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Title:
DEVICE FOR STERILISING OBJECTS BY APPLYING UV-C LIGHT IRRADIATION
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2022/126292
Kind Code:
A1
Abstract:
Disclosed is a sterilising device (1) for sterilising objects by applying UV-C light irradiation and a flow of ozone, capable of optimising sterilisation by reducing the time of exposure of several objects at the same time, and ensuring that the entire surface receives the minimum dose necessary for sterilisation, with purification of the residual air on completion of each cycle; the device comprises a multiple sterilising radiation source (20) having at least one first UV-C light-emitting tube (21) and at least one second UV-C light-emitting tube (22), parallel to each other; the multiple radiation source (20) is installed on a mobile component (30) that is displaced linearly relative to a static component (40) comprising at least one support (41) for the positioning of the objects to be treated, this being transparent to UV-C irradiation and permeable to ozone flows, comprising a first irradiable side (42) facing a second irradiable side (43); where the mobile component (30) simultaneously displaces the UV-C light-emitting tubes, maintaining said first tube (21) at a first distance (d1) relative to the aforementioned first irradiable side (42) of the support (41), and said second tube (22) at a second distance (d2) relative to the aforementioned second irradiable side (43) of the same support (41).

Inventors:
LILLO GALLARDO PATRICIO ANDRÉS (CL)
CHAPARRO DRAPELA DANIEL ANDRÉS (CL)
DÍAZ TUNJANO DAVID FELIPE (CL)
SÁNCHEZ ÓRDENES JOAQUÍN ANDRÉS (CL)
Application Number:
PCT/CL2020/050184
Publication Date:
June 23, 2022
Filing Date:
December 18, 2020
Export Citation:
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Assignee:
UNIV PONTIFICIA CATOLICA CHILE (CL)
LIGHTWASH SPA (CL)
International Classes:
A61L2/08; A61L2/10; A61L2/20; A61L2/24; A61L2/26
Foreign References:
DE102008063886A12010-07-01
CN110585902A2019-12-20
CN211533284U2020-09-22
CN207220511U2018-04-13
CN107970465A2018-05-01
CN209154590U2019-07-26
US20150118107A12015-04-30
CN107261174A2017-10-20
CN208877390U2019-05-21
CN107961386A2018-04-27
Attorney, Agent or Firm:
ESTUDIO CAREY LTDA (CL)
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Claims:
REIVINDICACIONES

1. Aparato esterilizador (1) de objetos mediante aplicación de irradiación de luz UV-C y un flujo de ozono que además de sanitizar, permite la eliminación de olores no volátiles, donde el aparato es capaz de optimizar el proceso de esterilización al reducir el tiempo necesario de exposición a la irradiación de varios objetos a la vez y asegurar que toda la superficie de los objetos reciba una dosis mínima necesaria de esterilización dentro del período reducido de tiempo, y proveer purificación del aire residual al final de cada ciclo de funcionamiento, CARACTERIZADO porque comprende una fuente múltiple (20) de irradiación esterilizante que cuenta con al menos un primer tubo (21) y al menos un segundo tubo (22) emisores de luz UV-C paralelos entre sí; estando la fuente múltiple (20) de irradiación montada en un componente móvil (30) que se desplaza de manera lineal en relación con un componente estático (40) que comprende al menos un soporte (41) transparente a la irradiación UV-C y permeable a flujos de ozono, para posicionar a los objetos a tratar, el que comprende una primera cara irradiable (42) opuesta a una segunda cara irradiable (43); donde el componente móvil (30) desplaza, simultáneamente, a los tubos emisores de luz UV-C en el sentido de un eje transversal (y) o de un eje longitudinal (x) de los soportes (41), manteniendo a dicho primer tubo (21), de acuerdo a una primera distancia (di), respecto de la mencionada primera cara irradiable (42) del soporte (41), y a dicho segundo tubo (22), de acuerdo a una segunda distancia (d2), respecto de la mencionada segunda cara irradiable (43) del mismo soporte (41); el aparato (1), además, comprende un gabinete (50) de seguridad contenedor de los componentes del aparato; medios purificadores (60) del aire residual; un generador de flujo de ozono (70); y un componente de control (80) electrónico del aparato.

2. Aparato esterilizador de objetos, de acuerdo a la reivindicación 1, CARACTERIZADO porque dicha segunda distancia (d2) que mantiene un segundo tubo (22) emisor de luz UV- C respecto de la segunda cara irradiable (43) de un soporte (41), es menor que dicha primera distancia (di) de un primer tubo (21) emisor de luz UV-C respecto de la primera cara irradiable (42) del mismo soporte (41).

3. Aparato esterilizador de objetos, de acuerdo a la reivindicación 1, CARACTERIZADO porque dicha segunda distancia (d2) que mantiene un segundo tubo (22) emisor de luz UV- C respecto de la segunda cara irradiable (43) de un soporte (41), es igual que dicha primera

26 distancia (di) de un primer tubo (21) emisor de luz UV-C respecto de la primera cara irradiable (42) del mismo soporte (41). Aparato esterilizador de objetos, de acuerdo a la reivindicación 1, CARACTERIZADO porque el número de tubos emisores de irradiación UV-C de la fuente múltiple (20) de irradiación, está en una relación numérica respecto de los soportes (41) de los objetos, donde por cada soporte (41), se disponen dos tubos emisores de irradiación UV-C, cada uno posicionado paralelo e irradiando a respectivas primera (42) y segunda (43) caras irradiables del soporte (41). Aparato esterilizador de objetos, de acuerdo a la reivindicación 1, CARACTERIZADO porque dicho, al menos un soporte (41) de los objetos, comprende un contomo perimetral entre ambas primera (42) y segunda (43) caras irradiables, definido por un borde frontal (44), opuesto a un borde posterior (45), entre los que se extienden unos bordes laterales (46) opuestos entre sí. Aparato esterilizador de objetos, de acuerdo a la reivindicación 5, CARACTERIZADO porque dicho borde frontal (44) y borde posterior (45) son paralelos el eje longitudinal (x) del soporte (41). Aparato esterilizador de objetos, de acuerdo a la reivindicación 5, CARACTERIZADO porque dicho borde frontal (44) y borde posterior (45) se extienden paralelos el eje transversal (y) del soporte. Aparato esterilizador de objetos, de acuerdo a la reivindicación 1, CARACTERIZADO porque dicho, al menos un soporte (41), comprende un marco perimetral rígido (47) que sostiene y tensiona una estructura tejida (48), formando una grilla abierta regular, a base de elementos filamentosos de material transparente a la irradiación UV-C, donde la grilla abierta genera múltiples aberturas (49) que permiten permeabilidad a un flujo de ozono. Aparato esterilizador de objetos, de acuerdo a la reivindicación 8, CARACTERIZADO porque el material transparente a la irradiación UV-C de los elementos filamentosos tejidos, que conforman la grilla, es un material polimérico. Aparato esterilizador de objetos, de acuerdo a la reivindicación 1, CARACTERIZADO porque dicho, al menos un soporte (41), comprende un marco perimetral rígido (47) que sostiene una estructura laminar (48’) con múltiples perforaciones (49’) para proporcionar permeabilidad a un flujo de ozono; es de un material transparente a la irradiación UV-C para permitir que la superficie inferior del objeto tratado, que queda en contacto con la primera cara (42) de dicho soporte (41), reciba irradiación suficiente para completar una dosis mínima necesaria para su esterilización. Aparato esterilizador de objetos, de acuerdo a la reivindicación 1, CARACTERIZADO porque dicho al menos un elemento de soporte (41) de los objetos, comprende un marco perimetral rígido (47) que sostiene a múltiples elementos lineales rígidos (48”) formando una parrilla de soporte, donde dichos elementos están distanciados entre sí formando intersticios (49”) para proporcionar permeabilidad a un flujo de ozono, y son de un material transparente a la irradiación UV-C para permitir que la superficie inferior del objeto tratado, que queda en contacto con la primera cara (42) de dicho soporte (41), reciba irradiación suficiente para completar una dosis mínima necesaria para su esterilización. Aparato esterilizador de objetos, de acuerdo a las reivindicaciones 10 y 11, CARACTERIZADO porque dicho material transparente a la irradiación UV-C, es seleccionable entre cuarzo, vidrio o una aleación de vidrio y cuarzo. Aparato esterilizador de objetos, de acuerdo a la reivindicación 1, CARACTERIZADO porque, el al menos un soporte (41) de los objetos, se posiciona de manera horizontal en el componente estático (40), constituyéndose, su primera cara irradiable (42), como una superficie superior de soporte donde se posan los objetos a esterilizar; mientras que su segunda cara irradiable (43) opuesta, se constituye como la superficie inferior del soporte. Aparato esterilizador de objetos, de acuerdo a la reivindicación 1, CARACTERIZADO porque, el al menos un soporte (41’) de los objetos, se posiciona de manera vertical, constituyéndose, su primera cara irradiable (41’), como una primera superficie lateral, mientras que su segunda cara irradiable (42’) opuesta, se constituye como una segunda superficie lateral; conformándose dicho soporte (41’) como elementos colgadores desde los que se sujetan objetos de manera colgada. Aparato esterilizador de objetos, de acuerdo a la reivindicación 1, CARACTERIZADO porque dicho componente estático (40) comprende al menos dos marcos estructurales (401), dispuestos de manera vertical y distanciados entre sí; cada uno formado por al menos dos perfiles rectos verticales (402) paralelos, entre los que se montan guías (403) rectas laterales para el desplazamiento del componente móvil (30), y se montan correderas (404) horizontales que reciben, de manera deslizante, a dichos soportes (41) de los objetos que se disponen de manera horizontal. Aparato esterilizador de objetos, de acuerdo a la reivindicación 15, CARACTERIZADO porque dicho componente estático (40) comprende al menos dos marcos estructurales (401’), dispuestos de manera horizontal distanciados entre sí; cada uno formado por al menos dos perfiles rectos horizontales (402’) paralelos, entre los que se montan guías (403 ’) rectas superiores e inferiores, para el desplazamiento del componente móvil (30); mientras que en, al menos uno, de los marcos estructurales (401’), se montan correderas horizontales (404’) que reciben, de manera deslizante, a dichos elementos de soporte (41 ’) de los objetos que se disponen de manera vertical. Aparato esterilizador de objetos, de acuerdo a la reivindicación 1, CARACTERIZADO porque el componente móvil (30) comprende un marco portador (31) en el que se montan los tubos (20) emisores de luz UV-C; y unos medios motrices (301) que impulsan y permiten el desplazamiento lineal del componente móvil (30), en base al componente estático (40). Aparato esterilizador de objetos, de acuerdo a la reivindicación 17, CARACTERIZADO porque el marco portador (31) es un marco rígido que comprende al menos dos perfdes transversales (32), paralelos y distanciados entre sí; y al menos dos perfiles longitudinales (33), paralelos y distanciados entre sí que comprenden unos puntos de montaje (34) de los tubos (20) emisores de luz UV-C; donde el marco portador (31) comprende un contomo interior (35) y un contorno exterior (36) con cuatro esquinas exteriores (37). Aparato esterilizador de objetos, de acuerdo a la reivindicación 18, CARACTERIZADO porque dichos puntos de montaje (34) están provistos de conectores mecánicos y eléctricos para montar entre ellos a los tubos UV-C.

