ES2800350B2 - Complemento para emisor de radiacion uvc de doble funcion alternativa de uso combinado - Google Patents
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Description
DESCRIPCIÓN
Emisor de radiación UVc con carcasa envolvente de partes móviles
Objeto de la Invención:
El emisor de radiación electromagnética de onda mayoritaria UVc, para instalar en recintos, está situado en el interior una carcasa envolvente de partes móviles, cuya junta está caracterizada por disponer de una protuberancia opaca a la radiación que en posición cerrada permite tener un plano perpendicular a la dirección de propagación rectilínea de la radiación, de forma que la radiación resulta contenida de forma significativa. Cuando las partes móviles están en posición cerrada, la radiación actúa sobre el aire del recinto; y en posición abierta, la radiación actúa sobre las superficies del recinto; resultando dos utilidades; o reduce el número de patógenos en el aire del recinto con presencia de personas sin necesidad de protección; o reduce el número de patógenos en las superficies del recinto mediante su exposición directa a la radiación.
No tiene la función de desinfección de un recinto, entendida como la eliminación total de los patógenos que contiene, y para la que resulta necesario el uso de sistemas tecnológicos mucho más complejos. La utilidad del complemento reside en que se fabrica con tecnología muy sencilla y reduce el riesgo de transmisión de patógenos por el aire y las superficies del recinto, mediante la reducción del número de patógenos existentes en ellos como consecuencia del uso combinado y repetido de las dos funcionalidades alternativas.
Antecedentes:
La radiación electromagnética de onda mayoritaria UVc afecta al material genético de los virus, bacterias y hongos; modificando sus enlaces químicos entre las dos cadenas del ADN, de forma que les inactiva, impidiendo su reproducción posterior, tanto en el exterior como en el interior de los seres infectados. Asimismo, reduce el número de estos seres que se encuentran en el volumen de aire o sobre la superficie donde incide dicha radiación, teniendo una utilidad clara en la reducción de transmisión de patógenos.
Existen numerosos estudios que acreditan esta utilidad, indicando a modo informativo y no exhaustivo los siguientes:
- Jensen MM. 1964. Inactivation of airborne viruses by ultraviolet irradiation. Appl. Microbiol. 12:418-420.
- Kowalski WJ, Bahnfleth WP, Witham DL, Severin BF, Whittam TS.2000. Mathematical modeling of ultraviolet germicidal irradiation for air disinfection. Quant. Microbiol. 2:249 -270.
- Aerosol Susceptibility of Influenza Virus to UV-C Light. James J. McDevitt,a Stephen N. Rudnick,a and Lewis J. Radonovichb. Harvard School of Public Health, Boston, Massachusetts, USA,a and National Center for Occupational Health and Infection Control, Veterans Health Administration, Gainesville, Florida, USAb
En la eficacia de un emisor de radiación UVC influyen varios factores, cómo son los distintos grados de resistencia a la radiación de cada patógeno, las condiciones de humedad relativa del aire, la cantidad de partículas en suspensión; o sobre una superficie, y el grado de porosidad o irregularidad de una superficie. Según estos factores, es necesario aplicar una determinada cantidad de radiación en un tiempo menor que el de recuperación de los patógenos, para que se produzca una reducción de su número.
Esta radiación también afecta al material genético de otros seres vivos, y a corto plazo, una determinada cantidad de radiación puede producir lesiones en los ojos y en la piel de las personas. El grado de afección depende de la cantidad de radiación y de la longitud de onda, así las longitudes de onda próximas a UV-222nm minimizan los efectos nocivos y aquellas próximas a los UV-254nm los agudizan, pero estas últimas son más eficaces en la reducción del número de patógenos.
Otra cuestión importante, es que las longitudes de onda UV-100 a 240 nm afectan en cierto grado a las moléculas de oxígeno O2 transformándolas en moléculas de Ozono O3, que en cierta cantidad puede considerarse un contaminante del aire del recinto. Por otro lado, las longitudes de onda UV-240 a 315 invierten la situación, transformando las moléculas de Ozono O3 en moléculas de oxígeno O2, que son necesarias para la respiración de los seres vivos.
Según lo expuesto, los emisores de radiación UV-254 nm o próximos parecen los más adecuados para utilizar en el complemento propuesto, pero puede funcionar con cualquier emisor de radiación para el que resulte opaco el material de la envolvente.
