MXPA98003230A - Desactivacion mejorada de organismos usando luz policromatica pulsada, de alta intensidad - Google Patents

Abstract

La presente invención se refiere a un método de desactivar microorganismos en productos alimenticios, material de empaque, agua, aire, y otros productos implica iluminar los microorganismos usando al menos un pulso de alta intensidad, corta duración de luz policromática de amplio espectro, en variaciones de esta forma de realización, la luz tiene una intensidad de al menos 0.1 J/cm2, la duración del pulso es de entre alrededor de 10 nanosegundos y 10 milisegundos, y/o al menos 50%de al menos energía de un pulso es transmitida en luz teniendo longitud de onda de entre alrededor de 170 y 2600 nanómetros, ventajosamente, los microorganismos pueden ser ooquistes de Cryptosporidium parvum, esporas de Bacillus pumilus o poliovirus.

Description

DESACTIVACIÓN MEJORADA DE ORGANISMOS USANDO LUZ POLICROMÁTICA PULSADA, DE ALTA INTENSIDAD Antecedentes de la Invención La presente invención se refiere a la desinfección o descontaminación de alimento, agua, aire, y materiales de empaque, y de una manera más particular, se refiere a la desactívación o aniquilación de organismos, tales como protozoarios formadores de quistes, tales como Cryptosporidi um parvum, o virus, tales como poliovirus, en alimento, agua, o aire, o en material de empaque. De una manera todavía más particular, la presente invención se refiere a la desactivación de estos orga-nismos utilizando impulsos de corta duración y de alta intensidad de luz policromática en un amplio espectro. Como se utilizan en la presente, los términos "desactivar" o "descontaminar", y las formas de los mismos, se refieren a la aniquilación o esterilización de, es decir, hacer que sean incapaces de producirse, microorganismos. Se ha dirigido un esfuerzo técnico sustancial al incremento de los niveles de la descontaminación microbiológica en agua, aire, materiales alimenticios, y otros productos micro-biológicamente lábiles, y de los materiales de empaque para conservar estos productos contra la descomposición microbiológica y/o para prevenir la infección de sus consumidores. Estos esfuer- zos han involucrado tanto el tratamiento de los productos y del material de empaque, como el desarrollo de técnicas de empaque para la conservación. Se han estudiado los efectos fotobiológicos de la luz, incluyendo la luz infrarroja (de 780 nanómetros a 2,600 nanómetros; es decir, de 3.9 x 1014 Hz a 1.2 x 1014 Hz), la luz visible (de 380 a 780 nanómetros; es decir, de 7.9 x 1014 Hz a 3.9 x 1014 Hz) , la luz casi ultravioleta (de 300 a 380 nanómetros; es decir, de 1.0 x 1015 Hz a 7.9 x 1014 Hz) , y la luz ultravioleta lejana (de 170 a 300 nanómetros; es decir, de 1.8 x 1015 Hz a 1.0 x 1015 Hz) , y en particular, se han hecho esfuerzos para emplear luz con el fin de desactivar microorganismos en productos alimenticios, recipientes para productos alimenticios, o dispositivos médicos. Ver, por ejemplo, las patentes de los Estados Unidos Nos. 4,871,559; 4,910,942; y 5,034,235, concedidas a Dunn y colaboradores (las patentes '559, '942, y '235), incorporadas a la presente como referencia. Otros estudios de los efectos fotobiológicos de la luz se reportan en Jagger, J., "Introduction to Research in Ultraviolet Photobiology" , Prentice Hall, Inc., 1967. La patente de los Estados Unidos No. 2,072,417 describe sustancias de iluminación, por ejemplo, leche, con rayos activos, tales como rayos ultravioleta; la patente de los Estados Unidos No. 3,817,703 describe la esterilización de material transmisor de luz utilizando luz de láser en impulsos; y la patente de los Estados Unidos No. 3,941,670 describe un método para esterilizar materiales, incluyendo materiales alimenticios, mediante la exposición de los materiales para iluminación de láser para inactivar los microorganismos. Sin embargo, estos métodos tienen varias deficiencias, tales como una capacidad de producción limitada, una efectividad limitada para aniquilar microorganismos (particularmente, protozoarios formadores de quistes y virus) , efectos adversos para el alimento (por ejemplo, afectan de una manera negativa el sabor o la apariencia del alimento) , una conversión ineficiente de energía (eléctrica a luz), e inconvenientes económicos. En el área de la descontaminación del agua en particular, los métodos conocidos hasta ahora para aniquilar protozoarios formadores de quistes, en muchos casos son inefectivos e ineficientes, es decir, demasiado tardados o demasiado costosos. Un método comúnmente empleado para la descontaminación del agua, es la adición de cloro al agua para el propósito de aniquilar los microorganismos. Desafortunadamente, el cloro, en los niveles que no sean también tóxicos para los seres humanos, es inefectivo para aniquilar algunos protozoarios formadores de quistes. En los años recientes, por ejemplo, los brotes de Cryptosporidi um parvum (C. parvum) han ocasionado enfermedad en cientos de miles de personas, y han matado a otras numerosas. Estos brotes son comunes en las estaciones lluviosas de la primera y el verano, cuando el agua de los lotes de alimento y similares, puede mezclarse indeseablemente con los suministros de agua municipales. Hasta ahora no ha habido un método efectivo por el costo disponible para erradicar el C. parvum . Un intento por eliminar el C. parvum vivo del agua, involucra exponer el agua contaminada a luz ultravioleta. Aunque se ha observado un éxito limitado utilizando luz ultravioleta y métodos especiales para incrementar el tiempo de exposición o la intensidad (tal como atrapando los ooquistes en un filtro mecánico, y exponiendo el filtro mecánico a luz ultravioleta) para erradicar las bajas concentraciones de C. parvum, es decir, una reducción del ciclo de aproximadamente 2 registros, este método requiere que el agua se exponga a luz ultravioleta que tenga una intensidad de 15 W/s durante más de dos horas, es decir, aproximadamente 150 minutos. Por consiguiente, se ha probado que el uso de luz ultravioleta no es un planteamiento viable para erradicar el C. parvum en las instalaciones de tratamiento de agua municipal. Lo que se necesita es un método para erradicar el C. parvum, otros protozoarios formadores de quistes, y otros microorganismos, tales como virus, que sea tanto rápido, es decir, que se pueda utilizar prácticamente en una instalación de tratamiento de agua, y que sea altamente efectivo, es decir, que sea efectivo para desactivar los altos niveles de C. parvum, es decir, más de 2 o 3 ciclos de registro. En el área de la descontaminación del aire, los microorganismos del aire, y en particular los virus, e inclusive los contaminantes químicos, son una gran preocupación. Con el fin de ser efectivos, un planteamiento de tratamiento debe poder procesar el aire que fluye a medida que pasa desde un espacio contaminado hasta un espacio no contaminado o estéril. Hasta ahora, el método más común de tratamiento del aire ha sido emplear micro-filtros, tales como filtros HEPA, en un conducto, con el objeto de remover físicamente los contaminantes en partículas del aire que fluye. Desafortunadamente, los micro-filtros empleados, presentan un impedimento significativo al flujo del aire, y por consiguiente, requieren del uso de ventiladores de alta potencia y similares, con el fin de bombear el aire a través de los filtros de aire. A medida que se llegan a atrapar más contaminantes en partículas en los micro-filtros a través del tiempo, se incrementa este impedimento al flujo del aire. En adición, debido a la resistencia relativamente alta al flujo de aire presentada por estos micro-filtros, la fuga de aire alrededor de los filtros llega a ser un factor significativo en su diseño. Estos filtros también están sujetos a la liberación de los contaminantes atrapados hacia adentro del conducto cuando se remueven para su reemplazo, y estos contaminantes liberados pueden ser llevados subsecuentemente por el conducto hacia adentro de las áreas que se busca proteger mediante el filtro. Además, algunos micro-filtros pueden ser incapaces de remover las partículas contaminantes particularmente pequeñas.

