MXPA02001961A - Aparato y metodo para recolectar particulas. - Google Patents

Abstract

Un recolector de particulas comprende un alojamiento que define una camara cerrada. Una abertura de entrada en el alojamiento proporciona comunicacion fluida entre una fuente de gas y particulas y la camara, y una abertura de salida que proporciona comunicacion fluida entre la camara y el exterior del alojamiento. La abertura de salida esta conectada a bomba para extraer las particulas y el gas a traves del alojamiento desde la abertura de entrada hasta la abertura de salida. Un miembro de recoleccion que tiene un adhesivo sobre al menos una porcion de la superficie esta depositado en la camara entre la abertura de entrada y la abertura de salida. La superficie adhesiva del miembro de recoleccion esta colocada adyacente a la abertura de entrada, de modo que la relacion de la distancia entre la abertura de entrada y la superficie del miembro de recoleccion al diametro de la abertura de entrada es de menos de aproximadamente 1. Cuando el gas y las particulas son extraidas a traves del alojamiento, la abertura de entrada dirige un flujo de gas y particulas en la superficie del miembro de recoleccion. Las particulas transportadas en el flujo que tienen un diametro equivalente aerodinamico de menos de aproximadamente 2.5 °m son capturadas sobre el miembro de recoleccion.

Description

APARATO Y MÉTODO PARA RECOLECTAR PARTÍCULAS CAMPO DE LA INVENCIÓN La presente invención se relaciona de manera general con un aparato y un método para recolectar partículas suspendidas en un gas, y de manera más particular, con un aparato y método de muestreo para recolectar materia particulada para su conteo y análisis.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN La detección de materia particulada suspendida en el aire, incluyendo fibras, polen, moho y esporas de hongos, partes de insectos, flora y otros bioaerosoles y similares es un área de desarrollo en expansión continua para reducir al mínimo riesgos de salud a las poblaciones. Los profesionales ambientales necesitan determinar la presencia y cantidad de partículas dañinas, tales como fibras de asbesto, en el aire. Los aerobiólogos y alergistas necesitan identificar y cuantificar las concentraciones de polen y esporas de moho suspendidas en el aire para un diagnóstico de pacientes. Los epidemiólogos están relacionados con partículas que contienen bacterias, tales como aquéllas que son responsables de la Enfermedad del Legionario en sistemas de acondicionamiento de aire. Además, han sido establecidas normas federales e industriales para las concentraciones permisibles de materia particulada en la atmósfera de varios ambientes. Como resultado, es necesario probar regularmente algunos ambientes para determinar la concentración de partículas en la atmósfera para mantener un estándar o control de calidad autorregulado particular. Los dispositivos para muestrear materia particulada suspendida en el aire generalmente incluyen un alojamiento que tiene aberturas de entrada y salida, una bomba para extraer un flujo de gas a través del alojamiento, y un separador dentro el alojamiento para recolectar partículas del gas muestreado. En un dispositivo de muestreo convencional, conocido como " impactador" , el separador es una "placa de impacto" plana, usualmente un portaobjetos de microscopio. En uso, un flujo de gas muestreado que comprende, por ejemplo, aire y partículas transportadas por el aire es extraído a través del impactador. El flujo es dirigido a través de la abertura de entrada en el alojamiento y hacia la placa de impacto. El flujo de gas se difunde radialmente hacia fuera en la superficie de la placa de impacto y fluye alrededor de la placa de impacto. Las partículas en el flujo de gas más grandes de un cierto tamaño tienen suficiente inercia para cruzar las líneas de flujo y chocar sobre la placa de impacto y ser separadas del flujo de gas. Puesto que las partículas tienden a rebotar cuando chocan sobre la placa de impacto, la superficie de la placa de impacto está recubierto con un adhesivo. Las partículas más pequeñas permanecen en el flujo de gas y pasan hacia fuera del alojamiento a través de la abertura de salida. Tras completar el muestreo, la placa de impacto es removida manualmente del impactador para la inspección microscópica, pesado o el análisis químico de las partículas recolectadas. La eficiencia de recolección del impactador es una medida de la presencia de partículas que son recolectadas sobre la placa de impacto como función de un tamaño de partícula. La eficiencia de la recolección es usualmente reportada como la partícula más pequeña recolectada a una eficiencia del 50%. Esto es conocido dentro de la técnica como el tamaño de corte del 50% (dso) • El intervalo del tamaño de las partículas recolectadas sobre la placa de impacto, y el d50, es una función del diámetro de la abertura de entrada y la distancia de la placa de impacto desde la abertura, la cual se conoce como la distancia del chorro a la placa. Esos parámetros son reportados como una relación adimensional, S/W, donde S es la distancia del chorro a la placa y W es el diámetro de la abertura de entrada del impactador. El tamaño de corte del 50% depende de S/W. De manera general, a medida que S/W disminuye, la eficiencia de la recolección del impactador de partículas más pequeñas se incrementa.

La recolección de partículas más pequeñas suspendidas en el aire tales como moho y esporas de hongos y otros bioaerosoles se ha vuelto recientemente una prioridad.

