Cabine de segurança biológica

Fabricadas em 1909, as primeiras cabines de segurança biológica caracterizavam-se como caixas de isolamento microbiológico. Ar pré-filtrado era arrastado através da cabine que era mantida sob pressão negativa. O ar era então exaurido através de um frasco contendo desinfetante. A primeira cabine de segurança biológica "moderna" foi desenvolvida por Van den Ende em 1943. Um bico de gás no duto de exaustão criava um movimento circular do ar no interior da cabine e incinerava a exaustão. O projeto foi aperfeiçoado, e por volta de 1953 a predecessora da atual cabine Classe I estava em uso, embora com filtros de exaustão de baixa eficiência. O ar de exaustão tinha que ser incinerado e a recirculação do ar era inconcebível. Em 1962 os filtros HEPA foram aplicados. Isto permitiu que o ar filtrado pudesse ser exaurido diretamente para fora do laboratório ou recirculado, conduzindo ao estabelecimento das três classes de cabines existentes atualmente.
De acordo com a American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers (ASHRAE), as cabines de segurança biológica são divididas em três classes:

Classe I
Similar às Capelas de Laboratório, não requer proteção ao produto, 100% de exaustão através de filtro HEPA.

A cabine de segurança biológica Classe I é um dispositivo parcial de contenção projetado para operações de pesquisa com baixos e moderados agentes de risco etiológico. São apropriadas para trabalhar com agentes que requerem Biossegurança Nível 1, 2 ou 3.
Ela não permite proteger os produtos utilizados no interior da cabine. Uma taxa de fluxo de ar que vem do laboratório passa através da abertura frontal de acesso para a área de trabalho e previne que contaminantes que estejam sendo gerados no interior da cabine escapem para o laboratório. O fluxo de ar passa pelo operador e não é recirculado.
O ar exaurido passa previamente por filtro HEPA antes de deixar a cabine. Um sistema de exaustão com um moto-ventilador e rede de dutos deve ser interligado com a cabine e será responsável por manter a pressão negativa em seu interior e, consequentemente, o adequado fluxo de ar através da abertura frontal fixa. Um sistema de controle automático ou manual deve ser instalado para permitir o monitoramento e ajustes que irão compensar a alteração da perda de cargado filtro ao longo do tempo. É importante que a vazão de ar sejamantida constante durante a operação da cabine.
A cabine Classe I não é apropriada para sistemas de contenção que são vulneráveis à contaminação aerotransportada pois o ar que escoa para dentro da cabine não é previamente tratado com filtros HEPA. A cabine Classe I também não é recomendada para uso com agentes altamente infecciosospois uma interrupção do ar de entrada pode permitir que contaminantes escapem.

Classe II
Tipo A: 70% de recirculação no interior da cabine; 30% de exaustão através de filtro HEPA; plenum de configuração comum; ar que sai do filtro HEPA de exaustão pode retornar para o laboratório.
Tipo B1: 30% de recirculação no interior da cabine; 70% de exaustão através do filtro HEPA, plenum de configuração separada, deve ser exaurido para o exterior.
Tipo B2: 100% de exaustão através de filtro HEPA para o exterior.
Tipo B3: 70% de recirculação no interior da cabine; 30% de exaustão através do filtro HEPA; plenum de configuração comum; deve ser exaurido para o exterior.

A cabine de segurança biológica Classe II permite proteger o pessoal, o produto e o meio ambiente. Para a proteção do pessoal opera com uma taxa de fluxo de ar que vem do laboratório, passa através da abertura frontal de acesso para a área de trabalho e previne que contaminantes que estejam sendo gerados no interior da cabine escapem para o laboratório através da abertura. Para a proteçãodo produto o ar de insuflação passa por filtros HEPA e a zona de trabalho possui fluxo unidirecional. Para a proteção do meio ambiente o ar exaurido passa previamente por filtro HEPA antes de deixara cabine.São adequadas para utilização com agentes que requerem Biossegurança Nível 1, 2 ou 3.
As cabines de Classe II são divididas em quatro tipos, de acordo com sua característica construtiva, velocidades e configuração do fluxo de ar e pelo seu sistema de exaustão.
A diferença primária entre as cabines Classe II tipo A e tipo B são:
• As cabines tipo A podem ter condutos com concentração de contaminantes sob pressão positiva em relação ao laboratório. Nas cabines tipo B todos os condutos com concentração de contaminantes devem estar com pressão negativa em relação ao laboratório ou, se estiverem com pressão positiva em relação ao laboratório devem ser envolvidos com dutos de pressão negativa.
• A velocidade de face média mínima para as cabines tipo A é 0,40 m/s. A velocidade de face média mínima para as cabines tipo B é 0,50 m/s. A abertura frontal das cabines é fixa( a). • As cabines tipo A podem retornar o ar de exaustão para o ambiente ou para o exterior através de dispositivo tipo coifa ("canopy hood") instalado na saída do filtro HEPA de exaustão. As cabines tipo B devem ter um sistema de exaustão dedicado e selado, com ventilador remoto e sistema de alarme adequado.
A cabine de segurança biológica Classe II permite proteger o pessoal, o produto e o meio ambiente. Para a proteção do pessoal opera com uma taxa de fluxo de ar que vem do laboratório, passa através da abertura frontal de acesso para a área de trabalho e previne que contaminantes que estejam sendo gerados no interior da cabine escapem para o laboratório através da abertura. Para a proteção do produto o ar de insuflação passa por filtro HEPA e a zona de trabalho possui fluxo unidirecional. Para a proteção do meio ambiente o ar exaurido passa previamente por filtro HEPA antes de deixar a cabine. São adequadas para utilização com agentes que requerem Biossegurança Nível 1, 2 ou 3.