Compendio de la Invención La presente invención resuelve convenientemente las necesidades anteriores, asi como otras necesidades, al proporcionar un método para desactivar los protozoarios formadores de quistes, tales como Cryptosporidium parvum, y los virus, tales como poliovirus, utilizando impulsos de corta duración de luz policromática muy intensa. La aplicación de impulsos de corta duración de luz policromática incoherente de alta intensidad, proporciona un procesamiento de alta producción eficiente y efectivo, y da como resultado muchas ventajas prácticas y económicas. En términos generales, de conformidad con la presente invención, se proporcionan métodos para desactivar microorganismos, incluyendo protozoarios formadores de quistes y virus, mediante la exposición de los microorganismos a cuando menos un impulso de corta duración de luz policromática incoherente que tenga una densidad de energía en la escala de aproximadamente 0.01 a aproximadamente 50 joules por centímetro cuadrado, utilizando una distribución de longitud de onda tal que cuando menos aproximadamente el 50 pro ciento, y de preferencia cuando menos el 70 por ciento o inclusive el 95 por ciento de su energía electromagnética se distribuya en una escala de longitud de onda de 170 nanómetros a 2,600 nanómetros, y una duración en la escala de aproximadamente 1 x 10"6 a aproximadamente 1 x 10"1 segundos, pero de preferencia menor de aproximadamente 10 milisegundos . Deseablemente, cuando menos aproximadamente el 40 por ciento, y típicamente más de aproximadamente el 70 por ciento de la energía de los impulsos del luz, debe ser de espectros de emisión continua. Sin embargo, los impulsos intensos desde las fuentes, incluyendo los espectros de emisión de linea significativos, también pueden utilizarse benéficamente en procesos específicos. Estos impulsos de luz incoherente cortos e intensos se pueden proporcionar mediante reflectores de impulsos rellenos de gas, aparatos de descarga de hueco de chispa, u otras fuentes de luz incoherente en impulsos. Los reflectores de impulsos rellenos de gas producen una luz de banda amplia cuando se descarga un impulso de corriente eléctrica a través del reflector, ionizando el gas, y produciendo una ráfaga intensa de tanto una emisión continua como de linea sobre un amplio rango espectral. Estos reflectores típicamente emplean gases inertes, tales como Xenón o Kriptón, debido a sus altas eficientes de conversión de energía eléctrica a óptica. El uso de otros gases o mezclas de gas y sistemas de descarga de gas es posible, y puede ser deseable para aplicaciones especificas. Deseablemente, la intensidad de una distribución de longitud de onda particular se seleccionará para proporcionar cuando menos una reducción de las unidades formadoras de colonias inicialmente presentes en la superficie, o a través de todo el volumen de un medio fluido que se vaya a tratar, por un factor de cuando menos 10 (una reducción de registro, de base 10), y más preferiblemente cuando menos 1000 (tres reducciones de ciclos de registro, de base 10) , sobre el tratamiento con los impulsos intensos de luz. La reducción de las unidades formadoras de colonias por un factor de cuando menos un millón o más (seis reducciones de ciclos de registro, de base 10) , subiendo hasta una esterilización completa, puede ser proporcionada de conformidad con la presente invención. En adición a los productos alimenticios sólidos que pueden exhibir dramáticas mejoras en la vida de anaquel y en la estabilidad, como un resultado de la inactivación enzimática y microbiana, los materiales de empaque asépticos, los fluidos tales como el aire y el agua, y los suministros médicos tales como instrumentos quirúrgicos, también se pueden someter a impulsos cortos intensos de luz policromático incoherente. De conformidad con estos métodos, cuando menos aproximadamente el 5 por ciento, y de preferencia cuando menos aproximadamente el 10 por ciento de la energía de los impulsos de luz, será de longitudes de onda más cortas que 300 nanómetros. Estos impulsos típicamente pueden tener una densidad de energía total relativamente baja, tal como en la escala de aproximadamente 0.01 a aproximadamente 15 joules por centímetro cuadrado, y típicamente de aproximadamente 0.1 a aproximadamente 3 joules por centímetro cuadrado. Un solo impulso de esta luz, que tenga un amplio rango espectral, puede producir una esterilización efectiva de un sustrato deseado, y puede ser absorbida por, y dañar con un efecto letal a, un amplio rango de diferentes grupos de microorganismos. De acuerdo con diferentes métodos dentro del alcance de la presente invención, los productos alimenticios, los fluidos, tales como agua, jugos, o aire, o el material de empaque, se pueden tratar con impulsos de luz policromática incoherente intensos que tengan cuando menos aproximadamente el 90 por ciento de su energía distribuida entre 170 y 2,600 nanómetros, y una duración de destello en la escala de aproximadamente 0.001 y aproximadamente 100 milisegundos, en una densidad de energía en la superficie del alimento o del material de empaque, o a través de todo el volumen que sufra tratamiento, en la escala de aproximadamente 0.01 a aproximadamente 20 joules por centímetro cuadrado. En adición a los reflectores, se pueden utilizar otros dispositivos de descarga de luz en impulsos que produzcan espectros de banda amplia e intensidades apropiados para los procesos descritos en la presente. Típicamente, las superficies del alimento, los fluidos, y los sustratos de empaque, se pueden exponer a entre aproximadamente 1 y aproximadamente 20 impulsos de luz incoherente de alta intensidad y de corta duración, siendo particularmente deseable el uso de una pluralidad de cuando menos dos impulsos. En diferentes modalidades, los materiales alimenticios o los fluidos pueden estar contenidos en un material de empaque que sea suficientemente transparente al espectro de tratamiento deseado antes de exponer sus superficies a los impulsos de luz. En este aspecto, el material de empaque que contenga el material alimenticio, el jugo, el agua, u otros productos que se vayan a tratar, puede transmitir mejor cuando menos aproximadamente el 1 por ciento o más, de preferencia cuando menos aproximadamente el 50 por ciento de la energía del impulso de luz sobre un rango de longitud de onda de tratamiento previamente determinado menor de aproximadamente 320 nanómetros. En el tratamiento de fluidos (tales como aire o líquidos acuosos tales como bebidas o agua) , que puedan contener microorganismos indeseables, se pueden proporcionar impulsos de luz policromática incoherente intensos que tengan una densidad de energía especificada (como se describe en la presente) a través de todo el volumen del fluido que sufra tratamiento en una zona de tratamiento. En este aspecto, debe estar mejor presente cuando menos un nivel de energía mínimo especificado de la luz en impulsos a través de todo el volumen de tratamiento, que sea suficiente para producir el nivel deseado de desinfección. Estos métodos pueden ser estáticos en un volumen de tratamiento fijo de fluido, o de preferencia, pueden ser continuos, en cuyo caso, el fluido se conduce a través de una zona de tratamiento a una velocidad que (en conjunto con la velocidad de los impulsos de luz, es decir, la velocidad de repetición del impulso) garantice que todo el volumen del fluido que pase a través de la zona de tratamiento se someta al nivel minimo prescrito de tratamiento de luz en impulsos, es decir, un número minimo de impulsos prescrito. Este último método es particularmente adecuado para utilizarse en aplicaciones tales como en una instalación de tratamiento de agua municipal. Diferentes fluidos, tales como el aire o el agua sustancialmente puros, tienen un alto grado de transparencia a un alto rango de longitudes de onda, incluyendo los rangos espectrales visible y ultravioleta, de tal manera que los volúmenes de tratamiento y las velocidades para esos fluidos, pueden ser relativamente grandes. Otros líquidos, tales como soluciones de azúcar transparentes, vino, etcétera, pueden tener una transparencia más limitada, que se pueda acomodar mediante la utilización de volúmenes de tratamiento correspondientemente más pequeños (por ejemplo, más delgados en la dirección de propagación del impulso de luz) . Se prefiere que el fluido tenga una transparencia a la luz, de tal manera que cuando menos la mitad de la luz incidente en 260 nanómetros, se transmita a través de un espesor de 0.025 centímetros del fluido. Deseablemente, cuando se tratan materiales fluidos, los fluidos estarán sustancialmente exentos de materiales en partículas sólidas (por ejemplo, líquidos o mezclas de líquidos puros, o soluciones en donde los sólidos estén disueltos en un solvente liquido) , de tal manera que cualquier contenido microbiano y/o enzimático del fluido se someta máximamente al campo de luz intenso sin efecto de sombra. Sin embargo, también se apreciará que los materiales sólidos, tales como alimentos cortados, rebanados, o en partículas (por ejemplo, verduras secas), se pueden tratar convenientemente en un medio de suspensión fluido (por ejemplo, agua), de preferencia con múltiples impulsos, que deseablemente pueden estar en múltiples direcciones de propagación, para asegurar que se traten todas las superficies sólidas . En adición a tratar los fluidos mediante la provisión de una intensidad adecuada de luz incoherente en impulsos a través de todo el volumen de fluido que se vaya a tratar, el fluido también se puede tratar mediante la provisión de un tratamiento de luz en múltiples impulsos con mezcla (de preferencia una mezcla turbulenta) del fluido entre los impulsos individuales. Sin embargo, aunque estos métodos de tratamiento pueden reducir el contenido microbiano