La recolección eficiente de moho y esporas de hongos requiere un dispositivo de muestreado con un d5o de menos de aproximadamente 2 µm. Para lograr esta eficiencia de recolección, la tendencia es reducir la S/W del impactador. En la práctica, sin embargo, cuando S/W es menor de 1, el desempeño del impactador convencional se vuelve impredecible produciendo resultados inconsistentes. De este modo, se ha sugerido, que la distancia mínima del chorro de placa para un impactador deberá proporcionar una S/W igual a uno o mayor. En esta configuración, pequeñas variaciones en la distancia del chorro a la placa no afectarán el valor de dso • Desafortunadamente, los impactadores diseñados y operados de acuerdo a esos parámetros aceptados no pueden recolectar de manera eficiente partículas de menos de aproximadamente 2.5 µm, y de este modo son inadecuados para la recolección de partículas más pequeñas. Otra característica importante de los impactadores es la velocidad de flujo de muestreo del gas. La velocidad de flujo a través del impactador debe ser calibrada antes de muestrear para calcular exactamente los resultados de muestreo. Con impactadores convencionales, la velocidad de flujo a través de la bomba es típicamente calibrada utilizando un rotámetro corriente arriba de la bomba. Sin embargo, debido a que la bomba es removida espacialmente del sitio de recolección de partícula real en la placa de impacto, la velocidad de flujo calibrada en la bomba puede no ser la misma que la velocidad de flujo en el punto de impacto. Esto puede conducir a resultados de muestreo inexactos . Por las razones anteriores, existe la necesidad de un aparato y método para recolectar partículas suspendidas en el aire de menos de aproximadamente 2.5 µm. El nuevo aparato deberá ser diseñado para muestrear partículas suspendidas en el aire en varios ambientes y aplicaciones, incluyendo la calidad del aire ambiental, verificación industrial y ocupacional. El nuevo aparato deberá permitir la calibración exacta de la velocidad de flujo del muestreo del gas en el punto de impacto.

Sumario De acuerdo a la presente invención, se proporciona un aparato y un sistema para recolectar partículas atrapadas en un gas de una fuente de gas y partículas. El aparato y sistema comprende un alojamiento que define una cámara cerrada. El alojamiento tiene una abertura de entrada que proporciona comunicación fluida entre la fuente de gas y partículas y la cámara, y una abertura de salida que proporciona comunicación fluida entre la cámara y el exterior del alojamiento. La abertura de salida está conectada a medios que producen un flujo de fluido para extraer las partículas a través del alojamiento desde la abertura de entrada hasta la abertura de salida. Un miembro de recolección que tiene un adhesivo sobre al menos una porción de la superficie está depositado en la cámara entre la abertura de entrada y la abertura de salida. La superficie adhesiva del miembro de recolección está colocada adyacente a la abertura de entrada, de modo que la relación de la distancia entre la abertura de entrada y la superficie del miembro de recolección al diámetro de la abertura de entrada es de menos de aproximadamente 1. Cuando el gas y las partículas son extraídas de la fuente a través del alojamiento, la abertura dirige un flujo de gas y partículas en la superficie del miembro de recolección. Las partículas transportadas en el flujo que tienen un diámetro equivalente aerodinámico de menos de aproximadamente 2.5 µm son capturadas sobre el miembro de recolección. También de acuerdo a la presente invención, se proporciona un método para recolectar partículas que tienen un diámetro equivalente aerodinámico de menos de aproximadamente 2.5 µm. El método comprende los pasos de proporcionar un alojamiento que define una cavidad cerrada. El al j amiento tiene una abertura de entrada que proporciona comunicación fluida entre un agente de gas y partículas y la cámara, una abertura de salida que proporciona comunicación fluida y el exterior del alojamiento. La abertura de salida está conectada a medios que producen flujo de fluido para extraer gas y partículas a través del alojamiento desde la abertura de entrada hasta la abertura de salida. Se proporciona un miembro de recolección y al menos una porción de la superficie superior del miembro de recolección está cubierta con un adhesivo. El miembro de recolección está colocado en la cámara entre la abertura de entrada y la abertura de salida, de modo que la relación de la distancia entre la abertura de entrada y la superficie del miembro de recolección al diámetro de la abertura de entrada es menor de aproximadamente 1. El gas y las partículas son extraídas de la fuente y a través del alojamiento, de modo que la abertura de entrada dirige el gas y las partículas en la superficie del miembro de recolección para capturar las partículas de la superficie del miembro de recolección.

Breve Descripción de los Dibujos Para una comprensión más completa de la presente invención, se ha hecho referencia ahora a las modalidades mostradas en los dibujos acompañantes y descritos más adelante. En los dibujos: La FIGURA 1 es una vista en perspectiva de una modalidad de un aparato para recolectar partículas atrapadas en un gas de acuerdo a la presente invención; La FIGURA 2 es una vista en perspectiva de un despiece de un aparato de recolección de partículas como se muestra en la FIGURA 1; La FIGURA 3 es una vista en corte, en elevación de un aparato de recolección de partículas tomada a lo largo de la línea 3-3 en la FIGURA 1; La FIGURA 4 es una vista de un acercamiento del área adyacente a la abertura de entrada del aparato de recolección de partículas como se muestra en la FIGURA 3; La FIGURA 5 es una vista en perspectiva de una modalidad de un aparato para calibrar el aparato de recolección de partículas mostrado en la FIGURA 1; La FIGURA 6 es una vista en corte, en elevación, del aparato de calibración mostrado en la FIGURA 5 en posición sobre el aparato de recolección de partículas; La FIGURA 7 es una vista en perspectiva de otra modalidad de un aparato para recolectar partículas de acuerdo a la presente invención; La FIGURA 8 es un esquema de un sistema experimental para probar la eficiencia de recolección de partículas en un impactador; y Las FIGURAS 9A, 9B y 9C muestran la eficiencia de recolección de partículas de una modalidad de un aparato de acuerdo a la presente invención para partículas de ácido oleico, partículas de látex de poliestireno y dos especies de esporas de hongos a tres relaciones de S/W.

