ES2252685T3 - Sistema y procedidmiento de inyeccion de un reactivo organico en un gas de ionizacion debil para generar especies quimicamente activas. - Google Patents
Sistema y procedidmiento de inyeccion de un reactivo organico en un gas de ionizacion debil para generar especies quimicamente activas.Info
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Abstract
Un procedimiento para incrementar la concentración de especies químicamente activas generadas por un gas de ionización débil usado en el tratamiento de un objeto, comprendiendo dicho procedimiento las etapas de: generar el gas de ionización débil usando un reactor que comprende un dieléctrico con una abertura definida en el mismo y un electrodo dispuesto en comunicación fluida con dicha abertura; e introducir un reactivo de base orgánica a través de la abertura y el electrodo en presencia de un gas de ionización débil que se encuentra dentro de la abertura para incrementar la producción de las especies químicamente activas, incluyendo el reactivo de base orgánica un aditivo orgánico y un oxidante.
Description
Sistema y procedimiento de inyección de un
reactivo orgánico en un gas de ionización débil para generar
especies químicamente activas.
La presente invención se refiere a la generación
de especies activas, y, particularmente, a un sistema y
procedimiento de inyección de un reactivo de base orgánica en un gas
de ionización débil para generar especies químicamente activas,
tales como iones y radicales libres.
El óxido de etileno (OE) ha sido usado
extensamente desde la década de 1950 como esterilizante de baja
temperatura para esterilizar dispositivos y suministros médicos
sensibles a la temperatura y la humedad. Se piensa que la
esterilización se consigue mediante OE a través del mecanismo
denominado "alquilación". Durante la alquilación, un grupo
etilo sustituye a los átomos de hidrógeno en las moléculas
necesarias para el mantenimiento de la vida. Esta sustitución
impide las funciones normales de soporte de vida en moléculas tales
como proteínas y ADN. Durante la esterilización a baja temperatura
se procesa una cantidad de OE suficiente como para interrumpir o
impedir la vida microbiana.
Hasta ahora, los esterilizantes de OE típicamente
se combinaban con un agente esterilizante de clorofluorocarbono (por
ejemplo, CFC-12). En 1995 se suprimió el uso de los
agentes esterilizantes de clorofluorocarbono a causa de las normas
medioambientales relativas a la destrucción de la capa de ozono de
la tierra. No obstante, el uso de OE se mantiene aún para fines de
esterilización de instrumental médico debido a su capacidad para
interrumpir la vida microbiana en zonas de difícil acceso; a su gran
diversidad de compatibilidades con materiales y a su
penetrabilidad; y a los problemas económicos asociados con la
sustitución de los sistemas existentes. A pesar de estas ventajas,
el OE presenta muchos inconvenientes como agente esterilizante,
incluyendo: (i) la necesidad de aireación después de exposición al
OE para seguridad de pacientes y trabajadores; (ii) unos tiempos de
ciclo relativamente largos destinados a garantizar una
esterilización de calidad y proporcionar una aireación segura;
(iii) una elevada toxicidad y el riesgo de reacciones asociadas al
OE; y (iv) una gran inflamabilidad asociada al OE puro.
Las normas medioambientales han dejado un vacío
en el sector de la esterilización, exacerbado por un aumento en el
uso de materiales e instrumentos que requieren esterilización y que
son sensibles al calor y a los procesos químicos asociados a los
procedimientos de esterilización alternativos. La atención se ha
centrado en proporcionar un agente esterilizante alternativo que
elimine el uso de OE y que no obstante brinde unos resultados
igualmente eficaces. Se han desarrollado numerosos procedimientos
de esterilización alternativos en respuesta a las necesidades de la
industria médica, tales como el uso de: (i) OE puro (que es
altamente inflamable); (ii) una mezcla no inflamable de OE/HCFC;
y/o (iii) un plasma no térmico.
En particular, Johnson & Johnson ha
desarrollado un proceso de esterilización de gas a baja temperatura,
el Sterrad\registrado, que emplea tecnología de plasma de
descarga de barreras. El mecanismo principal consiste en el empleo
de un superoxidante, el peróxido de hidrógeno. Aunque los oxidantes
son más químicamente reactivos que los esterilizantes alquilantes
(por ejemplo, el OE), que los hace más eficaces a bajas
temperaturas, los oxidantes presentan el inconveniente de una menor
capacidad de penetración en la totalidad de las partes de los
objetos que están siendo esterilizados (especialmente áreas tales
como cavidades largas y estrechas). Los superoxidantes destruyen
las moléculas de soporte de vida sin necesidad de aplicar grandes
cantidades. Desde su aprobación como esterilizante por la Food and
Drug Administration, ha aumentado la demanda del dispositivo
Sterrad\registrado por parte de los organismos médicos. No
obstante, el Sterrad\registrado no es apto para ser usado en
envases u otros artículos con contenido de celulosa, que absorbe el
esterilizante. Otros inconvenientes del dispositivo
Sterrad\registrado incluyen: (i) limitaciones de carga debido a
que actúan en una cámara de vacío; (ii) incapacidad para penetrar en
las cavidades; (iii) costes operativos y de inversión relativamente
elevados; y (iv) tiempos de ciclo relativamente lentos.
Por consiguiente, conviene desarrollar un sistema
y procedimiento más avanzado que proporcione el mismo nivel de
eficacia sin los inconvenientes asociados al OE. Además, conviene
desarrollar un sistema y procedimiento para el tratamiento de
sólidos, líquidos, gases, vapores y cualquier combinación de los
mismos que contenga contaminantes químicos y/o biológicos no
deseados. El documento WO 00/67805 describe un sistema en el que se
mezcla aire ionizado con un disolvente, tal como
n-propil alcohol, que luego se alimenta a un
ionizante.
La presente invención se refiere al procedimiento
y al aparato definidos en las reivindicaciones.
Específicamente, la invención se refiere a un
sistema y procedimiento de inyección de un reactivo de base
orgánica en un gas de ionización débil para generar especies
químicamente activas, tales como iones y radicales libres. El
reactivo de base orgánica puede ser una combinación de un aditivo
orgánico (por ejemplo, un alcohol (tal como alcohol
C_{1}-C_{5}, o preferentemente un alcohol
C1-C_{3}) o un alqueno
C_{2}-C_{6} (tal como etileno)) mezclado con un
oxidante (por ejemplo, oxígeno) antes de introducirlo en un gas de
ionización débil. Alternativamente, el reactivo de base orgánica
puede ser un aditivo orgánico solo inyectado en el gas de
ionización débil en presencia de aire (no en cámara de vacío), que
inherentemente contiene oxígeno y que actúa como oxidante. Además,
el reactivo de base orgánica puede incluir un aditivo orgánico que
incluya, en sí mismo, un componente oxidante, tal como etanol. En
tal caso, el componente orgánico inyectado al gas de ionización
débil forma radicales hidroxilo, oxígeno atómico u otras especies
oxidantes que podrían bastar para eliminar la necesidad de
incorporar un oxidante suplementario. Independientemente del
reactivo de base orgánica empleado, el aditivo orgánico reacciona
con el oxidante en presencia de un gas de ionización débil,
iniciándose la producción de especies químicamente activas. Este
sistema y procedimiento se puede utilizar para esterilizaciones en
las que el aumento de las concentraciones de especies químicamente
activas generadas aceleran y mejoran los regímenes generales de
destrucción de contaminantes químicos y/o biológicos no deseados en
las superficies y/o las corrientes de fluidos.