y/o enzimático de degradación, son significativamente menos deseables y menos eficientes que los métodos de tratamiento de todo el volumen. Una pluralidad de impulsos estrechamente espaciados de luz intensa, y en algunos casos un solo impulso, reducirá sustancialmente la población de microorganismos viables, tales como protozoarios formadores de quistes y virus, típicamente por más de aproximadamente un orden de magnitud (base 10), y de preferencia cuando menos dos o más órdenes de magnitud. Se pueden realizar niveles más altos de reducción (incluyendo una esterilización completa) en niveles de energía y números de impulsos de tratamiento apropiados. Normalmente, se utilizan entre aproximadamente 1 y aproximadamente 50 impulsos de luz para tratar suficientemente un alimento, fluido, dispositivo médico, o superficie de material de empaque, y de preferencia se utilizan entre aproximadamente 1 y aproximadamente 20 impulsos. Típicamente se utilizan entre 1 y 10 destellos, por ejemplo, 2, 5, o 10 destellos. En general es deseable que se apliquen una pluralidad de cuando menos dos de los impulsos de luz de alta intensidad. El tiempo entre los impulsos aplicados a la superficie que se está tratando, deseablemente será en general entre 0.001 segundos y aproximadamente 30 segundos (por ejemplo, de 0.1 a 5 segundos), y de preferencia menor de aproximadamente 2 segundos en las aplicaciones de tratamiento comerciales. Cuando los impulsos sean proporcionados por un solo reflector (o ensamble reflector de una pluralidad de focos que destellen simultáneamente) , la máxima velocidad de repetición es regulada como un asunto práctico por los parámetros de enfriamiento de los focos individuales, que típicamente proporcionarán una velocidad de repetición en la escala de aproximadamente menos de 1 a aproximadamente 1,000 veces por segundo. Sin embargo, la velocidad de repetición efectiva se puede incrementar mediante el empleo de múltiples reflectores, que se destellan en secuencia bien sea individualmente o en grupos, tal como en pares, y mediante la provisión de un movimiento relativo entre el reflector y la superficie o el volumen que se esté tratando. La luz incoherente en impulsos de suficiente intensidad, así como la duración apropiada y la distribución de la longitud de onda, se puede obtener a partir de un sistema reflector. Un sistema reflector adecuado es vendido por PurePulse Technologies, Inc., bajo la marca comercial registrada PUREBRIGHT. Un modelo particular, el PUREBRIGHT Modelo PBS1-3, consiste en un suministro de energía de corriente directa, que carga los capacitores de almacenamiento de energía, un interruptor utilizado para controlar la descarga de estos capacitores, un circuito disparador para encender el interruptor a intervalos de tiempo previamente programados (modo automático) , un grupo de cables coaxiales de alto voltaje que lleven los impulsos de descarga desde el ensamble del capacitor-interruptor, y desde uno a cuatro focos de destello montados en reflectores para dirigir la luz emitida desde los focos . En una modalidad, la presente invención se puede caracterizar como un método para desactivar protozoarios formadores de quistes, virus, o similares. El método involucra iluminar los protozoarios formadores de quistes, virus, o similares, utilizando cuando menos un impulso de corta duración y alta intensidad de luz policromática de espectro amplio. En las variaciones de esta modalidad, la luz tiene una intensidad de cuando menos 0.1 J/cm2, por ejemplo, de entre aproximadamente 0.5 y 1.5 J/cm2, la duración del impulso es de entre aproximadamente 10 nanosegundos y 10 milisegundos, y/o se transmite cuando menos el 50 por ciento de la energía del impulso en la luz que tenga una longitud de onda de entre aproximadamente 170 y 2,600 nanómetros . De una manera conveniente, los protozoarios formadores de quistes pueden ser Cryptosporidium parvum, que no son afectados por los tratamientos de agua convencionales tales como cloro, y contra los cuales se ha probado que la luz ultravioleta continua tiene poco o ningún efecto. Los virus pueden ser poliovirus, rotavirus, u otros agentes virales. En otra modalidad, la presente invención se puede caracterizar como un método para descontaminar el agua o el aire que contenga microorganismos. El método involucra eliminar el agua o el aire utilizando cuando menos un impulso de corta duración y alta intensidad de luz policromática de amplio espectro. En las variaciones de esta modalidad, la luz tiene una intensidad de cuando menos 0.1 J/cm2, por ejemplo, de entre aproximadamente 0.5 y 1.5 J/cm2; la duración del impulso es de entre aproximadamente 10 nanosegundos y 10 milisegundos; y/o se transmite cuando menos el 50 por ciento de la energía de impulso en luz que tenga longitudes de onda de entre aproximadamente 170 y 2,600 nanómetros. De una manera conveniente, el agua puede contener ooquistes de Cryptosporidium parvum, virus, u otros microorganismos, y este método es efectivo para desactivar estos ooquistes de Cryptosporidium parvum, virus, y otros microorganismos. El aire puede contener estos microorganismos, y este método es efectivo para desactivar estos microorganismos también en el aire. En la operación, el agua o el aire se puede hacer fluir hacia una zona de tratamiento, y la iluminación puede tener lugar en la zona de tratamiento. Después de que se ilumina el agua o el aire en la zona de tratamiento, se hace fluir el agua o el aire hacia afuera de la zona de tratamiento. El flujo del agua o del aire se puede realizar conteniendo el agua o el aire en tubos apropiados, y mediante el bombeo del agua o el aire hacia adentro y/o hacia afuera de la zona de tratamiento. El flujo del agua o del aire se puede realizar continuamente mientras se repite la iluminación a una velocidad de repetición de destello seleccionada de tal manera que toda el agua o todo el aire que pase a través de la zona de tratamiento se ilumine antes de salir de la zona de tratamiento. De una manera conveniente, se puede colocar una compuerta de salida de la zona de tratamiento para recibir impulsos de corta duración y alta intensidad de luz policromática en un amplio espectro, con el fin de desactivar los microorganismos presentes en la compuerta de salida, que de otra manera pueden contaminar el agua descontaminada que sale de la zona de tratamiento.

Por consiguiente, es una característica de la invención, en algunas modalidades y variaciones, desactivar protozoarios formadores de quistes, virus, y otros microorganismos . Es otra característica de la invención, en algunas modalidades y variaciones, desactivar estos microorganismos utilizando impulsos de corta duración y alta intensidad policromática de amplio espectro. Es una característica adicional de la invención, en algunas modalidades y variaciones, desactivar los protozoarios formadores de quistes, virus, y otros microorganismos en fluidos, y en agua y aire en particular. Es una característica adicional de la invención en algunas modalidades y variaciones, desactivar los protozoarios formadores de quistes, virus, y otros microorganismos, en fluidos, a medida que estos fluidos se pasan a través de una zona de tratamiento. Es una característica adicional de la invención, en algunas modalidades y variaciones, desactivar los protozoarios formadores de quistes, utilizando impulsos que tengan una velocidad de repetición de impulsos prescrita, de tal manera que todo el fluido que pase a través de una zona de tratamiento sea tratado con cuando menos un impulso intenso de corta duración de luz policromática de amplio espectro. Breve Descripción de los Dibujos Los anteriores y otros aspectos, características, y ventajas de la presente invención, llegarán a quedar más claros a partir de la siguiente descripción más particular de la misma, presentada en conjunto con los siguientes dibujos, en los cuales: La Figura 1 es una vista esquemática de una modalidad de un aparato de procesamiento de luz en impulsos, que trata productos bombeables, tales como agua o aire, que fluyen longitudinalmente a través de una camisa que rodea a una fuente alargada de luz incoherente en impulsos. La Figura 2 es una vista esquemática de otra modalidad del aparato de procesamiento de luz en impulsos de la Figura 1, que trata fluidos bombeables, tales como agua o aire, que fluyen en una dirección paralela a una o más fuentes alargadas de luz incoherente . La Figura 3 es una vista esquemática de una modalidad de un aparato de procesamiento para el tratamiento de los productos que pasan a través de una estación de tratamiento de luz intensa incoherente en impulsos. La Figura 4 es una vista en sección transversal de una modalidad de un aparato de procesamiento para el tratamiento de agua que fluye a través de una cámara de tratamiento formada de dos estructuras cilindricas concéntricas, en donde se coloca una fuente alargada de luz incoherente en impulsos a lo largo de un eje central. La Figura 5 es una vista en sección transversal de otra modalidad del aparato de procesamiento de luz en impulsos de la Figura 4, en donde se emplea una camisa de cuarzo que rodea a la fuente alargada de luz incoherente en impulsos, y a través de la cual se hace fluir aire o agua, con el objeto de enfriar la fuente alarga de luz incoherente en impulsos. La Figura 6 es una vista en sección transversal de una modalidad adicional del aparato de procesamiento de luz en impulsos de la Figura 4, en donde se coloca una compuerta de salida para recibir impulsos de alta intensidad y corta duración de luz policromática en un amplio espectro, emitidos desde un reflector . La Figura 7 es una vista en perspectiva de un aparato de procesamiento de luz en impulsos, que trata el aire que fluye a través de un conducto, en donde se coloca una fuente alargada de