Descripción Aquí se utilizó cierta terminología por conveniencia únicamente y no deberá tomarse como limitación de la invención. Por ejemplo, palabras tales como "superior", "inferior", "izquierda", "derecha", "horizontal", "vertical", "hacia arriba" y "hacia abajo" únicamente describen la configuración mostrada en las Figuras. En realidad, los componentes pueden ser orientados en cualquier dirección y la terminología, por lo tanto, deberá ser comprendida como si abarcara tales variaciones a menos que se especifique otra cosa . Refiriéndose ahora a los dibujos, donde números de referencia similares designan elementos correspondientes o similares a través de las diferentes vistas, una modalidad de un aparato para mostrar partículas de acuerdo a la presente invención se muestra en la FIGURA 1 y se designa generalmente en 10. El aparato de muestreo 10 incluye un montaje de alojamiento cilindrico 12 que consiste de un miembro superior 14 y un miembro base, inferior 16. El miembro superior 14 tiene una protuberancia cilindrica integrada 18 que se proyecta hacia arriba desde la superficie superior y que define un pasaje de entrada ahusado, cónico 20. El pasaje de entrada 20 se ahusa uniformemente hacia abajo en un ángulo de aproximadamente 15° hasta aproximadamente 30° hasta una abertura de entrada circular 22 en el miembro superior 14. Se proporciona un orificio de salida correspondiente 24 en el miembro base 16 que permite el flujo de gas a través del alojamiento 12. Un aditamento barbado de manguera macho 26 en el orificio de salida 22 recibe un extremo de un tubo flexible alargado 28. El otro extremo del tubo alargado 28 está conectado a una bomba de vacío convencional, no mostrada, la cual es utilizada para extraer gas a través del alojamiento 12. La forma cilindrica del alojamiento 12 es preferida por conveniencia y facilidad de manufactura y uso, aunque puede ser utilizada cualquier otra forma exterior si se desea. El alojamiento 12 está preferiblemente hecho de aluminio, pero puede ser formado de cualquier material adecuado tal como, por ejemplo, termoplásticos. El alojamiento 12 puede ser formado por maquinado, estampado, moldeo-.por inyección, y similares. Refiriéndose ahora a la FIGURA 2, el miembro base 16 del alojamiento 12 tiene una superficie superior plana 30 que tiene una cavidad cilindrica, central 32. El piso de la cavidad 32 tiene una abertura de salida circular 34 en un pasaje de salida 36 (FIGURA 3) el cual pasa hacia abajo y a continuación transversalmente a través del miembro base 16 y se abre a través del puerto de salida 24 en la pared lateral del miembro base 16. Un anillo en O 38 está colocado en una ranura anular 40 separada de la periferia de la superficie superior 32 del miembro base 16. De manera alternativa, el anillo en o 38 vía el miembro superior 14. En la FIGURA 2 se conserva una placa de impacto 42, que comprende un miembro rectangular, plano. Un portaobjetos de microscopio es particularmente ventajoso para utilizarse como una placa de impacto 44 puesto que las partículas recolectadas son usualmente analizadas microscópicamente. Se proporcionan ranuras rectangulares opuestas 44 en la superficie 30 de la porción base 16 adyacente a la cavidad 32. Los extremos de la placa de impacto 42 son recibidos en las ranuras 44, de modo que la placa de impacto sea suspendida sobre la cavidad 32. La profundidad de las ranuras 44 es tal que la superficie superior de la placa de impacto 42 se encuentra encima de la superficie superior 32 del miembro base 16. El ancho de la placa de impacto 42 es menor que el-.diámetro de la cavidad 32 de modo que existe un pasaje de gas periférico alrededor de la placa de impacto hacia la cavidad 32. Si se desea, pueden ser proporcionados otros medios para soportar la placa de impacto 42 en tanto la placa de impacto sea mantenida en su lugar adyacente a la abertura de entrada 28 encima de la superficie superior 32 del miembro base 16 y se permita el flujo de gas alrededor de la placa de impacto 32. Por ejemplo, puede proporcionarse una pluralidad de patas extendiéndose desde la superficie externa 42 del miembro superior 14 a la superficie superior 30 del miembro base 16, las cuales sirven para mantener la placa 42 en su lugar cuando el alojamiento 12 sea cerrado. De manera alternativa, la placa de impacto 42 podría ser colocada directamente sobre la • as 30 del miembro base 16 y ser mantenida en su lugar por las porciones superior 14 e inferior 16 unidas del montaje del alojamiento 12. El miembro superior 14 del alojamiento 12 tiene un reborde periférico que cuelga hacia abajo roscado internamente 48. Una longitud de la superficie periférica externa del miembro base 16 está roscada externamente para recibir el miembro superior 14. Cuando el alojamiento 12 es montado (FIGURA 3), el anillo en O 38 es comprimido contra la superficie interna 46 de la porción superior 14 formando por lo tanto un sello el cual evita fugas de aire en la interconexión entre el miembro superior 14 y el miembro base 16. Pueden ser utilizados otros tipos de sujetadores liberables para montar el alojamiento 12, tales como mariposas, tornillos, pernos y similares, que pasen a través de los orificios adecuados en la periferia del alojamiento 12 separadas del anillo en 0 38. Como se observa en la FIGURA 3, se forma una cavidad poco profunda 47 en la superficie interna 46 del miembro superior 14. Cuando es montado, el alojamiento 12 define una cámara interior 50 unida por las paredes de la cavidad 32 en el miembro base 16 y la cavidad 47 en la superficie interna 46 del miembro superior 14. La cámara 50 está dimensionada lo suficiente para satisfacer los requerimientos de velocidad de flujo del gas del aparato de muestreo 10. El diámetro de la cavidad 47 es menor que la longitud de la placa de impacto 42, de modo que una porción de la superficie interna 46 del miembro superior 14 ocupa los extremos de la placa de impacto 42 para retener la placa en posición en la ranura 44. De este modo, la distancia de la abertura de entrada 22 en el miembro superior 14, que se abre hacia la cámara 50 directamente encima del centro de la placa de impacto 42, es seleccionada de acuerdo a la profundidad de la cavidad 47. Una capa de adhesivo limpio, no mostrada, se aplica a la superficie de la placa de impacto 42 orientada hacia la abertura de entrada 28 para capturar la materia particulada que entra al alojamiento 12 que choca contra la placa 4.2. Los adhesivos típicos adecuados para utilizarse en esta aplicación incluyen grasas de alto impacto, cintas adhesivas sensible a la presión, resinas permanentemente adhesivas y similares. En operación, la bomba de vacío opera para extraer gas y materia particulada a través del alojamiento 12. El flujo de gas y partículas es indicado por las flechas en las FIGURAS 3 y 4. El gas y las partículas son extraídas de la atmósfera del ambiente y entran al pasaje de entrada 20. El gas se mueve hacia abajo del pasaje de entrada 20, a través de la abertura de entrada 22 y hacia la cámara 50 del alojamiento 12. El flujo de la corriente de gas es una dirección sustancialmente axial al pasaje de entrada 20 y perpendicular a la placa de impacto 42, aunque debe comprenderse que una vez inducida turbulencia por el pasaje de entrada 20. La placa de impacto 42 bloquea directamente a través del flujo de gas la materia particulada entre la abertura de entrada 22 y la abertura de salida 34. El flujo de gas es difundido radialmente hacia afuera desde el centro de la placa de impacto 42. La inercia hace que las partículas con suficiente masa choquen sobre la superficie de la placa 42. El flujo de gas y las partículas que no chocan pasan alrededor de los bloques de la placa 42 hacia la cavidad 32, a través de la abertura de salida 34 en el piso de la cavidad 32 hacia el pasaje de salida 36 y hacia afuera del orificio de saLida 34. Después de un periodo de tiempo predeterminado, la bomba es detenida, el alojamiento 12 es desmontado y la placa de impacto 42 removida del alojamiento 12 para su análisis. Una nueva placa de impacto 42 es remontada dentro del montaje del alojamiento 12 para un muestreo posterior. De acuerdo a la presente invención, el aparato de recolección de partículas 10 preferiblemente recolecta partículas que tienen un diámetro de menos de aproximadamente 2.5 µm. Para lograr esos resultados, la relación de la distancia del chorro a la placa, S (FIGURA 4), al diámetro de la abertura de entrada 22, W, se selecciona de modo que sea menor de aproximadamente 1 para recolectar partículas de menos de aproximadamente 2.5 µm. Además, la S/W puede ser arreglada para recolectar eficientemente partículas tan pequeñas como de 0.5 µm, dependiendo del ambiente de muestreo, esto podría conducir a una sobrecarga de la muestra, la cual no puede ser contada exactamente bajo un microscopio. De manera preferible, la S/W es de aproximadamente 0.1 lo cual produce una curva de eficiencia la cual produce consistentemente d50 de menos de aproximadamente 2 µm.