Además, la invención se refiere a un
procedimiento que incrementa la concentración de especies
químicamente activas generadas por un gas de ionización débil
empleado en el tratamiento de un objeto. El gas de ionización débil
se genera en un reactor. Un reactivo de base orgánica, que incluye
un aditivo orgánico y un oxidante, se introduce en presencia del
gas de ionización débil para incrementar la producción de especies
químicamente activas. El objeto a tratar se expone a las especies
químicamente activas generadas para destruir los contaminantes
químicos y/o biológicos no deseados.
Además, la presente invención se refiere a un
sistema para realizar el procedimiento anteriormente descrito.
Las anteriores y otras características de la
presente invención resultarán más evidentes a partir de la siguiente
descripción detallada y de los dibujos de la realización
ilustrativa de la invención, en la que los números de referencia
identifican a elementos similares a través de las diversas vistas,
en las que:
la figura 1 es un diagrama esquemático de un
sistema reactor en el que un reactivo de base orgánica es inyectado
a un gas de ionización débil para generar especies químicamente
activas según la presente invención;
la figura 2a es una vista en sección transversal
de un ejemplo de reactor de descarga capilar en el que un reactivo
de base orgánica es inyectado a un gas de ionización débil para
generar especies químicamente activas según la presente
invención;
la figura 2b es una vista en sección transversal
de un ejemplo de reactor de descarga capilar con canales auxiliares
que no están en comunicación fluida con los conductos capilares, y
en el que un reactivo de base orgánica es inyectado a un gas de
ionización débil para generar especies químicamente activas según la
presente invención;
la figura 2c es una vista en sección transversal
de un ejemplo de reactor de descarga capilar con canales auxiliares
que están en comunicación fluida con los tubos capilares, y en el
que un reactivo de base orgánica es inyectado a un gas de
ionización débil para generar especies químicamente activas según la
presente invención;
la figura 3a es una vista parcial en sección
transversal longitudinal de un ejemplo de reactor de descarga de
ranura, en el que un reactivo de base orgánica es inyectado a un gas
de ionización débil para generar especies químicamente activas
según la presente invención;
la figura 3b es una vista superior del reactor de
descarga de ranura de la figura 3a;
la figura 4a es una vista en perspectiva de un
ejemplo de reactor de descarga de ranura anular con ranuras
definidas longitudinalmente en el primer electrodo, y en el que un
reactivo de base orgánica es inyectado a un gas de ionización débil
para generar especies químicamente activas según la presente
invención;
la figura 4b es una vista en perspectiva de una
configuración alternativa del primer dieléctrico interno de la
figura 4a, en el que las ranuras se definen radialmente en torno al
primer electrodo; y
la figura 4c es una vista en perspectiva, con una
parte recortada, de otro ejemplo de realización de un reactor de
descarga de ranura, en el que las ranuras están formadas entre
barras adyacentes situadas en torno a un tubo interno.
El presente procedimiento de la invención utiliza
aditivos orgánicos (por ejemplo, líquidos, gases y/o vapores) que
se inyectan en un gas de ionización débil, preferentemente, aunque
no necesariamente, a presión atmosférica, para producir especies
químicamente activas (tales como iones y radicales libres) que
aceleran y mejoran los regímenes generales de destrucción de
contaminantes químicos y/o biológicos no deseados en las superficies
y/o las corrientes de fluidos (por ejemplo, líquidos, gases,
vapores o cualquier combinación de los mismos). Se puede emplear
cualquier configuración de reactor que genere un "gas de
ionización débil" -definido como un medio de plasma o no plasma
de descarga de gas (mezcla de partículas de carga y neutras)- cuya
relación de las concentraciones (en volumen) de partículas neutras
a partículas cargadas es de aproximadamente 1.000 a 1. El gas de
ionización débil puede ser, aunque no necesariamente, "plasma",
definido como un gas que contiene partículas positivas, negativas y
neutras cuya densidad de número de cargas negativas es
aproximadamente igual a la densidad de número de cargas positivas
en un determinado volumen. Estos reactores son activados por fuentes
de energía tales como suministros de potencia de corriente continua
(CC), corriente alterna (CA) o frecuencia de radio (FR). Varios
ejemplos de configuraciones de reactor se describen detalladamente,
aunque se contemplan otras configuraciones dentro del ámbito
previsto de esta invención.
El reactor está configurado de manera que un
objeto a tratar (por ejemplo, un sólido o un fluido, tal como
líquido, vapor o gas, o cualquier combinación de los mismos),
generalmente contaminado con productos químicos no deseados (por
ejemplo, un elemento atómico o un compuesto) y/o agentes biológicos
(por ejemplo, proteína o ADN), es expuesto a un gas de ionización
débil generado en el que diversos procesos -tales como oxidación,
reducción, reacciones inducidas por iones y/o reacciones inducidas
por electrones- permiten la eficaz realización de procesos químicos
o mecanismos de reacción selectivos. Un reactivo con base orgánica
se inyecta en el gas de ionización débil para potenciar uno o más
de dichos procesos químicos. El reactivo con base orgánica
típicamente es una combinación de un aditivo orgánico (por ejemplo,
alcohol, alcohol etílico o etileno) mezclado con un oxidante (por
ejemplo, oxígeno) antes de ser inyectado en el gas de ionización
débil. Alternativamente, el reactivo de base orgánica puede ser un
aditivo orgánico introducido en el gas de ionización débil en
presencia de aire (no en cámara de vacío), que inherentemente
contiene oxígeno. También se sitúa dentro del ámbito previsto de la
invención el uso de un reactivo de base orgánica que contenga un
aditivo orgánico que incluya, en sí mismo, un componente oxidante,
tal como OE o etanol. En tal caso, el componente oxidante del
componente orgánico, al ser inyectado al gas de ionización débil,
formará radicales hidroxilo, oxígeno atómico u otras especies
oxidantes. Estas especies oxidantes podrían bastar para eliminar la
necesidad de incorporar un oxidante separado o suplementario. No
obstante, si se desea una oxidación adicional, se puede inyectar un
oxidante suplementario (por ejemplo, oxígeno) al gas de ionización
débil simultáneamente con o después de la inyección del aditivo
orgánico que contiene el componente oxidante con el fin de aumentar
la concentración de especies oxidantes y consecuentemente
incrementar el rendimiento y la eficiencia. En cualquier situación,
los vapores orgánicos reaccionan con el oxidante (del aire, como
fuente suplementaria y/o como componente del aditivo orgánico) al
estar en presencia de gas de ionización débil para iniciar la
producción de especies químicamente activas, tales como iones y
radicales libres. Se puede seleccionar el aditivo orgánico a
inyectar en el gas de ionización débil para propiciar o iniciar
unas reacciones químicas con un escaso, o nulo, calentamiento del
gas a granel.
