La saturacion relativa como clave para mejorar la biodescontaminación con peróxido de hidrógeno

Saturación Relativa

La clave para una mejor bio descontaminación com VH₂O₂

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La saturación relativa es una indicación de la humedad relativa del aire y la concentración de vapor de agua en un ambiente.

Cuando se añade el vapor de peróxido de hidrógeno a un ambiente, se suma al vapor de agua existente, permitiendo que el instrumento de medición de humedad mida el agua pero no el vapor de peróxido.

Sumados los dos, la saturación relativa causa condensación, es decir, gotitas de agua, que no son deseadas en el proceso y pueden escurrirse en el aislador o en la cámara de transferencia.

Es decir, la saturación relativa es la suma de los vapores de H₂O + H₂O₂ (agua oxigenada) que si se llega al 100% ocurre la condensación de las 2 moléculas.

Cuando se hace el control de saturación en una cámara, hay diferentes estrategias según el tipo de descontaminación y el objeto a ser descontaminado.
 

Básicamente son 3 estrategias:

1. Niebla seca - Cuando se hace el control de saturación en una cámara, hay estrategias diferentes según el tipo de descontaminación y el objeto a ser descontaminado.

2. Microcondensación - se trabaja exactamente en 100% o un poco menos (condensación microscópica invisible a simple vista), a través de pequeñas gotitas que flotan en el ambiente y realizan la descontaminación del producto o equipo en la cámara.

3. Condensación - cuando hay necesidad de contacto como agua oxigenada, es decir, en forma líquieda. La descontaminación del producto o ambiente se produce justamente a través de las gotitas de H₂O₂ que fueron provocadas.

Nota: los 2 últimos se evitan en productos o ambientes que puedan sufrir corrosión o que pierdan sus propiedades debido a la humedad.

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El proceso de bio-descontaminación

La cámara de transferencia sirve para transferir materiales/equipos de diferentes clases entre salas limpias, garantizando seguridad, reducción de partículas en los materiales transferidos y carga biológica. Hay 3 fases en este proceso: carga, transferencia y descarga y 3 etapas: pre-acondicionamiento, bio-descontaminación y post-acondicionamiento.
 

Etapas:

Pre-acondicionamiento: un mezclador de aire homogéneneiza y hace circular el aire dentro de la cámara pasando por un secador (para absorción de humedad) y un filtro (para absorción de partículas) para después devolver el aire a la cámara limpio y seco.

Bio-descontaminación: el mezclador envía el aire a un nebulizador o evaporador para generar vapor de peróxido de hidrógeno con cierta concentración de solución que varía según el objetivo de la descontaminación.

Post-acondicionamiento: es la aireación para eliminar todo el vapor de peróxido de hidrógeno de la cámara. El mezclador de aire, lanza el aire a un convertidor catalítico que rompe la molécula de H₂O₂ en vapor de agua y oxígeno, regresando a la cámara sin la presencia del H₂O₂ hasta que sea un nivel seguro para los operadores abrir la cámara.
 

Desafíos comunes en la cámara de transferencia

• Tiempo de aireación largo: debido a que el tiempo de lectura de los sensores es lento. Al reducir el tiempo, la cámara está disponible para otras rondas de descontaminación aumentando la productividad.

• Exceso de condensación: degradando el producto que se está descontaminando debido a la humedad causada.

• No alcanzar la concentración deseada de vapor de H₂O₂ y el por qué (variables).

• Corrosión de material: de la cámara o de los instrumentos instalados.

• Análisis de letalidad: no saber si el nivel de concentración alcanzado fue el deseado y no estar seguro que el proceso fue eficiente para evitar la proliferación de microorganismos.

Importãncia da umidade relativa de fundo na câmara (secagem)

Curva de saturação de vapor: conforme a temperatura aumenta, pode-se colocar mais vapor de peróxido nesse ambiente aquecido. Quando o vapor chega a 100% ele entra no processo de condensação e vira líquido. Em temperaturas mais baixas há menos vapor e por isso chama-se umidade relativa, pois está diretamente relacionado à temperatura do ambiente.