luz incoherente en impulsos transversal al flujo de aire. El Apéndice es una recopilación de los resultados de prueba obtenidos de conformidad con los procedimientos estipulados más adelante en el Ejemplo I. Los caracteres de referencia correspondientes indican los componentes correspondientes a través de las diferentes vistas de los dibujos. Descripción Detallada de las Modalidades Preferidas La siguiente descripción del mejor modo actualmente contemplado para practicar la invención, no debe tomarse en un sentido limitante, sino que se hace meramente para el propósito de describir los principios generales de la invención. El alcance de la invención debe determinarse con referencia a las reivindicaciones . Haciendo referencia a la Figura 1, un sistema de reflector que puede ser, por ejemplo, un sistema de reflector, tal como el PUREBRIGHT Modelo Número PL-320 disponible en PurePulse Technologies, Inc. de San Diego, California, incluye un dispositivo de impulso (no mostrado) que incluye un suministro de energía de corriente directa que carga los capacitores de almacenamiento de energía (no mostrados) ; un interruptor (no mostrado) utilizado para descargar los capacitores; un circuito disparador (no mostrado) utilizado para disparar el interruptor a intervalos de tiempo previamente programados en respuesta a los sensores que detectan una velocidad de flujo de liquido o similar, o en respuesta a que se oprima un botón; y un conjunto de cables coaxiales de alto voltaje (no mostrados) que llevan los impulsos de descarga desde un ensamble de capacitor-interruptor hasta un ensamble de reflector. El ensamble de reflector incluye de uno a cuatro o más focos de destello 504 montados en reflectores de metal 502, para dirigir la luz policromática 25 emitida desde los focos de destello 54 hacia el fluido, por ejemplo, agua, un producto alimenticio líquido, o aire, que fluya a través de un conducto de tratamiento, exponiendo de esta manera el fluido a esa luz. Esta exposición desactiva, es decir, aniquila o esteriliza, sustancialmente todos (es decir, más del 50 por ciento, por ejemplo el 90 por ciento) los microorganismos en el fluido que fluya en el conducto de tratamiento. Los impulsos intensos (es decir, de 0.01 a 50 J/cm2, por ejemplo, entre 0.5 y 1.5 J/cm2; la densidad de energía se mide en la superficie de los reflectores de metal 502), de corta duración de la luz policromática en un amplio espectro) es decir, de 170 a 2,600 nanómetros; 1.8 x 1014 Hz a 1.2 x 1014 Hz) de preferencia son de entre 0.001 milisegundos y 100 milisegundos, por ejemplo, entre 10 nanosegundos y 10 milisegundos de duración, y tienen una velocidad de repetición de impulsos de 1 a 100 impulsos, por ejemplo, 10 impulsos por segundo. Observe que la luz también puede también incluir una onda continua y una luz monocromática o policromática que tenga longitudes de onda fuera del espectro amplio. Sin embargo, cuando menos del 50 por ciento al 60 por ciento, de preferencia cuando menos del 70 por ciento al 90 por ciento o más de la energía de la luz, debe ser de luz que tenga longitudes de onda dentro del amplio espectro definido anteriormente. La Figura 1 es una vista esquemática de una modalidad para el tratamiento de producto bombeables, tales como aire, agua, o productos alimenticios líquidos, tales como jugos de fruta, con impulsos de luz intensa incoherente en impulsos. El aparato 50 comprende un recinto cilindrico reflejante, que define una cavidad, cámara, o zona de tratamiento 502, a través de la cual fluye el fluido, y que rodea a una fuente de luz en impulsos 504, que, en la modalidad 50 mostrada, puede ser un foco de Xenón de alta intensidad provisto con una fuente de energía adecuada (no mostrada) de acuerdo con la práctica convencional para la operación de reflectores. La cavidad de tratamiento reflejante 502 sirve para incrementar la densidad de energía efectiva de los impulsos de luz que impactan sobre el volumen de los productos bombeables que pasan a través de la misma. Una bomba de circulación 508 controla la velocidad de flujo del producto bombeable a través de la cavidad de tratamiento 502, que se coordina con la velocidad de repetición de impulsos de los reflectores, de tal manera que, durante el tiempo de residencia del producto adentro de la cavidad de tratamiento 502, todo el producto que pasa a través de la misma recibe un número previamente determinado de impulsos de alta intensidad y corta duración de luz policromática incoherente en un amplio espectro. El producto que sale de la cavidad de tratamiento 502, por consiguiente, estará estéril o desinfectado deseado (como sea determinado de acuerdo con el número de impulsos de luz y la densidad de energía de los impulsos de luz a través de todo el volumen de tratamiento) . En algunas modalidades, la cavidad de tratamiento 502 se configura adecuadamente para separarse del reflector 504, con el fin de impedir que el producto haga contacto con el reflector 504. El diámetro de la cavidad de tratamiento variará dependiendo de muchos factores, incluyendo, pero no limitándose a, las características de absorción de luz específicas del producto que se vaya a tratar adentro del amplio espectro. El diámetro de la cavidad de tratamiento también varía como una función de las características físicas y operativas de los reflectores, y el grado de mezcla de producto esperado entre múltiples impulsos. La cámara de tratamiento de preferencia incluye un ensamble de reflector 502 como su pared externa o como un reflector externo, con el objeto de reflejar la iluminación que recorra el producto de regreso hacia adentro, hacia el reflector. Se observa que los fluidos, tales como el aire y el agua, son relativamente transparente a la luz. De conformidad con lo anterior, hay relativamente poca atenuación a través de la absorción en estos productos, disminuyendo la densidad de flujo mucho solamente como una función de la distancia desde el reflector. Sin embargo, para los fluidos que tengan una absorción significativa, tales como algunos productos alimenticios líquidos, tales como jugos, este factor también disminuirá la densidad de flujo de la luz emitida desde el reflector como una función de la distancia desde el reflector. En cualquier caso, la densidad de flujo minima deseada, como se describió anteriormente, de preferencia debe mantenerse a través de toda la zona de tratamiento, o alternativamente debe presentarse una mezcla para asegurar que todo el fluido se somete a la densidad de flujo minima apropiada y al número de impulsos.

Haciendo referencia a la Figura 2, aunque el reflector 556 se localiza internamente en la cámara de tratamiento 502 en el aparato 50, también se pueden localizar de una manera alternativa uno o más focos externamente a la cámara de tratamiento. Un diseño alternativo, como se muestra en la Figura 2, en donde el fluido, por ejemplo, el producto alimenticio liquido, el agua, o el aire, que se va a tratar, se conduce a través de un conducto de tratamiento transparente (por ejemplo, un tubo de vidrio de cuarzo) 552, se coloca a lo largo de un foco de un reflector elíptico 554. Se coloca un foco de destello 556 a lo largo de otro foco del receptor elíptico 554. Si se desea, se pueden utilizar múltiples segmentos elípticos (no mostrados) , teniendo cada uno, una lámpara en un foco, y el tubo de cuarzo 552 en el otro foco. De esta manera, debido a que la luz emitida desde el reflector 556 se enfoca hacia el centro de la cámara de tratamiento, se proporciona una compensación para la absorción de luz del liquido que se esté tratando, de tal manera que todo el líquido se somete a un tratamiento con luz más uniforme. El reflector 556 puede estar encamisado, por ejemplo, en una camisa de cuarzo para el enfriamiento del agua o del aire y/o para la filtración espectral (como puede ser el reflector 504 de la Figura 1) . Haciendo referencia a la Figura 3, se muestra una modalidad de una estación de procesamiento de luz incoherente intensa 60, que tiene un arreglo de fuente de luz en impulsos/reflector 602, a través del cual pasa el producto 601, por ejemplo, en la tuberia de cuarzo (no mostrada) . El arreglo de foco de destello/reflector 602 se conecta mediante umbilicales a una red formadora de impulsos eléctricos 603 o impulsador, que energiza el arreglo del foco de destello de una manera simultánea o en secuencia, y un circulador de enfriamiento/filtración de liquido 604, que circula el medio líquido a través de un ensamble de camisa externa a cada foco, para enfriar y/o filtrar espectralmente, mediante la utilización de soluciones seleccionadas con las características espectrales de transmisión/absorbencia deseadas. Para una operación de alta velocidad y altas densidades de energía, puede ser deseable enfriar los focos de destello utilizando una camisa de agua que contenga cuarzo opcional. El arreglo de foco de destello/reflector 602 comprende una pluralidad de lámparas y reflectores que crean impulsos de luz intensa de corta duración en una región de tratamiento entre las mitades superior e inferior del arreglo de foco de destello/reflector 602. Aunque la modalidad ilustrada 60 utiliza elementos directos de lámparas y reflector, se pueden utilizar otras configuraciones. Por ejemplo, se pueden construir focos de destello en cualquier forma, de una manera muy parecida a los anuncios de iluminación de neón que se pueden hacer de cualquier forma. De una manera similar, los elementos reflectores se pueden hacer de muchos materiales diferentes en muchas geometrías diferentes, para acomodar la formación de imagen de la fuente del foco de destello sobre el producto tratado con una distribución de densidad de energía deseada. "The Optical Design of Reflectors", Segunda Edición, William B. Elmer, Publicado por John Wiley and Sons, Inc., Nueva