A modo de ejemplo, la presente invención se
describirá en relación con la aplicación de aditivos orgánicos que
se inyectan a un gas de ionización débil para esterilizar
superficies, líquidos, gases, vapores y/o corrientes de aire
contaminadas. No obstante, está dentro del ámbito previsto de la
invención el uso de este sistema y procedimiento para aplicaciones
que no sean de esterilización.
En las realizaciones que a continuación se
describen se pueden elegir las dimensiones deseadas para el reactor
de generación de gas de ionización débil, de manera que la
exposición en tiempo de permanencia de los elementos de polución a
las especies activas generadas sea suficiente como para garantizar
la destrucción de los contaminantes químicos y/o biológicos no
deseados hasta el extremo previsto - por ejemplo, hasta un nivel
molecular. El aditivo orgánico se puede inyectar directamente al
reactor en el que se genera el gas de ionización débil. Se puede
seleccionar el tamaño o dimensión del reactor de gas de ionización
débil para generar unas reacciones químicas selectivas empleando
aditivos orgánicos, de manera que el ciclo vital de las especies
activas generadas por el gas de ionización débil sobrepase la
región de generación del gas de ionización débil durante un tiempo
suficiente como para efectuar un proceso de esterilización u
oxidación aguas abajo del reactor (por ejemplo, para que, durante
su ciclo vital, las especies activas generadas reaccionen con y
destruyan a los contaminantes de la superficie de un filtro
dispuesto aguas abajo del reactor).
A continuación se ofrecen cuatro ejemplos de
mecanismos de reacción existentes en la química intensificadora de
los gases de ionización débil responsables de la formación de las
especies químicamente activas. La disociación por impacto de
electrones y la ionización son comunes a todos los mecanismos de
formación de radicales reactivos. La inyección de un reactivo de
base orgánica en el gas de ionización débil propicia una o más de
dichas reacciones químicas, aumentando la concentración de algunas
de las especies químicamente activas generadas y mejorando así el
proceso de esterilización y descontaminación. La inyección de un
reactivo de base orgánica en el gas de ionización débil produce una
o más de las siguientes cadenas de reacción que generan las especies
químicamente activas:
1. Formación de iones y racimos de iones:
- \quad
- e + N_{2} \rightarrow N_{2}{}^{+} + 2e
\hskip1.5cm
e + O_{2} \rightarrow O_{2}{}^{+} + 2e
- \quad
- N_{2}{}^{+} + N_{2} \rightarrow N_{4}{}^{+}
\hskip1.87cm
O_{2}{}^{+} + O_{2} \rightarrow O_{4}{}^{+}
- \quad
- N_{4}{}^{+}, N_{2}{}^{+} + O_{2} \rightarrow O_{2}{}^{+} + productos
- \quad
- O_{2}{}^{+}, O_{n}{}^{+} + H_{2}O \rightarrow O_{2}{}^{+} (H_{2}O)
- \quad
- O_{2}{}^{+}(H_{2}O) + H_{2}O \rightarrow O_{2}{}^{+}(H_{2}O)_{2} \rightarrow H_{3}O^{+}(OH) + O_{2}
- \quad
- H_{3}O^{+}(OH) + H_{2}O \rightarrow H_{3}O^{+}(H_{2}O) + OH
- \quad
- H_{3}O^{+}(H_{2}O) + nH_{2}O \rightarrow H_{3}O^{+}(H_{2}O)_{2} + (n-1)H_{2}O \rightarrow H_{3}O^{+}(H_{2}O)_{h} + (n-h)H_{2}O
Los racimos de ion hidronio pueden protonar
alcohol etílico cuando éste está presente en el reactivo de base
orgánica:
H_{3}O^{+}(H_{2}O)_{h} +
EtOH \rightarrow EtOH_{2}{}^{+}(H_{2}O)_{b} +
(h+1-b)H_{2}O
Unos racimos de iones tales como
EtOH_{2}{}^{+}(H_{2}O)_{b} tienen un ciclo de
vida relativamente largo, capaz de sobrevivir al traslado a las
superficies de un objeto que se pretende esterilizar, y proporcionan
un grupo Et que sustituye a un átomo de hidrógeno en el ADN
bacteriano y mata así a los microorganismos previstos. Otros iones
orgánicos, tales como C_{2}H_{4}OH^{+},
C_{2}H_{3}OH^{+}, C_{2}H_{2}OH^{+}, CHOH^{+},
CH_{3}OH^{+}, C_{2}H_{5}^{+}, pueden formarse y organizarse
en racimos. La función de cada uno de estos iones orgánicos en el
proceso de esterilización depende de sus tiempos de vida y de su
actividad química.
2. Formación de radicales libres
- \quad
- e^{-} + O_{2} \rightarrow e^{-} + O + O(1D)
- \quad
- e^{-} + O_{2} \rightarrow e^{-} + O_{2}*
- \quad
- e^{-} + N_{2} \rightarrow e^{-} + N + N, N + O_{2} \rightarrow NO + O
- \quad
- e^{-} + N_{2} \rightarrow N_{2}* + e^{-}, N_{2}* + O_{2} \rightarrow N_{2} + O + O
- \quad
- O + O_{2} + M \rightarrow O_{3} + M, O_{2}* + O_{2} \rightarrow O_{3} + O
- \quad
- O(1D) + H_{2}O \rightarrow 2OH
Otras muchas reacciones conducentes a la
formación de NO_{2}, HO_{2} y otras especies activas, tales como
H_{2}O_{2}, son posibles.