En una modalidad de la presente invención, el usuario puede seleccionar de entre varias porciones superiores diferentes 14 cada una con el mismo diámetro de la abertura de entrada 28 pero diferentes profundidades de la cavidad 47. De este modo, el usuario puede determinar de manera selectiva la distancia del chorro a la placa utilizando la porción superior 14 con la profundidad de la cavidad apropiada 47. Mediante la selección de una porción superior 14 con una profundidad de cavidad conocida 47, el usuario puede configurar un impactador que tenga una S/W conocida para seleccionar el tamaño de las partículas recolectadas por el aparato 10. Además de acuerdo con la presente invención, la FIGURA 5 muestra una tapa cilindrica 66 la cual puede ser formada del mismo material que el alojamiento 12. La tapa 66 tiene una abertura de entrada central 68 para recibir de manera roscable un aditamento barbado de manguera macho 70. Como se observa en la FIGURA 6, la tapa 66 está diseñada para colocarse sobre la protuberancia 18 sobre el miembro superior 14 del alojamiento 12. El diámetro interno de la tapa 66 es ligeramente mayor que la circunferencia de la protuberancia 18, de modo que la tapa 66 se ajusta herméticamente sobre la protuberancia 18. Una ranura anular 72 es proporcionada en la tapa 66 para sentar un anillo en O 74 para sellar la interconexión entre la tapa 66 y la protuberancia 18. La tapa 66 define un pasaje de entrada ahusado hacia afuera 76 el cual termina en un reborde circunferencial 78 el cual se sienta-.contra la superficie superior de la protuberancia 18. En una modalidad, la tapa 66 es utilizada para calibrar la velocidad de flujo de gas a través del aparato de recolección de partículas 10 antes de su uso. En esta aplicación, el aditamento 70 sobre la tapa 66 es conectado a un dispositivo de medición, no mostrado, por medio de un tubo flexible 80. Nótese que la placa de impacto 42 no tiene una superficie adhesiva en esta función. La bomba es operada para extraer gas a través del alojamiento 12 que incluye la tapa 66 (FIGURA 6) y la velocidad de flujo es calibrada de acuerdo a métodos conocidos en la técnica. El diseño y ubicación de la tapa 16 permite la determinación y calibración de la velocidad del flujo de gas en el punto de impacto de las partículas. Este método de calibración para la velocidad del flujo de gas mejora la integridad del muestreo asegurando que la calibración sea exacta contra una bomba con el punto de impacto. En una modalidad preferida, el dispositivo de medición es un estándar primario certificado NIST para determinar la velocidad de flujo. En otra modalidad, puede ser unida una varilla tubular 82 (FIGURA 7) al extremo libre del tubo 80 conectado a la tapa y utilizado para extraer gas de muestras de partículas de áreas inaccesibles a, o inconvenientes para utilizarse del aparato 10. Por ejemplo, la varilla 82 puede extraer muestras de las paredes, cortinas, alfombras, en forma .. de una aspiradora, o de grietas u otras áreas confinadas tales como paredes internas. El aparato de recolección de partículas 10 y el método de la presente invención es capaz de la recolección repetible, respectiva de materia particulada más pequeña que la recolectada por impactadores convencionales. Además, el aparato 10 puede ser utilizado bajo una variedad de condiciones, en cualquier lugar deseado, incluyendo áreas confinadas tales como conductos de ventilación, y en cualquier orientación. Puesto que el tubo 28 conectado entre el orificio de salida 24 y la bomba puede ser de cualquier longitud, la bomba puede ser colocada en cualquier lugar seleccionado lejos del sitio de muestreo. Donde sea anticipada una mayor variación en las longitudes de tubo 28, puede ser utilizada una bomba de vacío de velocidad variable de modo que el flujo de gas se pierda debido a la fricción y puedan ser acomodados tubos muy largos que proporcionen un flujo de aire sustancialmente uniforme a través del sistema 10. La eficiencia de recolección de partículas de las diferentes modalidades del aparato de la presente invención 10 fue demostrada utilizando el sistema de prueba mostrado esquemáticamente en la FIGURA 8. Los aerosoles de prueba que comprenden partículas de ácido oleico o látex de poliestireno (PSL) fueron generados por un nebulizador de Colisión 54 manufacturado por BGI Inc., de Waltham, MA. Los aerosoles de prueba fueron diluidos con aire comprimido filtrado con HEPA, QDIL- El aerosol diluido se hizo pasar a través de un equilibrador de carga electrostática de 10-mCi de 85Kr 56 manufacturado por TSI Inc., Modelo 3012, de St. Paul, MN, y a una cámara de aerosol 58 que aloja una modalidad del aparato de muestreo 10 de la presente invención. Las partículas de aerosol fueron muestreadas alternativamente corriente arriba y corriente abajo del aparato de muestreo 10. La concentración de aerosol corriente arriba, CARRIBA, y de la concentración de aerosol corriente abajo, C?B?J0 , fueron medidas por un espectrómetro de tamaño de partícula dinámico 60 manufacturado por Amherst Process Instruments, de Hadley, MA, y vendido bajo el nombre comercial de Aerosizer. El espectrómetro 60 fue operado a una velocidad de flujo, QAER de 5.1 Lpm. Cuando se midió la CARRIBA/ la entrada del espectrómetro 60 fue arreglada para que tuviera una configuración similar a la de la entrada del aparato de muestreo 1. Las líneas de muestreo 64 utilizadas para la medición de Carriba y Cabajo fueron ambas de 30 cm de longitud, de modo que las pérdidas de partículas en esas líneas, si están presentes, fueron las mismas.