York, es un recurso apropiado como una introducción a los fundamentos del diseño de reflectores . Aunque la presente invención incluye muchas aplicaciones potenciales para la reducción de organismos viables, microbios, o números de virus o actividad enzimática en la conservación de productos alimenticios, el uso de un tratamiento con luz de alta intensidad y de una duración de tiempo corta para la esterilización de agua en aplicaciones de tratamiento de agua, y de aire en aplicaciones de tratamiento de aire, se considera un aspecto importante del presente documento de patente. Por ejemplo, inclusive en densidades de organismos muy altas (hasta 1 x 106/mililitro a 1 x 107/mililitro de ooquistes de Cryptosporidium parvum MI) , solamente dos destellos en una densidad de energía de 1 J/cm2 por destello darán como resultado la esterilización del Cryptosporidium parvum . Haciendo referencia a la Figura 4, se muestra una vista en sección transversal de una celda de tratamiento de agua 700 de conformidad con una modalidad de la presente invención. Se muestran un alojamiento cilindrico externo 702, una pantalla cilindrica 704, una primera placa de extremo 706, y un primer sujetador de foco 708, una segunda placa de extremo 710, y un segundo sujetador de foco 712, una entrada de agua 714, y primera y segunda salidas de agua 716, 718. Localizado coaxialmente con el alojamiento cilindrico externo 702 y la pantalla cilindrica 704, está un reflector 722 del tipo descrito anteriormente en la presente . El alojamiento cilindrico externo 702, junto con las primera y segunda placas de extremo 706, 710, forman un recipiente a prueba de agua, en donde el agua fluye a través de la entrada de agua 714, y hacia afuera de la cual fluye el agua a través de las primera y segunda salidas de agua 716, 718. Coaxial con el alojamiento cilindrico externo 702, está la pantalla cilindrica 704. La pantalla cilindrica 704 se monta en la segunda placa de extremo 710, y termina muy cerca de la primera placa de extremo 706, de tal manera que el agua puede fluir desde una región adentro del recipiente a prueba de agua, afuera de la pantalla cilindrica 704, alrededor de un extremo 720 de la pantalla cilindrica 704 cerca de la primera placa de extremo 706, y hacia adentro de una región adentro de la pantalla cilindrica 704. Esta configuración proporciona un patrón de flujo de fluido que es como sigue: el agua fluye hacia el recipiente a prueba de agua a través de la entrada de agua 714 y hacia la región afuera de la pantalla cilindrica 704; en seguida el agua fluye pasando por la pantalla cilindrica 704 (a la izquierda, como está orientada en la Figura 4) y alrededor del extremo 720 de la pantalla cilindrica 704; en seguida el agua fluye adentro de la pantalla cilindrica 704 de regreso hacia la segunda placa de extremo (hacia la derecha, como está orientada en la Figura 4), y sale del alojamiento cilindrico a través de las salidas de agua 716, 718. De una manera conveniente, la configuración anteriormente descrita proporciona un flujo de agua sustancialmente uniforme, exento de corrientes parásitas, en la región adentro de la pantalla cilindrica 704. Esto se debe en gran parte a las uniformidades de flujo logradas cuando el agua fluye sobre el extremo 720 de la pantalla cilindrica 704 hacia la región adentro de la pantalla cilindrica. Como resultado, se logra un tratamiento uniforme con los impulsos de alta intensidad y corta duración de luz en un amplio espectro. La creación de una dinámica de flujo uniforme en la región adentro de la pantalla cilindrica 704, se logra adicionalmente mediante la utilización de una pantalla anular 726 colocada entre la pantalla cilindrica 704 y el alojamiento cilindrico externo 702, aproximadamente 5 centímetros adentro desde la compuerta de entrada 714. Esta pantalla anular 726 ayuda a distribuir el agua que fluye hacia adentro a través de la compuerta de entrada 714, a través de toda la región entre la pantalla cilindrica 704 y el alojamiento cilindrico externo 702. Durante su residencia adentro de la pantalla cilindrica 704, el agua se expone a impulsos de alta intensidad y corta duración de luz policromática emitida desde el reflector 722. De una manera conveniente, la superficie interna 724 de la pantalla cilindrica 704 se reflectoriza, de tal manera que la luz emitida desde el reflector 722, y que pasa a través del agua en la región adentro de la pantalla cilindrica 704, se refleje de regreso hacia el reflector 722. Por consiguiente, la luz reflejada se pasa de regreso a través del agua, incrementando de esta manera la densidad de energía efectiva a la que se expone el agua en la región adentro de la pantalla cilindrica 704. Esta densidad de energía efectiva se incrementa todavía adicionalmente en vista del hecho de que la luz de preferencia se refleja hacia atrás y hacia adelante múltiples veces adentro de la región adentro de la pantalla cilindrica 704, antes de ser absorbida por microorganismos y otras partículas adentro del agua, por la superficie interna reflectorizada de la pantalla cilindrica 704, etcétera . De preferencia, la densidad de energía a la que se expone el agua adentro de la pantalla cilindrica, es de entre 0.01 J/cm2 y 50 J/cm2, por ejemplo, entre 0.5 J/cm2 y 1.5 J/cm2. La duración de impulso de los impulsos de alta intensidad y corta duración de luz policromática es de entre 0.001 milisegundos y 100 milisegundos, por ejemplo, entre 10 nanosegundos y 10 milisegundos, y la velocidad de repetición de impulsos es de entre 1 Hz y 100 Hz para una pantalla cilindrica que tenga una longitud de entre 50 milímetros y 50 milímetros, por ejemplo, de 220 milímetros, y un diámetro de entre 25 milímetros y 250 milímetros, por ejemplo, de 114 milímetros. De preferencia, el reflector emite cuando menos del 50 por ciento al 60 por ciento, por ejemplo, del 70 por ciento al 90 por ciento de su luz en longitudes de onda de entre 170 nanómetros y 2,600 nanómetros. Además, de preferencia cuando menos de entre el 1 por ciento y el 1 por ciento, por ejemplo el 10 por ciento de la densidad de energía de la luz emitida desde el reflector, se concentra el longitudes de onda de entre 200 nanómetros y 320 nanómetros, por ejemplo 260 nanómetros. Haciendo referencia a la Figura 5, se muestra una vista en sección transversal de un sistema de tratamiento de agua 700 hecho de conformidad con otra modalidad de la presente invención. Se muestran el alojamiento cilindrico externo 702, las primera y segunda placas de extremo 706, 710, y los sujetadores de focos 708, 712, la entrada de agua 714, las primera y segunda salidas de agua 716, 718, la pantalla cilindrica 704, el foco de destello 722, y una camisa de cuarzo 726. Excepto como se describe más adelante en la presente, la modalidad de la Figura 5 es sustancialmente igual a la modalidad de la Figura 4. La camisa de cuarzo 726 proporciona una barrera a prueba de agua que separa el espacio adentro de la pantalla cilindrica 704 de un espacio inmediatamente próximo al reflector 726. La configuración permite que el aire o el agua de enfriamiento se circule adentro del espacio inmediatamente próximo al reflector 726 para el propósito de enfriar el reflector 722, o para filtrar espectralmente la luz emitida desde el reflector 722. De una manera conveniente, la modalidad de la Figura 5 puede proporcionar una vida más larga del reflector, un espectro de frecuencia más deseable, y/o una velocidad de repetición de impulsos acortada (debido al mayor enfriamiento del reflector entre los destellos (que lo posible en la modalidad de la Figura 4. Haciendo referencia a la modalidad de la Figura 6, se muestra una vista en sección transversal de un sistema de tratamiento de agua 900 hecho de conformidad con otra modalidad de la presente invención. Se muestran el alojamiento cilindrico interno 702, las primera y segunda placas de extremo 706, 710, y los sujetadores de focos 708, 712, la entrada de agua 714, la pantalla cilindrica 704, el reflector 722, y una camisa de cuarzo 726. Excepto como se describe más adelante en la presente, la modalidad de la Figura 5 es sustancialmente igual a la modalidad de la Figura 4. Las primera y segunda salidas de agua 716, 718 de la Figura 4, son reemplazadas en la modalidad de la Figura 6, con una sola salida truncocónica 902 que pasa a través del costado de la pantalla cilindrica 704, permitiendo de esta manera que la luz desde el reflector 722 se irradie al interior de la salida truncocónica 902. Esta configuración impide que sobrevivan los contaminantes adentro de la salida truncocónica 902, y que contaminen el agua descontaminada a medida que sale del sistema de tratamiento 900. Una manguera de recirculación 904 recibe el agua desde la salida truncocónica 902, cuando no se necesita agua o aire descontaminados, y recicla esta agua a través del sistema de tratamiento de agua 900. Cuando se remueve la manguera de recirculación 904, el agua descontaminada fluye a través de la salida truncocónica, y se puede utilizar como sea necesario. Esta modalidad es particularmente adecuada para uso en laboratorio, en donde se retira el agua desde el sistema de tratamiento de agua 900 periódicamente, y es de una particular preocupación la contaminación del agua después de que sale del sistema de tratamiento de agua 900. Sin embargo, se contemplan numerosos usos de la presente modalidad. Haciendo en seguida referencia a la Figura 7, se muestra una vista en perspectiva de un sistema de tratamiento de aire 800 de conformidad con una modalidad de la presente invención. Se muestran una región de tratamiento 802 de un conducto de aire 804, que incluye una superficie interna reflejante 806, un reflector transversalmente orientado 808, una región de salida con pantalla 810 del conducto de aire 804, y un conducto de extracción 812.

