Instrumentos de medição resistentes aos efeitos corrosivos do H2O2

Controlo da humidade e da temperatura em "processos industriais de peróxido de hidrogénio (H2O2)"

O peróxido de hidrogénio (H2O2) é um produto químico versátil amplamente utilizado em várias indústrias devido às suas fortes propriedades de oxidação e desinfecção. As principais aplicações incluem o branqueamento, o tratamento de água e de águas residuais, a produção de pasta de papel e de papel, a síntese química e a descontaminação de materiais de risco biológico. O H2O2 provou ser uma alternativa eficaz e segura aos produtos químicos comumente usados, como alvejantes à base de cloro, com o benefício de menos riscos ambientais e pessoais de subprodutos nocivos quando decompostos.

Processos de descontaminação e esterilização de material de risco biológico

Neste blogue, vamos concentrar-nos no controlo da humidade e da temperatura nos processos de biodescontaminação e esterilização, que é o processo de reduzir ou eliminar a presença de microrganismos num determinado ambiente ou superfície, utilizando peróxido de hidrogénio. Este processo é normalmente efectuado em incubadoras, isoladores, laboratórios e dispositivos de diagnóstico médico. Iremos descrever o processo e as diferentes fases envolvidas na descontaminação e como podemos fornecer uma solução estável para medir a eficácia do processo de descontaminação!

Na biodescontaminação, o peróxido de hidrogénio pode ser utilizado em várias formas, como vapor, líquido ou gás, dependendo do tipo de microrganismos visados. Uma das vantagens é a sua capacidade de matar uma vasta gama de microrganismos de forma rápida e eficaz, incluindo bactérias, vírus, esporos, fungos e materiais de risco biológico, como sangue, fluidos corporais e outras matérias orgânicas que possam estar contaminadas com agentes patogénicos. Funciona através da decomposição em água e oxigénio, produzindo radicais livres que danificam fatalmente as membranas celulares, o ADN e outros componentes celulares de todos os microorganismos.

Peróxido de hidrogénio vaporizado (VHP)

Um dos métodos mais populares de utilização do peróxido de hidrogénio para a bio-descontaminação é através de um processo chamado esterilização por peróxido de hidrogénio vaporizado (VHP). Este processo envolve a geração de uma fina névoa de vapor de peróxido de hidrogénio, que é depois circulada por toda a área a ser descontaminada. O vapor de peróxido de hidrogénio penetra em todas as superfícies e mata os microrganismos presentes.

Quando o H2O2 é utilizado como descontaminante vaporizado, os principais subprodutos que podem ser produzidos incluem água (H2O) e oxigénio (O2). Em teoria, estes subprodutos não são tóxicos e não representam um risco significativo para a saúde humana ou para o ambiente:

No entanto, em alguns casos, podem formar-se outros subprodutos menores, como radicais hidroxilo (OH) ou ácido peracético (PAA), dependendo da concentração de H2O2 utilizada e das condições ambientais. Estes subprodutos são também relativamente inofensivos nas baixas concentrações normalmente utilizadas para a descontaminação. No entanto, é essencial ventilar e monitorizar adequadamente o processo de descontaminação para garantir que qualquer subproduto seja mantido em níveis seguros.

Decomposição do VHP

O peróxido de hidrogénio pode decompor-se ou desintegrar-se a diferentes temperaturas, dependendo de vários factores, como a concentração da solução, a presença de catalisadores ou estabilizadores e a duração da exposição ao calor. Em geral, a taxa de decomposição do H2O2 aumenta com o aumento da temperatura.

À temperatura ambiente, o peróxido de hidrogénio puro pode decompor-se muito lentamente ao longo do tempo, com uma meia-vida de cerca de um ano a 20 °C. No entanto, a temperaturas mais elevadas, a taxa de decomposição aumenta significativamente. Por exemplo, a 50 °C, a meia-vida de uma solução de peróxido de hidrogénio a 30% é de cerca de 60 horas!

Se o peróxido de hidrogénio for aquecido rapidamente a uma temperatura elevada, pode decompor-se de forma explosiva. Por exemplo, se for aquecido até ao seu ponto de ebulição (150,2 °C) num recipiente selado, pode rapidamente acumular pressão e explodir.

Por conseguinte, o peróxido de hidrogénio pode decompor-se de forma explosiva.

