Tim u Sandia National Laboratories razvio je brži i sveobuhvatniji način testiranja lične zaštitne opreme ili LZO. Osnovni princip: modeliranje uređaja koji odgovara ljudskom obliku i ljudskom ponašanju.
Kada je COVID-19 udario, testiranje LZO postalo je hitna potreba. U martu 2020, kada je zemlja ušla u blokadu, mnogi ljudi su se obratili Sandiji za podršku testiranju LZO. Pokušavali su da iznesu nove maske na tržište, obezbede garanciju kvaliteta za uvezene maske i procese veterinarskog čišćenja za ponovnu upotrebu LZO za jednokratnu upotrebu.
„Bilo da koristimo interne ili komercijalne sisteme za testiranje filtera, otkrili smo da je proces testiranja dugotrajan i ne toliko efikasan koliko bi mogao biti“, rekao je Majkl Omana, naučnik aerosola u Sandiji.
Tim, koji uključuje inženjere Tod Barik i Bred Salcbrener, bio je odlučan da pronađe bolje rešenje. Pokušavali su da smisle načine na koje bi respiratori mogli da se testiraju brzo, a ne destruktivno, i da uvedu druge mogućnosti testiranja, uključujući i dalje testiranje materijala za filtriranje.
Trenutni metod za testiranje LZO uključuje pričvršćivanje maske na ravnu ploču unutar kutije, korišćenjem vrućeg voska ili kita, a zatim uvođenje probnog aerosola za merenje nivoa penetracije. Za dobijanje sertifikata Nacionalnog instituta za zaštitu na radu potrebno je testirati 20 maski istog tipa. To se pokazalo kao dugotrajno. Tokom pandemije, to je rezultiralo velikim zaostatkom u testiranju za industriju respiratora.
Međutim, tim je rekao da je vreme samo jedno pitanje. Trenutni proces ne uzima u obzir druge faktore upotrebe maski.
„Sve što radite je testiranje samog filterskog medija“, objasnio je Barik. „Ne testira geometriju, kako respirator pristaje na lice, kako se više puta pomera i isključuje, kako rade trake, kako radi most za nos, kako maska može da se nosi tokom vremena.
Postojalo je i pitanje ponovne upotrebe LZO. Sa takvom nestašicom širom sveta, radnici na prvoj liniji su bili primorani da ponovo koriste respiratore dizajnirane za jednokratnu upotrebu. Međutim, nije postojao standardni metod testiranja ponovne upotrebe maske.
„Mislim da je bilo mnogo naučenih lekcija kada su svi odjednom pogledali koji su industrijski standardi“, rekao je Omana.
Tim je imao novu ideju da ubrza proces i učini ga efikasnijim. Počeli su stvaranjem modela ljudskog lica koji bi se mogao učitati u komercijalni sistem za testiranje filtera.
„Želeli smo brže testiranje i da pogledamo više karakteristika, kao što je kako maska stoji na licu“, rekao je Salcbrener. „Koristili smo mogućnosti 3D štampanja da bismo ga učinili savitljivijim, poput kože.
Kada je maska pričvršćena na formular, tester vrši pritisak da bi dao hermetički zaptivanje i zatim uvodi aerosol.
Ali tim se složio da se može učiniti još više. Trenutni standardi testiranja ne uzimaju u obzir kako stvarna osoba može da nosi masku i nedostatke ili nedostatke koje maska može predstavljati u uslovima stvarnog života. Dakle, razvili su složeniju verziju koristeći kompletnu ljudsku glavu.
Kada se maska pričvrsti, cela glava se stavlja u hermetički zatvorenu kutiju koja se zatim stavlja u mašinu i testira, omogućavajući prirodniji protok vazduha preko maske i ono što veruju da je realnija slika performansi maske.
Mašinski inženjeri u timu su zatim napravili korak dalje kako bi pomogli u rešavanju ponovne upotrebe LZO, za šta trenutno ne postoji standard za testiranje.
„Razvili smo komornu verziju da automatizujemo oblačenje i skidanje (stavljanje i skidanje predmeta) da bismo testirali funkciju respiratora tokom vremena, što je dominantan faktor u nošenju maske. Takođe imitira način na koji se maska postavlja na lice i pokazuje vam sve praznine koje vazduh i čestice mogu da prođu“, rekao je Salcbrener.
Tim je rekao da se ovo može koristiti kao dodatak drugim modelima za testiranje koje su kreirali ili razvili da budu sve-u-jednom tester. Sve bi to predstavljalo veliki napredak u načinu na koji se LZO testira u SAD, kao i u drugim zemljama.
„Ja to zovem holističkim testiranjem“, rekao je Omana. „Uzima u obzir sve aspekte maske. Aerosoli su poput struje i idu putem najmanjeg otpora. Čak i ako filterski medij radi odlično, ako još jedna podkomponenta pokvari, LZO može biti beskorisna. Trenutni standardi testiranja nemojte kvantitativno testirati LZO u stvarnoj upotrebi. Ovo oponaša upotrebu LZO u stvarnom svetu.“
Tim sada radi na daljem testiranju svog pristupa. Cilj je licenciranje nauke kompaniji koja može da je proizvodi na komercijalnom nivou. To je deo Sandijine inicijative za transfer tehnologije.
Izreka „Neophodnost je majka pronalaska“ nije istinitija nego u ovom slučaju. Ovaj pronalazak je nastao tokom jedne od najuticajnijih pandemija u istoriji, u vreme kada je u pitanju bilo bezbroj života. I kao i mnogo puta ranije, kada svet ima problem, oni u Sandiji pokušavaju da ga reše.
„Bez raznovrsnih sposobnosti ljudi u Sandiji, ovakav projekat se ne bi dogodio. rekao je Salcbrener. „Ako pogledate pozadinu svakog od ljudi u ovom timu, svi dolaze iz različitih disciplina ili sfera života. Kombinacija svih ovih ljudi je omogućila da se ove stvari dese.“
„Kao nacionalna laboratorija, srećni smo što imamo neke od najsjajnijih umova, a sa tom stručnošću smatrali smo da je naša odgovornost da učinimo nešto da pomognemo zajednici“, dodao je Barik.
Tim je rekao da je jedan od najboljih delova ovog projekta to što se dogodio organski.
„Svi su samo priskočili u pomoć“, rekao je Barik. „Kada nam je bio potreban odgovor, neko bi rekao: „Znam ko može da odgovori na to.“ Kontaktirali bismo tog nekoga i on bi se uključio. Neverovatna stvar u vezi ovoga je da su ljudi donirali svoje vreme. Ljudi su radili više nego što se od njih tražilo. njima, da pomognu u rešavanju ovog problema. To je zaista bilo po dobroti njihovih srca. Ovo je bio poziv na akciju.“