Descripción de la Invención:
Es un emisor de radiación electromagnética de onda mayoritaria UVc, con carcasa envolvente de partes móviles, que tiene forma exterior sensiblemente prismática, su interior está hueco y permite instalar un sistema emisor de radiación UVc (1). Está fabricado con material opaco a la radiación -metal, madera, plástico, etc.-, formando una envolvente que contiene una cámara de aire en torno al emisor (2), que dispone de dos aberturas, cada una situada en una de las bases del prisma (3)(4).
La envolvente dispone de partes móviles (5)(6) que en posición abierta permiten exponer las superficies del recinto a la radiación directa del emisor. En posición cerrada, la radiación resulta contenida por la envolvente y aplicada sobre el aire del recinto en circulación dentro de la cámara mediante un sistema de impulsión (7)-ventilador, compresor, etc.- que introduce el aire por una abertura y lo expulsa por la otra. El sentido de circulación del aire dentro de la cámara es reversible, alternándose entrada con salida según los condicionantes de uso del recinto.
Las aberturas disponen de elementos para contención de radiación (8).
La junta de las partes móviles está caracterizada por disponer de una protuberancia opaca a la radiación (9) que en posición cerrada permite tener un plano perpendicular a la dirección de propagación rectilínea de la radiación, de forma que la radiación resulta contenida de forma significativa.
Funcionamiento:
El emisor de radiación electromagnética de onda mayoritaria UVc tiene dos funcionamientos alternativos; uno de ellos reduce el número de patógenos en el aire con presencia de personas sin necesidad de protección; y el otro reduce el número de patógenos en las superficies del recinto.
Es preciso señalar, que el complemento no tiene la función de desinfección de un recinto, entendida como la eliminación total de los patógenos que contiene. Su utilidad reside en la reducción del riesgo de transmisión de patógenos por el aire y las superficies del recinto, mediante la reducción del número de patógenos existentes en ellos al aplicarles una determinada cantidad de radiación UVc.
- La cantidad de radiación objetivo sobre las superficies del recinto, se realiza con las partes móviles de la envolvente en posición abierta, de forma que el emisor de radiación incide directamente sobre dichas superficies. Para un emisor constante se establece; en función de la distancia y el ángulo de incidencia sobre la superficie; un tiempo de exposición que permite acumular la radiación necesaria para reducir el número de patógenos en el grado pretendido.
- La cantidad de radiación objetivo sobre el aire del recinto, se realiza con las partes móviles de la envolvente en posición cerrada, de forma que el emisor incide solo sobre el aire del recinto que se encuentra circulando dentro de la cámara por acción del sistema de impulsión. Para un emisor constante, se establece un caudal de aire cuya velocidad de desplazamiento en el interior de la cámara se corresponde con el tiempo de exposición que permite acumular la radiación necesaria para reducir el número de patógenos en el grado pretendido.
Esta doble funcionalidad permite que el sistema emisor de radiación pueda ser utilizado de forma significativamente continua para reducir el número de patógenos existentes en el recinto. Dado que la envolvente en posición cerrada es capaz de contener la radiación, el emisor puede estar actuando sobre el aire del recinto, a la vez que está ocupado por personas sin protección. Cuando el recinto no va a estar ocupado por personas con protección; durante la noche, hora de descanso, etc.; se actúa sobre las superficies abriendo la envolvente un tiempo determinado, durante el cual se impide el acceso a personas sin protección. La apertura de la envolvente puede realizarse:
- sin apagado del emisor de radiación: mediante una apertura y cierre manual de la envolvente realizado por una persona con protección, o mediante una apertura y cierre motorizada de la envolvente con accionamiento desde el exterior del recinto por una persona sin protección.
- con apagado del emisor de radiación: mediante sistema diferido en el tiempo de encendido y apagado del emisor, realizado por una persona sin protección.
En cualquier caso, se considera preciso un sistema que evite la exposición de radiación por apertura accidental de la envolvente, que puede ser una cerradura, un sensor de apertura o un sensor combinado de apertura y presencia. Asimismo, dado que la radiación UVc no está dentro del espectro visible humano, se considera preciso la instalación de un sistema de advertencia acústica o luminosa del funcionamiento del emisor.
La utilidad del complemento reside en que se fabrica con tecnología muy sencilla y puede reducir el riesgo de transmisión de patógenos por el aire y las superficies del recinto, mediante la reducción del número de patógenos existentes en ellos como consecuencia del uso prolongado de las dos funcionalidades.