Classe III
Aplicações especiais; 100% de exaustão através de filtro HEPA para o exterior; manipulação reservada de materiais através de barreiras físicas (luvas).

A cabine Classe III é definida como totalmente enclausurada e sua construção deve obedecer aos mais rigorosos padrões de estanqueidade para gases, deve ter um sistema de contenção com pressão negativa e separar fisicamente o agente do operador. Estas cabines permitem o mais alto grau de proteção ao pessoal. As operações são conduzidas através de luvas de borracha fixadas a um painel frontal selado. O ar da sala é extraído do interior da cabine através de filtro HEPA. o material particulado arrastado pelo ar de exaustão é removido por filtração HEPA ou incineração antes da descarga para a atmosfera. Um sistema Classe III pode ser projetado para enclausurar incubadoras, refrigeradores, congeladores, centrífugas e outros equipamentos de pesquisa. Autoclaves de dupla porta, tanques de imersão de líquidos desinfetantes, e caixas de passagem são utilizadas para tranferir materiais para dentro e fora da cabine.
Sistemas Classe III podem conter materiais altamente infecciosos e contaminantes radioativos. Apesar de existirem inconveniências operacionais com estas cabines, elas são os equipamentos adotados quando um alto grau de proteção ao pessoal é requerido. Deve ser observado que explosões têm ocorrido em cabinesClasse III utilizadasem pesquisasenvolvendosubstânciasvoláteis (fonte: ASHRAE).
A cabine é mantida sob pressão negativa de ar de pelo menos 127 Pa. O ar de insuflação entra no interior da cabine através de filtros HEPA. O ar de exaustão é tratado por dupla bateria de filtros HEPA ou por filtração HEPA e incineração. As cabines Classe III são adequadas para trabalhos com agentes que requerem Biossegurança Nível 1, 2, 3 ou 4.
Quando utilizados filtros HEPA em série, cuidados especiais devem ser tomados para que seja possível comprovar a estanqueidade e a integridade da instalação de cada estágio de filtragem. A instalação deve ser preparada para que a execução dos testes, identificação de eventuais vazamentos e a execução de reparos seja uma operação simples, rápida e segura. Portas de inspeção, dispositivos para geraçãode aerossol a montante de cada filtro (Concentração de 10 a 20 mg de aerossol / litro de ar) e recursos para permitir a varredura a jusante de cada filtro são necessários. Não é possível gerar aerossol a montante do primeiro estágio de filtragem e fazer a varredura após o segundo estágio de filtragem. Tal procedimento não desafia o segundo estágio de filtragem e não verifica o primeiro estágio. Quando a instalação não está preparada para ser testada podem ocorrer arranjos onde a certificação da instalação dos filtros não é possível.

Conclusão

Embora sejam equipamentos aparentemente simples as cabines de segurança biológica têm incorporado uma tecnologia complexa. Materiais e construtividade, procedimentos de utilização e descontaminação, testes de desempenho em fábrica e em campo são alguns desses temas que não foram tratados aqui. A NSF- 49 é uma referência recomendada. Cabe finalmente alertar que uma cabine de segurança biológica é um equipamento que interage com o local onde está instalada devendo portanto estar integrada ao conceito do projeto de tratamento de ar do edifício e fazer parte dos processos de qualificação da instalação.


FERREIRÓS, M. Cabines de segurança biológica. Sociedade Brasileira de Controle de Contaminação, 2001.

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