Modeling the Fate of Expiratory Aerosols and the Associated Infection Risk in an Aircraft Cabin Environment

Wan, Man Pun; To, Gin Nam Sze; Chao, Christopher Yu Hang; Fang, Lei; Melikov, Arsen Krikor

doi:10.1080/02786820802641461

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“…Além disto, a análise comparativa entre os resultados apresentados nas Figuras 16 e 17, ou seja, entre a injeção de partículas no assento 3D (junto ao corredor) e 3E (junto à fuselagem), respectivamente, mostra um aumento considerável (praticamente o dobro) na concentração de partículas no assento 3E, quando da injeção de partículas no assento 3D, em comparação à concentração de partículas no assento 3D, quando da injeção de partículas no assento 3E, quando da utilização de sistema MV. Ou seja, foram obtidos no presente trabalho resultados similares àqueles obtidos por Wan et al, [1], que mostram um menor número de partículas dispersas para outros assentos quando a injeção das partículas foi feita simulando passageiro junto à fuselagem em comparação com passageiro sentado em poltrona junto ao corredor do mock-up.…”

Section: Análise De Resultadosunclassified

“…Este fato, aliado a baixas taxas de ventilação por pessoa e o longo tempo de exposição, torna o ambiente favorável à transmissão de doenças infecciosas por contato e por partículas aéreas [1].…”

Section: Introductionunclassified

“…Função disso, estudos de contaminação em cabines de aeronaves tem sido focados na contaminação aérea resultante da dispersão de poluentes expiratórios gerados por pessoas infectadas contaminando outras pessoas -a contaminação cruzada [1,4], [5][6][7][8][9].…”

Section: Introductionunclassified

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Dispersão de partículas em cabine de aeronave com insuflamento de ar pelo teto e pelo piso

Fabichak¹,

Silva²,

Morel³

et al. 2014

Blucher Engineering Proceedings

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RESUMOSistemas de ventilação comumente utilizados em cabines de aeronaves consistem no insuflamento de ar na parte superior, pelo teto, e retorno na parte inferior, com mistura do ar na cabine (sistema MV). Devido à sua característica de mistura, este sistema pode espalhar doenças infecciosas pelo ar na cabine. A eclosão mundial do vírus SARS (Severe Acute Respiratory Syndrome) em 2003 demonstrou que a disseminação de contaminantes aéreos ainda é um evento não controlável, uma vez que foi rapidamente difundido mundo afora, principalmente porque pessoas infectadas viajaram de avião para cidades distantes. Fatos como esses têm motivado governos, empresas e instituições de pesquisa a investirem fortemente em pesquisa e desenvolvimento. Novos sistemas de ventilação e de distribuição de ar em aeronaves, baseados em sistemas de ventilação por deslocamento (DV) e sistemas de ventilação pelo piso (UFAD), estão começando a ser estudados. O objetivo deste trabalho é realizar análise experimental de dispersão de partículas, considerando sistema de ventilação pelo teto (MV) e pelo piso (UFAD), em mock-up de cabine de aeronave de 12 lugares, utilizando gerador e contadores de partículas. O estudo foi focado na dispersão de partículas expiratórias geradas por pessoas. Os resultados de dispersão de partículas na cabine mostraram grande influência do sistema de ventilação e do local na aeronave onde as partículas são geradas pelas pessoas, como em um espirro, por exemplo. Verificou-se que o sistema pelo piso, UFAD, permite um maior controle na remoção e dispersão de partículas e, com isto, um maior controle na dispersão de contaminantes no ar da cabine. INTRODUÇÃOO ambiente de cabine de aeronaves é único quando comparado com outros tipos de veículos automotivos e de edificações, com exposição dos passageiros a um ambiente com umidade relativa muito baixa, por longo tempo, e sem possibilidade de sair da cabine.O espaço interno é limitado e possui um número elevado de ocupantes, fazendo com que os passageiros fiquem muito próximos uns aos outros. Este fato, aliado a baixas taxas de ventilação por pessoa e o longo tempo de exposição, torna o ambiente favorável à transmissão de doenças infecciosas por contato e por partículas aéreas [1].A eclosão mundial do vírus SARS (Severe Acute Respiratory Syndrome) em 2003 demonstrou que a disseminação de contaminantes aéreos ainda é um evento não controlável, uma vez que

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Section: Análise De Resultadosunclassified

Section: Introductionunclassified

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Dispersão de partículas em cabine de aeronave com insuflamento de ar pelo teto e pelo piso

Fabichak¹,

Silva²,

Morel³

et al. 2014

Blucher Engineering Proceedings

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“…Por outro lado, o aumento na demanda de passageiros, com maior proximidade dos passageiros entre si na aeronave, as baixas taxas de renovação do ar e a reduzida umidade relativa do ar interno são fatores que tendem a aumentar os efeitos da contaminação do ar em cabines de aeronaves, seja por agentes transmissores de doenças, ou por partículas expiratórias que se deslocam pelo ambiente fechado [6]; [7]; [8]; [9]. Estes fatos vêm motivando tanto os fabricantes de aeronaves quanto instituições de pesquisa ao redor do mundo a buscarem alternativas para melhorar não só as condições de conforto térmico, como também de salubridade, a partir da atuação na distribuição de ar na cabine [1]; [3]; [4]; [5]; [10].…”