Descripción de una realización practica de la invención:
Se toma como referencia la situación actual, con pandemia declarada por la Organización Mundial de la Salud (OMS) desde marzo 2020, por SARS-COV-2 que causa la Covid-19; con riesgo de transmisión por contacto directo con patógenos en superficies y según reciente comunicado de julio 2020 también con riesgo de transmisión en recintos cerrados y con recirculación de aire. Asimismo, se considera la hipótesis agravante de combinación con epidemia de gripe anual, que precisa un tratamiento más exigente.
Se establece una dosis objetivo de radiación UVc 254nm de 40mJ/cm2 en superficies y 20mJ/cm2 en aire; que se corresponde con una reducción del 90% de los patógenos de la gripe cada vez que se realiza un ciclo de funcionalidades alternadas. (Wladyslaw Kowalski. Ultraviolet Germicidal Irradiation Handbook. UVGI for Air and Surface Disinfection. SPRINGER.)
Los criterios determinantes del diseño del complemento ejemplo, son la sencillez de fabricación, coste mínimo de los materiales, y su uso en un recinto para reunión de personas de tipología frecuente en edificios.
El complemento se diseña para ser instalado en la pared larga de un recinto que tiene 8 metros de largo por 5 de ancho y 3m de altura. Se corresponde con una superficie de 40m2 y un
volumen de 120m3. Se estima una humedad relativa del 50%, temperatura de 25°C y velocidad del aire en el interior de la cámara menor de 0,5m/seg.
El sistema emisor de radiación UVc tiene una potencia 25W en longitud de onda mayoritaria 254nm y construcción en doble cilindro paralelo 20-40mm / largo 600mm.
La forma de la envolvente elegida es la de un prisma recto de base triangular con lados a 45° y 90°, fabricado en chapa de acero 2mm plegada y soldada. La chapa de acero es completamente opaca a la radiación, pero puede reflejarla, para evitarlo se pinta con esmalte rugoso oscuro de forma que adquiere un grado de reflexión inferior al 10%. El interior de la cámara; partes fijas y móviles; se reviste con aluminio anodizado y capacidad reflectante del 80% para aprovecha al máximo la potencia radiante, que resulta ser de 20W con las partes móviles abiertas; para superficies; y de 25W dentro de la cámara; para aire. El recorrido del aire se considera con entrada inferior y salida superior, ambas de 32cm2, y una cámara radiante de 130cm2 de sección. El sistema de impulsión de aire es un ventilador 14x14x2,5cm -habitualmente utilizado para refrigeración de servidores informáticos- con velocidad de rotación variable de 300 a 1500 rpm y caudal de 100m3/h en salida libre sin perdida. En este caso, las aspas del ventilador contribuyen a la absorción de radiación reflejada y precisa un elemento menos que la otra abertura.
El procedimiento para alternar la funcionalidad de aire a la de superficies, se realiza por una persona sin protección a la radiación y es el siguiente: apagado manual del emisor en funcionalidad de aire, oscurecimiento de ventanas y puertas, apertura de la envolvente, accionamiento de reloj para encendido del emisor diferido en el tiempo y posterior apagado automático, salida del operador del recinto y cierre de puerta. Transcurrido el tiempo previsto para el apagado automático el operador vuelve a entrar en el recinto, cierra la envolvente y enciende la funcionalidad de aire.
Este complemento puede aplicar 40mJ/cm2 sobre las superficies del recinto en 20 minutos, y 20mJ/cm2 a 8m3/hora de aire del recinto, de forma que en 16 horas puede tratar un volumen de aire superior al de todo el recinto.
EXPLICACION BREVE DE LOS DIBUJOS
Figura-1 Vista del emisor con carcasa envolvente de partes móviles en posición cerrada. Figura-2 Vista del emisor con carcasa envolvente de partes móviles en posición abierta. Se observa como la protuberancia tiene un plano perpendicular a la dirección de propagación rectilínea de la radiación a través de la junta, en posición cerrada. Figura-3 Vista de la carcasa envolvente con las partes móviles abiertas.
Figura-4 Vista del emisor con carcasa envolvente de partes móviles en posición cerrada, sin denominaciones.
Figura-5 Vista del emisor con carcasa envolvente de partes móviles en posición abierta, sin denominaciones. Se observa como la protuberancia tiene un plano perpendicular a la dirección de propagación rectilínea de la radiación a través de la junta, en posición cerrada.