En presencia de materias orgánicas, se produce la
formación de radicales orgánicos:
- \quad
- RH + OH \rightarrow R + H_{2}O, R + O_{2} + M \rightarrow RO_{2} + M,
- \quad
- RO_{2} + NO \rightarrow RO + NO_{2}, RO + NO_{2} + M \rightarrow RONO_{2} + M,
- \quad
- RO + O_{2} \rightarrow RCHO + HO_{2}
Las materias orgánicas y el oxígeno inyectado en
el gas de ionización débil propician, además, la formación de otros
radicales orgánicos, tales como peroxi (RO_{2}), alcoxi (RO),
acilo peroxiacilo (RC(O)OO), y derivados, tales como
hidroperóxidos (ROOH), peroxinitratos (RO_{2}NO_{2}), nitratos
orgánicos (RONO_{2}), peroxiácidos (RC(O)OOH),
ácidos carboxílicos (RC(O)OH), nitratos peroxiacilos
(RC(O)O_{2}NO_{2}) y otros radicales orgánicos
que contienen oxígeno. Se produce una concentración predeterminada
de cada uno de estos radicales orgánicos, independientemente de
los aditivos orgánicos usados, consistiendo la única diferencia en
que la concentración de cada uno de los radicales orgánicos difiere
según el aditivo orgánico utilizado. Unos resultados experimentales
preliminares parecen indicar que la esterilización más eficaz se
consigue usando etileno; no obstante, existen otros aditivos
orgánicos que se pueden usar para formar productos parcialmente
oxidizados, incluyendo los alcoholes. Por lo tanto, los
procedimientos de esterilización se pueden potenciar en presencia
de un reactivo de base orgánica inyectado al gas de ionización
débil.
Hasta ahora, los procedimientos de esterilización
de la técnica anterior dependían de especies activas basadas en
oxígeno, hidrógeno y nitrógeno, formadas en el gas de ionización
débil o en los efectos directos de campos eléctricos, plasma o
radiación. Por el contrario, el procedimiento de esterilización de
la presente invención depende de las especies químicamente activas
generadas en respuesta al uso de un reactivo de base orgánica
inyectado en el gas de ionización débil. Especies activas basadas en
átomos de O, H, N (por ejemplo, NO_{2}, H_{2}O_{2}, O_{3} y
radicales correspondientes, tales como HO_{2}, OH) son
esterilizantes considerablemente menos eficaces que las especies
químicamente activas generadas en respuesta al uso de un reactivo de
base orgánica inyectado al gas de ionización débil.
La figura 1 es un diagrama esquemático genérico
del sistema de reactor con inyección de un reactivo de base
orgánica en un gas de ionización débil para generar especies
químicamente activas de acuerdo con la presente invención. Un
oxidante 1 (por ejemplo, aire u oxígeno) se mezcla con un aditivo
orgánico 2 (por ejemplo, etileno, alcohol) para formar un reactivo
de base orgánica 9. A modo de ejemplo, el reactivo de base orgánica
9 puede ser etileno mezclado con oxígeno, o etanol en presencia de
aire. El lugar de producir el oxidante independientemente respecto
al aditivo orgánico, el aditivo orgánico mismo puede incluir un
componente de oxígeno. Por ejemplo, se puede usar OE o etanol como
aditivo orgánico, inyectándolo al gas de ionización débil para
producir radicales hidroxilo, oxígeno atómico u otras especies
oxidantes que actúan a modo de oxidante. Estos radicales hidroxilo
pueden eliminar la necesidad de introducir independientemente un
oxidante. Para potenciar el rendimiento, se puede (aunque no
necesariamente) inyectar independientemente un oxidante adicional al
gas de ionización débil, incluso si se usa un reactivo de base
orgánica que contiene un componente de oxígeno.
El reactivo de base orgánica 9 puede ser un
líquido, un gas, un vapor o cualquier combinación de los mismos.
Además, el reactivo de base orgánica 9 se introduce en el reactor 3
de gas de ionización débil, preferentemente a través de una
abertura definida en un primer electrodo, o electrodo primario,
según se describe más detalladamente a continuación, donde se
generan las mayores concentraciones de especies esterilizantes,
incluyendo las especies químicamente activas.
Una fuente de energía 4, tal como de CC, CA, alta
frecuencia, RF, microonda o de impulsos, dependiendo del diseño
específico de la fuente de plasma, activa el reactor 3. El objeto a
tratar 5, típicamente un fluido a tratar, tal como un líquido, un
gas o un vapor, se puede hacer pasar, junto con el reactivo de base
orgánica 9, al interior del reactor de plasma 3, o a una región
próxima, donde se genera el gas de ionización débil. Esto es
conveniente debido a que el objeto a tratar 5 se verá expuesto a la
elevada concentración de las especies químicamente activas
generadas que se encuentran en la región donde se genera el gas de
ionización pobre. Alternativamente, o adicionalmente, un objeto a
tratar 5' (generalmente un objeto sólido) puede disponerse en la
incandescencia residual en un punto separado (por ejemplo, aguas
abajo) de la región donde se genera el gas de ionización pobre y
aún ser objeto de exposición a las especies químicamente activas
durante su ciclo de vida, las cuales fueron generadas por el gas de
ionización débil al que se le inyectó el reactivo de base orgánica.
En un ejemplo específico, el objeto a tratar 5' puede ser un filtro
de partículas y/o un objeto contaminado (por ejemplo, una
superficie sólida contaminada, un líquido contaminado, un gas
contaminado, o cualquier combinación de los mismos) alojado dentro
de una cámara de esterilización y sometido a la exposición de las
especies activas esterilizantes generadas por el gas de ionización
débil y el reactivo de base orgánica inyectado. Los objetos a
tratar 5, 5' pueden ser iguales, aunque esto no necesariamente
deberá ser así. Por ejemplo, un gas a tratar como objeto 5 puede
hacerse pasar a través de un conducto capilar donde quedará expuesto
a las especies químicamente activas generadas en su interior,
mientras que la superficie de un objeto a tratar 5' de tipo sólido
puede situarse de manera que sea objeto de exposición directa a la
incandescencia residual de las especies químicamente activas
generadas.
Las especies esterilizantes generadas por el gas
de ionización débil y el reactivo de base orgánica inyectado actúan
entre sí con los contaminantes químicos o biológicos (por ejemplo,
ADN y otros bloques de creación de microorganismos) depositados
sobre el objeto a tratar 5, 5' o contenidos dentro del mismo. Por
ejemplo, la sustitución de un átomo de hidrógeno del ADN bacteriano
por un grupo alquilo (C_{n}H_{2n+1}) debido a exposición a las
especies químicamente activas generadas provoca la inactividad o
destrucción de los microorganismos. Se estima que la alquilación es
responsable de la esterilización, según el procedimiento de la
invención que aquí se describe; no obstante, pueden estar presente
otros mecanismos y otras especies químicamente activas. El sistema
y procedimiento de esterilización de la presente invención mejora la
eficacia general, a la vez que reduce los riesgos a la salud y al
medio ambiente asociados a los agentes esterilizantes tóxicos
convencionales, al emplear especies biológicamente activas -aunque
con una actividad química de una vida relativamente corta- generadas
por el gas de ionización débil en presencia de un aditivo
orgánico.
