Máscara de gás

A Primeira Guerra Mundial British P Helmet c. 1915

Zelinsky–Kummant O que fazer?, projetado em 1915, foi uma das primeiras máscaras de gás de proteção full-head do tipo moderno com um filtro destacável e óculos de ilhó, mostrado aqui usado pelo soldado do Exército dos EUA (foto de USWC)

muleteers indianos e mula usando máscaras de gás, França, 21 de fevereiro de 1940

Uma máscara de gás MUA polonesa, usada nos anos 1970 e 1980

Uma máscara de gás é uma máscara usada para proteger o usuário da inalação de poluentes transportados pelo ar e gases tóxicos. A máscara forma uma cobertura selada sobre o nariz e a boca, mas também pode cobrir os olhos e outros tecidos moles vulneráveis da face. A maioria das máscaras de gás também são respiradores, embora a palavra máscara de gás seja frequentemente usada para se referir a equipamentos militares (como uma máscara de proteção de campo), escopo usado neste artigo. A máscara de gás apenas protege o usuário de digerir, inalar e contato através dos olhos (muitos agentes afetam através do contato visual). A maioria dos filtros de máscara de gás combinados dura cerca de 8 horas em uma situação biológica ou química. Os filtros contra agentes químicos específicos podem durar até 20 horas.

Os materiais tóxicos transportados pelo ar podem ser gasosos (por exemplo, cloro ou gás mostarda) ou particulados (como agentes biológicos). Muitos filtros fornecem proteção contra ambos os tipos.

As primeiras máscaras de gás usavam principalmente lentes circulares feitas de vidro, mica ou acetato de celulose para permitir a visão. O vidro e a mica eram bastante quebradiços e precisavam de substituição frequente. O estilo de lente Triplex posterior (uma lente de acetato de celulose imprensada entre as de vidro) tornou-se mais popular e, juntamente com o acetato de celulose simples, tornou-se o padrão na década de 1930. As lentes panorâmicas não eram populares até a década de 1930, mas existem alguns exemplos delas sendo usadas mesmo durante a guerra (Austro-Húngara 15M). Mais tarde, o policarbonato mais forte entrou em uso.

Algumas máscaras têm um ou dois recipientes de filtro de ar compactos aparafusados nas entradas, enquanto outras têm um grande recipiente de filtragem de ar conectado à máscara de gás por meio de uma mangueira que às vezes é confundida com um respirador com suprimento de ar em que um suprimento alternativo de ar fresco (tanques de oxigênio) é fornecido.

Princípios de construção

A absorção é o processo de ser atraído para um corpo ou substrato (geralmente maior), e a adsorção é o processo de deposição sobre uma superfície. Isso pode ser usado para remover perigos particulados e gasosos. Embora possa ocorrer alguma forma de reação, não é necessário; o método pode funcionar por taxas atraentes. Por exemplo, se as partículas alvo forem carregadas positivamente, pode ser usado um substrato carregado negativamente. Exemplos de substratos incluem carvão ativado e zeólitos. Este efeito pode ser muito simples e altamente eficaz, por exemplo, usando um pano úmido para cobrir a boca e o nariz ao escapar de um incêndio. Embora este método possa ser eficaz na captura de partículas produzidas pela combustão, ele não filtra gases nocivos que podem ser tóxicos ou que substituem o oxigênio necessário para a sobrevivência.

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  Sistema de máscara de gás MCU-2/P da Marinha dos EUA.

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  Máscara de gás usada pelos militares franceses. O cartucho de filtro é conectado através de uma mangueira flexível.

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  Infantaria grega com máscaras de gás M17 dos EUA

Segurança de máscaras de gás antigas

As máscaras de gás têm uma vida útil limitada pela capacidade absorvente do filtro. Os filtros deixam de fornecer proteção quando saturados com produtos químicos perigosos e se degradam com o tempo, mesmo se selados. A maioria das máscaras de gás tem tampas de vedação sobre a entrada de ar e são armazenadas em sacos selados a vácuo para evitar que o filtro se degrade devido à exposição à umidade e poluentes no ar normal. Filtros de máscara de gás não usados da Segunda Guerra Mundial podem não proteger o usuário e podem ser prejudiciais se usados devido a mudanças de longo prazo na composição química do filtro.