29 Aparato esterilizador de objetos, de acuerdo a la reivindicación 17, CARACTERIZADO porque dichos medios motrices (301) comprenden motores (302) con un engranaje de transmisión (303), unas guías dentadas (304) fijas en el cuerpo estático (40) y rodamientos (305). Aparato esterilizador de objetos, de acuerdo a las reivindicaciones 18 y 20, CARACTERIZADO porque los rodamientos (305) y se disponen en cada una de las cuatro esquinas exteriores (37) del componente móvil (30). Aparato esterilizador de objetos, de acuerdo a la reivindicación 17, CARACTERIZADO porque cada una de las guías dentadas (304) rectas se disponen fijas en el componente estático (40), orientadas perpendiculares al marco portador (30) del componente móvil (30). Aparato esterilizador de objetos, de acuerdo a cualquiera de las reivindicaciones anteriores, CARACTERIZADO porque el marco portador (31) de los tubos (20) emisores de luz UV- C se orienta de manera vertical, disponiendo a los tubos (20) emisores de luz UV-C paralelos entre sí y paralelos al eje longitudinal (x) del soporte (41) de los objetos; donde dicho marco portador (31) se desplaza de manera lineal bidireccional en base a las guías dentadas (304) fijadas en el componente estático (40), siguiendo una dirección de desplazamiento a lo largo del eje transversal (y) del soporte (41) de los objetos, y viceversa. Aparato esterilizador de objetos, de acuerdo a cualquiera de las reivindicaciones anteriores, CARACTERIZADO porque el marco portador (31) de los tubos (20) emisores de luz UV- C se orienta de manera vertical, disponiendo a los tubos (20) emisores de luz UV-C paralelos entre sí y paralelos al eje transversal (y) del soporte (41) de los objetos; donde dicho marco portador (31) se desplaza de manera lineal bidireccional en base a las guías dentadas (304) fijadas en el componente estático (40), siguiendo una dirección de desplazamiento a lo largo del eje longitudinal (x) del soporte (41) de los objetos, y viceversa. Aparato esterilizador de objetos, de acuerdo a la reivindicación 1, CARACTERIZADO porque el mencionado gabinete de seguridad (50), comprende paredes dobles (51) perimetrales formando una cámara interna (52) hermética; comprende una cara frontal (53) provista de una compuerta abatible (54) para acceso a la cámara interna, también de paredes

30 dobles; y compartimentos exteriores (55) para disponer componentes periféricos del aparato. Aparato esterilizador y sanitizador, de acuerdo a la reivindicación 25, CARACTERIZADO porque la compuerta abatible (54) está asociada a un cierre de seguridad que impide su apetura durante el funcionamiento del aparato, y las paredes dobles (51) que rodean la cámara intema (52) comprenden un panel interior (56) reflectante a la irradiación. Aparato esterilizador de objetos, de acuerdo a la reivindicación 1, CARACTERIZADO porque los medios purifícadores (60) del aire residual comprenden un generador de aire caliente (61) que descompone al ozono proporcionado por el generador de ozono (70); y un filtro de carbono activado (62) asociado a un extractor (63) de aire que fuerza la evacuación del aire residual. Aparato esterilizador de objetos, de acuerdo a la reivindicación 27, CARACTERIZADO porque el generador de ozono (70) y el generador de aire caliente (61) se localizan en una zona superior de la cámara interna (52) del gabinete (50), y el filtro de carbono activado (62) y el extractor (63) de aire se localizan en una parte inferior de la cámara interna (52) del gabinete (50). Aparato esterilizador de objetos, de acuerdo a la reivindicación 1, CARACTERIZADO porque el componente de control electrónico comprende una interfaz de operación mediante un panel de control (80), una fuente de poder, medios de conexión entre los componentes operables, una unidad de procesamiento central para implementar al menos un programa de funcionamiento preconfigurado para operar los componentes de manera sincronizada y asegurar la aplicación de al menos una dosis mínima de energía irradiada en todo punto sobre los elementos a esterilizar.

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Description:
APARATO ESTERILIZADOR DE OBJETOS MEDIANTE APLICACIÓN DE IRRADIACIÓN DE LUZ UV-C

MEMORIA DESCRIPTIVA

La presente invención se relaciona con el campo técnico de desinfección y esterilización; específicamente, se refiere a un sistema para sanitización de objetos mediante aplicación de irradiación de luz UVC y ozono, donde el sistema optimiza el proceso de sanitización, al permitir reducir los tiempos necesarios de exposición a la irradiación de luz UVC, procesar mayor cantidad de artículos a la vez y asegurar una purificación efectiva del aire residual antes de salir al entorno al final de cada ciclo de sanitización.

DESCRIPCIÓN DEL ARTE PREVIO

En la actualidad, diversas enfermedades infecciosas siguen siendo enemigas de la supervivencia y el desarrollo humano; hay una gran cantidad de microorganismos patógenos en el entorno en el que vivimos, suelen existir en forma de bacterias o virus, parásitos, hongos y otros patógenos.

Estos microorganismos patógenos pueden transmitirse a los seres humanos a través de varios canales y poner en peligro la salud humana. Una vez que estos patógenos infectan a los seres humanos, algunos de ellos tienen un gran impacto en la salud de la población.

De hecho, el nuevo coronavirus que surgió en 2019 ha devastado el mundo y la vida se ha vuelto más vulnerable a este virus. En la actualidad, millones de personas han sido infectadas con este nuevo virus en todo el mundo, y el número de muertos es aún impredecible.

Al mismo tiempo, la economía mundial también ha sufrido un impacto sin precedentes, la contaminación microbiana es una preocupación global en muchas industrias, especialmente en la industria de la salud.

Tal como se ha visto, el impacto causado por la pandemia es enorme, y ha revelado las dificultades que enfrentan los países, tanto para el manejo de la inmensa cantidad de pacientes ya contagiados, como para la implementación de medidas tendientes a detener la propagación del virus. En general, cuesta a los países miles de millones de dólares en gastos por año. Los patógenos contaminantes plagan los entornos privados y públicos; muchas enfermedades transmisibles se transmiten a través del contacto con áreas contaminadas, por ejemplo, las enfermedades virales y bacterianas se pueden transmitir por contacto físico con superficies sobre las que residen los agentes infecciosos.

El poder de contagio de muchos virus, en especial el de el nuevo Coronavirus, es una de las aristas relevantes a enfrentar como estrategia de contención, siendo las medidas de protección física, las primeras medidas a adoptar, entre otras, se encuentran las barreras mecánicas dadas por el uso de mascarillas, escudos faciales y guantes. Pero ninguna de esas medidas es efectiva si no existe un continuo reemplazo de guantes y mascarillas, o desinfección de escudos faciales que permitan su reutilización.

Una de las grandes dificultades se ha visto en el ámbito hospitalario, donde la exposición del personal de la salud es evidente, en conjunto con la factibilidad de ser un vector de contagio entre un paciente y otro.