Se contemplan numerosas configuraciones del
reactor de generación de gas de ionización débil. Se mostrarán y
describirán detalladamente varias configuraciones de ejemplo del
reactor de plasma no térmico a presión atmosférica, aunque se
pueden usar otras configuraciones, según se desee. La figura 2a es
una vista en sección transversal de un ejemplo de reactor de
descarga capilar, según se describe en la Solicitud de Patente de
los Estados Unidos Serie Nº 09/738.923, presentada el 15 de
diciembre de 2000 por los mismos cesionarios de la presente
invención. Sólo para fines ilustrativos, el reactor 200 se presenta
con un primer dieléctrico 205 con dos conductos capilares 210
definidos a través del mismo y un segundo dieléctrico 215 separado
del primer dieléctrico 205 para formar un canal 235 en conexión
fluida con los conductos capilares 210. Una segunda placa electrodo
225 se asocia al segundo dieléctrico 215. Aunque en la figura 2a
aparecen dos conductos capilares 210, el reactor 200 se puede
diseñar, si se desea, de manera que el primer dieléctrico 205
incluya uno o más conductos capilares. El primer y segundo
dieléctricos 205, 215 pueden ser iguales o diferentes. Según se
aprecia en la figura 2a, el segundo electrodo 225 es una placa; no
obstante, se puede emplear cualquier otra forma, incluyendo la de
un electrodo segmentado similar al primer electrodo 220. Además, el
segundo electrodo y el segundo dieléctrico pueden eliminarse
totalmente.
Un primer electrodo 220 está asociado al primer
dieléctrico 205. En una realización preferente, el electrodo 220
consiste en una pluralidad de segmentos de electrodo en comunicación
fluida respecto a los conductos capilares 210. En el ejemplo
mostrado en la figura 2a, los elementos de electrodo tienen la forma
de un cilindro hueco, un aro o una arandela, y van insertados
parcialmente en el respectivo conducto capilar 210. En una
realización alternativa, el primer electrodo 220 puede disponerse
encima del primer dieléctrico 205, parcialmente al ras con el
mismo, o puede prolongarse hasta una profundidad deseada hacia el
interior del conducto capilar 210. Una fuente de energía 230 está
conectada al primer y al segundo electrodos 220, 225.
Debido a que los segmentos de electrodo del
primer electrodo 220 mostrado en la figura 2a son huecos, se puede
hacer pasar o se puede inyectar un reactivo de base orgánica a
través de dichos segmentos y hacia el interior de los conductos
capilares 210 definidos en el primer dieléctrico 205. Se crea un gas
de ionización débil en los conductos capilares 210 y en el canal
235 al aplicarse una tensión proveniente de la fuente de energía
230 al primer y segundo electrodos 220, 225, respectivamente. Al
introducir el reactivo de base orgánica en el gas de ionización
débil se producen especies químicamente activas en los conductos
capilares 210 y/o el canal 235, las cuales propician unas
reacciones químicas que facilitan unos procesos tales como la
destrucción de contaminantes y la esterilización.
En la práctica, el objeto a tratar 5 (típicamente
un contaminante fluido a esterilizar) preferentemente se hace pasar
junto con el reactivo de base orgánica a través de las aberturas de
los segmentos de electrodo del primer electrodo 220 y hacia el
interior de los respectivos conductos capilares 210, donde se genera
el gas de ionización débil. El reactivo de base orgánica en
presencia del gas de ionización débil incrementa la concentración
de las especies químicamente activas que se están produciendo. Es en
los conductos capilares 210 mismos donde se genera la mayor
concentración de especies químicamente activas. En consecuencia, la
esterilización más eficaz se realiza como resultado del paso del
objeto contaminado a tratar a través de esta región de máxima
concentración de iones, radicales libres y especies activas
generadas (por ejemplo, en los conductos capilares mismos). Además,
o alternativamente, el objeto a tratar 5' (típicamente un objeto
sólido contaminado) se puede hacer pasar a través del canal 235 o
se puede situar en la proximidad del extremo de los conductos
capilares desde los que se emite la incandescencia residual del gas
de ionización débil que contiene las especies químicamente activas
generadas (en un punto opuesta al primer electrodo). Debido al
tiempo de vida relativamente corto de las especies activas
esterilizantes una vez generadas (por ejemplo, especies activas
esterilizantes con tiempos de vida en el intervalo de varios
microsegundos podrán consecuentemente desplazarse sólo algunos
milímetros antes de desactivarse), la descontaminación del objeto a
tratar 5, 5' es considerablemente menos eficaz si el objeto a
tratar se sitúa en el canal 235 en lugar de hacerlo pasar a través
de la abertura de los primeros electrodos 220 y los conductos
capilares 210, donde se encuentra la mayor concentración de especies
químicamente activas.
El reactor de descarga capilar mostrado en la
figura 2a se puede modificar de manera que incluya unos canales
auxiliares definidos en el primer dieléctrico 205. Esta
configuración resulta especialmente apropiada para aquellas
aplicaciones que usan un primer electrodo 220 sólido o no poroso,
aunque no se descarta su uso con un primer electrodo hueco o
poroso. La figura 2b muestra un reactor de descarga capilar con un
único conducto capilar 210 en el que se inserta parcialmente un
electrodo 220 sólido, anular y con forma de pasador acabado en
punta. Un canal auxiliar 215 se define a través del primer
dieléctrico 205 a cada lado del conducto capilar 210. En la
realización mostrada en la figura 2b, los canales auxiliares 215 no
se encuentran en comunicación fluida con el conducto capilar 210.
En la figura 2c se muestra una configuración alternativa, donde un
electrodo 220 sólido, anular y con forma de pasador acabado en un
extremo despuntado, se inserta parcialmente en un conducto capilar
210 que se encuentra en comunicación fluida con los canales
auxiliares 215. En estas dos configuraciones, el número, la forma,
la dimensión o el ángulo de orientación de cada conducto capilar y/o
canal auxiliar pueden modificarse en la forma deseada. En las dos
realizaciones mostradas en las figuras 2b y 2c, el reactivo de base
orgánica se puede introducir en los canales auxiliares 215 para
estabilizar el gas de ionización débil o para incrementar la
concentración de las especies químicamente activas generadas y
mejorar así las reacciones químicas. Si se usa un primer electrodo
hueco o poroso, el reactivo de base orgánica se puede inyectar a
través del mismo y/o hacia el interior del conducto capilar 210
además de, o en lugar de, inyectarlo al interior de los canales
auxiliares 215. El objeto a tratar 5 (típicamente un fluido
contaminado) se puede introducir junto con el reactivo de base
orgánica a través del primer electrodo 220 (si es hueco o poroso) y
del conducto capilar 210 y/o del canal auxiliar 215 definido en el
primer dieléctrico.