Um filtro GP-5 russo contendo amianto e um moderno seguro em comparação.

Algumas máscaras de gás da Segunda Guerra Mundial e da Guerra Fria soviética continham amianto crisotila ou amianto crocidolita em seus filtros, que não eram prejudiciais à época. Não se sabe com segurança por quanto tempo os materiais foram usados em filtros.

Normalmente, as máscaras que usam conexões de 40 mm são um design mais recente. A borracha se degrada com o tempo, portanto, o "tipo moderno" as máscaras podem rachar e vazar. O recipiente US C2 (preto) contém cromo hexavalente; estudos do U.S. Army Chemical Corps constataram que o nível no filtro era aceitável, mas sugerem cautela ao usar, pois é cancerígeno.

Classificação de filtro moderna

O filtro é selecionado de acordo com o composto tóxico. Cada tipo de filtro protege contra um perigo específico e é codificado por cores:

Filtros de partículas são frequentemente incluídos, porque em muitos casos os materiais perigosos estão na forma de névoa, que pode ser capturada pelo filtro de partículas antes de entrar no adsorvedor químico. Na Europa e em jurisdições com regras semelhantes, como Rússia e Austrália, os tipos de filtro recebem números de sufixo para indicar sua capacidade. Para perigos sem partículas, o nível "1" é assumido e um número "2" é usado para indicar um nível melhor. Para partículas (P), três níveis são sempre dados com o número. Nos EUA, apenas a parte da partícula é classificada pelas classificações de filtragem de ar do NIOSH.

Um tipo de filtro que pode proteger contra vários perigos é indicado com os símbolos europeus concatenados entre si. Os exemplos incluem ABEK, ABEK-P3 e ABEK-HgP3. A2B2E2K2-P3 é a classificação mais alta de filtro disponível. Um "multi/CBRN" classe de filtro com uma cor verde-oliva é usada nos EUA.

A filtragem pode ser auxiliada com uma bomba de ar para melhorar o conforto do usuário. Filtração de ar só é possível se houver oxigênio suficiente em primeiro lugar. Assim, ao manusear asfixiantes, ou quando a ventilação é ruim ou os perigos são desconhecidos, a filtração não é possível e o ar deve ser fornecido (com um sistema SCBA) de uma garrafa pressurizada como no mergulho autônomo.

Usar

Uma máscara de gás do bebê da Segunda Guerra Mundial de 1939 no Museu do Regimental de Monmouth. Este projeto cobriu todo o bebê, exceto por suas pernas.

Um trabalhador em um viveiro de plantas usa um respirador para proteger contra os inseticidas pulverizados nas estufas, 1930.

Uma máscara moderna normalmente é construída com um polímero elástico em vários tamanhos. É equipado com várias tiras ajustáveis que podem ser apertadas para garantir um bom ajuste. Crucialmente, ele é conectado a um cartucho de filtro próximo à boca diretamente ou por meio de uma mangueira flexível. Alguns modelos contêm tubos para beber que podem ser conectados a uma garrafa de água. Inserções de lentes corretivas também estão disponíveis para os usuários que precisam delas.

Normalmente, as máscaras são testadas quanto ao ajuste antes do uso. Depois que uma máscara é colocada, ela geralmente é testada por vários agentes de desafio. O acetato de isoamila, um aromatizante sintético de banana, e a cânfora são frequentemente usados como agentes de desafio inócuos. Nas forças armadas, gases lacrimogêneos como CN, CS e cloreto estânico em uma câmara podem ser usados para dar aos usuários confiança na eficácia da máscara.

Deficiências

A proteção de uma máscara de gás vem com algumas desvantagens. O usuário de uma máscara de gás típica deve exercer um esforço extra para respirar, e parte do ar exalado é reinalado devido ao espaço morto entre a peça facial e o rosto do usuário. A exposição ao dióxido de carbono pode exceder seus OELs (0,5% em volume/9 gramas por metro cúbico para um turno de oito horas; 1,4%/27 gramas por m³ para exposição de 15 minutos) por um fator de muitas vezes: para máscaras de gás e respiradores elastoméricos, até 2,6%); e em caso de uso prolongado, podem ocorrer dores de cabeça, dermatites e acne. O livro de HSE do Reino Unido recomenda limitar o uso de respiradores sem suprimento de ar (isto é, não PAPR) a uma hora.

