTICULADOS: CLASSES E EFEITOS SOBRE O ORGANISMO A deposição das partículas no trato respiratório é função do seu diâmetro aerodinâmico e os principais mecanismos que contribuem para essa deposição são a inércia, a sedimentação, a interceptação direta e o movimento browniano (difusão). Convém observar que estes mecanismos também atuam na retenção de partículas pelas fibras de um filtro para particulados e que serão discutidos posteriormente. Para haver penetração de partículas nos pulmões, é necessário que seu diâmetro esteja na faixa de tamanhos que constitui a fração respirável, isto é, com diâmetro aerodinâmico inferior a 10 µm. A composição química da fração respirável de um aerossol nem sempre é igual àquela do material bruto que o gerou. A deposição das partículas varia com as condições fisiológicas da respiração do indivíduo e com a região do trato respiratório. 2.3.4. PARTICULADOS INALÁVEIS, TORÁCICOS E RESPIRÁVEIS Em vez de classificar os particulados em inaláveis e respiráveis, o Comitê de TLVs da ACGIH, considerando a região de deposição no trato respiratório e o tamanho das partículas expresso em termos do diâmetro aerodinâmico, divide os particulados suspensos no ar em três classes, inaláveis, torácicos e respiráveis. Este critério considera que “o risco potencial depende do tamanho da partícula, bem como da concentração em massa devido: 1) aos efeitos do tamanho da partícula no local de deposição no interior do aparelho respiratório e, 2) à tendência das várias doenças ocupacionais estarem associadas com o material depositado em regiões específicas do aparelho respiratório. ” Os TLVs por seleção de tamanho das partículas são expressos em três formas: • (MPI — TLV) TLV para Massa de Particulado Inalável. Para aqueles materiais que oferecem risco quando depositados em qualquer parte do trato respiratório. São partículas com diâmetro de corte para 50% da massa das partículas igual a 100 µm. • (MPT — TLV) TLV para Massa de Particulado de Penetração Torácica. Para aqueles materiais que oferecem risco quando depositados em qualquer lugar no interior das vias aéreas dos pulmões e da região de troca de gases. São partículas com diâmetro de corte para 50% da massa das partículas igual a 10 µm. • (MPR — TLV) TLV para Massa de Particulado Respirável. Para aqueles materiais que oferecem risco quando depositados na região de troca de gases. São partículas com diâmetro de corte para 50% da massa das partículas igual a 4 µm. Assim, sabemos o significado das expressões: fração de partículas inaláveis, respiráveis e torácicas. Verificamos também no Anexo C do livreto de TLVs da ACGIH Capítulo 2. Riscos Respiratórios eHO –103 Agentes Químicos I, 1o ciclo de 2021. 25 2021 que os valores 100 µm, 10 µm e 4 µm correspondem ao valor da fração coletada pelo instrumento de 50%. 2.3.5. CONTAMINANTES PARTICULADOS: EFEITOS SOBRE O ORGANISMO Dependendo da natureza das partículas, da sua toxidade e da atuação dos mecanismos de defesa (transporte mucociliar e ação dos macrófagos alveolares), os efeitos sobre o organismo são diversos e incluem doenças pulmonares, efeitos sistêmicos, câncer, irritação, mutação e alterações genéticas. Doenças pulmonares As partículas inaladas podem se depositar no trato respiratório e provocar reações no próprio local, que vão desde uma irritação aguda das vias aéreas até uma reação pulmonar por hipersensibilidade, dependendo da atividade biológica da substância invasora e dos seus contaminantes. As partículas menores que 5 µm atingem os alvéolos facilmente e causam alguns efeitos, sendo que o mais simples é a deposição sobre o tecido alveolar sem provocar danos. As doenças pulmonares causadas pelos particulados incluem a fibrose, a bronquite (produção excessiva de muco), a asma (constrição dos dutos bronquiais) e o câncer. As respostas à inalação de poeiras inorgânicas dependem da natureza, dose e tempo de exposição