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Master's Dissertation
DOI
https://doi.org/10.11606/D.3.2023.tde-11052023-074432
Document
Author
Full name
Alexandre Ghidini Chrestani
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Paulo, 2023
Supervisor
Committee
Alves, Rita Maria de Brito (President)
Albuquerque Neto, Cyro
Falco, Ana Paula Santiago de
Title in Portuguese
Avaliação dos limites de exposição ao monóxido de carbono em atmosferas de submarinos nucleares.
Keywords in Portuguese
Carboxihemoglobina
Equação Cobum-Foster-Kane
Limites de exposição
Monóxido de carbono
Toxicologia
Abstract in Portuguese
A principal característica de um submarino nuclear reside em sua capacidade de permanecer submerso continuamente por longos períodos, podendo ficar até meses debaixo dágua. Essa característica faz com que o ar interno não seja constantemente revitalizado com o ar externo, o que pode causar o acúmulo de poluentes. Um desses poluentes é o monóxido de carbono, o qual pode causar uma série de efeitos adversos à saúde, desde alterações sensoriais até a morte. Uma vez que a tripulação fica constantemente exposta à atmosfera interna, limites de exposição ao monóxido de carbono, estabelecidos pelas legislações trabalhistas, não podem ser empregados para o ambiente de submarinos, tornando necessário o estabelecimento de limites próprios para esse meio. Nesse sentido, o objetivo deste trabalho é propor limites de exposição ao monóxido de carbono para o ambiente de submarinos nucleares. Empregaram-se dois modelos matemáticos de exposição ao monóxido de carbono, as formas linear e não-linear da equação de Coburn-Foster-Kane, as quais estimam o nível de carboxihemoglobina no sangue, marcador biológico usado para avaliar a exposição ao monóxido de carbono. Foram considerados diferentes concentrações desse gás, ambiente com baixo teor de oxigênio, diferentes níveis de atividade física da tripulação e tempos de exposição. Avaliaram-se os Limites de Exposição Contínua para 90 dias, Limites de Exposição de Emergência para 24 horas e 1 hora e Limites para Escape de Submarinos para 10 dias e 24 horas. Os resultados demonstraram que a concentração de monóxido no ambiente não deve ultrapassar 9 ppm para o Limite de Exposição Contínua para 90 dias, 35 ppm para o Limite de Exposição de Emergência para 24 horas, 90 ppm para os Limite de Exposição de Emergência para 1 hora, 60 ppm para o Limite para Escape de Submarinos para 10 dias e 80 ppm para o Limite para Escape de Submarinos para 24 horas. Comparando esses valores com aqueles estabelecidos pelo Conselho Nacional de Pesquisa para a Marinha dos Estados Unidos, foi possível notar que apenas o limite para 90 dias está de acordo com o obtido pelo modelo estudado neste trabalho, ao passo que os demais limites são superiores aos sugeridos por este trabalho, o que pode indicar um risco à saúde da tripulação, sendo este trabalho mais conservativo.
Title in English
Exposure levels for carbon monoxide in the nuclear submarine atmosphere.
Keywords in English
Carbon monoxide
Carboxyhemoglobin
Coburn-Foster-Kane equation
Exposure limits
Nuclear submarine
Toxicology
Abstract in English
The main characteristic of a nuclear submarine lies in its ability to remain continuously submerged for long periods of time, lasting up to months of underwater operation. This characteristic means that the inside air is not constantly revitalized with the outside air, which can cause the accumulation of pollutants. One of these pollutants is carbon monoxide, which can cause a series of adverse health effects, from impairment of sensorial functions to death. Since the crew is constantly exposed to the internal atmosphere, exposure limits to carbon monoxide established by labor laws cannot be used for the submarine environment, making necessary to establish limits for this environment. In this sense, the objective of this work is to propose limits of exposure to carbon monoxide appropriate for the environment of nuclear submarines. Linear and non-linear forms of the Coburn-Foster-Kane equation were used to estimate the level of carboxyhemoglobin in blood, a biological marker used to assess exposure to carbon monoxide. It was considered different concentrations of this gas, low oxygen content in the environment, different crew physical activity levels and exposure times and it was evaluated the 90-day Continuous Exposure Guidance Level, 24-h and 1-h Emergency Exposure Guidance Levels and 10-day and 24-h Submarine Escape Action Levels. The results showed that the concentration of carbon monoxide in the environment must not exceed 9 ppm for the 90-day Continuous Exposure Guidance Level, 35 ppm for the 24-h Emergency Exposure Guidance Level, 90 ppm 1-h Emergency Exposure Guidance Level, 60 ppm for the 10-day Submarine Escape Action Level and 80 ppm for the 24-h Submarine Escape Action Level. Comparing these values with those established by the National Research Council for the United States Navy, it was possible to note that only the limit for 90 days is in accordance with that obtained by the model studied in this work, while the remaining limits are higher than those suggested by this work, which may indicate a risk to the health of the crew.
 
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Publishing Date
2023-05-11
 
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