Como alternativa a la configuración del reactor
de descarga capilar, se puede usar el reactor de descarga de ranura
descrito en la Solicitud de Patente de los Estados Unidos Serie Nº
10/371.243, presentada el 19 de febrero de 2003, cuyo cesionario
coincide con el de la presente invención. Una vista parcial en
sección transversal longitudinal de un ejemplo de reactor de
descarga de ranura se muestra en la figura 3a, en tanto que una
vista superior aparece en la figura 3b. Una o más ranuras 310 están
definidas en el primer dieléctrico 305. Una "ranura" se define
como una abertura o separación cuya longitud es mayor que su
anchura, y cuya longitud máxima está limitada sólo por las
dimensiones del dieléctrico en el que está definida. Por ejemplo, la
ranura puede tener una anchura de aproximadamente 0,079 cm y una
longitud de aproximadamente 40,64 cm (es decir, una relación de
longitud a anchura de 512:1) en la primera placa dieléctrica. Se
puede conservar un margen de 2,54 cm entre el extremo de la ranura
y el extremo de la placa dieléctrica. Las ranuras se pueden disponer
de manera que ranuras adyacentes tengan una separación entre sí de
aproximadamente 0,317 cm. Este ejemplo y sus dimensiones no
pretenden limitar el alcance de la presente invención. En una
realización preferente, la relación de longitud a anchura es de al
menos aproximadamente 10:1. Son posibles unas relaciones de longitud
a anchura mayores, tales como al menos aproximadamente 100:1 o al
menos aproximadamente 1.000:1. En otra realización, la relación de
longitud a anchura es de aproximadamente 10:1 a aproximadamente
100:1, 1.000:1 ó 10.000:1, o de aproximadamente 100:1 a
aproximadamente 1.000:1 ó 10.000:1. Éstos no son más que unos
cuantos ejemplos, y se contemplan otras relaciones de longitud a
anchura de las ranuras dentro del ámbito previsto de la
invención.
En el reactor de descarga capilar mostrado en las
figuras 2a-2c, las dimensiones de los conductos
capilares son sustancialmente iguales entre sí en el plano
x-y, definido como un plano lateral sustancialmente
transversal a la dirección longitudinal o axial del conducto
capilar. Por consiguiente, existe poca diferencia, en caso de
haberla, acerca de la dirección en la que deriva el electrón a
medida que se desplaza por el conducto capilar, ya que la
posibilidad de una detención abrupta (colisión con una pared) antes
de emerger del conducto capilar es sustancialmente equivalente
tanto en la dirección x como en la y. En el caso de una ranura, su
longitud (por ejemplo, la dirección y) es considerablemente mayor
que su anchura (por ejemplo, la dirección x). Preferentemente, la
relación de longitud a anchura de la ranura será de al menos
aproximadamente 10:1. Como resultado de esta relación de longitud a
anchura considerablemente mayor, se reduce considerablemente la
posibilidad de que un electrón que deriva en dirección z por la
ranura y a través del dieléctrico pueda chocar o actuar mutuamente
con la pared antes de emerger de la ranura. Esta menor posibilidad
de colisión con la pared supone un menor número de detenciones
abruptas y por consiguiente una mayor densidad del plasma por área
unitaria de sección transversal de la ranura comparada con la
densidad del plasma por área unitaria de una configuración de
descarga capilar. A pesar del menor grado de detención abrupta, la
ranura permite una supresión adecuada de las transiciones
incandescencia-arco.
Independientemente del número de conductos
capilares dispuestos en series sucesiva agrupadas entre sí, la
configuración de ranura según la presente invención puede generar un
mayor volumen de gas de ionización débil que la del diseño de
descarga capilar. Por consiguiente, se puede obtener un área y
volumen de gas de ionización débil considerablemente mayor con la
configuración de ranura que con la configuración capilar. Como
resultado del mayor volumen de gas de ionización débil generado, se
puede exponer un volumen relativamente grande de fluido/gas a
tratar a dicho gas de ionización débil. Además, esta configuración
de ranura se puede fabricar fácilmente y con un bajo coste.
Las figuras 3a y 3b muestran una vista parcial en
sección transversal longitudinal y una vista parcial superior,
respectivamente, de un ejemplo de segmento de electrodo único 320 y
de una ranura asociada 310 del primer dieléctrico 305. Aunque se
muestra solamente una ranura y un segmento de electrodo asociado, se
puede emplear la misma estructura y disposición de segmento de
electrodo para un reactor con múltiples ranuras. La figura 3a es
una vista parcial en sección transversal de un ejemplo de segmento
de electrodo 320 provisto de reborde, con forma rectangular y con
una sección transversal en forma de T y una parte 320' insertada
parcialmente en una respectiva ranura 310 definida en un primer
dieléctrico 305. Los componentes del reborde garantizan que el
primer electrodo 320 quede insertado de forma sustancialmente
uniforme y segura en la ranura 310; no obstante, las regiones del
reborde 325 no son esenciales, por lo que el primer electrodo puede
tener la forma cilíndrica de un tubo hueco. Unas configuraciones
alternativas pueden modificar la forma del primer electrodo 320 y
su relación respecto a la ranura 310. Debido a que el segmento de
electrodo 320 provisto de reborde y con forma rectangular es
abierto o hueco, un reactivo de base orgánica y/o el objeto a tratar
5 puede(n) hacerse pasar a través de la abertura 340 del
primer electrodo 320 y hacia el interior de la ranura 310 del
primer dieléctrico 305. En tal caso, el tratamiento del objeto a
tratar 5 por exposición al plasma se puede realizar en la ranura
310, donde se produce la mayor concentración de especies
químicamente activas. Alternativamente, o adicionalmente, el
reactivo de base orgánica y/o el objeto a tratar 5' puede(n)
hacerse pasar a través de, o situarse en, el canal 335, entre el
primer y segundo dieléctricos 305, 315, respectivamente.
Otra configuración para un reactor de gas de
ionización débil es el reactor de descarga de ranura descrito en la
Solicitud de Patente de los Estados Unidos Serie Nº 10/287.772,
presentada el 2 de noviembre de 2002 y cedida a los cesionarios de
la presente invención. La figura 4a es una vista en perspectiva de
una primera realización de un reactor de descarga de ranura anular.