En la operación, se hace fluir el aire hacia adentro de la región de tratamiento 802 del conducto de aire 804, como un resultado de una presión de vacio creada por un ventilador (no mostrado) en el conducto de extracción 812. Se hace fluir el aire adentro de la región de tratamiento 802 del conducto de aire 804 pasando por el reflector 808. Durante su residencia adentro de la región de tratamiento 802, el aire se expone a uno o más impulsos de alta intensidad y corta duración de luz policromática en un amplio espectro, que se emiten desde el reflector 808. De una manera conveniente, la densidad de energía efectiva a la que se expone este aire durante su residencia adentro de la región de tratamiento 802, se incrementa dramáticamente por la presencia de una superficie interna reflectorizada de la región de tratamiento 802, que hace que la luz emitida desde el reflector 808, y que pasa a través del aire adentro de la región de tratamiento, se refleje de regreso hacia el aire adentro de la región de tratamiento. Después de pasar a través de la región de tratamiento 802, el aire pasa hacia las pantallas 814 en la región de salida 810. La región de salida 810 contiene, por ejemplo, tres pantallas 814 que separan la región de salida 810 en cuatro vias de aire distintas. Las pantallas 814 ayudan a garantizar un flujo de aire uniforme a medida que sale el aire por el conducto de aire 804, y más importante, sirven para impedir que la luz emitida desde el reflector 808 salga de la zona de tratamiento 802. Con el objeto de impedir adicionalmente que salga la luz de la región de tratamiento 802, una superficie interna de cada una de las cuatro vías de aire distintas se pinta de negro. Si se desea, una región de entrada a través de la cual fluye el aire antes de llegar a la región de tratamiento 802, también puede contener pantallas como aquellas de la región de salida 810, y estas pantallas se pueden pintar de negro. Las pantallas en la región de entrada (no mostradas) también, como las pantallas de la región de salida 810, impiden que la luz emitida desde el reflector 808 salga de la región de tratamiento. Después de salir del conducto de aire 804 a través de la región de salida 810, el aire tratado es succionado hacia adentro del conducto de extracción 812, en donde se dirige hacia un espacio en donde se desee aire estéril. El conducto de extracción 812 se conecta adecuadamente con el conducto de aire 804, para impedir que el aire no tratado entre al conducto de extracción 812. Haciendo descrito en general la presente invención, ahora se describirán diferentes aspectos de la invención con mayor detalle a manera de los siguientes ejemplos específicos. Estos ejemplos se muestran de una manera cuantitativa y cualitativa, la efectividad de la invención para la descontaminación de fluidos, específicamente agua y aire, mediante la reducción o la eliminación de microorganismos, específicamente protozoarios formadores de quistes y virus, más específicamente ooquistes de Cryptosporidium parvum y poliovirus, y similares. Ejemplo I Se obtienen cinco frascos que contienen 1 mililitro cada uno de 1 x 102/mililitro de suspensión de ooquistes de Cryptosporidium parvum, y cinco frascos que contienen 1 mililitro cada uno de 1 x 102/mililitro de suspensión de ooquistes de Cryptosporidium parvum . Se procesan cuatro frascos de cada concentración de ooquistes como sigue. Un frasco de cada concentración se expone a cada una de las siguientes cantidades de luz policromática de amplio espectro, de muy alta intensidad, en impulsos: 0 destellos, 2 destellos, 5 destellos, y 10 destellos, todos a 1 Joule/cm2. Se recuperan aproximadamente 800 microlitros de cada suspensión original (1000 microlitros), y se transfieren a frascos nuevos (tubos de microcentrifugación siliconizados y etiquetados) . Cada preparación de ooquistes se condensa mediante centrifugación hasta aproximadamente 200 microlitros, y se administra a ratones neonatales en volúmenes de 25 microlitros. Después de aproximadamente una semana ( 6 días), se sacrifican los ratones mediante inhalación de dióxido de carbono. Se remueve un colon terminal (de aproximadamente 1 centímetro) de cada ratón neonatal) , y se coloca en un tubo de microcentrifugación que contiene 400 microlitros de dicromato de potasio al 2.5 por ciento (peso/volumen en agua desionizada) . Se remueve una porción restante del tracto intestinal de cada uno de los ratones neonatales, y se agrupan con los tractos intestinales de los otros ratones neonatales adentro de los grupos de tratamiento respectivos (de acuerdo con el número de destellos de luz administrados a cada muestra) . Las muestras de colon terminal se arremolinan vigorosamente, y los sobrenadantes se procesan sobre gradientes de sacarosa discontinuos para recuperar y aislar los ooquistes. Las muestras se incuban con un anticuerpo monoclonal específico de ooquistes de Cryptosporidium conjugado con isotiocianato de fluoresceína (OW 50-FITC) , y se analizan mediante citometria de flujo. La compuerta lógica identifica los ooquistes que se enumeran en 100 microlitros de cada suspensión de muestra. Este volumen representa aproximadamente 1/12 de volumen de muestra original. Los datos brutos (número de eventos en la compuerta lógica que representa los ooquistes) para cada muestra, junto con las gráficas de citometría de flujo de ejemplo para las muestras positivas y negativas, se incluyen en el Apéndice, en las páginas 3-4 y 1-2, respectivamente. También se incluye un diagrama de barras tridimensional en el Apéndice, en la página 5, que ilustra el número de ooquistes promedio para cada grupo de tratamiento (y un grupo de control no infectado) . Los intestinos agrupados de cada grupo se homogeneizan en dicromato de potasio, y el homogenato se evalúa de una manera similar a la descrita anteriormente para los segmentos de colon terminal. El propósito del ensayo de intestino agrupado es tratar de detectar bajos números de ooquistes en las muestras agrupadas que puedan haberse pasado por alto en las muestras de colon terminal individuales. Los números de ooquistes se presenta para estas muestras en el Apéndice, en la página 6. Como se puede ver, basándose en la información presentada en el Apéndice, no se observa evidencia alguna de infección en las muestras intestinales de ratones inoculados con ooquistes que recibieron cualquier nivel probado de tratamiento de luz policromático de banda amplia, de alta intensidad, en impulsos, mientras que los ratones que recibieron ooquistes de control, exhibieron grandes números de ooquistes en sus muestras intestinales . Estas pruebas demuestran que, inclusive las altas concentraciones de ooquistes de C. parvum pueden hacerse no infecciosas, medidas mediante ensayos de inefectividad en vivo. Ej«ampio II Utilizando una pipeta de 100 microlitros, a partir de 700 microlitros de una solución que contenía aproximadamente 25 x 102 ooquistes de Cryptosporidium, se transfieren aproximadamente 200 mililitros de solución hacia un espacio de 1 milímetro de espesor entre dos discos de cuarzo. Los discos se inclinan suavemente hasta que la solución que contiene los ooquistes de Cryptosporidium se coloca en el centro de los discos. Los discos se colocan sobre un gato de laboratorio, de tal manera que la solución que contiene ooquistes de Cryptosporidium se centra debajo de un foco de destello establecido para aplicar 0.1 Joules/cm2 de densidad de energía medida en la solución que contiene los ooquistes de Cryptosporidium . Se emiten un número de destellos desde el reflector en uncí duración de impulso de 300 microsegundos, y una velocidad de repetición de impulsos de un 1 destello por segundo. Luego se retira la solución que contiene ooquistes de Cryptosporidium de entre los discos de cuarzo, utilizando una pipeta estéril, y se coloca en un frasco estéril etiquetado. También se prepararon suspensiones de control transfiriendo la solución que contenía ooquistes de Cryptosporidium a los discos de cuarzo, y luego moviéndolos al frasco sin tratamiento utilizando luz en impulsos. Se preparan suspensiones de control para dilución, produciendo 106, 105, y 104 ooquistes de Cryptosporidium parvum por mililitro, por ejemplo, se diluye una alícuota de 50 microlitros de la suspensión de control en 450 microlitros de solución regulada con fosfato de grado de cultivo de tejido (T-PBS), produciendo una dilución de 1/10. Las suspensiones de ooquistes de Cryptosporidium parvum de control y tratados, se titulan para suspender los ooquistes, y se dosifican en cultivos de cuatro días de células de Riñon Canino Maden-Darby (MDCK) (en ultracultivo) . Cada suspensión de ooquistes se dosifica en un volumen de 100 microlitros en cámaras duplicadas (dos por tratamiento). Las suspensiones de ooquistes se almacenan a 4°C. Los cultivos de 4 días se incuban a 37°C (5 por ciento de C02) . Cada cámara se lava a las tres horas Pl con T-PBS, y se reemplaza el medio de cultivo fresco. Nuevamente se reemplaza el medio de cultivo fresco a las 24 horas Pl . A las 48 horas Pl, las cámaras se lavan con T-PBS tres veces, y se fijan con una solución de Bouings durante aproximadamente 1 hora (2.0 mililitros por cavidad de la cámara) . La solución de Bouing se decolora mediante cinco lavados sucesivos con etanol al 60 por ciento durante el transcurso de 1 hora. Las cámaras se lavan con T-PBS, y el T-PBS es reemplazado con solución reguladora con fosfato/albúmina de suero bovino (PBS/BSA), y se incuban durante 30 minutos. El PBS/BSA es reemplazado con una solución de anticuerpos monoclonales etiquetados con fluorocromo (C3C3-CyC, dilución a 1/500, 300 microlitros por cámara). Las cámaras se incuban entonces durante 90 minutos a la temperatura ambiente en la oscuridad, sobre una plataforma oscilatorio. Luego se lavan las cámaras tres veces con T-PBS. El T-PBS se aspira, y se agregan dos gotas de poli-alcohol vinilico/agente contra el sofocamiento (PVA II /DABCO) (el agente contra el sofocamiento es 1,4-diazabiciclo- [2.2.2] octano de Sigma Chemical Company) a cada cámara. Se montan los cubreobjetos (de 18 milímetros cuadrados) teniendo cuidado de no atrapar burbujas de aire debajo de los mismos. Se aspira el exceso de T-PBS o PCA I I /DABCO. Luego se califica microscópicamente el desarrollo de parásitos por cada dilución y tratamiento con desinfectante. Las preparaciones de control y de ooquistes tratados se titulan y se dosifican en tubos de microcentrifugación (100 microlitros por tubo) . Se agrega un volumen igual de medio base de DMEM complementado con NaT al 1.5 por ciento, y los tubos se incuban a 37°C durante 45 minutos. Se tiene acceso a la exquistación mediante la preparación de montajes húmedos y la exploración de las placas para tres esporocitos, y las paredes de ooquistes vacias y parcialmente vacías . Como se puede ver, basándose en la información presentada en la siguiente Tabla 1, los resultados del cultivo in vi tro demuestran que todos los niveles de tratamiento, con la excepción de un solo destello en 0.11 Joules/cm2, inactivaron efectivamente los ooquistes, o redujeron la inefectividad hasta un nivel menor de aproximadamente 100 ooquistes, que es el limite de detección para los resultados presentados.

