CAMPO DE LA INVENCION

La presente invención se refiere a un proceso industrial para la elaboración de formulaciones desinfectantes, a través del cual se obtiene al menos dos productos diferentes, el primero consiste en una formulación alcalina de un nivel de pH comprendido entre 10 y 12 y la segunda que consiste en una formulación ácida que logra un nivel de pH comprendido entre los 1 y 3.5 en el mismo nivel; debido a que se trata de un proceso donde se emplea una configuración basada en filtros de distinto tipo, se puede considerar una patente de tipo químico.

ANTECEDENTES

En el estado de la técnica se pueden encontrar una gran cantidad de invenciones que proporcionan por una parte agua ácida con fines desinfectantes como las siguientes:

WO2017186980A1 titulada reactor electrolítico para la producción de agua desinfectada y desinfectante la cual divulga un dispositivo portátil para la producción de agua desinfectada y desinfectante formado por un reactor electrolítico que comprende dos celdas electroquímicas consecutivas (1 ,1 ') comprendiendo la primera celda electroquímica una primera cámara anolítica (3) y una primera cámara catalítica (5), concéntricas y separadas por una primera membrana semipermeable (7), cuyo ánodo (8) está en el centro (10) del reactor (100), estando su cátodo (9) en una pieza metálica concéntrica y comprendiendo la segunda celda electroquímica (1 '), al menos una segunda cámara anolítica (3') y una segunda cámara catalítica (5'), concéntricas entre sí y separadas entre sí por una segunda membrana semipermeable (7'), cuyo ánodo (8') está en una parte metálica externa (1 1 ') del reactor electrolítico (100), y cuyo cátodo (9') coincide con el cátodo (9) de la primera celda electrolítica (1 ).

Esta invención reclama al reactor electrolítico (100) para la producción de agua desinfectada y desinfectante, mediante el tratamiento de al menos una salmuera de una primera sal metálica (2), que entra por una boca principal de entrada (13) y es sometida a la acción de campos eléctricos, y es separada, por efecto de la electroactivación química del agua, en: un catolito (C1 , C2), conteniendo cationes, o desinfectante, saliente de al menos una cámara catalítica (5, 5'); y un anolito (A1 , A2), conteniendo aniones, o agua desinfectada, saliente de al menos una cámara anolítica (3, 3'), caracterizado porque comprende dos celdas electroquímicas (1 , 1 ') consecutivas, cada una de las cuales comprende a su vez: la primera celda electroquímica (1 ), una primera cámara anolítica (3) y una primera cámara catalítica (5), concéntricas y separadas por una primera membrana semipermeable (7), cuyo ánodo (8) está en el centro (10) del reactor (100), estando su cátodo (9) en un una pieza metálica concéntrica; y la segunda celda electroquímica (1 '), al menos una segunda cámara anolítica (3') y una segunda cámara catalítica (5'), concéntricas entre sí y separadas entre sí por una segunda membrana semipermeable (7'), cuyo ánodo (8') está en una parte metálica externa (1 1 ') del reactor electrolítico (100), y cuyo cátodo (9') coincide con el cátodo (9) de la primera celda electrolítica (1 ).

No obstante, y ser un aparato para estos fines, no describe de manera precisa los niveles de pH que obtiene de la separación, lo que si caracteriza es la disposición del ánodo y cátodo para provocar la electrólisis y además no hace evaluaciones sobre el producto obtenido, sino que simplemente es el aparato que se reclama en conjunción con los productos obtenidos del mismo y en ningún momento señala I a filtración dentro del proceso específico que al parecer es convencional.

Otras invenciones utilizadas para este tipo de productos son la patente FR2128678A1 titulada celda electrolítica: para esterilizar agua potable o agua para baños la cual a pesar de no tener un uso cosmético, revela una celda electrolítica para la esterilización de agua potable o agua para baños, tiene dos electrodos concéntricos en una carcasa exterior que define un paso anular para el agua a esterilizar. Se proporcionan una o más guías conectadas al paso anular para la corriente de agua, a la que imparten una rotación en espiral. Y la patente ES2645235T3 que revela una célula bipolar para un reactor que comprende la célula electrodos de extremo y al menos un electrodo bipolar entre los mismos, comprendiendo el o cada electrodo bipolar una lámina de diamante, incluyendo la célula una estructura de soporte porosa entre cada electrodo de extremo y la lámina de diamante adyacente y, donde hay más de una lámina de diamante, habiendo una estructura de soporte porosa entre el o cada par de láminas de diamante adyacentes, actuando las estructuras de soporte para ponerse en contacto con, y soportar la o, cada lámina de diamante.

Ahora bien enfocándonos a procesos, la filtración de agua se aprecia principalmente para fines de tratamiento industrial de aguas duras, residuales, entre muchas otras, pero con fines cosméticos y algunas ocasiones como desinfectante son incipientes los documentos encontrados por tanto se considera que las formulaciones obtenidas con este proceso son nuevas hasta la fecha de presentación de este documento.