El primer tubo anular dieléctrico 405, o tubo primario, se divide
longitudinalmente en cuatro secciones radiales con secciones
adyacentes separadas entre sí a través de una distancia
predeterminada, formando una ranura 410 intermedia dispuesta en
dirección axial longitudinal. El electrodo primario o primer
electrodo 420 comprende cuatro aletas dispuestas en forma de
estrella, extendiéndose cada aleta longitudinalmente a través del
primer tubo anular dieléctrico 405 y quedando dispuesta en la
proximidad de, y en conexión fluida con, una correspondiente ranura
410. Un electrodo receptor o segundo electrodo anular 425 envuelve
al primer dieléctrico 405 con un segundo dieléctrico anular 415
dispuesto entre el primer dieléctrico 405 y el segundo electrodo
anular 425. El primer electrodo 420 y el segundo electrodo anular
425 están conectados a una fuente de energía 440. Un canal 435 se
forma entre el primer y segundo dieléctricos 405, 415,
respectivamente, y recibe al reactivo de base orgánica y/o al
objeto a tratar. Alternativamente, o adicionalmente, un reactivo de
base orgánica y/o un objeto a tratar puede ser recibido a través de
un conducto 445 situado entre el primer electrodo 420 y el primer
dieléctrico interno 405. La figura 4a muestra el primer dieléctrico
405 dividido longitudinalmente en cuatro secciones radiales; no
obstante, y dentro del alcance previsto de la invención, se
contempla dividir el primer dieléctrico en un número cualquiera de
dos o más secciones, que pueden ser, aunque no necesariamente, de
igual tamaño, con el primer electrodo 420 preferentemente
configurado de manera que tenga igual número de aletas y de ranuras
410 en el primer dieléctrico.
La figura 4b muestra una modificación de la
configuración del primer dieléctrico interno de la figura 4a. En
vez de dividirse y formar ranuras longitudinales (figura 4a), el
primer dieléctrico 405 se puede dividir lateralmente en secciones,
con lo cual el tubo cilíndrico dieléctrico interno se separa formado
una serie de aros 405. Según muestra la figura 4b, el primer
dieléctrico 405 se divide lateralmente en cuatro secciones o aros,
con secciones adyacentes separadas a una distancia predeterminada
para formar una ranura intermedia 410. Según la invención, el
primer dieléctrico interno 405 se puede dividir radialmente en
cualquier número de aros de un tamaño igual o diferente. Incluso en
otra realización, la ranura 410 se puede definir como una espiral
que discurre a través del primer dieléctrico interno 405 cilíndrico,
con un cable que actúa como primer electrodo dispuesto
sustancialmente en línea con la ranura en espiral, o cruzándose
sobre la misma.
La figura 4c muestra otra realización de un
reactor de descarga de ranura que presenta una pluralidad de
primeras barras dieléctricas 450 dispuestas radialmente en torno al
perímetro externo de un tubo cilíndrico interno 455,
preferentemente provisto de un centro hueco que permite el paso de
un reactivo de base orgánica y/o de un objeto a tratar. Hay doce
barras dispuestas en torno al perímetro del tubo cilíndrico interno
455 de la figura 4c, aunque el número de barras puede variar, según
se desee. El tubo cilíndrico interno 455 se puede fabricar de un
material conductor o dieléctrico. Las barras dieléctricas 450 están
dispuestas con unas separaciones entre barras adyacentes que forman
ranuras que permiten que el flujo del reactivo de base orgánica y/o
del objeto a tratar se disperse(n) radialmente hacia el
exterior de las barras. En una realización preferente, las ranuras
formadas entre barras dieléctricas adyacentes tienen una anchura
inferior o igual a aproximadamente 1 mm con el fin de lograr el
deseado efecto de obstrucción que reduce sustancialmente, o elimina
en su totalidad, las transiciones
incandescencia-arco. Si el tubo cilíndrico interno
455 se fabrica de material dieléctrico, los cables o barras
conductoras 460 se pueden insertar en las ranuras entre barras
dieléctricas 450 adyacentes, actuando a modo de electrodo. Un
electrodo receptor o segundo electrodo anular cilíndrico 465,
preferentemente rodeado por un dieléctrico receptor o segundo
dieléctrico anular 470, está dispuesto en la proximidad de las
barras dieléctricas 450, aplicándose un diferencial de tensión al
tubo electrodo cilíndrico interno y a los electrodos receptores
455, 465. Si se usa una fuente de energía de CA o RF, el electrodo
receptor o segundo electrodo 465 deberá estar rodeado por una capa
dieléctrica secundaria 470 o sumergido en un líquido no conductor.
Por el contrario, si se usa una fuente de energía de CC, no se
requiere el segundo dieléctrico, y el electrodo receptor o segundo
electrodo 465 puede sumergirse en un líquido conductor. Las
aberturas 475, en la cantidad y con la forma y disposición que se
desee, se definen en el primer electrodo 455 para permitir el paso
del reactivo de base orgánica y/o el objeto a tratar
recibido(s) en el canal hueco interno del primer electrodo
455.
Todas las configuraciones del reactor generador
de gas de ionización débil anteriormente descritas disponen de unas
perforaciones definidas en o formadas entre los componentes del
dieléctrico. No obstante, se contempla, y está dentro del ámbito
previsto de la invención, el uso de un reactivo de base orgánica en
reactores carentes de perforaciones en el dieléctrico, tales como
los reactores de descarga convencionales de efecto corona o
barrera.
Además, el reactor no necesariamente utilizará un
dieléctrico, en cuyo caso el reactivo de base orgánica podrá pasar
a través de unas perforaciones definidas en o formadas entre los
segmentos del electrodo. En pocas palabras, el reactivo de base
orgánica según la presente invención es activado por el gas de
ionización débil. Tal es el caso cuando el reactivo de base
orgánica es inyectado, recibido y pasado a través del dieléctrico y
las perforaciones del electrodo. También es el caso cuando el
reactivo de base orgánica es inyectado o mezclado en la proximidad
de la incandescencia residual del gas de ionización débil.
Simplemente, esto significa que el reactivo de base orgánica deberá
estar en presencia del gas de ionización débil generado para
participar en la formación de las especies químicamente
activas.
El sistema y procedimiento de la presente
invención que aquí se describe se puede utilizar para procesar,
matar, eliminar, purificar o descontaminar agentes químicos y/o
biológicos no deseados en cualquier objeto a tratar,
independientemente de que sea un objeto sólido, líquido, gaseoso, en
forma de vapor o cualquier combinación de estos estados. La
esterilización no es más que una aplicación específica del sistema y
procedimiento de la presente invención para destruir agentes
microbiológicos. Se muestran varias aplicaciones específicas del
sistema y procedimiento de esterilización según la presente
invención, las cuales no son exhaustivas ni pretenden limitar el
ámbito de aplicación. Una aplicación digna de mención es el empleo
del sistema y procedimiento de la presente invención para limpieza
o tratamiento de medios de filtro después de ser usados. Un reactor
generador de gas de ionización débil se instala aguas arriba de un
filtro para capturar y destruir materias biológicas en partículas,
tales como esporas y bacterias, de forma simultánea. El sistema es
igualmente apropiado para captar y destruir agentes químicos en
forma gaseosa y de aerosol. El flujo de aire cargado de
esporas/bacterias se filtra a través de un filtro destinado a
captar esporas y bacterias en su superficie. A su vez, el filtro es
tratado al menos una vez, preferentemente de forma continua o
periódica, mediante exposición a la incandescencia residual de las
especies químicamente activas generadas para destruir las esporas.