Reação e troca

Este princípio baseia-se no facto de as substâncias nocivas para os seres humanos serem geralmente mais reativas do que o ar. Este método de separação usará alguma forma de revestimento de substância geralmente reativa (por exemplo, um ácido) ou suportada por algum material sólido. Um exemplo são as resinas sintéticas. Estes podem ser criados com diferentes grupos de átomos (geralmente chamados de grupos funcionais) que possuem propriedades diferentes. Assim, uma resina pode ser adaptada a um determinado grupo tóxico. Quando a substância reativa entra em contato com a resina, ela se liga a ela, removendo-a da corrente de ar. Também pode ser trocado por uma substância menos nociva neste local.

Embora fosse grosseiro, o hipocapacete era uma medida paliativa para as tropas britânicas nas trincheiras que ofereciam pelo menos alguma proteção durante um ataque de gás. Com o passar dos meses e o uso de gás venenoso com mais frequência, máscaras de gás mais sofisticadas foram desenvolvidas e introduzidas. Existem duas dificuldades principais com o design da máscara de gás:

• O usuário pode ser exposto a muitos tipos de material tóxico. Os militares são especialmente propensos a serem expostos a uma gama diversificada de gases tóxicos. No entanto, se a máscara é para um uso particular (como a proteção de um material tóxico específico em uma fábrica), então o projeto pode ser muito mais simples e o custo menor.
• A proteção vai desgastar ao longo do tempo. Os filtros irão entupir-se, os substratos para a absorção encherão, e os filtros reativos ficarão sem substâncias reativas. Assim, o usuário só tem proteção por um tempo limitado, e então eles devem substituir o dispositivo de filtro na máscara, ou usar uma nova máscara.

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  Um respirador primitivo foi projetado por Alexander von Humboldt em 1799 para mineração subterrânea

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  Várias máscaras de gás empregadas na Frente Ocidental e na Frente Oriental durante a Primeira Guerra Mundial

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  Máscara de gás civil finlandesa de 1939. Estas máscaras foram distribuídas durante a Segunda Guerra Mundial

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  Mãe e bebê com máscaras de gás, 1941

História e desenvolvimento

Dispositivos de respiração precoce

Segundo a Mecânica Popular, "A esponja comum era usada na Grécia antiga como máscara de gás..." Em 1785, Jean-François Pilâtre de Rozier inventou um respirador.

Exemplos de respiradores primitivos foram usados por mineiros e introduzidos por Alexander von Humboldt em 1799, quando trabalhava como engenheiro de minas na Prússia. O precursor da máscara de gás moderna foi inventado em 1847 por Lewis P. Haslett, um dispositivo que continha elementos que permitiam respirar pelo nariz e bocal, inalar o ar através de um filtro em forma de bulbo e uma abertura para exalar o ar de volta para o atmosfera. First Facts afirma que uma "máscara de gás semelhante ao tipo moderno" foi patenteado por Lewis Phectic Haslett de Louisville, Kentucky, que recebeu uma patente em 12 de junho de 1849. A patente dos EUA nº 6.529 emitida para Haslett, descreveu o primeiro "Inalador ou Protetor de Pulmão" que filtrava a poeira do ar.

As primeiras versões foram construídas pelo químico escocês John Stenhouse em 1854 e pelo físico John Tyndall na década de 1870. Outro projeto inicial foi o "Capuz de Segurança e Protetor de Fumaça" inventado por Garrett Morgan em 1912 e patenteado em 1914. Era um dispositivo simples que consistia em um capuz de algodão com duas mangueiras que pendiam até o chão, permitindo ao usuário respirar o ar mais seguro encontrado ali. Além disso, esponjas úmidas foram inseridas na ponta das mangueiras para melhor filtrar o ar. Isso foi posteriormente modificado para incluir seu próprio suprimento de ar, levando às máscaras de gás da era da Primeira Guerra Mundial.