Figura-6 Vista de la carcasa envolvente con las partes móviles abiertas, sin denominaciones.
Figura-7 Descripción de una realización practica: Alzados y planta del emisor con las partes móviles de la carcasa envolvente cerrada.
Figura-8 Descripción de una realización practica: Alzados y planta del emisor con las partes móviles de la carcasa envolvente abierta.
Figura-9 Descripción de una realización practica: Sección Vertical con las partes móviles de la carcasa envolvente cerrada.
Figura-10 Descripción de una realización practica: Sección horizontal con las partes móviles de la carcasa envolvente cerrada, y detalle de la protuberancia de las partes móviles. Se observa como la protuberancia tiene un plano perpendicular a la dirección de propagación rectilínea de la radiación a través de la junta, en posición cerrada.
Figura-11 Descripción de una realización practica: Sección horizontal con las partes móviles de la carcasa envolvente abierta, y detalle de la protuberancia de las partes móviles. Se observa como la protuberancia tiene un plano perpendicular a la dirección de propagación rectilínea de la radiación a través de la junta, en posición cerrada.
Figura-12 Descripción de una realización practica: Detalle de la carcasa envolvente despiezada.
INDICE DE DENOMINACIONES UTILIZADAS EN LOS DIBUJOS
(1) SISTEMA EMISOR DE RADIACIÓN UVC
(2) ENVOLVENTE OPACA A LA RADIACION QUE FORMA LA CAMARA DE AIRE (3) ABERTURA PRIMERA DE LA CAMARA DE AIRE, ENTRADA/SALIDA
(4) ABERTURA SEGUNDA DE LA CAMARA DE AIRE, ENTRADA/SALIDA.
(5) PARTE MÓVIL PRIMERA DE LA ENVOLVENTE
(6) PARTE MÓVIL SEGUNDA DE LA ENVOLVENTE
(7) SISTEMA DE IMPULSIÓN DE AIRE
(8) ELEMENTOS PARA CONTENCION DE RADIACION EN ABERTURAS (9) PROTUBERANCIA DE LAS PARTES MÓVILES
(10) INDICADOR DE FUNCIONAMIENTO CON ENVOLVENTE ABIERTA
Claims (1)
1. Emisor de radiación electromagnética de onda mayoritaria UVc, con carcasa envolvente de partes móviles para instalar en recintos. Cuando las partes móviles están en posición cerrada, la radiación actúa sobre el aire del recinto; y en posición abierta, la radiación actúa sobre las superficies del recinto, de forma que; o reduce el número de patógenos en el aire del recinto con presencia de personas sin necesidad de protección; o reduce el número de patógenos en las superficies del recinto mediante su exposición directa a la radiación.
No tiene la función de desinfección de un recinto, entendida como la eliminación total de los patógenos que contiene, y para la que resulta necesario el uso de sistemas tecnológicos mucho más complejos. La utilidad del complemento reside en que se fabrica con tecnología muy sencilla y reduce el riesgo de transmisión de patógenos por el aire y las superficies del recinto, mediante la reducción del número de patógenos existentes en ellos como consecuencia del uso repetido de las dos funcionalidades.
El emisor de radiación electromagnética de onda mayoritaria UVc, tiene forma exterior sensiblemente prismática, su interior está hueco y permite instalar un sistema emisor de radiación UVc (1). Está fabricado con material opaco a la radiación, formando una envolvente que contiene una cámara de aire en torno al emisor (2), que dispone de dos aberturas, cada una situada en una de las bases del prisma (3)(4).
La envolvente dispone de partes móviles (5)(6) que en posición abierta permiten exponer las superficies del recinto a la radiación directa del emisor. En posición cerrada, la radiación resulta contenida por la envolvente y aplicada sobre el aire del recinto en circulación dentro de la cámara mediante un sistema de impulsión (7) que introduce el aire por una abertura y lo expulsa por la otra. El sentido de circulación del aire dentro de la cámara es reversible, alternándose entrada con salida según los condicionantes de uso del recinto.
Las aberturas disponen de elementos para contención de radiación (8).
La junta de las partes móviles está caracterizada por disponer de una protuberancia opaca a la radiación (9) que en posición cerrada permite tener un plano perpendicular a la dirección de propagación rectilínea de la radiación, de forma que la radiación resulta contenida de forma significativa.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FG2A | Definitive protection |
Ref document number: 2800350 Country of ref document: ES Kind code of ref document: B2 Effective date: 20220510 |