Debido a que se pueden producir unos tiempos de residencia
relativamente largos de las esporas sobre la superficie, se
garantiza un régimen de eliminación relativamente elevado sin
necesidad de reducir el régimen de flujo del aire. Preferentemente,
se usa un filtro HEPA, que tiene una eficacia de aproximadamente
99,97% en partículas de un tamaño aproximado de hasta 0,3
micrómetros. Las esporas de ántrax, por ejemplo, tienen un diámetro
aproximado de 3 micrómetros. Las partículas de ántrax impulsadas
por medios mecánicos tienen aproximadamente 1-3
micrómetros. Por consiguiente, sustancialmente todas estas
partículas quedan atrapadas en la superficie externa del filtro,
donde las reacciones químicas deseadas provenientes de las especies
químicamente activas generadas por el reactivo de base orgánica y
el gas de ionización débil tienen un efecto considerable.
Claims (22)
1. Un procedimiento para incrementar la
concentración de especies químicamente activas generadas por un gas
de ionización débil usado en el tratamiento de un objeto,
comprendiendo dicho procedimiento las etapas de:
generar el gas de ionización débil usando un
reactor que comprende un dieléctrico con una abertura definida en el
mismo y un electrodo dispuesto en comunicación fluida con dicha
abertura; e
introducir un reactivo de base orgánica a través
de la abertura y el electrodo en presencia de un gas de ionización
débil que se encuentra dentro de la abertura para incrementar la
producción de las especies químicamente activas, incluyendo el
reactivo de base orgánica un aditivo orgánico y un oxidante.
2. El procedimiento según la reivindicación 1, en
el que el aditivo orgánico y el oxidante se mezclan entre sí para
formar el reactivo de base orgánica.
3. El procedimiento según la reivindicación 2, en
el que el aditivo orgánico es alcohol etílico o etileno, y el
oxidante es oxígeno o aire.
4. El procedimiento según la reivindicación 1, en
el que la etapa introductora incluye inyectar el aditivo orgánico en
el gas de ionización débil en presencia de aire, que actúa como
oxidante.
5. El procedimiento según la reivindicación 1, en
el que el aditivo de base orgánica es un aditivo orgánico que
contiene un componente de oxígeno que actúa como oxidante.
6. El procedimiento según la reivindicación 5, en
el que la etapa introductora incluye, además, inyectar un oxidante
suplementario en el gas de ionización débil.
7. El procedimiento según la reivindicación 1, en
el que las especies químicamente activas incluyen peroxi (RO_{2}),
alcoxi (RO), acilo peroxiacilo (RC(O)OO),
hidroperóxidos (ROOH), peroxinitratos (RO_{2}NO_{2}), nitratos
orgánicos (RONO_{2}), peroxiácidos (RC(O)OOH),
ácidos carboxílicos (RC(O)OH) y nitratos peroxiacilos
(RC(O)O_{2}NO).
8. El procedimiento según la reivindicación 1, en
el que la etapa de exposición incluye hacer pasar el objeto a tratar
a través de la abertura y el electrodo para someterlo a las especies
químicamente activas que ahí se generan.
9. El procedimiento según la reivindicación 1, en
el que el objeto a tratar es un sólido o un líquido o un gas.
10. El procedimiento según la reivindicación 1,
en el que dicho procedimiento se usa para esterilizar el objeto a
tratar con el fin de destruir al menos los contaminantes químicos o
los contaminantes biológicos.
11. El procedimiento según la reivindicación 1,
que además comprende exponer el objeto a tratar a las especies
químicamente activas generadas.
12. Un sistema para incrementar la concentración
de especies químicamente activas generadas por un gas de ionización
débil usado en el tratamiento de un objeto, comprendiendo dicho
sistema:
un reactor para generar el gas de ionización
débil, comprendiendo el reactor un dieléctrico con una abertura
definida en el mismo y un electrodo dispuesto en comunicación fluida
con dicha abertura, y recibiendo el reactor un reactivo de base
orgánica; y
una fuente de reactivo de base orgánica, estando
el reactor adaptado para recibir el reactivo de base orgánica a
través de la abertura y el electrodo en presencia del gas de
ionización débil que se encuentra dentro de la abertura para
incrementar la producción de las especies químicamente activas,
incluyendo el reactivo de base orgánica un aditivo orgánico y un
oxidante.
13. El sistema según la reivindicación 12, en el
que el reactivo de base orgánica es una mezcla del aditivo orgánico
y del oxidante.
14. El sistema según la reivindicación 13, en el
que el aditivo orgánico es alcohol etílico o etileno, en tanto que
el oxidante es oxígeno o aire.
15. El sistema según la reivindicación 12,
adaptado para recibir el aditivo orgánico en el gas de ionización
débil en presencia de aire, que actúa como oxidante.
16. El sistema según la reivindicación 12, en el
que el reactivo de base orgánica es un aditivo orgánico que contiene
un componente de oxígeno que actúa como oxidante.
\newpage
17. El sistema según la reivindicación 16, en el
que el reactivo de base orgánica incluye, además, un oxidante
suplementario dispuesto para ser recibido en el gas de ionización
débil.
18. El sistema según la reivindicación 12, en el
que las especies químicamente activas incluyen peroxi (RO_{2}),
alcoxi (RO), acilo peroxiacilo (RC(O)OO),
hidroperóxidos (ROOH), peroxinitratos (RO_{2}NO_{2}), nitratos
orgánicos (RONO_{2}), peroxiácidos (RC(O)OOH),
ácidos carboxílicos (RC(O)OH) y nitratos peroxiacilos
(RC(O)O_{2}NO_{2}).
19. El sistema según la reivindicación 12, en el
que la abertura y el electrodo están adaptados para recibir al
objeto a tratar a través de los mismos para ser sometido a las
especies químicamente activas generadas en su interior.
20. El sistema según la reivindicación 12,
adaptado para tratar al objeto, que puede ser un sólido o un líquido
o un gas.
21. El sistema según la reivindicación 12,
adaptado para usarse en la esterilización del objeto a tratar con el
fin de destruir al menos los contaminantes químicos o los
contaminantes biológicos.
22. El sistema según la reivindicación 12, en el
que el reactor está adaptado para ser dispuesto en relación con el
objeto a tratar de manera que las especies químicamente activas
generadas actúen entre sí con el objeto a tratar.
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