Por ello, el personal de salud está obligado al reemplazo constante del equipamiento utilizado, llegando a ser miles los artículos que se consumen diariamente por cada recinto de atención hospitalaria a nivel mundial.

Repitiéndose esta situación en cada recinto, muchos de los productos de protección personal se han visto con quiebre de stock a nivel general. Pero otro factor relevante a considerar, es el impacto a nivel medioambiental que ha causado el aumento, lamentablemente necesario, en el uso de artículos desechables; en especial, porque varios de estos implementos se fabrican con materiales de bajo costo, tal como polímeros que no son degradables, ni reutilizables, tal como los guantes de látex o muchos tipos de mascarillas.

Pese a lo anterior, se sabe que muchos de los productos de protección personal sí pueden ser reutilizados tras un proceso seguro de sanitización o esterilización, como el caso de antiparras, escudos faciales, algunos tipos de mascarillas o de máscaras protectoras y también varios artículos de indumentaria protectora, en especial fabricados con materiales textiles. Tal como ya es conocida la sanitización de trajes protectores, por ejemplo, del tipo utilizados en laboratorios donde se realiza investigación biológica con bacterias o virus; o en la sanitización habitual de equipamiento hospitalario o instrumental quirúrgico.

Dentro de las diferentes tecnologías desarrolladas y conocidas para llevar a cabo procesos de esterilización o sanitización de materiales de diferente índole, está el uso de irradiación ultravioleta, presenta una alta eficiencia de amplio espectro y tiene la capacidad de matar la mayoría de las bacterias y virus.

El principio de este tipo de esterilización es utilizar la longitud de onda adecuada de luz ultravioleta para destruir los enlaces moleculares de los agentes patógenos.

La luz ultravioleta (UV) se clasifica en tres rangos de longitud de onda: UV-C, desde aproximadamente 200 nanómetros (nm) hasta aproximadamente 280 nm; UV-B, desde aproximadamente 280 nm hasta aproximadamente 315 nm; y UV-A, de aproximadamente 315 nm a aproximadamente 400 nm. Como regla general, cuanto menor es la longitud de onda, más potencia tiene la onda.

La luz ultravioleta y, en particular, la luz en el rango UV-C, es capaz de desactivar el ADN de bacterias, virus y otros agentes patógenos y, por tanto, destruye su capacidad para multiplicarse y causar enfermedades. Esto da como resultado efectivamente la esterilización de los microorganismos.

Las propiedades antimicrobianas de la luz UV-C (luz ultravioleta - banda C) son conocidas y se han utilizado ampliamente para matar gérmenes que contienen ADN y ARN (material genético), incluidas bacterias, virus, hongos y moho que causan enfermedades.

La luz ultravioleta con una longitud de onda entre aproximadamente 250 y aproximadamente 280 nm proporciona la mayor eficacia germicida.

En el estado de la técnica se conocen desarrollos de larga data donde se describe el uso de irradiación ultravioleta como agente germicida; en la mayoría de ellos se busca aumentar la irradiancia de la fuente UV respecto del elemento en tratamiento, con la aplicación de superficies reflectantes. Ejemplo de ello se ve en la patente US7875247, publicada el 25/01/2011, que se refiere a un “Sistema de multiplicación de flujo UV”, donde se describen medios de esterilización de flujos de aire, tal como el aire acondicionado, a través de niveles muy altos de irradiancia.

Si bien tales niveles de reducción de microorganismos no se pueden lograr en las superficies debido a las imperfecciones de la superficie, que pueden evitar la exposición de los organismos a la luz ultravioleta, con una configuración de exposición apropiada y una dosis de rayos ultravioleta apropiada, es posible lograr reducciones significativas en la contaminación microbiana generando un efecto de esterilización. Otras aplicaciones se ven en esterilizadores UV de tipo caja, conocidos por su uso en la esterilización de todo tipo de objetos, como lentes de contacto, gafas de seguridad o instrumentos quirúrgicos.

En muchos de estos aparatos esterilizadores se emplea una única fuente de irradiación y /o fuente fija localizada en un espacio confinado con paredes de material reflectante, tal como se puede observar en el contenido del documento CN110665029A, publicado el 10/01/2020, que describe un “Armario de desinfección ultravioleta para instrumentos de uso médico”, donde la fuente está localizada en un solo punto superior que irradia los objetos a esterilizar.

Una de las desventajas de este tipo de dispositivos, es que a menudo, en un objeto a esterilizar, hay áreas que están a la sombra de la irradiación UV producida por la única fuente. Además, se requiere que el objeto a esterilizar descanse sobre un soporte durante el proceso de esterilización. Cuando el soporte no es transparente a la irradiación UV, el soporte también contribuye a sombrear el objeto.

Otra desventaja que se deriva de dispositivos con una sola fuente de irradiación, es que no permiten el procesamiento de varios artículos a la vez.

Se conocen otras soluciones mejoradas, donde se disponen dos fuentes opuestas que irradian artículos por ambas caras, normalmente están dispuestos sobre bandejas tipo rejillas o de un material transparente a ese tipo de irradiación, tal como se ejemplifica en el documento US2017202988A1, publicado el 20/07/2017, que describe una “Cámara de Sanitización Microbial”.

Si bien estas soluciones mejoran, en cuanto irradian mayor superficie del objeto al enfrentarlo por ambas caras, aún no permiten procesar varios artículos a la vez y no asegura la eliminación de zonas de sombra donde no llega la irradiación con la misma intensidad, o simplemente, no llega.

Soluciones como las anteriores resultan ineficientes, de alto costo en relación con la baja cantidad de objetos que son capaces de procesar de una manera efectiva en un determinado tiempo, por lo que serían inadecuados en contextos de alta demanda.

También son conocidos los dispositivos esterilizadores que además de operar con irradiación de luz UV-C, incluyen la aplicación de ozono que potencia el efecto sanitizador.

Ejemplo de ello se puede apreciar en el contenido del documento de patente US2010266445, publicado el 21/10/2010, que muestra un “Esterilizador antimicrobial ultravioleta”; comprende un dispositivo tipo caja, varios tubos UV-C enfrentando una bandeja de cuarzo, transparente a la irradiación, y un generador de ozono.

Si bien esta solución mejora el resultado de esterilización al incorporar ozono y una bandeja transparente a la irradiación, mantiene la desventaja de no poder procesar varios artículos a la vez, por comprender una sola bandeja.

Evoluciones de la solución anterior, buscan superar el problema de la cantidad de objetos a procesar, simplemente aumentando la cantidad de bandejas; ejemplo de ello se ve representado en el contenido del documento de patente CN110973229A, publicado el 10/04/2020, que describe un “Dispositivo para conservar frutas y verduras”; muestra un contenedor, tipo refrigerador, con varias bandejas interiores provistas de perforaciones para el paso de un flujo de ozono; cada una de las bandejas comprende un par de tubos UV-C por su cara inferior, en tanto las bandejas tienen correderas laterales para facilitar el acceso a ellas.

Si bien en este caso se evidencia el aumento de mayor espacio para sostener y procesar más cantidad de objetos, gracias a la disposición de mayor cantidad de bandejas y a que cada una posee tubos UV-C bajo ellas, de todos modos los objetos reciben irradiación de una manera muy irregular en toda su superficie, pues al disponer los tubos bajo las bandejas, irradian directamente solo a la superficie de los objetos dispuestos en la bandeja adyacente inferior, toda vez que no describe que el material de las bandejas sea transparente a la irradiación, solo indica que poseen perforaciones para la permeabilidad de flujos de gases, de modo que la superficie inferior del objeto recibe menos irradiancia, y si lo que se busca es que todos los objetos reciban la misma dosis en toda su superficie, entonces el proceso requiere más tiempo de exposición para asegurar la sanitización deseada.

En el caso anterior, aún si las bandejas fuesen transparentes a la irradiación UV-C, la posición fija que tienen los tubos implica que siempre habrán puntos de sombra proyectada donde los objetos no reciben irradiación, ya sea provocado por la misma bandeja o por objetos adyacentes entre sí. Adicionalmente, la posición fija de los tubos también implica que los puntos más alejados de los objetos respecto del foco, precisarán un tiempo mayor de exposición para lograr la misma dosis de irradiación que la recibida en aquellos puntos más cercanos a la fuente.

También se conocen otras soluciones que buscan superar el problema de la exposición de la superficie de los objetos hacia la fuente y de la cantidad de objetos que se pueden procesar, incorporando un mecanismo de rotación en los medios de sujeción de los artículos, tal como se ejemplifica en el documento CN211356913, publicado el 28/08/2020, referido a un “Dispositivo esterilizador de ropa protectora médica”. En este documento se describe un aparato con una plataforma giratoria que soporta pilares para colgar prendas de vestir en su extremo superior, los tubos UV-C van dispuestos a lo alto de las prendas colgadas, localizados en caras verticales interiores del contenedor, enfrentando a dichas prendas desde sus costados.

