Öğrenciler günlük maruziyetler için kimyasal güvenlik modeli oluşturuyor

Georgia Tech öğrencisi Diya Godavarti yalnızca bir kursta işçilerin kimyasal sızıntılara veya açık kaplara karşı tepkilerini geliştirebilecek bir aracın geliştirilmesine yardımcı oldu. O zamanlar ikinci sınıf kimya ve biyomoleküler mühendislik (ChBE) öğrencisi olan Godavarti, savunmasız topluluklarda kimyasallara maruz kalmanın azaltılmasına odaklanan kimyasal eşitlik üzerine bir kursa katıldı. Georgia Tech’in Dikey Entegre Projeler (VIP) programının bir parçası olan sınıf, öğrencileri disiplinleri ve dönemleri kapsayan uzun vadeli araştırma ekiplerine yerleştirir.

O ve sınıf arkadaşları, tanker kamyonları gibi kapalı alanlarda tehlikeli kimyasal buharların ne kadar biriktiğini tahmin eden bir hesaplamalı model geliştirdi. Çalışmaları yakın zamanda yayınlanan “Genel Güvenlik Uygulamaları için Kapalı Alanlarda Zamana Bağlı Kimyasal Konsantrasyonların Modellenmesi” başlıklı bir makaleyle sonuçlandı. ACS Kimyasal Sağlık ve Güvenlik.

Godavarti için bu deneyim gelecekteki kariyer çabalarını netleştirmeye yardımcı oldu. “Bu projeye devam etme konusunda her zaman motive oldum çünkü kimyasal eşitlik gerçekten önemsediğim bir şey” dedi. “Bu dersten sonra açık uçlu projeler üzerinde çalışmaktan gerçekten keyif aldığımı fark ettim ve bu, doktora yapma arzumu doğruladı.”

Bu sonbaharda Northwestern Üniversitesi’nde ChBE doktora çalışmalarına başlayacak.

Disiplinler arasında köprü kurmak

VIP sınıfı, araştırma laboratuvarları ile gerçeklik arasındaki boşluktan doğdu. Tech’in Kimya ve Biyokimya Okulu’nda öğretim üyesi olan Pamela Pollet, havalandırma davlumbazları gibi güvenlik önlemlerinin bulunduğu kontrollü laboratuvar ortamlarında çalışmaya alışkındır. Ancak ticari çalışanların kazara zararlı kimyasallara maruz kaldığı bir projeye danıştıktan sonra güvenlik konusunda farklı düşünmeye başladı.

“Kontrollü ortamlarımızda kimyasallarla yaptıklarımız ile bunu çok iyi anlıyoruz ve insanların kimyasallarla her gün nasıl etkileşime girdiği arasında bir kopukluk vardı” dedi.

Bu boşluğu kapatmak için Pollet, Kurumsal İnovasyon Enstitüsü’nün (EI2) Güvenlik, Sağlık ve Çevre Hizmetleri Programının meslek grubu sağlık yöneticisi Jenny Houlroyd ile ortaklık kurdu. Houlroyd, işyerindeki tehlikeleri azaltmak ve çalışanların sağlığını korumak için Georgia’daki işletmelerle birlikte çalışıyor.

Houlroyd, “Bu işin ne kadar sessiz olabileceğini fark ettik” dedi. “Kimyasal güvenlik araştırmacıları ve kimyagerler genellikle ayrı çalışırlar ancak becerileri birbirini tamamlayıcıdır. Dersin fikrini bu şekilde ortaya çıkardık.”

VIP formatı bu işbirliğini mümkün kıldı. 20 öğrenciden oluşan ekip kimya, biyokimya, biyoloji, bilgisayar bilimi, sinir bilimi ve ChBE dallarından oluşuyordu. Öğrenciler, araştırmaya ek olarak, çalışmaları kimyasal güvenlikle kesişen gazeteciler, avukatlar ve politika yapıcılar da dahil olmak üzere konuk konuşmacılardan bilgi aldı.

Gerçek dünya riskini modelleme

Öğrenciler endüstriyel hijyende pratik bir soruna odaklandılar: kapalı bir alanda bir sızıntı veya açık bir kap sonrasında bir kişinin tehlikeli kimyasallara maruz kalmasının hızlı bir şekilde tahmin edilmesi.

Houlroyd, “Benim gibi bir endüstriyel hijyenisti işe alırsanız, planlamak zaman alacak ve pahalı olacaktır” dedi. “Fakat eğer bir kimyasal sızıntı olayı meydana gelirse, bu güvenlik verilerine hemen ihtiyacınız var.”

Bu sorunu çözmek için öğrenciler, kimyasalların kapalı ortamlarda nasıl buharlaştığını ve havada yayıldığını simüle eden bir hesaplama modeli oluşturdular. Yaygın bir çözücü olan benzeni bir test örneği olarak kullanan model, benzen konsantrasyonlarının kapalı bir alanda bir sızıntı veya artık havuzdan sonra dakikalardan saatlere kadar zaman içinde nasıl değiştiğini tahmin ediyor. Ayrıca, kimyasalların yoğun olduğu bir alanda birinin dik mi yoksa çömelmiş mi durduğunu hesaba katarak farklı yüksekliklerdeki maruz kalma durumunu da tahmin edebilir.

Kimya Ph.D. John Pederson, “Kimyasal maruziyetlerin modellenmesinde önemli boşlukları ele alıyoruz” dedi. Öğrenci ekibine mentorluk yapan öğrenci. “Endüstriyel ortamlarda yoğun çalışmalar yapılıyor ancak ulaşım, tarım ve sanitasyon gibi alanlardaki ortamlara daha az dikkat ediliyor. Boyalar, kaplamalar, temizlik solüsyonları ve diğer solventlerle çalışmanın akut veya kronik maruz kalma riski taşıdığı kolayca gözden kaçan bir gerçek.”

Sınıftan etkiye

Ekip sonuçta modeli geniş çapta erişilebilir hale getirmeyi ve kullanıcı dostu bir uygulama yaratmayı umuyor. Bu çalışma devam ederken Pollet ve Houlroyd, projenin halihazırda disiplinlerarası öğrenmenin gücünü gösterdiğini söylüyor.

Pollet, “Bu proje, alanlarımızın çok güzel bir şekilde örtüşmesiydi” dedi. “Öğrencilerin gerçek dünya senaryolarını geleneksel bir sınıfta kopyalayamayacağınız şekilde anlamalarına yardımcı oluyor.”

Houlroyd’a göre bu işbirliği, etkisini sahanın ötesine de taşıdı.

“EI2 için çalışıyorum ve öncelikle dışarıyla yüzleşiyoruz ve Georgia eyaletindeki işletmelere yardım ediyoruz, ancak bu, sahada öğrendiklerimi alıp öğrencilerle paylaşmak için harika bir fırsat oldu” dedi. “Öğrencilerimle o kadar gurur duyuyorum ki. Onların bu büyük konuyu ele alıp endüstrinin kullanabileceği bir şeye dönüştürdüğünü görmek çok heyecan verici.”