Puesto que la velocidad de flujo del muestreo de 20 Lpm fue mayor que la QAER, fue desviado aire extra, QDESVIADO, y verificado por un medidor de flujo de masa 62. Utilizando los datos de distribución de tamaño de partícula medidos corriente arriba y corriente abajo del aparato de muestreo, se determinó la eficiencia de la recolección de partículas total, Ec, como sigue: E. = (1 - C?BA O ) x 100 % ( 1 ) C ^ARRIBA Esta eficiencia es igual a la eficiencia de la recolección física del aparato 10 si las pérdidas internas son despreciables. Durante cada secuencia de prueba, la medición de concentraciones de partículas CABAJO y CARRIBA se repitió tres veces por cada configuración específica del aparato 10. Utilizando esos datos se calcularon el nivel promedio de la eficiencia de la recolección y la desviación estándar. Se instaló un modo de portaobjetos para microscopio con la placa de impacto por cada ensayo de prueba. Fueron probadas tres diferentes configuraciones del aparato de la presente invención 10. El diámetro de la abertura de entrada para las cuatro configuraciones puede ser 0.046 milímetros (0.182"). Las distancias de chorro a la placa se hizo variar dando como resultado una S/W para cada configuración de 0.033 (FIGURA 9A) , 0.066 (FIGURA 9B) y 0.099 (FIGURA 9C) , respectivamente. Las FIGURA 9A-9C presentan la eficiencia de recolección de partículas para las tres configuraciones del aparato 10 cuando se recolectan partículas de ácido oleico polidispersas y partículas de PSL monodispersas a una velocidad de flujo de 20 Lpm. La tabla 1 muestra los tamaños de corte dso, del aparato 10, los cuales disminuyeron con la disminución de S/W.