En dicho caso, si bien las prendas son irradiadas en toda su altura y, al girar la plataforma, se optimiza la exposición de cada prenda a la fuente; su principal desventaja se da porque las prendas de vestir, al estar colgadas y al girar la plataforma, determina que las superficies a tratar estén en una posición cambiante, imprevisible, generando pliegues que impiden que toda su superficie reciba irradiación de manera regular.

Estas últimas dos soluciones, si bien permiten el procesamiento de más prendas u objetos a la vez, tienen como desventaja que los mismos objetos generan puntos de sombra entre sí y siempre habrán puntos más alejados respecto de la fuente, por lo que requieren un mayor tiempo de exposición con tal de asegurar que todas sus partes obtengan la dosis mínima necesaria de esterilización, en especial en las zonas de puntos muertos donde se produce sombra.

Lo anterior puede ser aún más complejo si se trata de objetos tridimensionales donde su largo, ancho y profimdidad son similares entre sí, haciendo que aquella cara del objeto que está orientada paralela a la dirección de irradiación, reciba bajas dosis, o nulas dosis en los puntos más alejados a la fuente.

Otro aspecto relevante a considerar para disponer de un sistema de sanitización efectivo, es el aspecto de seguridad en su operación; especialmente en el sentido de asegurar que las personas que manipulan los aparatos, no se expongan a la fúente de irradiación UV-C o a altos niveles de ozono.

Como se comentó anteriormente, en el arte previo existen varias soluciones que, además de operar con fuentes de irradiación UV-C, incorporan flujos de ozono, aplicados en especial para sanitizar y desodorizar prendas de vestir o cualquier objeto tratado.

Si bien al ozono se le reconocen propiedades de esterilización y desodorización, también se sabe que el ozono en exceso es dañino, contamina el aire y pone en peligro la salud humana. Por lo anterior, se ven varias soluciones que usan ozono para sus procesos de sanitización que incorporan un medio de eliminación del ozono antes de que el usuario acceda a los objetos o prendas esterilizadas. Los sistemas convencionales emplean capas de carbón activado y/o catalizadores provistos en el paso de aire residual, tal como se ejemplifica en la patente CN207220511, publicada el 13/04/2018, que trata de un “Armario de desinfección para una sala de experimentación microbiológica”.

El problema del uso de catalizadores de ozono, es que son insumos que deben ser reemplazados cada ciertos ciclos de uso, por lo que implican un gasto adicional en el funcionamiento ideal del sistema.

Dadas todas las situaciones recién revisadas, se deduce que existe la necesidad de disponer de sistemas, dispositivos y /o métodos de esterilización mejorados, optimizados que permitan el tratamiento de un mayor volumen de objetos a la vez y en un menor tiempo, asegurando un resultado óptimo y eficiente, que permita su aplicación en entornos de alta demanda donde es necesaria una rotación o reemplazo frecuente de artículos de protección personal o de otros artículos, a través de los cuales pueda producirse el contagio de agentes patógenos; y donde estos sistemas sean integrales, no solo asegurando el efecto germicida en los objetos tratados, sino que también haciéndose cargo de una purificación segura de los flujos residuales de cada ciclo.

DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN

La presente invención se relaciona con un aparato esterilizador de objetos mediante irradiación de luz UV-C y un flujo de ozono que además de ayudar a sanitizar, permite la eliminación de olores no volátiles, donde el aparato es capaz de optimizar el proceso de esterilización al reducir el tiempo necesario de exposición a la irradiación de varios objetos a la vez y asegurar que toda la superficie de los objetos reciba una dosis mínima necesaria de esterilización dentro del período reducido de tiempo; y proveer purificación del aire residual al final de cada ciclo de funcionamiento,

Uno de los objetivos principales de la presente invención, es proveer un aparato esterilizador de objetos que permita aplicar irradiación de luz UV-C durante un período reducido, asegurando que la superficie integral de los objetos tratados reciba, al menos, una dosis mínima necesaria de irradiación para asegurar su esterilización de 20 mJ/cm2.

Otro de los objetivos principales de la presente invención, es proveer un aparato esterilizador de objetos que permita el procesamiento simultáneo de varios objetos a la vez durante un mismo ciclo de operación.

Otro objetivo principal de la presente invención, es proveer un aparato esterilizador de objetos que permita llevar a cabo un proceso de esterilización de manera segura, por un lado, eliminando posibilidades de que un usuario quede expuesto a la irradiación o a un nivel de ozono peijudicial; y por otro lado, disminuyendo las posibilidades de una mala manipulación que pueda dañar al usuario a causa de rotura de algún insumo de contenido peligroso para su salud; lo que adicionalmente, ayuda a extender la vida útil de los insumos.

Un objetivo adicional de la invención, es proveer un aparato esterilizador de objetos que facilite la disposición de los objetos en su interior.

Aún otro objetivo de la invención, es proveer un aparato esterilizador de objetos, que permita diferentes realizaciones, donde al menos una de ellas sea de bajo costo de implementation, para que la mayor cantidad de recintos hospitalarios u otras instalaciones no necesariamente médicas, puedan implementar uno o varios aparatos que permitan enfrentar una alta demanda de los medios de esterilización, como sucede durante escenarios de pandemia.

Aún otro objetivo de la presente invención, es proveer un aparato esterilizador de objetos que permita procesar, eficientemente, varios objetos a la vez independientemente de la forma que ellos posean, de modo que todos ellos reciban la dosis objetivo de irradiación en toda su superficie.

Un objetivo adicional de la presente invención, es proveer un aparato esterilizador de objetos que permita ser operado fácilmente por un usuario, sin necesidad de formación o experticia en esta tecnología.

Puntualmente, el problema técnico específico se relaciona con lograr esterilizar varios objetos a la vez, en un tiempo reducido, pero sin aumentar la cantidad de fúentes de luz ultravioleta, pues este insumo es el de mayor costo para llevar a cabo el procedimiento de esterilización.

Es importante saber que la eliminación de microorganismos por acción de luz UV depende de la energía UV total aplicada (también conocida como "dosis de UV"). Ea energía UV es el producto de la potencia UV incidente (también conocida como “irradiancia UV”) y el tiempo de exposición.

La energía UV se puede medir, por ejemplo, en julios por centímetro cuadrado (J/cm2), y la potencia o la irradiancia se pueden medir en unidades de vatios por centímetro cuadrado (W/cm2). Si bien la susceptibilidad a la luz ultravioleta varía en diferentes agentes patógenos, recientes estudios han comprobado que es necesario alcanzar dosis mínimas de 20 mJ/cm2 (20 milijulios por centímetro cuadrado) para inactivar el virus SARS-CoV-2.

La irradancia de la luz ultravioleta tiene una ley de atenuación exponencial debido a su propagación en el aire y el agua, lo que conduce a una disminución significativa en su poder mientras mayor es la distancia hacia el objeto, y la eficiencia de esterilización y desinfección se reduce significativamente. En otras palabras, si se aumenta al doble la distancia a la que se aplica la dosis, la irradiancia de la luz UVC disminuye no a la mitad, sino que cuatro veces. De la misma manera, si se reduce a la mitad la distancia de irradiación, la potencia de irradiación aumenta no al doble, sino que cuatro veces; reduciendo en cuatro veces el tiempo necesario para alcanzar una dosis de energía de inactivación.

Por ello, para la presente invención, el factor de la distancia que posee cada parte del objeto a la fuente, es un factor importante de la propuesta; sabiendo que, de acuerdo al tamaño de un soporte donde se coloquen los objetos, y suponiendo el tipo de objetos a tratar, se tendrá una superficie máxima a irradiar que necesita recibir una dosis óptima de 20 mJ/cm2.

Para asegurar un resultado óptimo, se debe considerar que la mayoría de los objetos que posiblemente sean tratados con la presente invención, poseen una superficie irregular; no son planos, sino que predominan objetos de superficies curvas, tal como antiparras, escudos faciales o algunos tipos de mascarillas faciales que incluso poseen zonas de pliegues.

Si se sabe que al reducir a la mitad la distancia a la fuente, la potencia de irradiación aumenta cuatro veces, y esto se traduce en una reducción de cuatro veces el tiempo necesario para alcanzar una dosis de energía de esterilización; entonces, la presente invención busca optimizar el proceso de esterilización, ya que, en vez de aumentar la cantidad de focos para tratar varios objetos simultáneamente y/o aumentar el tiempo de exposición a la irradiación, propone medios que, movilizan y posicionan adecuadamente a la fuente de irradiación respecto del objetivo, donde dicha fuente comprende una mínima cantidad de focos emisores de luz UV-C, de modo que todos los puntos, de todas las caras, de varios objetos irradiados simultáneamente, reciban al menos una dosis mínima de irradiación esterilizadora durante un ciclo de mínima duración.

La presente invención, específicamente, propone un aparato esterilizador de objetos mediante la aplicación de irradiación de luz UV-C y complementariamente, la aplicación de un flujo de ozono, el que permite sanitizar partes de los objetos que presentan pliegues o capas sobrepuestas que reciben menos irradiación UV-C, tal como se da en algunas prendas de vestir.

