Strojniški vestnik - Journal of Mechanical Engineering 57(2011)10, SI 151-160 Osebne objave
Doktorske disertacije in diplome DOKTORSKE DISERTACIJE Na Fakulteti za strojništvo Univerze v Ljubljani sta z uspehom obranila svojo doktorsko disertacijo: dne 27. septembra 2011 Mitja MAZEJ z naslovom: »Lokalno prezračevanje za kontrolo navzkrižne okužbe v prostorih« (mentor: prof.dr. Vincenc Butala, somentor: izr. prof. dr. Arsen K. Melikov); Navzkrižna okužba preko prostorskega zraka v zaprtih prostorih predstavlja v razvitem svetu enega izmed najpomembnejših faktorjev pri zagotavljanju ustreznega bivanjskega okolja. Tveganje pred navzkrižno okužbo v zaprtih prostorih je namreč v razvitem svetu postalo del vsakdana, saj večina ljudi živi, dela in opravlja velik del svojih vsakodnevnih aktivnosti v zaprtih in največkrat gosto zasedenih notranjih okoljih, v katerih je nehote izpostavljena različnim primesem in patogenom v zraku. V večini primerov njihov vir predstavljajo okuženi ali bolni ljudje, ki s svojimi dihalnimi aktivnostmi kot so dihanje, govorjenje, kašljanje ali kihanje sproščajo patogene kapljice različnih velikosti, katerih nehlapni ostanki se lahko daljši čas zadržujejo v prostorskem zraku, preden se iz njega odstranijo bodisi z odlaganjem na različnih površinah zaradi gravitacijskih sil bodisi z izmenjavo zraka s prezračevanjem. Pravilno zasnovano in učinkovito prezračevanje, ki omogoča nadzor nad zračnimi tokovi v prostorih, ima tako ključno vlogo pri kontroli navzkrižne okužbe in zaščiti uporabnikov. Kljub temu večina obstoječih prezračevalnih sistemov ni zasnovana tako, da bi preprečevala širjenje patogenov preko zraka, saj princip redčenja onesnaženega zraka z dovajanjem velikih količin svežega zraka s konvencionalnimi prezračevalnimi sistemi zaradi lokacije vira patogenov (ljudi v prostoru) ni učinkovit. V določenih primerih lahko prezračevalni sistem prenos patogenov celo poveča. Razmeroma malo razpoložljivega znanja na tem interdisciplinarnem področju dodatno omejuje razvoj učinkovitejših rešitev kontrole pred navzkrižno okužbo v zahtevnejših primerih direktne izpostavljenosti pred izdihanimi patogenimi kapljicami, kot je npr. v primeru kašlja. Zaradi tega je poglavitni cilj doktorskega dela usmerjen v razvoj in optimizacijo napredne lokalne prezračevalne metode, ki omogoča
učinkovito kontrolo navzkrižne okužbe in zaščito izpostavljene osebe tako v primeru dolgotrajne izpostavljenosti patogenom, generiranih v primeru dihanja ali govorjenja, kot tudi v primeru direktne kratkotrajne izpostavljenosti patogenom, generiranih pri kašlju. V doktorski disertaciji je podrobno analiziran problem navzkrižne okužbe zaradi širjenja izdihanih patogenih kapljic preko prostorskega zraka med dvema osebama, ki sedita druga nasproti druge v prostoru z mešalnim prezračevanjem, brez in z uporabo na novo razvite napredne lokalne prezračevalne metode, ki temelji na principu zračne zavese. V prvem delu disertacije je podrobno predstavljen razvoj in optimizacija delovanja sistema zračne zavese na osnovi opravljene eksperimentalne analize v primeru dolgotrajne izpostavljenosti patogenom v izdihanem zraku. Eksperimentalna analiza z uporabo toplotnih manekenov je pokazala, da je z uporabo zračne zavese mogoče pomembno zmanjšati izpostavljenost in s tem verjetnost za prenos okužbe preko prostorskega zraka. Pri tem se je s stališča učinkovitosti delovanja sistema kot pomemben izkazal vpliv različnih parametrov (stopnja izmenjave zraka s prezračevalnim sistemom, zasnova in geometrija difuzorja za generiranje zračne zavese, dovedena količina zraka skozi sistem zračne zavese, oddaljenost zračne zavese od vira okužbe itd.), hkrati pa smo potrdili, da je za optimalno učinkovitost principa ključno ravnotežje med efektom indukcije izdihanega zraka s curkom zračne zavese in jakostjo mešanja evakuiranega izdihanega zraka s prostorskim zrakom v ozadju. Efekt mešanja izdihanega zraka s prostorskim zrakom namreč zmanjšuje evakuacijo patogenov iz dihalne cone ter povečuje njihov delež v ozadju, s tem pa tudi učinkovitost principa. S tega stališča je pomembna tudi oddaljenost vira okužbe od curka zračne zavese, saj je v primeru prevelike oddaljenosti razpršenost patogenov ustrezno večja. Sistem zračne zavese se je v kombinaciji z mešalnim prezračevanjem hkrati izkazal tudi za bolj energetsko učinkovito strategijo kontrole navzkrižne okužbe, saj je bilo pri optimalnem delovanju zmanjšanje verjetnosti za okužbo z virusom influence enakovredno kot v primeru povečanja količine svežega zraka s prezračevanjem za vsaj 1,4 menjave/h. SI 151