Section: Introductionunclassified

Influência De Sistema De Ventilação Personalizada Instalado Na Poltrona Na Dispersão De Partículas Expiratórias Em Cabine De Aeronave: Resultados Finais

Celline¹,

Fabichak²,

Tribess³

2017

Blucher Engineering Proceedings

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RESUMOCada vez mais, o desenvolvimento de aeronaves vem ocorrendo, não somente visando a segurança nos voos, mas também com o propósito de prover bem-estar e conforto a bordo. Uma das formas de melhorar as condições de conforto térmico no interior das cabines de aeronaves consiste na utilização de sistemas de ventilação personalizada, permitindo aos ocupantes criar condições de microclima em seu entorno. No entanto, há a necessidade de se verificar se estes sistemas podem também auxiliar na remoção de contaminantes no interior das aeronaves. Resultados finais de estudo da influência de sistema de ventilação personalizada instalado na poltrona na dispersão de partículas expiratórias em um mock-up de 12 lugares são apresentados no presente trabalho. Resultados parciais deste estudo foram apresentados no SIMEA 2016. O mock-up, instalado no Laboratório de Conforto Térmico e de Qualidade do Ar da Escola Politécnica da Universidade de São Paulo, possui as mesmas características do interior de uma aeronave comercial com quatro poltronas por fileira. Os ensaios foram realizados com temperatura do ar insuflado na cabine a 18°C, correspondendo a uma leve sensação de frio, e temperatura do ar insuflado pelo sistema personalizado a 24°C, com vazão de 3,0 ℓ/s. As partículas simulando uma pessoa espirrando foram injetadas em dois pontos no fundo da cabine, respectivamente, na poltrona próxima da fuselagem e na poltrona perto do corredor, a 1,10m do piso, que corresponde à região de respiração. A contagem de partículas também foi realizada a 1,10m do piso nos assentos da fileira imediatamente à frente do ponto de injeção das partículas, ou seja, na fileira do meio do mock-up, onde se encontra instalado o sistema de ventilação personalizada. Medições para o mapeamento dos perfis de temperaturas e de velocidades do ar também foram realizadas. Os resultados mostraram que a dispersão de partículas sofre forte influência do sistema de ventilação personalizada e do ponto de injeção das partículas. A quantidade de partículas expiratórias na cabine sempre foi menor quando a injeção foi feita pelo assento junto à fuselagem. Isto ocorre devido ao sistema de ventilação da cabine ser por mistura, com exaustão do ar pela parte inferior próximo da fuselagem. Por outro lado, a injeção de partículas pelo corredor é a condição mais favorável à dispersão das partículas expiratórias. O sistema personalizado instalado na poltrona no assento próximo da fuselagem e no assento próximo do corredor foi capaz de reduzir, respectivamente, em 40% e 65% a quantidade de partículas expiratórias na zona de respiração nestas poltronas. Adicionalmente, quando o sistema personalizado está funcionando junto ao corredor, a redução das partículas em toda a fileira é de quase 60% em comparação ao sistema personalizado desligado.

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“…Kühn et al [90] performed large scale PIV measurement of the airflow patterns in an occupied cabin section of the A380 upper deck. Wan et al [91] and Sze et al [92] used PIV to characterize the airflow pattern at 4 selected locations in an occupied double-aisle aircraft cabin to validate numerical simulations. The above PIV measurements in occupied aircraft cabins could only reach the upper part of the cabins as the seats and manikins severely blocked the optical paths, as shown in Fig.…”

Section: Cabin Environmentmentioning

confidence: 99%

Particle image velocimetry measurement of indoor airflow field: A review of the technologies and applications

Cao

Liu

Jiang

et al. 2014

Energy and Buildings

135

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Quantifying the airflow field in building room or vehicle cabin indoor space is crucial for creating a thermal comfortable and healthy indoor environment. Airflow field measurement can provide quantitative information of indoor air distribution and local air velocity around occupants or passengers, which has strong relationship with the ventilation effectiveness, the pollutant transportation and the energy conservation in a building or a vehicle. However, the airflow field in indoor environment is normally characterized by high turbulent level and unsteady due to relatively low air velocity from the diffuser, thermal plume of heat source and unsteady perturbation of occupants' behavior. Generally, it is very difficult to conduct accurate and detailed measurement of such a complex turbulent flow field with point-wise anemometry.

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Modeling the Fate of Expiratory Aerosols and the Associated Infection Risk in an Aircraft Cabin Environment

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Dispersão de partículas em cabine de aeronave com insuflamento de ar pelo teto e pelo piso

Dispersão de partículas em cabine de aeronave com insuflamento de ar pelo teto e pelo piso

Influência De Sistema De Ventilação Personalizada Instalado Na Poltrona Na Dispersão De Partículas Expiratórias Em Cabine De Aeronave: Resultados Finais

Particle image velocimetry measurement of indoor airflow field: A review of the technologies and applications

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