Más eficiente para superficies limpiadas de manera óptima

Principio de la limpieza con chorro de nieve (Fuente de la imagen: acp)

Uno de los elementos clave del sistema de limpieza quattroClean es una boquilla de doble anillo de ultrasonidos. El dióxido de carbono líquido pasa a través de la boquilla y se expande al salir, formando una mezcla de nieve y gas. (Fuente de la imagen: acp)

Sonda de acero inoxidable 1.4441 después de la limpieza básica (Fuente de la imagen: NMI)

La prueba después de la limpieza con el sistema de limpieza con chorro de nieve acp. (Fuente de la imagen: NMI)

La combinación de limpieza química húmeda y chorro de nieve con CO₂ ofrece los mejores resultados. (Fuente de la imagen: NMI)

Prueba tras la limpieza química en húmedo (Fuente de la imagen: NMI)

La selección de la técnica de limpieza óptima aporta una contribución importante a la calidad y rentabilidad en la fabricación de productos médico-tecnológicos. Con la limpieza por chorro de nieve quattroClean, también en productos con geometrías muy complejas, se puede lograr una alta limpieza. Esto ha sido demostrado por un estudio realizado en el Instituto de Ciencias Naturales y Medicina (NMI) de la Universidad de Tübingen sobre el uso de procedimientos innovadores de limpieza.

Los residuos de la fabricación representan un riesgo en el uso de numerosos productos médico-tecnológicos, como instrumentos, implantes, conjuntos para cirugía mínimamente invasiva y procedimientos quirúrgicos tradicionales. Contaminantes relacionados con la producción, como medios de procesamiento, agentes separadores, partículas y rebabas, deben eliminarse de manera fiable. En la limpieza final de los productos, se debe lograr una alta limpieza de partículas y películas, así como compatibilidad biológica. Al mismo tiempo, el proceso de limpieza no debe afectar las superficies ni las propiedades de los productos. Especialmente en piezas con geometrías complejas y contornos difíciles, como perforaciones en saco y entalladuras, la limpieza química húmeda clásica con medios húmedos a menudo encuentra límites. Esto generalmente se debe a una insuficiente aspersión de las superficies del material en estas áreas. Esto puede conducir tanto a una limpieza insuficiente de las superficies como a un transporte dificultoso de las contaminaciones eliminadas. Otro aspecto es que, después de la limpieza, se realizan otros pasos del proceso, como recubrimientos. De esto surge la necesidad de procedimientos de limpieza innovadores que, como la limpieza por chorro de nieve quattroClean de acp – advanced clean production GmbH, permitan mejorar la calidad de limpieza.

Estudio para la validación del procedimiento de limpieza

El Instituto de Ciencias Naturales y Medicina (NMI) de la Universidad de Tübingen llevó a cabo, en el marco de un proyecto conjunto, investigaciones sobre la aplicabilidad, rendimiento y idoneidad de procedimientos innovadores de limpieza como la limpieza por plasma y por chorro de nieve con CO2. Además, se presentó un procedimiento químico húmedo validable para la tecnología médica, con vistas a una posible integración de estas tecnologías de limpieza en un proceso de limpieza existente. Los participantes del proyecto provenían de los ámbitos de productos médicos y procedimientos de limpieza, entre ellos acp.

La eficiencia de limpieza se determinó mediante la comparación del estado de pureza de muestras contaminadas definidas antes y después de la limpieza. Para ello, se estudiaron diferentes conjuntos con geometrías difíciles de limpiar (perforación en saco, entalladuras, perforación en canal con una relación de longitud/diámetro grande, perforación en saco con entalladura y perforación en saco con entalladura y rosca) hechas de acero inoxidable y titanio, con diferentes estructuras de superficie, así como PEEK. Tras la fabricación de las muestras, se realizó primero una caracterización del material, una limpieza básica y otra caracterización del material. Para ello, se utilizaron espectroscopía de fotoelectrones por rayos X (XPS), microscopía óptica (MO) y microscopía electrónica de barrido (MEB). Luego, las muestras fueron contaminadas de manera definida con partículas y películas, limpiadas químicamente en húmedo y caracterizadas desde el punto de vista del material. Posteriormente, se realizó la limpieza con plasma o con tecnología de chorro de nieve con CO2. Además, las muestras fueron limpiadas solo con plasma y con dióxido de carbono. La evaluación final en cuanto a limpieza, bajo contenido de partículas, citotoxicidad mediante prueba BCA y funcionalidad (estructuras superficiales) mostró que, mediante la combinación de limpieza química húmeda y limpieza posterior con chorro de nieve con CO2 utilizando el sistema quattroClean, se lograron los mejores valores de limpieza en todas las muestras metálicas.