El aparato es capaz de optimizar el proceso de esterilización al reducir el tiempo de exposición a la irradiación de varios objetos a la vez, pero asegurar que toda la superficie de los objetos reciba una dosis mínima necesaria de esterilización dentro del período reducido de tiempo; y adicionalmente, proveer purificación del aire residual al final de cada ciclo de funcionamiento para impedir que permanezcan altos niveles de ozono en el interior del aparato. El aparato comprende una fuente múltiple de irradiación esterilizante con luz UV-C; un componente estático con soportes para disponer los objetos a tratar; un componente móvil que porta a dicha fuente múltiple de irradiación y describe un recorrido lineal; un generador de flujo de ozono; medios purifícadores del aire residual; un gabinete de seguridad contenedor de los componentes del aparato y un componente de control electrónico del aparato que le permite operar de manera automática.

La fúente múltiple de irradiación esterilizante, cuenta con al menos dos tubos emisores de luz UV-C, donde un primer tubo emisor de luz UV-C se dispone, paralelo y distanciado, respecto de un segundo tubo emisor de luz UV-C, para irradiar los objetos que se disponen en los soportes del componente estático, ubicado entre ambas fuentes lumínicas.

Cada uno de los soportes en los que se disponen los objetos, son transparentes a la irradiación UV-C y permeables a flujos de ozono; poseen al menos una primera cara y una segunda cara, opuestas entre sí e irradiables de manera directa y simultánea por dichos tubos emisores de luz UV-C; específicamente, dicha primera cara del soporte es irradiada de manera directa por dicho primer tubo emisor de luz UV-C, y dicha segunda cara del soporte, opuesta a la primera cara, es irradiada de manera directa por el segundo tubo emisor de luz UV-C.

Entonces, el número de soportes es de al menos uno, mientras que el número de tubos emisores de luz UV-C está en una relación numérica respecto de los soportes, donde por cada una de las caras irradiables del soporte, se dispone al menos un tubo emisor de irradiación UV-C.

Para que el aparato sea capaz de asegurar que toda la superficie de los objetos reciba la dosis mínima de irradiación esterilizante, los tubos emisores de luz UV-C están portados en un componente móvil que se desplaza de manera lineal y bidireccional, en relación con el componente estático; donde dichos tubos emisores de luz UV-C son desplazables simultáneamente, a lo menos, en el sentido de un eje transversal o de un eje longitudinal de los soportes.

Específicamente, por cada soporte donde se disponen los objetos, un primer tubo emisor de luz UV-C se dispone paralelo y espaciado respecto de la primera cara irradiable del soporte, de acuerdo a una primera distancia constante; y dicho segundo tubo emisor de luz UV-C, se dispone paralelo y espaciado respecto de la segunda cara irradiable del soporte, de acuerdo a una segunda distancia constante.

En una realización preferente de la invención, dicha primera distancia de un primer tubo emisor de luz UV-C respecto de la primera cara irradiable del elemento de soporte, es mayor a la segunda distancia, de un segundo tubo emisor de luz UV-C respecto de la segunda cara irradiable del mismo elemento de soporte. Lo anterior, substancialmente porque la invención busca un promedio equitativo en la recepción de la irradiancia en ambas caras.

Esta distancia puede ser adaptable según el tipo de objetos a tratar, principalmente en dependencia del tamaño de estos, y para cualquiera de las posibles aplicaciones se puede recalcular la velocidad de movimiento de la fuente lumínica para lograr la dosis mínima.

En una realización preferente de la invención, los soportes de los objetos, se posicionan de manera horizontal en el componente estático, a modo de bandejas; constituyéndose, su primera cara irradiable, como una superficie superior de soporte donde se posan los objetos a esterilizar; mientras que su segunda cara irradiable opuesta, se constituye como la superficie inferior del soporte.

En otra realización de la invención, los soportes de los objetos se posicionan de manera vertical en el componente estático, constituyéndose, su primera cara irradiable, como una primera superficie lateral, mientras que su segunda cara irradiable opuesta, se constituye como una segunda superficie lateral; conformándose dichos soportes como elementos colgadores desde los que penden objetos de manera colgada.

En aún otra realización de la invención, los soportes de los objetos, se posicionan de manera vertical en el componente estático, a modo de un panel en forma de marco; constituyéndose, su primera cara irradiable, como una primera superficie lateral, mientras que su segunda cara irradiable opuesta, se constituye como una segunda superficie lateral; donde los paneles en forma de marco comprenden elementos de gancho que permiten colgar variados objetos.

En el caso de la realización preferente de la invención, donde los soportes de los objetos se posicionan de manera horizontal, ha de notarse que los objetos posados en su cara irradiable superior recibirán irradiación incidente, directa, en su superficie superior y laterales, proveniente desde el tubo UV-C paralelo a dicha cara superior, y que, por cierto, está distanciado de dicha cara superior de acuerdo a la mencionada primera distancia; en cambio, la superficie inferior de los objetos no recibirá irradiación incidente, directa, desde el segundi tubo UV-C paralelo a la segunda cara soporte y que está distanciado de acuerdo a la segunda distancia, pues dicha irradiación resulta interferida por el cuerpo mismo del soporte.

Para proporcionar una dosis de irradiación similar en toda la superficie de los objetos, en el caso recién descrito donde los soportes se disponen de manera horizontal, dicha segunda distancia, presentada por el segundo tubo UV-C respecto de la segunda superficie del soporte, es menor que la distancia presentada por el primer tubo UV-C que irradia la primera superficie del soporte, de modo tal que se compense la irradiación interferida por el soporte, aún siendo dicho soporte de un material transparente a la irradiación UV-C; como también, que compense la asimetría en la forma de los objetos a esterilizar.

A la vez, ha de notarse que esta diferencia en las distancias entre los tubos UV-C y las correspondientes superficies de los soportes, permite generar un espacio mayor sobre la superficie superior para disponer objetos de variados tamaños.

Por otro lado, en las realizaciones alternativas del aparato, donde los soportes se disponen de manera vertical para que los objetos vayan colgados, ha de notarse que los objetos quedan expuestos a irradiación directa por sus correspondientes primeros y segundos tubos UV-C, de modo que, en estos casos, la distancia entre el primer tubo UV-C respecto de la primera cara irradiable del soporte, es igual a la distancia entre el segundo tubo UV-C respecto de la segunda cara irradiable del mismo soporte.

En los soportes de los objetos, se define un contorno perimetral entre ambas primeras y segundas caras irradiables, que, en una realización de la invención, dichos soportes pueden ser de forma cuadrangular o rectangular, el contomo perimetral se conforma por un borde frontal, opuesto a un borde posterior, entre los que se extienden unos bordes laterales, también opuestos entre sí.

En una realización de la invención, dicho borde frontal y dicho borde posterior del soporte son paralelos el eje longitudinal del soporte. Mientras que, en otra realización, dicho borde frontal y dicho borde posterior son paralelos el eje transversal del soporte.

Se entenderá que el soporte puede ser de cualquiera otra forma adecuada, que facilite la distribución de varios objetos, que facilite su producción y a la vez, facilite el montaje del soporte en el aparato.

En una realización preferente de la invención, el soporte comprende un marco perimetral rígido que sostiene y tensiona una estructura tejida, formando una grilla abierta regular, a base de elementos filamentosos de material transparente a la irradiación UV-C, donde la grilla abierta genera múltiples aberturas que permiten permeabilidad a un flujo de ozono y aseguran la transparencia a la irradiación. El material transparente a la irradiación UV-C de los elementos filamentosos tejidos, que conforman la grilla, es, preferentemente, un material polimérico, tal como un compuesto de poliamida. En otra realización de la invención, el soporte de los objetos comprende un marco perimetral rígido que sostiene una estructura laminar multiperforada para proporcionar permeabilidad a un flujo de ozono, donde esta estructura laminar es de un material transparente a la irradiación UV-C para permitir que la superficie inferior del objeto tratado, reciba irradiación suficiente para completar una dosis mínima necesaria para su esterilización.

En aún otra realización de la invención, el soporte de los objetos comprende un marco perimetral rígido que sostiene a múltiples elementos lineales rígidos formando una parrilla de soporte, donde los elementos están distanciados entre sí formando espacios para proporcionar permeabilidad a un flujo de ozono, y son de un material transparente a la irradiación UV-C para permitir que la superficie inferior del objeto tratado, reciba irradiación suficiente para completar una dosis mínima necesaria para su esterilización.

En estos últimos casos, el material transparente a la irradiación UV-C, puede ser seleccionado entre cuarzo, vidrio o una aleación de vidrio y cuarzo.

Dicho componente estático que forma parte del aparato y que principalmente es el que contiene a los soportes de los objetos, se forma por al menos dos marcos estructurales, distanciados entre sí, cada uno formado por al menos dos perfiles rectos verticales paralelos, en base a los cuales se montan unas guías rectas para el desplazamiento del componente móvil, y unas correderas en las que se montan los soportes de los objetos.

