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Cabines de segurança biológica

O termo cabine de segurança biológica é amplamente utilizado para descrever uma variedade de dispositivos de contenção equipados com filtros, projetados para fornecer proteção pessoal e ao ambiente pela manipulação de materiais biológicos perigosos. Os termo deve ser aplicado aos dispositivos que atendem aos requisitos das especificações de Classe I, II ou III, com base em sua construção, sistemas de exaustão, velocidade e padrões de fluxo de ar.


No início do século 20, o cientista alemão Robert Koch construiu a primeira cabine de bio contenção, após descobrir que micro-organismos poderiam se dispersar no ar. Apesar de vários vazamentos e falhas no modelo, o sistema permitiu que Koch trabalhasse com antraz, tuberculose e cólera.

Com uma estrutura simplificada das cabines, os cientistas da época continuaram a morrer por infecções adquiridas em laboratório. Em crescimento alarmante, o número de infecções disparou e as causas mais comuns eram tuberculose, febre Q e peste bubônica.

Somente em 1943, van den Ende publicou a primeira descrição formal de uma cabine de segurança biológica. O sistema era composto por um fluxo de ar interno com um forno, que também era usado para incinerar o ar de exaustão. Durante o mesmo ano, o primeiro protótipo de uma cabine de segurança biológica de Classe III foi criado por Hubert Kaempf Jr., soldado do exército norte americano. Durante os anos de guerra, o filtro HEPA (High Efficiency Particulate Air) foi desenvolvido pela equipe que mais tarde se tornaria a Comissão de Energia Atômica. O desenvolvimento do filtro HEPA teve um efeito crucial na eficácia das cabines de segurança biológica, proporcionando uma maior proteção aos usuários.

Classe I


A cabine de Classe I possui o design mais básico de todos os equipamentos de segurança biológica disponíveis atualmente. Um fluxo de ar que contém aerossóis gerados durante manipulações microbiológicas se move no interior da cabine. Em seguida, passa por um sistema de filtração que aprisiona todas as partículas e contaminantes no ar. Finalmente, o ar limpo e descontaminado é liberado. O sistema de filtração geralmente é composto por um pré-filtro e um filtro HEPA.

Embora a cabine de Classe I proteja o operador e o ambiente da exposição a riscos biológicos, não impede que as amostras manipuladas entrem em contato com contaminantes que podem estar presentes no ar do ambiente. Como existe a possibilidade de contaminação cruzada e interferência nos procedimentos, a aplicação destes dispositivos é bem limitada. Todas as cabines de segurança biológica de Classe I são adequadas para o trabalho com agentes microbiológicos atribuídos aos níveis de biossegurança 1, 2 e 3.

Classe II


Como as cabines de segurança de Classe I, as de Classe II têm um fluxo de ar interno que se desloca no equipamento, evitando que o aerossol gerado durante manipulações microbiológicas escape pela abertura frontal. No entanto, a entrada do ar flui através da grade dianteira, perto do operador.

A corrente de ar não filtrada não entra na zona de trabalho da cabine, logo o material manipulado não é contaminado pelo ar externo. Uma característica exclusiva das cabines de Classe II é o fluxo de ar filtrado unidirecionalmente, que passa pelo interior da cabine. Isso permite que o ar seja renovado continuamente e protege as amostras manipuladas da contaminação.

As diferenças entre as várias cabines de Classe II disponíveis são, principalmente, na porcentagem de ar exaurido em comparação com o ar recirculado. Além disso, os diferentes tipos têm diferentes meios de exaustão. Alguns armários podem devolver o ar diretamente ao laboratório enquanto outros podem liberar o ar através de um duto para o ambiente externo.

Apesar das diferenças, todos as cabines de Classe II protegem o operador e o ambiente da exposição a riscos biológicos, assim como as amostras durante manipulações. São adequadas para trabalhar com agentes atribuídos aos níveis de biossegurança 1, 2 e 3.

Classe II Tipo A (A1/A2)

A cabine de Classe II tipo A é mais comum entre todos os diferentes tipos disponíveis. Neste tipo, aproximadamente 30% do ar é exaurido e 70% volta a circular na área de trabalho da cabine.

O tipo A1 mantém os contaminantes pressurizado positivamente e, portanto, é menos seguro do que o tipo A2, que tem uma pressão negativa em torno do contaminante pressurizado positivamente. Em caso de vazamento, o aerossol será puxado de volta pela pressão negativa e não irá escapar. Por causa da questão de segurança, o design de tipo A1 é considerado obsoleto.

Classe II Tipo B (B1/B2)

A principal diferença é que as cabines do tipo B liberam o ar para o ambiente externo através de um duto. Sem esse sistema, o ar e os contaminantes seriam enviados para dentro da zona de trabalho através da abertura frontal, criando uma situação de risco ao operador.

No tipo B1, 70% do ar é exaurido e 30% volta a circular na área de trabalho da cabine. Na cabine de tipo B2, todo o fluxo de ar é exaurido após a filtração HEPA para o ambiente externo sem recirculação da zona de trabalho. O tipo B2 é adequado para manipulações de produtos químicos tóxicos em adição a operações microbiológicas, considerando que não ocorre uma nova circulação de ar.

Por isso, teoricamente, as cabines do tipo B2 podem ser consideradas as mais seguras entre os dispositivos de Classe II, já que a exaustão completa de ar atua como um sistema de segurança caso os sistemas de filtragem parem de funcionar corretamente. Entretanto, são difíceis de instalar, serem configuradas e mantidas.

Classe III


A cabine de segurança biológica de Classe III fornece um nível absoluto de segurança, que não pode ser oferecido pelas Classes I e II. São geralmente produzidas com metal soldado e projetadas com sistema de estanqueidade de gases. O trabalho é realizado com luvas na frente da cabine, que criam uma barreira física entre a amostra e o operador. Durante a rotina, a pressão negativa em relação ao ambiente é mantida dentro da cabine, fornecendo um mecanismo adicional de proteção contra falhas, caso a contenção física seja comprometida. Os materiais são transferidos para o interior da cabine por uma unidade de passagem instalada na parte lateral.

Em todas as cabines de Classe III, o ar filtrado HEPA fornece proteção ao produto e evita a contaminação cruzada de amostras. Alternativamente, pode-se utilizar uma filtração HEPA dupla em série. Devolvido ao ambiente do laboratório ou exaurido para o exterior, o ar é geralmente filtrado ou incinerado antes do processo.

Todas as cabines de segurança biológica de Classe III são adequadas para o trabalho com agentes microbiológicos atribuídos aos níveis de biossegurança 1, 2, 3 e 4. Elas são frequentemente empregadas em trabalhos envolvendo os perigos biológicos mais letais.

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