Por lo tanto, el procedimiento es adecuado para limpiar de manera específica contornos difíciles o áreas funcionales en un proceso posterior a la limpieza química húmeda en flujo de una sola pieza. Esto permite aumentar la producción de la planta de limpieza y, por tanto, su rentabilidad.

Limpiar de forma seca, sin residuos y delicadamente

El medio del sistema de chorro de nieve es dióxido de carbono líquido. Se produce como subproducto en procesos químicos, así como en la producción de biogás, y se prepara para la limpieza a partir de botellas o tanques. La buena capacidad de limpieza del procedimiento resulta del modo de acción especial del sistema de limpieza patentado quattroClean. Uno de sus elementos principales es una boquilla ultrasónica de doble componente. El dióxido de carbono líquido pasa a través de la boquilla y se relaja al salir, formando una mezcla de nieve y gas. Este chorro principal recibe aire comprimido como envoltura, que acelera los cristales de nieve de CO2, inofensivos e incombustibles, a velocidad ultrasónica. La baja dureza de la nieve de dióxido de carbono fina también asegura que componentes sensibles y estructuras delicadas se limpien de manera suave con respecto a la superficie.

Al impactar el chorro de nieve enfocado en la superficie a limpiar, se producen cuatro efectos.

Efecto térmico

El medio de chorro, a aproximadamente -78,5 °C, enfría de forma súbita la capa superior de la superficie, lo que provoca la eliminación de la suciedad. Las diferentes coeficientes de expansión térmica del material y la contaminación favorecen este mecanismo de acción. Gracias a la baja temperatura del proceso, la limpieza con chorro de nieve de CO2 también tiene un efecto bacteriostático y ayuda a reducir los gérmenes en las superficies.

Efecto mecánico

El efecto mecánico provoca la separación de las partículas de suciedad del sustrato. La energía cinética del dióxido de carbono y del chorro de aire comprimido ayuda a expulsar las partículas de suciedad desprendidas.

Efecto del disolvente

Al pasar de la fase sólida a la gaseosa, el dióxido de carbono actúa como disolvente y elimina contaminantes orgánicos.

Efecto de sublimación

Este efecto refuerza los anteriores mediante una onda de presión provocada por la expansión volumétrica durante el paso de sólido a gaseoso.

Como el dióxido de carbono se sublima completamente a presión ambiente, no quedan residuos de productos de limpieza ni residuos secundarios, y la pieza a limpiar queda inmediatamente seca.

Procedimiento flexible con amplio espectro de aplicaciones

Ya que con la limpieza por chorro de nieve quattroClean se pueden eliminar de manera segura y reproducible contaminantes particulados y filmados (incluidos silicona) de casi todos los materiales, ofrece un amplio espectro de aplicaciones en tecnología médica. Y no solo para la limpieza de instrumentos e implantes, sino también en componentes mecatrónicos. Por ejemplo, el procedimiento permite la limpieza selectiva de superficies de contacto y unión, áreas de adhesión o zonas de soldadura antes y después de soldar. Dado que la limpieza se realiza en seco, también puede aplicarse a componentes y conjuntos conductores de electricidad, así como a piezas de plástico. Los parámetros del proceso, como la intensidad del chorro y la duración, pueden ajustarse exactamente a cada aplicación, propiedades del material y contaminación a eliminar, y guardarse como receta en el sistema de control.

Al mismo tiempo, su fácil automatización facilita su integración en líneas de producción. Esto se ve favorecido por su bajo espacio requerido: una unidad de chorro de nieve quattroClean de acp puede colocarse en una superficie de aproximadamente 20 x 20 cm, incluyendo un sistema de extracción para la suciedad eliminada. Los sistemas en versión para salas limpias pueden realizarse según la tarea, con un sistema de sala limpia local (MENV) y una extracción especialmente adaptada.