En la realización preferente donde los soportes de los objetos van de manera horizontal en el aparato, las correderas se montan horizontales en ambos marcos estructurales, de modo que permitan que los soportes se desplacen hacia íbera del aparato, para facilitar la disposición de los objetos a esterilizar, impidiendo con ello, que el usuario tenga que introducir sus manos para posicionar los objetos, corriendo el riesgo de, por un lado, colocar los objetos en una posición inadecuada (montados o muy cercanos entre sí), y por otro lado, pasar a llevar los tubos UV-C y generar un accidente. También, las guías rectas para desplazamiento del componente móvil, se disponen de manera horizontal en el componente estático.

En el caso de la realización de la invención donde los soportes se disponen verticales, los dos marcos estructurales se disponen de manera horizontal distanciados entre sí, uno superior y otro inferior; cada uno formado por al menos dos perfiles rectos horizontales paralelos, entre los que se montan guías rectas, superiores e inferiores, para el desplazamiento del componente móvil; y en al menos uno de los marcos estructurales, se montan correderas horizontales que reciben, de manera deslizante, a dichos elementos de soporte de los objetos que se disponen de manera vertical; los que también pueden ser deslizados hacia íbera del aparato para posicionar los objetos. El mencionado componente móvil que forma parte del aparato de la presente invención, comprende un marco portador en el que se montan los tubos emisores de luz UV-C en una posición paralela entre sí; y a la vez, comprende unos medios motrices que impulsan y permiten el desplazamiento lineal del componente móvil, en base al componente estático.

El marco portador es un marco rígido que comprende al menos dos perfiles transversales, paralelos y distanciados entre sí; al menos dos perfiles longitudinales, paralelos y distanciados entre sí; unos puntos de montaje de los tubos emisores de luz UV-C dispuestos de manera opuesta entre sí en el marco portador; donde el marco portador comprende un contomo interior y un contorno exterior con cuatro esquinas exteriores donde se montan rodamientos, los que generan un efecto de deslizamiento, estabilización y anti rotación del marco durante su desplazamiento en el componente estático. Dichos puntos de montaje están provistos de conectores mecánicos y eléctricos para montar entre ellos a los tubos UV-C.

Los medios motrices comprenden motores con un engranaje de transmisión y unas guías dentadas rectas y fijas en el cuerpo estático, orientadas perpendiculares a los elementos longitudinales del marco portador.

En una realización preferente de la invención, tal como aquella donde los soportes de los objetos se disponen de manera horizontal, las guías dentadas que forman parte de los medios motrices, se montan paralelas a los bordes laterales del soporte, de modo que el marco portante se desplaza desde el borde frontal hacia el borde posterior del soporte, y viceversa; permitiendo con ello que los tubos UV-C sean paralelos al eje longitudinal de los soportes y se desplacen a lo largo de la dimensión menor de dichos soportes, es decir, se muevan en una dirección de desplazamiento en el sentido del eje transversal del soporte.

El mencionado gabinete de seguridad, comprende paredes dobles perimetrales formando una cámara intema hermética donde se alojan los componentes; comprende una cara frontal provista de una compuerta abatible para acceso a la cámara interior, también de paredes dobles, y compartimentos exteriores a la cámara intema para disponer componentes periféricos del aparato. Dicha compuerta abatible está asociada a un cierre de seguridad que impide su apetura durante el funcionamiento del aparato.

Las paredes dobles que rodean la cámara interior comprenden un panel interior reflectante a la irradiación para aumentar la irradiación incidente en la superficie de los objetos a esterilizar.

Los medios purificadores del aire residual comprenden un generador de aire caliente que, gracias a la temperatura alta que genera, es capaz de descomponer al ozono utilizado para sanitización y tratamiento de olores no volátiles. Donde dicho ozono se provee a través de un generador de ozono. Comprende, además, un filtro de carbono activado asociado a un extractor de aire que fuerza la evacuación del aire residual.

El generador de ozono y el generador de aire caliente se localizan, preferentemente, en una zona superior de la cámara interior, para que los flujos vayan traspasando los soportes permeables gracias a las diversas aberturas o separaciones que presentan, de modo que el flujo de ozono puede alcanzar a todos los objetos dispuestos en todos los soportes, superiores e inferiores dentro del aparato; adicionalmente, entre cada soporte y los paneles interiores de las paredes dobles del gabinete, puede disponerse una separación para permitir que se produzcan flujos laterales de circulación de flujos de ozono, aire caliente y de extracción.

En tanto, el filtro de carbono y el extractor de aire se localizan, preferentemente, en una parte inferior de la cámara interior, para favorecer la salida y paso forzado del aire con ozono que viene descendiendo a través de los soportes con los objetos, forzándolo a pasar por el filtro de carbono activado que elimina olores.

El componente de control electrónico comprende una interfaz de operación mediante un panel de control que se dispone en el gabinete, una fuente de poder, medios de conexión entre los componentes operables y un procesador para implementar al menos un programa de funcionamiento preconfigurado para operar los componentes de manera sincronizada y asegurar la aplicación de al menos una dosis mínima de energía irradiada en todo punto sobre los elementos a esterilizar.

En operación, de acuerdo a una realización de la invención, el marco portador de los tubos emisores de luz UV-C se orienta de manera vertical, disponiendo a los tubos emisores de luz UV- C de manera horizontal y paralelos al eje longitudinal del soporte de los objetos; donde dicho marco portador se desplaza de manera lineal bidireccional en base al componente estático, siguiendo una dirección de desplazamiento a lo largo del eje transversal del soporte de los objetos, y viceversa; permitiendo que los tubos emisores de luz UV-C, al desplazarse, irradien toda la superficie de los objetos de manera pareja. Con ello, la cobertura de irradiación que se obtiene, permite que los puntos más extremos de los objetos respecto de una posición inicial de la fuente de irradiación, reciban la misma dosis que la recibida por los puntos más cercanos a la fuente en la misma posición inicial.

Es importante considerar que, tal como se explicó con anterioridad, la variación de la distancia entre el foco de irradiación y la superficie objetivo, genera cambios significativos en la irradiancia total; incluso si la fuente fuese fija respecto del objeto, la cobertura de irradiación en la superficie objetivo no sería regular hacia cada punto de los objetos, pues la irradiancia disminuye exponencialmente hacia aquellos puntos del objeto que están más alejados del foco.

En el proceso de irradiancia, se produce un punto óptimo de irradiación donde se da la mayor eficiencia, formado en la zona o franja del objeto que presenta menor distancia a la fuente, con ángulo de incidencia perpendicular a la superficie objetivo.

Por lo mismo, aquellas caras del objeto que se orientan casi paralelas a la trayectoria de la luz, reciben una irradancia marginal o casi nula; al igual que en aquellas zonas de los objetos donde se producen sombras provocadas por los mismos objetos adyacentes.

Dada esa situación, la presente invención proporciona los medios para movilizar a dichos tubos emisores de luz UV-C, de extremo a extremo del soporte de los objetos, siguiendo una trayectoria lineal y a una velocidad determinada en relación a las distancias mínimas y máximas de la fuente a los puntos más alejados de los objetos; de modo que, a medida que la fuente de luz se mueve linealmente, va cambiando la región objetivo de irradiación de alta intensidad, para que en algún momento del recorrido de la fuente, todos los puntos de los objetos sean una región objetivo de irradiación de alta intensidad; permitiendo que aquellas zonas donde, inicialmente se habían producido sombras, reciban igual cantidad de irradiación que el resto de las zonas.

Disponiendo de un solo tubo por cada cara de los soportes, permite tratar variados objetos, de diferentes formas, asegurando que todas las caras del objeto, incluyendo las laterales que se sitúan cercanas a la periferia del soporte, sean expuestas a irradiación para alcanzar igual dosis que la recibida en las otras caras de los objetos.

Asimismo, al disponer al tubo emisor de luz UV-C que se enfrenta con la cara inferior del soporte, a una distancia menor que la distancia del tubo superior, se asegura que la irradiancia interferida por el mismo soporte, sea compensada gracias a esa menor distancia; logrando con ello, que la superficie inferior del objeto posado en el soporte, reciba igual dosis que el resto de la superficie.

De manera particular, la presente invención permite que el efecto de cobertura total se produzca de manera simultánea en varios objetos a la vez, optimizando el proceso y haciendo que sea eficiente, pues se propone que el aparato comprenda al menos un soporte, mientras que la fúente múltiple de tubos emisores de luz UV-C, al estar todos montados en un marco portador único, permite que todos ellos describan igual movimiento a igual velocidad y a igual distancia respecto del soporte al que irradian. Pretendiendo proponer un aparato de funcionamiento simple, que no requiera una instrucción compleja para ser operado, es deseable que el usuario se vea lo menos posible enfrentado a tener que programar la operación. Por lo tanto, si cada proceso o ciclo considera una intensidad constante de la fuente, una distancia constante de la fuente a los soportes de los objetos y un tamaño determinado de dichos soportes, entonces se pueden generar programas pre fijados donde lo único que varíe sea la velocidad de desplazamiento del componente móvil que porta a los tubos emisores de luz UV-C.

Asumiendo un desplazamiento homogéneo del equipo, en que la fuente de luz se mueva de un extremo a otro del soporte de los objetos, tipo barrido, bajo y sobre los elementos a esterilizar, implicará una disminución de, aproximadamente, la mitad del tiempo en comparación con los sistemas estáticos conocidos en el estado de la técnica. Es decir, se ahorrará un 50% del tiempo o bien se aumentará la dosis al doble. Todo lo anterior, gracias al efecto cobertor no- estático, de la irradiancia desde una fuente de luz desplazable.