Menos água = mais vapor de peróxido (temperatura)
 

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Peróxido de hidrógeno vaporizado y las leyes de la naturaleza

Presión de saturación del vapor en ambiente H₂O₂

El vapor de presión del H₂O₂ es mucho menor que el del H20, que se condensa mucho antes que el peróxido. Por eso, una concentración más alta de H₂O₂ en la solución, lleva a concentrar más PPM de peróxido, no solo por la cantidad de moléculas, sino por interferir en la saturación relativa del aire, retardando su condensación.

Es decir:

Cuanto - H₂O y + H₂O₂ en la solución = + tarde hay condensación

(REGLA 1)

Influencia del nivel de humedad en el punto de condensación

y el vapor de H₂O₂ máximo alcanzable

Al comienzo de la fase de acondicionamiento, cuanto menor sea la humedad del fondo (humedad relativa del aire), más vapor H₂O₂ puede inyectarse en el ambiente antes de la condensación.

Es decir, sin deshumidificación del aire, al inyectar la solución de agua y peróxido de H₂O₂ hasta su acondicionamiento, no se tiene el aumento de PPM necesario para hacer la biodescontaminación del ambiente creando vapor de agua.

(REGLA 2)

La concentración de la solución líquida de H₂O₂ influye en el punto de

condensación y el nivel máximo de vapor peróxido alcanzable

Cuanto mayor sea la concentración de H₂O₂ en la solución líquida, más vapor de H₂O₂ se puede inyectar en el ambiente antes de la condensación.

A solução de menor concentração de H₂O₂ tem mais água, então a influência da umidade relativa é mais alta. No caso de maior concentração de peróxido e menos de água, a influência da umidade relativa da água é mais baixa, deixando mais espaço para a molécula de vapor de peróxido atuar.

(REGRA 3)  

La influencia de la temperatura en el punto de condensación y

vapor de H₂O₂ máximo alcanzable

Cuanto mayor sea la temperatura, más vapor de agua y peróxido de hidrógeno el aire puede retener y por lo tanto mayor es la concentración máxima alcanzable de vapor de peróxido de hidrógeno.

Al principio, cuando se tienen dos procesos, donde solo se mira la humedad relativa, la curva de saturación es similar. Ahora, al considerar también la temperatura, el comportamiento cambia. Como el objetivo es la descontaminación con mayor concentración de PPM de peróxido de hidrógeno, se obtiene un mejor resultado con la temperatura más alta, pues se tiene mayor presencia de H₂O₂.

Resumen

Tanto el nivel de vapor de agua como el de peróxido de hidrógeno vaporizado contribuyen al nivel de saturación. La concentración máxima de la solución depende de:

- Humedad de fondo (secado)

- Solución de peróxido de hidrógeno líquido

- Temperatura

La saturación relativa es un parámetro esencial para el control del proceso de forma precisa, repetitiva y fiable en la biodescontaminación por H₂O₂.

Tecnología Peroxcap

Principios de funcionamiento:

Peroxcap es una sonda de película de polímero HPP272, sin partes bioquímicas y consumibles. En ella se encuentran los sensores que miden la humedad del agua, el peróxido y la temperatura ambiente, para realizar los cálculos de las variables que serán entregadas al sistema para realizar el control en instalaciones fijas o para usar de forma portátil y puntual en la realización de contrapruebas en procesos específicos de bio-descontaminación.

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La tabla anterior muestra 4 tecnologías:

Células Electroquímicas: sensores que usan algún elemento que reacciona/cataliza con las moléculas de H O y dan la medición en PPM. Son fáciles de cambiar pero tienen una vida útil corta. Mide el PPM, pero no mide la saturación relativa.

NIR - Tecnologías de Infrarrojo Cercano: tecnología muy estable, sondas grandes y caras usadas para investigación y desarrollo. No son adecuadas para concentraciones bajas, es decir, no cumplen con la fase de aireación.

Analizadores de gas (láser): alta selectividad con algún límite de detección. Adecuados para mediciones de baja y seguridad en procesos. Son grandes, pesadas y no permiten medición continua. Sólo miden límites de concentración más bajos, no miden la saturación relativa.