Tabla 1 La recolección de partículas de PSL fue menos eficiente que la recolección de partículas de ácido oleico del mismo tamaño, lo cual puede ser atribuido a un "efecto de rebote" de las partículas de PSL. Las partículas de ácido oleico son muy pegajosas y se adhieren bien a la superficie adhesiva de la placa de impacto 42. Las partículas de PSL no se adhieren bien a la placa de impacto 42 y pueden ser reaerosolizadas aún después de chocar, contribuyendo por lo tanto al conteo de partículas corriente abajo. Además, las partículas de PSL más grandes chocan con suficiente fuerza para "salpicar" el recubrimiento de la superficie haciendo la superficie de la placa menos pegajosa para las partículas entrantes posteriores. Este efecto puede ser más pronunciado para concentraciones de partículas mayores. Todas las configuraciones lograron una eficiencia de recolección de partículas inferior a 2.5 µm cuando se recolectaron partículas de ácido oleico y partículas de PSL. Esta eficiencia de recolección total es suficientemente alta para anticipar que los hongos suspendidos en el aire también serán recolectados de manera eficiente, sujeta al efecto de rebote de partículas y pérdidas internas. En consecuencia, el sistema experimental fue modificado para determinar la eficiencia de recolección de esporas del aparato 10 con dos especies de esporas de hongos, Cladospori um cladosporiodes (dae = 1-8 um) y Asperigill us versi color (dae = 2.5 um) . Esos microorganismos comúnmente se encuentran en ambientes internos y externos en varias zonas climáticas alrededor del mundo. Antes de los experimentos, C. cladosporioides y A . versi color fueron cultivadas en tubos de dispersión que contenían agar de extracto de malta (MEA) , y fueron entonces incubados a 25°C durante 7 días. Los tubos de dispersión fueron insertados en un dispersador de tubos de agar para la generación de esporas secas, de acuerdo a lo descrito anteriormente por Reponen, T., K. Willeke, V. Ulevicius, A. Reponen, S.A. Grinshpun, y J. Donelly, Techniques for Dispersión of Microorganisms In to Air, Aerosol Science and Technology, 27:405-421 (1997). El nebulizador de Colisión fue reemplazado con un generador de bioaerosol 54 el cual generó esporas de hongos de los dispersadores de tubos de agar haciendo pasar aire filtrado HEPA a través del dispersador. Las esporas de hongo no neutralizaron la carga. las concentraciones de aerosol corriente arriba y corriente abajo fueron medidas utilizando un contador óptico de partículas de Grimm Technologies, Inc. (Modelo 1.108), de Douglasville, Georgia, operado a una velocidad de flujo de 1.21 Lpm. La ecuación (1) fue utilizada para calcular la eficiencia del aparato. Esta eficiencia representó la fracción de partículas de un tamaño dado que fueron capturadas por el aparato 10, sin importar la ubicación y su recolección, pero no tomó en cuenta pérdidas internas. Contando el número de esporas recolectadas sobre un portaobjetos (CPORTAOBJETOS) y comparando a continuación este número con la concentración de esporas corriente arriba del muestreador (CARRIBA) / se calculó la eficiencia de recolección real como sigue: EQ microscopio = ( 1 "CpoRTAOB JETOS / CARRIBA ) X 1 0 0 -S ( 2 ) La diferencia entre las eficiencias de recolección Ec y Ecmicroscopio representa las pérdidas de partículas dentro del impactador. Por lo tanto, la ECm?croscop?o es una característica de desempeño más exacta para evaluar un muestreador de bioaerosol. Las eficiencias de recolección de las esporas de hongo para cada configuración son representadas en las FIGURAS 9A-9C Las tres configuraciones fueron encontradas adecuadas para recolectar ambas especies de esporas de hongo con las eficiencias reales excediendo del 50%. La más alta eficiencia de recolección se logró con el aparato que tiene la S/W más baja (FIGURA 8A) . Las diferencias entre las eficiencias de captura total incluyendo las pérdidas internas, incluyendo las mediciones del contador óptico de partículas de la ecuación (1) y las eficiencias de recolección reales basadas en el conteo microscopio de la placa de impacto, ecuación (2), fueron estadísticamente significativas cuando se recolectaron esporas de C. cladosporioides . Para A. versi color, la eficiencia de captura total fue un tanto mayor que la eficiencia de recolección basado en el conteo microscópico. Una posible explicación puede ser que las esporas de A. versi color son liberadas como esporas y aglomerados únicos. Se sabe que A. versi color puede liberar cadenas de hasta 60-80 esporas. Los aglomerados chocan sobre la placa de impacto y pueden disgregarse en partículas o fragmentos más pequeños. Algunas de esas partículas permanecen sobre la superficie de la placa de impacto, mientras que las otras son reaerosolizadas y pueden recolectarse dentro del alojamiento. Esas pérdidas internas contribuyen a la eficiencia de recolección obtenida de las lecturas del conteo de partículas las cuales pueden exceder la eficiencia de recolección real basada en el conteo microscópico en el portaobjetos. Esto también puede explicar por qué la eficiencia de recolección real de A. versi color fue ligeramente menor que la de C cladosporioides aunque las esporas de A . versi color son más grandes y de este modo tuvieron mayor inercia y debieron haber chocado de manera más eficiente. Aunque la presente invención ha sido mostrada y descrita con considerable descrito a únicamente unas cuantas modalidades ejemplares de la misma, deberá ser comprendido por aquellos expertos en la técnica que no pretendemos limitar la invención a las modalidades, puesto que pueden ser hechas varias modificaciones, omisiones y adiciones a las modalidades descritas sin apartarse materialmente de las enseñanzas y ventajas novedosas de la invención, particularmente a la luz de las enseñanzas anteriores. En consecuencia, pretendemos cubrir todas aquellas modificaciones, omisiones, y equivalentes que puedan ser incluidas dentro del espíritu y alcance de la invención de acuerdp a lo definido por las siguientes reivindicaciones. En las reivindicaciones, se pretende que las cláusulas cubran las estructuras descritas aquí como aquéllas que efectúan la función expuesta no únicamente equivalentes estructurales sino también estructuras equivalentes. De este modo, aunque un clavo y un tornillo pueden no ser estructuras equivalentes dado que un clavo emplea una superficie cilindrica para asegurar partes de madera juntas, mientras que un tornillo emplea una superficie helicoidal, en un ambiente de sujeción de partes de madera, un clavo y un tornillo pueden ser estructuras equivalentes. Se hace constar que con relación a esta fecha, el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención, es el que resulta claro de la presente descripción de la invención.