Tabla 1 Estos resultados indican que la inefectividad de los ooquistes se redujo por 3 y 5 ciclos de registro o más con dos destellos de 0.11 Joules/cm2, o alternativamente, un destello de 0.22 Joules/cm2 como tratamiento mínimo. Aunque con 0.11 Joules/cm2 y 0.22 Joules/cm2, con tratamientos de uno o dos destellos, se indican cuando menos unos cuantos esporocitos con ooquistes exquistados, como se indica en la siguiente Tabla 2, se puede ver, basándose en los resultados presentados, que los esporocitos liberados del tratamiento de dos destellos con 0.11 Joules/cm2 o mayor, hace que los ooquistes sean incapaces de infectar y/o crecer en las monocapas de las célula anfitriona.

Tabla 2 Ejemplo III Se construye un aparato experimental de una estructura similar a la modalidad mostrada en la Figura 7, con la adición de un rociador ultrasónico que introduce un rocío que contiene esporas de Bacillus pumilus en el aire a medida que pasa hacia el conducto de aire, y con la adición de una placa de recolección colocada entre el conducto de aire y el conducto de extracción, para recolectar las esporas de Bacill us pumil us después del tratamiento. El reflector se destella a una velocidad de repetición de impulsos de aproximadamente 2.5 o de aproximadamente 5.0 destellos por segundo. Aproximadamente 1 segundo después de que se comience el destello del reflector, el rociador ultrasónico rocia 180 microlitros (o 160 microlitros, en el caso de la velocidad de repetición de impulsos de 5.0 destellos por segundo) de esporas hacia el aire que pasa hacia adentro del conducto. Después de rociar las esporas, se destella el reflector durante 20 segundos adicionales, asegurándose de que el conducto de aire esté exento de esporas antes de dejar de destellar el reflector. El aire, que tiene una velocidad de linea central de 0.5 metros por segundo, lleva las esporas a través de la región de tratamiento, pasando por el reflector, y hacia la región de salida. Al salir del conducto de aire, las esporas son llevadas sobre la placa de recolección localizada entre el conducto de aire y el conducto de extracción. En cada conjunto de experimentos, se conducen varias pasadas durante las cuales el rociador ultrasónico rocía esporas en la corriente de aire, pero no se destella el reflector, para proporcionar una medición de línea base de desactivación de las esporas. El resultado de un conjunto de experimentos conducidos de acuerdo con la metodología, se presenta en la Tabla 3.

Tabla 3 Ejemplo IV Inicialmente se establecen gatos de laboratorio para un nivel de fluencia de 0.8 Joules/cm2 (que resulta de una distancia de 120 milímetros entre una ventana de cuarzo y una fuente de luz de reflector hacia un disco de cuarzo inferior) . Se agita vigorosamente un frasco de poliovirus. Utilizando una pipeta de 100 microlitros, se transfiere una muestra de 150 microlitros del poliovirus desde el frasco hasta un espacio de 1 milímetro entre un par de discos de cuarzo. El par de discos se inclina suavemente hasta que se coloca la muestra de 150 microlitros cerca del centro de los discos. Luego se colocan los discos sobre el gato de laboratorio. Para una muestra de control no tratada, se remueven los discos del gato de laboratorio, y se retira la muestra de 150 microlitros, y se coloca en un frasco estéril. Para las muestras adicionales, se aplican dos destellos a 0.8 Joules/cm2 a la muestra de 150 microlitros. Las otras muestras se tratan con dos destellos a 0.6 Joules/cm2, 0.4 Joules/cm2, y 0.2 Joules/cm2, ajustando los gatos de laboratorio. Las muestras tratadas se retiran respectivamente, y se colocan en frascos estériles. Luego se cuantifican las suspensiones de poliovirus utilizando ensayos de titulación de placa de cultivo de tejido. La Tabla IV presenta los resultados de los ensayos de virus . TABLA 4 Por consiguiente, los ejemplos anteriores demuestran la efectividad de los métodos descritos en la presente para desactivar microorganismos, tales como protozoarios formadores de quistes, específicamente Cryptosporidium parvum, en fluidos tales como agua y aire, y tales como virus, específicamente poliovirus. Aunque la invención dada a conocer en la presente se ha descrito por medio de modalidades específicas y aplicaciones de las mismas, los expertos en este campo podrían hacer numerosas modificaciones y variaciones sin apartarse del alcance de la invención, como se estipula en las reivindicaciones.

GRÁFICA NEGATIVA DE CITOMETRÍA DE FLUJO (MUESTRA TRATADA) GRÁFICA POSITIVA DE CITOMETRÍA DE FLUJO (MUESTRA NO TRATADA) DATOS CRUDOS (P 1 DE 2) NÚMERO DE EVENTOS EN LA COMPUERTA LÓGICA QUE REPRESENTA OOQUISTES DE CRYPTOSPORIDIUM PARVUM (NO EN CAVIDAD) CUANTIFIC?CIÓN DE OOQUISTES FECALES DE RATÓN BALB C POR CITOMETRÍA DE FLUJO (PUREBRIGIIT) APÉNDICE - 3 HOJA SUSTITUIDA (REGLA 26) DATOS CRUDOS (P 2 DE 2) NÚMERO DE EVENTOS EN LA COMPUERTA LÓGICA QUE REPRESENTA OOQUISTES DE CRYPTOSPORIDIUM PARVUM (NO EN CAVIDAD) APÉNDICE - 4 HOJA SUSTITUIDA (REGLA 26) APÉNDICE - 5 HOJA SUSTITUIDA (REGLA 26) CUANT1FICACIÓN DE OO UISTES FECALES DE RATÓN BALB/c POR C1TOMETRÍA DE FLUJO (PUREBRIGHT) DATOS CRUDOS (P 1 DE 1) NÚMERO DE EVENTOS EN LA COMPUERTA LÓGICA QUE REPRESENTA OOQUISTES DE CRYPTOSPORIDIUM PARVUM (MUESTRA EN CAVIDAD) APÉNDICE - 6 HOJA SUSTITUIDA (REGLA 26)

Claims (45)

1. REIVINDICACIONES 1. Un método de desactivar un virus, que comprende: iluminar el virus usando al menos un pulso de corta duración, alta intensidad de luz policromática de amplio espectro.
2. 2. El método de la reivindicación 1, donde dicha iluminación comprende: iluminar dicho virus usando dicho al menos un pulso de corta duración, alta intensidad de luz policromática de amplio espectro teniendo una intensidad de al menos 0.1 J/cm2.
3. 3. El método de la reivindicación 2, donde dicha iluminación incluye: iluminar dicho virus usando dicho al menos un pulso de corta duración, alta intensidad de luz policromática de amplio espectro, teniendo una duración de pulso de entre alrededor de 10 nanosegundos y 10 milisegundos.
4. 4. El método de la reivindicación 3, donde dicha iluminación incluye: iluminar dicho virus usando dicho al menos un pulso de corta duración, alta intensidad de luz policromática de amplio espectro, dicho pulso teniendo al menos 50% de su energía transmitida en luz teniendo una longitud de onda de entre alrededor de 170 y 2,600 nanómetros.
5. 5. El método de la reivindicación 1, donde dicha iluminación incluye: iluminar poliovirus usando al menos un pulso de corta duración, alta intensidad de luz policromática de amplio espectro.
6. 6. Un método de descontaminar aire conteniendo microorganismos, que comprende: iluminar los microorganismos contenidos en el aire usando al menos un pulso de corta duración, alta intensidad de luz policromática de amplio espectro.
7. 7. El método de la reivindicación 6, donde dicha iluminación incluye: iluminar dicho aire usando dicha al menos un pulso de corta duración, alta intensidad de luz policromática de amplio espectro, teniendo una intensidad de al menos 0.1 J/cm2.
8. 8. El método de la reivindicación 7, donde dicha iluminación incluye: iluminar dicho aire usando dicho al menos un pulso de corta duración, alta intensidad de luz policromática de amplio espectro, teniendo una duración de pulso de entre alrededor de 10 nanosegundos y 10 milisegundos.
9. 9. El método de la reivindicación 8, donde dicha iluminación incluye: iluminar dicho aire usando dicho al menos un pulso de corta duración, alta intensidad de luz policromática de amplio espectro, dicho pulso teniendo al menos 50% de su energía transmitida en luz teniendo una longitud de onda de entre alrede- dor de 170 y 2,600 nanómetros.
10. 10. El método de la reivindicación 6, donde dicha iluminación incluye: iluminar una pluralidad de esporas de Ba ci l l us pumi l us en dicho aire usando dicho al menos un pulso de corta duración, alta intensidad de luz policromática de amplio espectro.