Primeira Guerra Mundial

Soldados alemães com máscaras de gás, 1916

A Primeira Guerra Mundial trouxe a primeira necessidade de máscaras de gás produzidas em massa em ambos os lados devido ao uso extensivo de armas químicas. O exército alemão usou gás venenoso com sucesso pela primeira vez contra as tropas aliadas na Segunda Batalha de Ypres, na Bélgica, em 22 de abril de 1915. Uma resposta imediata foi o algodão envolto em musselina, distribuído às tropas em 1º de maio. o Respirador Black Veil, inventado por John Scott Haldane, que era uma almofada de algodão embebida em uma solução absorvente que era fixada sobre a boca com um véu de algodão preto.

Buscando melhorar o respirador Black Veil, Cluny MacPherson criou uma máscara feita de tecido absorvente de produtos químicos que cobria toda a cabeça. Um capuz de lona de 50,5 cm × 48 cm (19,9 in × 18,9 in) tratado com produtos químicos absorventes de cloro e equipado com uma ocular de mica transparente. Macpherson apresentou sua ideia ao Departamento Anti-Gás do Gabinete de Guerra Britânico em 10 de maio de 1915; protótipos foram desenvolvidos logo depois. O design foi adotado pelo exército britânico e apresentado como British Smoke Hood em junho de 1915; Macpherson foi nomeado para o Comitê do Gabinete de Guerra para Proteção contra Gases Venenosos. Compostos sorventes mais elaborados foram adicionados posteriormente a outras iterações de seu capacete (capacete de PH), para derrotar outros gases venenosos respiratórios usados, como fosgênio, difosgênio e cloropicrina. No verão e no outono de 1915, Edward Harrison, Bertram Lambert e John Sadd desenvolveram o respirador de caixa grande. Esta máscara de gás canister tinha uma lata contendo os materiais absorventes por uma mangueira e começou a ser lançada em fevereiro de 1916. Uma versão compacta, o Small Box Respirator, tornou-se uma edição universal a partir de agosto de 1916.

Nas primeiras máscaras de gás da Primeira Guerra Mundial, descobriu-se inicialmente que o carvão vegetal era um bom absorvente de gases venenosos. Por volta de 1918, descobriu-se que os carvões feitos de cascas e sementes de várias frutas e nozes, como cocos, castanhas, castanhas-da-índia e caroços de pêssego, tinham um desempenho muito melhor do que o carvão de madeira. Esses materiais residuais foram coletados do público em programas de reciclagem para ajudar no esforço de guerra.

A primeira máscara de gás de carvão ativado com filtragem eficaz do mundo foi inventada em 1915 pelo químico russo Nikolay Zelinsky.

Máscara de gás para cavalos

1916, soldados russos

Também na Primeira Guerra Mundial, uma vez que os cães eram frequentemente usados nas linhas de frente, um tipo especial de máscara de gás foi desenvolvido para que os cães fossem treinados para usar. Outras máscaras de gás foram desenvolvidas durante a Primeira Guerra Mundial e no tempo seguinte para cavalos nas várias unidades montadas que operavam perto das linhas de frente. Na América, milhares de máscaras de gás foram produzidas para as tropas americanas e aliadas. A Mine Safety Appliances era um dos principais produtores. Esta máscara foi mais tarde amplamente utilizada na indústria.

Segunda Guerra Mundial

Um casal britânico usando máscaras de gás em sua casa em 1941

O respirador britânico, Anti-Gas (Light) foi desenvolvido em 1943 pelos ingleses. Era feito de plástico e material semelhante a borracha que reduzia muito o peso e o volume em comparação com as máscaras de gás da Primeira Guerra Mundial e ajustava-se ao rosto do usuário de maneira mais confortável e confortável. A principal melhoria foi a substituição do recipiente do filtro separado conectado a uma mangueira por um recipiente do filtro facilmente substituível aparafusado na lateral da máscara de gás. Além disso, tinha lentes de plástico substituíveis.