a elas, e podem ser modificadas por fatores imunológicos, pela presença simultânea de outros tipos de poeiras e pela pré-existência de outras doenças pulmonares. A pneumoconiose significa acúmulo de partículas nos pulmões e as consequentes reações do tecido pulmonar. Na exposição a poeiras formadas por fibras de asbesto, sua dimensão é fator determinante: a maioria das fibras com comprimento menor que 3 µm deposita-se nos dutos alveolares e nos bronquíolos respiratórios e é envolvida pelos macrófagos. Muitas dessas fibras podem ser transportadas para o interstício entre a parede alveolar e os capilares sanguíneos, bem como para o sistema linfático. No caso da exposição a partículas de sílica cristalina, entre 2 µm e 4 µm, os macrófagos tentam fagocitá-las, mas a liberação de enzimas acaba provocando sua morte e deixam o cristal de quartzo livre com essas enzimas. Esse processo se repete muitas vezes acabando por danificar os tecidos alveolares que perdem a elasticidade e a permeabilidade ao oxigênio e ao dióxido de carbono. A área de troca gasosa vai diminuindo gradativamente, uma vez que o efeito da doença é evolutivo. A silicose crônica acaba resultando em efeitos cardiopulmonares fatais. Em algumas exposições agudas a aerossóis de quartzo, ocorre a proteinase alveolar, que é uma variante da inflamação do interstício e provavelmente deve- se à produção e à eliminação excessiva de proteínas e lipídios que molham a superfície alveolar, como consequência da inalação de grandes quantidades de sílica cristalina e outras partículas inorgânicas. As partículas de sílica não cristalizada são muito mais toleradas pelo organismo. Muitos agentes orgânicos, na forma de partículas respiráveis, podem provocar doenças por sensibilização, isto é, levar a uma resposta nociva após subsequente exposição ao alérgeno. Para ocorrer uma reação alérgica, o agente químico combina-se com proteínas do organismo formando um complexo denominado antígeno. O antígeno, ao ser absorvido ou liberado pelo organismo humano, leva à produção de anticorpos que demoram alguns dias para serem detectados, e uma exposição posterior ao alérgeno Capítulo 2. Riscos Respiratórios eHO –103 Agentes Químicos I, 1o ciclo de 2021. 26 produz os sintomas alérgicos. São sintomas mais comuns: dermatite, urticária, conjuntivite, inchaço das membranas, espirro, dificuldade de respirar e diminuição da ventilação pela produção excessiva de muco (bronquite) ou a formação de anticorpos que levam a constrição dos dutos bronquiais (asma), e em alguns casos, morte resultante de choque anafilático. A asma e a bronquite provocam sobrecarga ao lado direito do coração, que procura bombear mais sangue para os pulmões, na tentativa de manter o suprimento adequado de oxigênio. Este esforço adicional pode causar dano permanente ao coração. São exemplos, o pólen de flores e cogumelos, especiarias, pelos de animais, penas de pássaros, resinas epóxi, tabaco, fibras vegetais como o algodão e juta. A inalação de poeiras orgânicas com sensibilização dos tecidos pulmonares ou dos brônquios provoca a bissinose (algodão), bagaçose (devido ao fungo presente no bagaço da cana-de-açúcar). Também causam asma ocupacional as enzimas proteolíticas, utilizadas na fabricação de detergentes. Há indivíduos que podem apresentar uma reatividade excessiva a um alérgeno, isto é, uma extrema sensibilidade a doses baixas, e alguns apresentam uma reação extremamente baixa a altas doses. Exemplos de sensibilizantes: óleos de corte, pólen, fibras vegetais como o algodão, bagaço de cana seco, isocianatos como o TDI e dióxido de enxofre. Além dos danos pulmonares na área de troca gasosa, numerosas substâncias (fibra de vidro, poeiras minerais, metálicas, fumos de plásticos e borracha) podem provocar infecções no trato respiratório superior pela ação física e química direta
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