Por conseguinte, é importante manusear o peróxido de hidrogénio com cuidado e seguir os procedimentos de segurança adequados ao aquecê-lo ou armazená-lo e controlar os níveis de humidade e temperatura.

As 4 fases de um ciclo de descontaminação de PVH

O processo de descontaminação pode ser dividido em três fases, a fase de preparação, a fase de descontaminação e a fase de verificação:

1. Pré-condicionamento
A área ou o material a descontaminar é preparado através do controlo da temperatura, da humidade relativa e da qualidade do ar. Esta fase assegura que a concentração ideal de peróxido de hidrogénio é atingida para uma descontaminação eficaz.

2. Desumidificação
Fase de difusão - O H2O2 é introduzido na área ou no material a ser contaminado. Isto pode ser feito usando vapor ou H2O2 aerossolizado. A respectiva concentração e duração da fase de descontaminação depende do tipo e quantidade de contaminantes presentes e da dimensão e complexidade da área ou material a ser descontaminado.

3. Injecção: Descontaminação
Fase de difusão - O H2O2 é introduzido na área ou no material a ser contaminado. Isto pode ser feito usando vapor ou H2O2 aerossolizado. A respectiva concentração e duração da fase de descontaminação depende do tipo e quantidade de contaminantes presentes e do tamanho e complexidade da área ou material a ser descontaminado.

4. Pós-condicionamento
A área ou o material é agora ventilado ou o H2O2 catalisado para reduzir a concentração de peróxido de hidrogénio para níveis seguros. Isto é conseguido principalmente através da introdução de ar fresco, utilizando filtros de ar ou catalisando o H2O2. A duração desta fase depende da concentração de peróxido de hidrogénio introduzida e do processo para condicionar o ar de volta a níveis seguros.

Validação da eficácia do processo de descontaminação

Se um processo for altamente repetível e controlado de perto, é possível avaliar o sucesso de um ciclo de descontaminação com H2O2 utilizando medições específicas da humidade e da temperatura. Isto porque a injecção de H2O2 com H2O2 vaporizado afecta a humidade e a temperatura de uma sala. Uma medição precisa desses parâmetros antes e depois do ciclo de descontaminação pode ajudar a determinar se o nível desejado foi alcançado.

Muitas vezes, os processos também medem directamente a concentração de H2O2 no ar, utilizando um dispositivo de medição de H2O2 adequado. No entanto, é essencial notar que medir a concentração de H2O2 no ar pode não ser suficiente para avaliar o sucesso de um processo de H2O2, pois pode haver outros fatores que influenciam o sucesso, como o tamanho da sala, a duração da esterilização e a concentração de H2O2 usada.

Monitorização da humidade e da temperatura

É importante medir a humidade e a temperatura porque o peróxido de hidrogénio é um produto químico reactivo que se pode decompor ou degradar em determinadas condições. As temperaturas e a humidade elevadas podem acelerar a decomposição do peróxido de hidrogénio, conduzindo a uma perda de potência e eficácia. Além disso, o peróxido de hidrogénio pode reagir com outras substâncias, como os metais. Na presença de humidade, leva à formação de subprodutos que podem ser prejudiciais.

Portanto, é crucial controlar a temperatura e a humidade no armazenamento e manuseamento do peróxido de hidrogénio para garantir a sua estabilidade e eficácia. Os desumidificadores ou os aparelhos de ar condicionado podem controlar a humidade, e a temperatura pode ser controlada por sistemas de refrigeração ou aquecimento. A monitorização regular dos níveis de temperatura e humidade pode ajudar a evitar a degeneração do peróxido de hidrogénio e garantir a qualidade e segurança do nível de descontaminação.

Sensor de humidade Rotronic em ambiente H2O2

O peróxido de hidrogénio pode potencialmente degradar ou quebrar materiais sensíveis, como o polímero utilizado no sensor de humidade, e pode afectar a precisão e a vida útil do sensor e da electrónica.

A PST oferece um sensor especial mais resistente ao H2O2, devido à sua gaiola de protecção adicional: o Rotronic HYGROMER® HH-1-SK. Este sensor tem sido comprovado ao longo de 10 anos de trabalho em condições exactamente como as descritas acima. Alguns dos maiores fornecedores de equipamento de descontaminação de H2O2 estabeleceram uma parceria com a PST e confiam na nossa tecnologia de sensores para garantir que as suas soluções funcionam eficazmente sem falhas.