11. 11. El método de la reivindicación 6, comprendiendo además : hacer fluir dicho aire hacia una zona de tratamiento; dicha iluminación de dicho aire incluyendo iluminar dicho aire dentro de la zona de tratamiento usando dicho al menos un pulso de corta duración, alta intensidad de luz policromática de amplio espectro.
12. 12. El método de la reivindicación 11, comprendiendo además: hacer fluir dicho aire, que ha sido iluminado, fuera de dicha zona de tratamiento.
13. 13. El método de la reivindicación 12, donde dicho hacer fluir dicho aire hacia dicha zona de tratamiento incluye hacer fluir continuamente dicho aire hacia dicha zona de tratamiento, y donde dicho hacer fluir dicho aire fuera de dicha zona de tratamiento incluye hacer fluir continuamente dicho aire fuera de dicha zona de tratamiento.
14. 14. El método de la reivindicación 13, donde el método comprende adicionalmente: repetir dicha iluminación a una tasa de repetición de centelleo suficientemente elevada tal que todo el aire mencionado sea iluminado al menos una vez al pasar a través de dicha zona de tratamiento .
15. 15. El método de la reivindicación 14, donde dicha iluminación incluye: iluminar dicho aire usando al menos un pulso de corta duración, alta intensidad de luz policromática de amplio espectro, teniendo una intensidad de al menos 0.1 J/cm2.
16. 16. El método de la reivindicación 15, donde dicha iluminación incluye: iluminar dicho aire usando al menos un pulso de corta duración, de alta intensidad de luz policromática de amplio espectro, teniendo una duración de pulso de entre alrededor de 10 nanosegundos y 10 milisegundos.
17. 17. El método de la reivindicación 16, donde dicha iluminación incluye: iluminar dicho aire usando al menos un pulso de corta duración, alta intensidad de luz policromática de amplio espec-tro, dicho pulso teniendo al menos 50% de su energía transmitida en luz teniendo una longitud de onda de entre alrededor de 170 y 2,600 nanómetros.
18. 18. El método de la reivindicación 17, donde dicha iluminación incluye: iluminar una pluralidad de esporas de Bacillus pumil us en el aire usando dicho al menos un pulso de corta duración, alta intensidad de luz policromática de amplio espectro.
19. 19. Un método de desactivar protozoarios, que comprende: iluminar los protozoarios usando al menos un pulso de corta duración, alta intensidad de luz policromática de amplio espectro .
20. 20. El método de la reivindicación 19, donde dicha iluminación incluye: iluminar dichos protozoarios usando dicho al menos un pulso de corta duración, alta intensidad de luz policromática de amplio espectro teniendo una intensidad de al menos 0.1 J/cm2.
21. 21. El método de la reivindicación 20, donde dicha iluminación incluye: iluminar dichos protozoarios usando dicho al menos un pulso de corta duración, alta intensidad de luz policromática de amplio espectro, teniendo una duración de pulso de entre alrededor de 10 nanosegundos y 10 milisegundos.
22. 22. El método de la reivindicación 21, donde dicha iluminación incluye: iluminar dichos protozoarios usando dicho al menos un pulso de corta duración, alta intensidad de luz policromática de amplio espectro, dicho pulso teniendo al menos 50% de su energía transmitida en luz teniendo una longitud de onda de entre alrede-dor de 170 y 2,600 nanómetros.
23. 23. El método de la reivindicación 19, donde dicha iluminación incluye: iluminar una pluralidad de ooquistes de Crysptospori -díum parvum usando al menos un pulso de corta duración, alta intensidad de luz policromática de amplio espectro.
24. 24. Un método de descontaminar agua conteniendo protozoarios que forman quistes, que comprende: iluminar el agua usando al menos un pulso de corta duración, alta intensidad de luz policromática de amplio espectro.
25. 25. El método de la reivindicación 24, donde dicha iluminación incluye: iluminar dicha agua usando dicho al menos un pulso de alta intensidad, corta duración de luz policromática de amplio espectro, teniendo una intensidad de al menos 0.1 J/cm2.
26. 26. El método de la reivindicación 25, donde dicha iluminación incluye: iluminar dicha agua usando dicho al menos un pulso de corta duración, alta intensidad de luz policromática de amplio espectro, teniendo una duración de pulso de entre alrededor de 10 nanosegundos y 10 milisegundos.
27. 27. El método de la reivindicación 26, donde dicha iluminación incluye: iluminar dicha agua usando dicho al menos un pulso de corta duración, alta intensidad de luz policromática de amplio espectro, dicho pulso teniendo al menos 50% de su energía transmitida en luz teniendo una longitud de onda de entre alrededor de 170 y 2,600 nanómetros.
28. 28. El método de la reivindicación 24, donde dicha iluminación incluye: iluminar una pluralidad de ooquistes de Cryptosporidum parvum en dicha agua usando dicho al menos un pulso de corta duración, alta intensidad de luz policromática de amplio espectro.
29. 29. El método de la reivindicación 24, comprendiendo además : hacer fluir dicha agua hacia una zona de tratamiento; dicha iluminación de dicha agua incluyendo iluminar dicha agua dentro de la zona de tratamiento usando dicho al menos un pulso de corta duración, alta intensidad de luz policromática de amplio espectro.
30. 30. El método de la reivindicación 29, comprendiendo además : hacer fluir dicha agua, que ha sido iluminada, fuera de dicha zona de tratamiento.
31. 31. El método de la reivindicación 30, donde dicho hacer fluir dicha agua hacia dicha zona de tratamiento incluye hacer fluir continuamente dicha agua hacia dicha zona de tratamiento, y donde dicho hacer fluir dicha agua hacia afuera de dicha zona de tratamiento incluye hacer fluir continuamente dicha agua fuera de dicha zona de tratamiento.
32. 32. El método de la reivindicación 31, comprendiendo además : repetir dicha iluminación a una tasa de repetición de centelleo suficientemente elevada tal que toda el agua mencionada sea iluminada al menos una vez al pasar a través de dicha zona de tratamiento .
33. 33. El método de la reivindicación 32, donde dicha iluminación incluye: iluminar dicha agua usando al menos un pulso de corta duración, alta intensidad de luz policromática de amplio espectro, teniendo una intensidad de al menos 0.1 J/cm2.
34. 34. El método de la reivindicación 33, donde dicha iluminación incluye: iluminar dicha agua usando al menos un pulso de corta duración, alta intensidad de luz policromática de amplio espectro, teniendo una duración de pulso de entre alrededor de 10 nanosegundos y 10 milisegundos.
35. 35. El método de la reivindicación 34, donde dicha iluminación incluye: iluminar dicha agua usando al menos un pulso de corta duración, alta intensidad de luz policromática de amplio espectro, dicho pulso teniendo al menos 50% de su energía transmitida en luz teniendo una longitud de onda de entre alrededor de 170 y 2,600 nanómetros.
36. 36. El método de la reivindicación 35, donde dicha iluminación incluye: iluminar una pluralidad de ooquistes de Cryptosporidium parvum en el agua usando dicho al menos un pulso de corta duración, alta intensidad de luz policromática de amplio espectro.
37. 37. Un sistema para desactivar microorganismos en agua, que comprende: un alojamiento a prueba de agua; una compuerta de entrada del alojamiento a prueba de agua; una compuerta de salida del alojamiento a prueba de agua; una fuente de luz tubular colocada dentro del alojamiento a prueba de agua; y un deflector tubular colocado dentro del alojamiento a prueba de agua para dirigir un flujo sustancialmente uniforme de agua en una dirección sustancialmente paralela a la fuente de luz .
38. 38. El sistema de la reivindicación 37, donde: dicho deflector tubular tiene extremos primero y segundo; y dicha compuerta de entrada y dicha compuerta de salida están colocadas próximas al primer extremo del deflector tubular.
39. 39. El sistema de la reivindicación 38, donde: dicho deflector tubular dirige dicha agua desde dicha compuerta de entrada en una dirección sustancialmente antiparalela a dicha fuente de luz, y dirige dicha agua a dicha compuerta de salida en una dirección sustancialmente paralela a dicha fuente de luz.
40. 40. El sistema de la reivindicación 39, donde: dicha compuerta de entrada está colocada para hacer fluir agua hacia dicho alojamiento tubular desde el exterior de dicho deflector tubular; y dicha compuerta de salida está colocada para retirar agua desde dicho alojamiento tubular desde el interior de dicho deflector tubular, dicha agua fluyendo alrededor de dicho segundo extremo de dicho deflector tubular.
41. 41. El sistema de la reivindicación 37, donde: dicha fuente de luz está colocada sustancialmente a lo largo de un eje central de dicho deflector tubular.
42. 42. El sistema de la reivindicación 41, donde: dicho deflector tubular es sustancialmente cilindrico.
43. 43. El sistema de la reivindicación 41, donde: dicho alojamiento tubular es sustancialmente cilindri-co.
44. 44. El sistema de la reivindicación 37, donde dicha compuerta de entrada está orientada para exponer una superficie interior de la misma a luz emitida de la fuente de luz.
45. 45. El sistema de la reivindicación 44, donde dicha compuerta de salida incluye una superficie interna frusto-cónica .