Mientras más irradiación incida sobre más superficie durante una unidad de tiempo, mejor resultado, pues se logra la dosis en menor tiempo. Será preferente que los tubos se dispongan a lo largo de lado mayor del soporte y se desplace en el sentido del lado menor, ya que el recorrido, ida y vuelta, es menor, mientras está cubriendo a la mayor extensión del soporte con los objetos; se requiere de cremalleras de menor longitud. En cambio, si los tubos se orientaran paralelos al eje menor del soporte, la cobertura total es menor de cm2 por segundo, hay puntos más alejados de la fuente, el largo del tramo total de desplazamiento es mayor, toma más tiempo ir y volver, manteniendo igual velocidad; requiere mayor largo de cremallera.

El tamaño de los soportes puede permitir la disposición de al menos un objeto de mayor tamaño, mientras que, preferentemente, las bandejas poseen un tamaño que permite colocar varios objetos espaciados entre sí.

Los objetos a sanitizar pueden ser de variado tipo y pertenecientes a diferentes áreas; sin embargo, solo a modo de ejemplo, sin limitar el alcance de la presente invención, se pueden mencionar objetos de protección personal en un entorno médico, de material textil u otro tipo de material, tal como delantales protectores, pecheras, pantalones, camisas, mascarillas, protectores faciales, antiparras, máscaras de filtrado, etc.

También pueden ser objetos de uso médico u hospitalario de uso general, tal como instrumental médico, sabanillas, toallas, cascos respiratorios, etc. Solo, a modo de ejemplo, se pueden mencionar objetos tal como antiparras, cascos, guantes no desechables e implementos de protección similares, del tipo usados en recintos manufactureros o en la minería.

DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS

Para la realización de los objetivos, la invención puede realizarse en la forma ilustrada en los dibujos adjuntos; sin embargo, los dibujos son solo ilustrativos y no limitan el alcance de la invención, pudiendo adquirir múltiples realizaciones mientras estén bajo un concepto inventivo común. Así, una descripción detallada de la invención se llevará a cabo en conjunto con las figuras que forman parte integral de esta presentación, donde:

La figura 1 muestra una vista isométrica frontal del aparato, sin la parte superior del gabinete para ilustrar los componentes intemos.

La figura 2 muestra una vista en corte frontal del aparato.

Las figuras 3a y 3b muestran una vista superior esquemática del aparato de acuerdo a diferentes modalidades de disposición del componente móvil.

La figura 4 muestra una vista en corte frontal del aparato mostrando las distancias desde los tubos de la fúente de irradiancia hacia los soportes de los objetos.

La figura 5 muestra una vista en corte frontal de una segunda modalidad de disposición de los componentes.

La figura 6 muestra una vista esquemática en planta superior del soporte y la fuente de irradiancia.

La figura 7 muestra una en planta superior de una primera modalidad de los soportes para portar los objetos.

La figura 8 muestra una en planta superior de una segunda modalidad de los soportes para portar los objetos.

La figura 9 muestra una en planta superior de una tercera modalidad de los soportes para portar los objetos.

La figura 10 muestra una vista en corte frontal de una primera modalidad de disposición del componente estático. La figura 11 muestra una vista en corte frontal de una segunda modalidad de disposición del componente estático.

La figura 12 muestra una vista isométrica parcial de una primera modalidad de disposición del componente estático.

La figura 13 muestra una vista isométrica parcial de una segunda modalidad de disposición del componente estático.

La figura 14 muestra vista isométrica parcial del componente móvil en relación con el componente estático.

La figura 15 muestra vista isométrica parcial del componente móvil.

La figura 16 muestra vista isométrica parcial del componente móvil con los medios motrices.

La figura 17 muestra vista isométrica de la guía dentada del componente móvil.

La figura 18 muestra vista isométrica de del motor del componente móvil.

La figura 19 muestra vista isométrica parcial del componente móvil dispuesto según una segunda modalidad.

La figura 20 muestra una vista en corte frontal del aparato donde se aprecia el gabinete.

La figura 21 muestra una vista isométrica frontal del gabinete.

La figura 22 muestra una isométrica parcial del aparato con los medios purificadores.

La figura 23 muestra un esquema frontal de la disposición de los tubos respecto de los soportes.

La figura 24 muestra un esquema en planta del desplazamiento de la fuente respecto del componente estático.

La figura 25 muestra un esquema frontal de la posición inicial de la fuente múltiple de irradiancia respecto de los objetos.

Las figuras 26a y 26b muestran un esquema frontal de la variación de la distancia de la fúente de irradiancia en una primera y una segunda posición, respectivamente. Las figuras 27a y 27b muestran un esquema frontal de la generación de sombras en los objetos de acuerdo a una primera y una segunda posición de la fuente de irradiancia, respectivamente.

Las figuras 28a, 28b y 28c muestran un esquema superior de la modificación de la zona de alta intensidad de acuerdo a una primera, segunda y tercera posición de la fuente de irradiancia, respectivamente.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN

La invención, se refiere a un aparato esterilizador de objetos mediante irradiación de luz UV-C y un flujo de ozono que además de sanitizar, permite la eliminación de olores no volátiles, donde el aparato es capaz de optimizar el proceso de esterilización al reducir el tiempo necesario de exposición a la irradiación de varios objetos a la vez y asegurar que toda la superficie de los objetos reciba una dosis mínima necesaria de esterilización dentro del período reducido de tiempo, y proveer purificación del aire residual al final de cada ciclo de funcionamiento.

En referencia a la FIG.l, el aparato (1) comprende una fuente múltiple (20) de irradiación esterilizante formada por múltiples tubos (201) emisores de luz UV-C montados en un componente móvil (30) que se desplaza de manera lineal en relación con un componente estático (40) que aloja al menos un soporte (41) para posicionar a los objetos (A) a tratar, siendo dichos soportes (41) transparentes a la irradiación UV-C y permeables a flujos de ozono.

Así como se ha ejemplificado en la FIG.2, cada uno de los soportes (41) comprenden una primera cara irradiable (42), opuesta a una segunda cara irradiable (43); y la fúente múltiple (20) de irradiación esterilizante, cuenta con al menos un primer tubo (21) y al menos un segundo tubo (22) emisores de luz UV-C paralelos entre sí. El número de tubos emisores de irradiación UV-C de la fúente múltiple (20) de irradiación, está en una relación numérica respecto de los soportes (41) de los objetos, donde por cada soporte (41), se disponen dos tubos emisores de irradiación UV-C, cada uno posicionado paralelo e irradiando a respectivas primera (42) y segunda (43) caras irradiables del soporte (41).

Como se ha ilustrado en la FIG.3a, dado que los tubos (201) emisores de irradiación UV- C están montados en el componente móvil (30), y a la vez dicho componente se desplaza en base al componente estático (40) que comprende a los soportes (41) donde se colocan los objetos (A), este componente móvil (30) permite desplazar a los tubos (201) emisores de luz UV-C, en el sentido de un eje transversal (y) de los soportes (41), o en el sentido de un eje longitudinal (x) de los soportes (41), como se ha ilustrado en la FIG.3b; siendo, preferentemente, que los desplace en el sentido del eje transversal (y).

Por otro lado, en referencia a la FIG.4, el componente móvil (30) permite desplazar a dichos primeros tubos (21) emisores de irradiación UV-C, manteniendo una primera distancia (di), respecto de la mencionada primera cara irradiable (42) de los soportes (41), y a su vez, manteniendo a dichos segundos tubos (22), de acuerdo a una segunda distancia (d2), respecto de la mencionada segunda cara irradiable (43) de los mismos soportes (41).

De acuerdo a una primera modalidad de la invención, como la ilustrada en la misma FIG.4, dicha segunda distancia (d2) que mantiene un segundo tubo (22) emisor de luz UV-C respecto de la segunda cara irradiable (43) de un soporte (41), es menor que dicha primera distancia (di) de un primer tubo (21) emisor de luz UV-C respecto de la primera cara irradiable (42) del mismo soporte (41).

De acuerdo a otra modalidad de la invención, esquematizada en la FIG.5, dicha segunda distancia (d2) que mantiene un segundo tubo (22) emisor de luz UV-C respecto de la segunda cara irradiable (43) de un soporte (41), es igual que dicha primera distancia (di) de un primer tubo (21) emisor de luz UV-C respecto de la primera cara irradiable (42) del mismo soporte (41).

El soporte (41) de los objetos, así como se muestra en la FIG.6, comprende un contorno perimetral entre ambas primera (42) y segunda (43) caras irradiables, definido por un borde frontal (44), opuesto a un borde posterior (45), entre los que se extienden unos bordes laterales (46) opuestos entre sí. En una realización preferente, dichos bordes frontal (44) y borde posterior (45) son paralelos el eje longitudinal (x) del soporte (41). En otra realización de la invención, dicho borde frontal (44) y borde posterior (45) se extienden paralelos el eje transversal (y) del soporte (41).