Como nota final, é importante lembrar que deve ser feita uma selecção cuidadosa dos sensores de humidade para os laboratórios, salas de isolamento e caixas de luvas que são rotineiramente esterilizados com H2O2. Embora talvez não estejam envolvidos no processo de esterilização, estes sensores de controlo ou monitorização continuarão a ser utilizados. Se os seus sensores não forem concebidos especificamente para tolerar a exposição repetida ao H2O2, podem falhar rapidamente ou fornecer medições incorrectas

Contacte-nos para discutir a sua aplicação e teremos todo o gosto em aconselhar produtos adequados.

Saiba mais na nossa declaração sobre como funcionam as sondas de peróxido de hidrogénio Rotronic, bem como na descrição de um processo de esterilização:

O sensor capacitivo de humidade Rotronic HYGROMER® HH-1-SK não pode fornecer resultados exactos de medição relevantes para a humidade da água em ambientes que contenham H2O2 e condensação. Neste caso, os sinais de medição presentes com condensação são afectados secundariamente pela concentração de H2O2 secundariamente.

O sensor de humidade em si é resistente ao H2O2, o que significa que o sensor fornece resultados de medição precisos antes e depois da fase de condensação de H2O2). Os valores medidos correctos são mostrados novamente após o fim da exposição ao H2O2.

Apesar de o sensor capacitivo de humidade Rotronic HYGROMER® HH-1-SK ser tolerante ao H2O2, recomenda-se ainda assim manter estas fases de condensação no elemento sensor tão curtas quanto possível. Dependendo da aplicação, pode ser benéfico remover permanentemente o filtro de proteção na cabeça da sonda e colocar a sonda em uma posição de fluxo de ar melhorado.

Descrição da situação: Processo de esterilização com H2O2 e medição da humidade relativa

A avaliação das sondas de humidade e os resultados dos testes mostram que durante a fase de injecção em algumas sequências de processo nas câmaras de esterilização, a rápida introdução da mistura de vapor de água e gás de peróxido de hidrogénio gerada leva à condensação nas sondas de humidade.

Isto é causado pelo facto de as sondas serem expostas à temperatura ambiente normal de aproximadamente 22 °C antes da evaporação do H2O2. A fase de injecção é frequentemente muito rápida e varia entre cerca de 28 e 30 °C. Devido à injecção de H2O2, a humidade relativa aumenta muito rapidamente para valores superiores a 90 %RH. A massa térmica das sondas provoca um aumento retardado da temperatura da cabeça da sonda. Com uma humidade relativa muito elevada, isto significa uma diferença muito pequena entre o ponto de orvalho e a temperatura da cabeça da sonda. Se a temperatura do ponto de orvalho atingir a temperatura da cabeça da sonda, ocorre condensação em todas as superfícies mais frias do que a temperatura do ponto de orvalho.

Isto significa que se forma uma camada de microgotículas (água com H2O2) nas áreas afectadas. O sensor de humidade e as suas ligações eléctricas também são afectados por esta situação. A sonda exibe então um sinal de medição que é composto pelo sinal de umidade real e as influências adicionais (como correntes de arrasto no caso de um filme de condensação (dependendo da densidade do revestimento e da condutividade específica), gotas individuais na superfície do sensor, influências cruzadas devido à formação de células galvânicas no caso de condensação (reação eletroquímica), contaminação anterior (resíduos de evaporação de ciclos de carregamento anteriores).

No que respeita ao sinal de medição durante a fase de injecção e de exposição, convém igualmente notar que o H2O2 se decompõe rapidamente a temperaturas mais elevadas e em caso de condensação. Esta reacção de decomposição produz água adicional que, ao evaporar ou ser gerada directamente na fase gasosa, provoca um teor de humidade adicional. Isto leva a valores de humidade relativa mais elevados do que seria de esperar. Esta fase de condensação mantém-se até que seja fisicamente possível que a película de água volte a secar. No estado seco e durante a fase de ventilação, o sensor de humidade detecta novamente a quantidade de vapor de água na fase gasosa (padronizada para a humidade relativa de acordo com a OMM) correctamente.

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