Claims (15)

REIVINDICACIONES Habiéndose descrito la invención como antecede, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes reivindicaciones:

1. Un aparato para recolectar partículas atrapadas en un gas de una fuente de gas y partículas, el aparato se caracteriza porque comprende: un alojamiento que define una cámara cerrada, el alojamiento tiene una abertura de entrada que proporciona comunicación fluida entre la fuente de gas y partículas y la cámara, y una abertura de salida que proporciona comunicación fluida entre la cámara y el exterior del alojamiento, la abertura de salida está adaptada para ser conectada a medios que producen flujo de fluido para extraer gas y partículas a través del alojamiento desde la abertura de entrada hasta la abertura de salida; y un miembro de recolección colocado en la cámara en el alojamiento entre la abertura de entrada y la abertura de salida, el miembro de recolección tiene una superficie superior, al menos una porción de la superficie superior es recubierta con adhesivo y colocada adyacente a la abertura de entrada, de modo que la relación de la distancia entre la abertura de entrada y la superficie recubierta con adhesivo al diámetro de la abertura de entrada es de menos de aproximadamente 1, de modo que, cuando el gas y las partículas son extraídas de la fuente de gas y partículas a través del alojamiento, la abertura de entrada dirige el gas y partículas en la superficie recubierta con adhesivo del miembro de recolección para capturar partículas que tienen un diámetro equivalente aerodinámico de menos de aproximadamente

2.5 µm sobre el miembro de recolección. 2. El aparato para recolectar partículas de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el alojamiento comprende una primera porción para conectarse de manera sellada a una segunda porción, cada una de la primera y segunda porciones tienen una superficie interna que define una cavidad, la abertura de entrada y la abertura de salida hacia la cavidad en la primera porción y la segunda porción, respectivamente, y las paredes de las cavidades que definen la cámara cuando la primera y segunda porciones son conectadas de manera sellada, siendo la dimensión plana más larga de las cavidades en la superficie interna de la primera y segunda porciones menor que la dimensión más larga en los miembros de recolección, de modo que las superficies internas de la primera y segunda porciones se acoplen al miembro de recolección en dos puntos separados.

3. El aparato para recolectar partículas de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque comprende además un miembro de tapa que tiene una abertura pasante, el miembro de tapa adaptado para ser conectado de manera sellada a la primera porción del alojamiento, de modo que la abertura pasante está en comunicación fluida con la abertura de entrada del alojamiento.