En una realización preferente de la invención, mostrada en la FIG.7, el soporte (41) comprende un marco perimetral rígido (47) que sostiene y tensiona una estructura tejida (48) donde se posicionan los objetos (A), formando una grilla abierta regular, a base de elementos filamentosos de material transparente a la irradiación UV-C, donde la grilla abierta genera múltiples aberturas (49) que permiten permeabilidad a un flujo de ozono. Donde el material transparente a la irradiación UV-C de los elementos filamentosos tejidos, que conforman la grilla, es un material polimérico.

En otra realización de la invención, mostrada en la FIG.8, el soporte (41’), comprende un marco perimetral rígido (47’) que sostiene una estructura laminar (48’) donde se posicionan los objetos (A), con múltiples perforaciones (49’) para proporcionar permeabilidad a un flujo de ozono.

En aún otra realización de la invención, mostrada en la FIG.9, el soporte (41”) de los objetos, comprende un marco perimetral rígido (47”) que sostiene a múltiples elementos lineales rígidos (48”) formando una parrilla de soporte, donde dichos elementos están distanciados entre sí formando intersticios (49”) para proporcionar permeabilidad a un flujo de ozono.

En ambas modalidades el soporte (41) es de un material transparente a la irradiación UV- C para permitir que la superficie inferior del objeto (A) tratado, que queda en contacto con la primera cara (42) de dicho soporte (41), reciba irradiación suficiente para completar una dosis mínima necesaria para su esterilización, siendo dicho material transparente a la irradiación UV-C, seleccionable entre cuarzo, vidrio o una aleación de vidrio y cuarzo.

Tal como se ha ejemplificado en la FIG.10, los soportes (41) de los objetos (A), se posicionan de manera horizontal en el componente estático (40), constituyéndose, su primera cara irradiable (42), como una superficie superior de soporte donde se posan los objetos (A) a esterilizar; mientras que su segunda cara irradiable (43) opuesta, se constituye como la superficie inferior del soporte.

En otra realización de la invención, ejemplificado en la FIG.ll, los soportes (41) de los objetos, se posicionan de manera vertical, constituyéndose, su primera cara irradiable (42), como una primera superficie lateral, mientras que su segunda cara irradiable (43) opuesta, se constituye como una segunda superficie lateral; conformándose dicho soporte (41) como elementos colgadores desde los que se sujetan objetos de manera colgada.

Tomando ahora en consideración a la FIG.12, el componente estático (40) comprende al menos dos marcos estructurales (401), dispuestos de manera vertical y distanciados entre sí, entre los que se montan guías (402) rectas laterales para el desplazamiento del componente móvil (30), y a la vez, se montan correderas (403) horizontales que reciben, de manera deslizante, a dichos soportes (41) que se disponen de manera horizontal.

En otra realización de la invención, mostrada en la FIG.13, el componente estático (40) comprende al menos dos marcos estructurales (401), dispuestos de manera horizontal distanciados entre sí, entre los que se montan guías (402) rectas superiores e inferiores, para el desplazamiento del componente móvil (30); mientras que en, al menos uno, de los marcos estructurales (401), se montan correderas horizontales (403) que reciben, de manera deslizante, a dichos elementos de soporte (41) de los objetos que se disponen de manera vertical (no ilustrados). Ahora en relación con la FIG.14, el componente móvil (30) comprende un marco portador (31) en el que se montan los tubos (201) emisores de luz UV-C; y se montan unos medios motrices (301) que impulsan y permiten el desplazamiento lineal del componente móvil (30), en base al componente estático (40).

Como mejor se aprecia en la FIG.15, el marco portador (31) es un marco rígido que comprende al menos dos perfiles transversales (32), paralelos y distanciados entre sí; y al menos dos perfiles longitudinales (33), paralelos y distanciados entre sí que comprenden unos puntos de montaje (34) provistos de conectores mecánicos y eléctricos para montar entre ellos a los tubos (201) UV-C; donde el marco portador (31) comprende un contomo exterior (35) con cuatro esquinas (36) donde se disponen rodamientos (305).

En tanto, así como se aprecia en la FIG.16, FIG.17 y FIG.18, en conjunto, los medios motrices (301) comprenden motores (302) con un engranaje de transmisión (303), unas guías dentadas (304) fijas en el cuerpo estático (40). Cada una de las guías dentadas (304) rectas se disponen fijas en el componente estático (40), orientadas perpendiculares al marco portador (31).

En otra realización, como la mostrada en la FIG.19, el marco portador (31) de los tubos (201) emisores de luz UV-C se orienta de manera vertical, disponiendo a los tubos paralelos entre sí y de manera vertical; donde dicho marco portador (31) se desplaza de manera lineal bidireccional en base a las guías dentadas (304) fijadas en el componente estático (40).

El aparato (1), además, comprende un gabinete (50) de seguridad contenedor de los diferentes componentes; medios purificadores (60) del aire residual; un generador de flujo de ozono (70); y un componente de control (80) electrónico del aparato (no ilustrado).

Así como se ha ilustrado en la FIG.20 y FIG.21, el mencionado gabinete de seguridad (50), comprende paredes dobles (51) perimetrales formando una cámara intema (52) hermética; comprende una cara frontal (53) provista de una compuerta abatible (54) para acceso a la cámara intema, también de paredes dobles; y compartimentos exteriores (55) para disponer componentes periféricos del aparato (1). La compuerta abatible (54) está asociada a un cierre de seguridad (no ilustrado) que impide su apetura durante el funcionamiento del aparato. Las paredes dobles (51) que rodean la cámara intema (52) comprenden un panel interior (56) reflectante a la irradiación.

Así como se muestra en la FIG.22, los medios purificadores (60) del aire residual comprenden un generador de aire caliente (61) que descompone al ozono proporcionado por el generador de ozono (70); y un filtro de carbono activado (62) asociado a un extractor (63) de aire que fuerza la evacuación del aire residual. El generador de ozono (70) y el generador de aire caliente (61) se localizan en una zona superior de la cámara intema (52) del gabinete (50); mientras que el filtro de carbono activado (62) y el extractor (63) de aire se localizan en una parte inferior de la cámara interna (52) del gabinete (50).

El componente de control electrónico comprende una interfaz de operación mediante un panel de control (80), mostrado en la FIG.21, una fuente de poder, medios de conexión entre los componentes operables, una unidad de procesamiento central para implementar al menos un programa de funcionamiento preconfigurado para operar los componentes de manera sincronizada y asegurar la aplicación de al menos una dosis mínima de energía irradiada en todo punto sobre los elementos a esterilizar.

En operación, de acuerdo a una realización preferente de la invención, ilustrada en la FIG.23, el componente móvil (30) se orienta de manera vertical, disponiendo a dichos tubos (201) emisores de irradicación UV-C, de manera horizontal y paralelos al eje longitudinal (x) de los soportes (41) de los objetos, por arriba y abajo de éste.

Así como se ejemplifica en la FIG.24, dicho componente móvil (30) se desplaza según un recorrido (R) de manera lineal bidireccional en base al componente estático (40), siguiendo una dirección de desplazamiento a lo largo del eje transversal (y) del soporte (41), y viceversa.

Lo anterior permite que la fuente múltiple (20) de irradiación UV-C, al desplazarse desde una posición inicial (Pl), vaya irradiando toda la superficie superior (SI) e inferior (S2) de los objetos de manera pareja, tal como se esquematiza en la FIG.25. Con ello, la cobertura de irradiación que se obtiene, logra que los puntos más extremos (b) de los objetos (A) respecto de una posición inicial (Pl) de la fúente de irradiación (20), reciban la misma dosis que la recibida por los puntos más cercanos (a) del objeto a la fúente (20) en la misma posición incicial.

En referencia a la FIG.26a y FIG.26b, la variación de la distancia (d3) entre la fúente de irradiación (20) y la superficie del objeto (A), genera cambios significativos en la irradiancia total; así, en el proceso de irradiancia, se produce un punto de mayor intensidad (E) en la zona o franja del objeto que presenta menor distancia (d3) a la fúente (20).

Como se ha ilustrado en la FIG.27a, aquellas zonas de los objetos donde se producen sombras (F) provocadas por los mismos objetos adyacentes o formadas en caras opuestas (G) a la trayectoria de la irradiación, a medida que se desplaza la fúente de irradiación (20) dichos puntos quedarán progresivamente más expuestos a la irradiación, tal como se ha ilustrado en la FIG.27b.

Así, la presente invención proporciona los medios para movilizar a dicha fúente de irradiancia (20) UV-C, que tal como se ilustra en la realización mostrada en la FIG.28a, FIG.28b y FIG.28c, se desplaza en el componente móvil (30) desde el borde frontal (44) del soporte hacia su borde posterior (45) y viceversa, siguiendo una trayectoria lineal, de modo que, a medida que la fuente (20) de luz UV-C se desplaza, va cambiando la región objetivo de irradiación de alta intensidad (E), para que en algún momento del recorrido de la fuente (20), todos los puntos de los objetos sean una región de irradiación de alta intensidad.