Máscara moderna

Desde então, o desenvolvimento de máscaras de gás refletiu o desenvolvimento de agentes químicos na guerra, preenchendo a necessidade de proteção contra ameaças cada vez mais mortais, armas biológicas e poeira radioativa na era nuclear. No entanto, para agentes que causam danos por contato ou penetração na pele, como agentes de bolhas ou agentes nervosos, uma máscara de gás sozinha não é proteção suficiente, e roupas de proteção completas devem ser usadas além de proteger do contato com a atmosfera. Por razões de defesa civil e proteção pessoal, os indivíduos costumam comprar máscaras de gás por acreditarem que protegem contra os efeitos nocivos de um ataque com agentes nucleares, biológicos ou químicos (NBC), o que é apenas parcialmente verdade, pois as máscaras de gás protegem apenas contra a absorção respiratória. A maioria das máscaras de gás militares são projetadas para serem capazes de proteger contra todos os agentes da NBC, mas podem ter cartuchos de filtro à prova desses agentes (mais pesados) ou apenas contra agentes de controle de distúrbios e fumaça (mais leves e frequentemente usados para fins de treinamento). Existem máscaras leves apenas para proteção contra agentes de controle de distúrbios e não para situações de NBC.

Embora o treinamento completo e a disponibilidade de máscaras de gás e outros equipamentos de proteção possam anular os efeitos causadores de baixas de um ataque por agentes químicos, as tropas que são forçadas a operar com equipamento de proteção completo são menos eficientes na conclusão de tarefas, cansam-se facilmente, e pode ser afetado psicologicamente pela ameaça de ataque dessas armas. Durante a Guerra Fria, era inevitável que houvesse uma ameaça constante da NBC no campo de batalha e, portanto, as tropas precisavam de proteção para permanecerem totalmente funcionais; assim, os equipamentos de proteção e especialmente as máscaras de gás evoluíram para incorporar inovações em termos de maior conforto do usuário e compatibilidade com outros equipamentos (desde bebedouros a tubos de respiração artificial, sistemas de comunicação etc.).

Soldado iraniano usando uma máscara protetora M17 dos EUA na linha da frente da Guerra Irã-Iraque

Durante a Guerra Irã-Iraque (1980-88), o Iraque desenvolveu seu programa de armas químicas com a ajuda de países europeus como Alemanha e França e as usou em larga escala contra iranianos e curdos iraquianos. O Irã não estava preparado para a guerra química. Em 1984, o Irã recebeu máscaras de gás da República da Coréia e da Alemanha Oriental, mas as máscaras coreanas não eram adequadas para rostos de pessoas não asiáticas, o filtro durou apenas 15 minutos e as 5.000 máscaras compradas da Alemanha Oriental provaram ser não ser máscaras de gás, mas óculos de pintura com spray. Ainda em 1986, diplomatas iranianos ainda viajavam pela Europa para comprar carvão ativo e modelos de filtros para produzir equipamentos defensivos no país. Em abril de 1988, o Irã iniciou a produção doméstica de máscaras de gás pelas fábricas Iran Yasa.

Nas escolas

Pioneiros em máscaras de gás. URSS, 1937

Muitos civis aprenderam a usar máscaras de gás por meio do departamento de defesa civil, mas as crianças receberam mais educação sobre máscaras de gás em exercícios escolares. As escolas implementariam educação e treinamento com máscaras de gás após o início de uma guerra. As escolas imporiam severamente o porte obrigatório de máscaras de gás o tempo todo. Os exercícios de máscara de gás e ataque aéreo estavam intimamente relacionados e as crianças seriam obrigadas a usar máscaras de gás em atividades cotidianas, incluindo ginástica. O uso de máscaras de gás nas salas de aula era especialmente difícil para os professores, pois eles tinham dificuldade em distinguir uma criança da outra. As máscaras de gás ficaram tão uniformes quanto as roupas dos alunos. uniformes. Outros civis aprenderam o uso de máscara de gás por meio de cartazes, panfletos e palestras de rádio, mas as crianças aprenderam por meio de desenhos animados e rimas como "tosse e espirro espalham doenças".