4. El aparato para recolectar partículas de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la relación de la distancia entre la abertura de entrada y la superficie del miembro de recolección al diámetro de la abertura de entrada es menor de aproximadamente 0.5.

5. El aparato para recolectar partículas de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la relación de la distancia entre la abertura de entrada y la superficie del miembro de recolección al diámetro de la abertura de entrada es menor de aproximadamente 0.1.

6. El aparato para recolectar partículas de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la distancia entre la abertura de entrada y la superficie del miembro de recolección es menor de aproximadamente 0.5 mm (0.02 pulgadas) .

7. El aparato para recolectar partículas de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el diámetro de la abertura de entrada es menor de aproximadamente 5.1 mm (0.2 pulgadas) . -.

8. Un método para recolectar partículas que tienen un diámetro equivalente aerodinámico de menos de aproximadamente 2.5 µm de una fuente de gas y partículas, el método se caracteriza porque comprende los pasos de: proporcionar un alojamiento que define una cámara cerrada, el alojamiento tiene una abertura de entrada que proporciona comunicación fluida entre la fuente de gas y partículas y la cámara, y una abertura de salida que proporciona comunicación fluida entre la cámara y el exterior del alojamiento, la abertura de salida adaptada para ser conectada a medios que producen flujo de fluido para extraer gas y partículas a través del alojamiento desde la abertura de entrada hasta la abertura de salida; proporcionar un miembro de recolección; recubrir al menos una porción de la superficie superior del miembro de recolección con un adhesivo; colocar el miembro de recolección en la cámara en el alojamiento entre la abertura de entrada y la abertura de salida, de modo que la relación de la distancia entre la abertura de entrada y la superficie recubierta con adhesivo del miembro de recolección al diámetro de la abertura de entrada es menor de aproximadamente 1; y el gas extraído y las partículas son extraídas de la fuente y a través del alojamiento, de modo que la abertura de entrada dirige el gas y las partículas en la superficie recubierta con adhesivo del miembro de recolección.

9. Un sistema para recolectar partículas de una fuente de gas y partículas, el sistema se caracteriza porque comprende : un alojamiento que define una cámara cerrada, el alojamiento tiene una abertura de entrada que proporciona comunicación fluida entre la fuente de gas y partículas y la cámara, y una abertura de salida que proporciona comunicación fluida entre la cámara y el exterior del alojamiento; medios para producir un flujo de fluido, la abertura de salida adaptada para ser conectada a medios que producen flujo de fluido para extraer gas y partículas de la fuente y a través del alojamiento desde la abertura de entrada hasta la abertura de salida; y un miembro de recolección colocado en la cámara en el alojamiento entre la abertura de entrada y la abertura de salida, el miembro de recolección tiene una superficie superior, al menos una porción de la superficie superior es recubierta con adhesivo y colocada adyacente a la abertura de entrada, de modo que la relación de la distancia entre la abertura de entrada y la superficie recubierta con adhesivo al diámetro de la abertura de entrada es de menos de aproximadamente 1, de modo que, cuando el gas y las partículas son extraídas de la fuente y a través del alojamiento, la abertura de entrada dirige el gas y partículas en la superficie recubierta con adhesivo del miembro de recolección para capturar partículas que tienen un diámetro equivalente aerodinámico de menos de aproximadamente 2.5 µm sobre la superficie del miembro de recolección.

10. El sistema para recolectar partículas de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado porque el alojamiento comprende una primera porción para conectarse de manera sellada a una segunda porción, cada una de la primera y segunda porciones tienen una superficie interna que define una cavidad, la abertura de entrada y la abertura de salida hacia la cavidad en la primera porción y la segunda porción, respectivamente, y las paredes de las cavidades que definen la cámara cuando la primera y segunda porciones son conectadas de manera sellada, siendo la dimensión plana más grande de las cavidades en la superficie interna de la primera y segunda porciones menor que la dimensión más larga de los miembros de recolección, de modo que las superficies internas de la primera y segunda porciones se acoplen al miembro de recolección en dos puntos separados.

11. El sistema para recolectar partículas de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado porque comprende además un miembro de tapa que tiene una abertura pasante, el miembro de tapa adaptado para ser conectado de manera sellada a la primera porción del alojamiento, de modo que la abertura pasante está en comunicación fluida con la abertura de entrada en el alojamiento.

12. El sistema para recolectar partículas de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado porque la relación de la distancia entre la abertura de entrada y la superficie del miembro de recolección al diámetro de la abertura de entrada es menor de aproximadamente 0.5.

13. El sistema para recolectar partículas de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado porque la relación de la distancia entre la abertura de entrada y la superficie del miembro de recolección al diámetro de la abertura de entrada es menor de aproximadamente 0.1.

14. El sistema para recolectar partículas de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado porque la distancia entre la abertura de entrada y la superficie del miembro de recolección es menor de aproximadamente 0.5 mm (0.02 pulgadas) .

15. El sistema para recolectar partículas de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado porque el diámetro de la abertura de entrada es menor de aproximadamente 5.1 mm (0.2 pulgadas).