PEROXCAP - Sensores capacitivos de polímero de película fina: tienen varios parámetros de medición (concentración en PPM, saturación y humedad relativa, temperatura) garantizando el control de las 3 leyes de la naturaleza durante el proceso. Es pequeña y compacta. fácil de calibrar, cambiar y mantener. tiene una respuesta rápida, pero su resolución mínima es de 10 ppm de vapor de peróxido. No lee el rango de 10 a 1 (aireación) que es recomendado para la apertura de la cámara y la seguridad de los operadores. Hoy en día hay cámaras que usan otro sensor junto para hacer la medición completa, chaveando las válvulas del sistema para lanzar el aire de la cámara a un sensor de baja (ej.: electroquímico). Con esto se obtiene un ahorro en el tiempo de aireación, incluso con dos sensores, poniendo la cámara a disposición más rápidamente para otros procesos de descontaminación. El Peroxcap también puede ser usado de forma portátil y paralela, haciendo mediciones y seguimiento a través del control de las variables y la saturación relativa, además de poder ser utilizado para realizar contrapruebas de sistemas de control en procesos de descontaminación.

Sensor Humicap Uso general

Sensor HUMICAP de uso general para medir la humedad relativa en varias aplicaciones. Son 2 electrodos representados en azul con un polímero en el medio. en amarillo, que absorbe las moléculas de agua haciendo la medición de humedad en el ambiente.

Sensor Humicap Catalítico 

Diseñado para medir la humedad relativa en abiente donde se utiliza vapor de H0. En la cama superior donde hay contacto con el aire se encuentra la capa catalítica, no catalizando el vapor de agua. Diferente como el vapor de peróxido que el sensor romperá la molécula de agua y peróxido midiendo la humedad y la saturación relativa. Mediante la unión de los 2 sensores se obtiene el cálculo. iva, además de poder ser usado para realizar contrapruebas de sistemas de control en procesos de descontaminación.

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Consejos Prácticos 

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Cómo lidiar con los problemas causados por cambios rápidos de temperatura? 

Si hay variaciones de temperatura relevantes entre el ambiente interno y externo de la cámara, puede producirse condensación. Para evitar esto, lo ideal es instalar la sonda completa dentro de la cámara con una prensa de cable vendida por Vaisala. Esta instalación es más fácil para hacer el mantenimiento y ajustes necesarios.

Antes de realizar la medición, este sistema realiza la purga: los dos sensores se calientan durante 4 minutos para evaporar cualquier humedad o contaminación del producto existente, siendo esencial para el rendimiento y precisión a largo plazo en entornos exigentes de H₂O₂ . Importante: durante la purga, las mediciones de H₂O₂ y H₂O no están disponibles.

La purga puede realizarse automáticamente de la siguiente manera:

- Al conectar la sonda: se puede configurar para purgar cada vez que la sonda está energizada.

- Después de ajustar RH a H₂O₂ .

- En intervalos configurables (estándar de 24 horas, entre 1 hora y 1 semana, usando el software Vaisala Insight, Modbus o transmisores índigo). La purga se retrasa 30 minutos si el H₂O₂ está presente o la humedad ambiente no es estable.

- Por medio del gatillo externo de un controlador PLC (relé, por ejemplo).

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¿Es posible calibrar el HHP270 en campo? 

Sí, es posible. Como los sensores son permeables, ambos realizan la medición (uno de vapor de peróxido, otro catalizando agua) haciendo así la calibración correcta. Se puede usar tanto el kit de sales de Vaisala junto con el software Insight como el sensor portátil.

Software Insight: gratis, es solo descargar para usar siendo necesario un cable para conexión a la sonda.

Indigo 80: sonda portátil que puede ser usada tanto para comparación en campo como para medición de una descontaminación puntual. 

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Conclusión

La saturación relativa es la clave para una mejor biodescontaminación con vapor de peróxido de hidrógeno.

La sonda HPP272 de Vaisala permite el monitoreo y control de todos los parámetros relevantes durante los procesos de biodescontaminación.

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