La patente W02011135150A1 revela hidrogeles elaborados a base de polímeros aniónicos de origen natural donde se comprenden: (a) al menos un polímero de origen natural dotado de carga eléctrica negativa; (b) al menos una molécula constituyente natural del organismo humano capaz de actuar como reticulante catiónico del polímero o los polímeros anteriores. Al uso de los mismos como medicamentos, productos sanitarios o en ingeniería de tejidos o medicina regenerativa, o con aplicaciones cosméticas, de higiene, nuthcionales y de recubrimiento de superficies así como a procedimientos para su preparación.

DESCRIPCION

Los detalles característicos de este novedoso proceso y las formulaciones desinfectantes obtenidas con dicho método se muestran claramente en la siguiente descripción y las figuras con que se acompañan, donde se siguen los mismos signos de referencia para indicar las partes y figuras mostradas.

Breve descripción de las figuras:

Figura 1 es un diagrama de flujo del proceso empleado para la obtención de las formulaciones desinfectantes.

Figura 2 es un esquema en planta del proceso empleado para la obtención de las formulaciones desinfectantes.

Figura 3 es una gráfica que muestra el espectro de existencia microbiana por niveles de pH y mediante los ejes AA’ y BB’ se determina el punto en que se encuentran las concentraciones de la formulación obtenida con esta invención. Con base en las figuras anteriores el proceso y las formulaciones desinfectantes obtenidas se caracteriza porque comprende las siguientes etapas:

Etapa 1 . El agua cruda se hace pasar por al menos siete filtraciones de diversa naturaleza física o química como preparación de agua con partículas minerales que se encuentran presentes en ella y tienen un tamaño menor a un micron, a la cual

Etapa 2. Se separa por electrólisis para separarla como dos tipos de productos, la primera que contiene minerales y es alcalina y, la segunda que contiene minerales y es ácida; y

Etapa 3. el agua con minerales alcalina con un pH comprendido entre los 10 y 12 se emplea para elaborar un primer producto desinfectante y, el agua ácida con un pH comprendido entre los 1 .5 y 3 se emplea para elaborar un segundo producto desinfectante;

Donde la

Etapa 1 . En esta etapa en un contenedor convencional se coloca agua cruda (es decir aquella que no ha recibido ningún tratamiento y que no ha sido aún introducida en la red distribución que se encuentra en fuentes y reservas naturales tanto de aguas superficiales (ríos, lagos, embalses o canales) como aguas subterráneas (pozos, manantiales o surgencias) por tanto contiene materia orgánica, materia inorgánica y microorganismos, así como sabor, olor, color y turbidez,) de la cual dirige hacia un primer filtro A, el cual puede realizar el filtrado de forma mecánico ya sea empleando una malla para filtrar o bien un filtro cerámico con poros para eliminar desechos y organismos patógenos el en cual se retienen partículas de un tamaño entre 5 mieras hasta 1 micrón es decir de aquellas partículas visibles a simple vista a los que en lo sucesivo se denomina sedimentos; empleando ductos, se dirige la salida de este filtro hacia un segundo filtro B que consiste en un contenedor que contiene carbón activado para eliminar el cloro presente en el agua proveniente del primer filtro y los posibles residuos de materia orgánica, enseguida se dirige el flujo hacia un tercer filtro C que consiste en un contenedor con resina aniónica (de base fuerte: elimina carbonatos y silicatos, de base débil: elimina sulfatos, nitratos y cloruros) que consiste en esferas de entre 0,5 a 1 mm de diámetro y en consecuencia el flujo entregado ya no cuenta con iones de sodio, cloruro, calcio y magnesio presentes en él, pero a la vez esta acción cede una cantidad equivalente igual a la eliminada pero de carga de protones o de hidroxi los al flujo de agua, luego se dirige éste a un cuarto filtro D que ahora es una resina catiónica la cual permite eliminar los cationes intercambiando sodios o protones cuando contiene un ácido fuerte y cuando se trata de un de ácido débil, eliminan los cationes asociados con bicarbonatos; posteriormente se envía el flujo a un quinto filtro E que es un filtro que actúa por osmosis inversa que consiste en una membrana semipermeable para remover los minerales y eliminar iones del agua residual obtenida del filtro anterior, ahora para hacerlo pasar a un sexto filtro F que es un filtro de ozono consistente en un contenedor por donde se le hace pasar por ozono el cual elimina la posible presencia de bacterias y virus en el flujo de agua y finalmente el flujo pasa por un séptimo filtro G que consiste en desactivando por completo virus y bacterias con una lámpara de luz ultravioleta;

Etapa 2 Con el proceso mecánico anterior, el agua obtenida en la etapa 1 , contiene minerales presentes en partículas extremadamente pequeñas, es decir aquellas que se encuentran comprendidas en rangos por debajo de un micrón y por tanto, se emplea un proceso convencional de electrólisis para separar aquellos que se encuentran presentes en el flujo obtenido en la etapa 1 , de donde cuando la electrólisis se realiza a ±100 milivoltios entonces se produce un primer tipo de agua que se considera alcalina, es decir con un pH comprendido entre los 10 y 12 se emplea para elaborar un primer producto desinfectante y, que a la hidrólisis con ±10,000 voltios se produce un segundo tipo de agua que es ácida, es decir con un pH comprendido entre los 1.5 y 3 se emplea para elaborar un segundo producto desinfectante; Etapa 3 El agua ácida producida en la etapa dos puede esperarse que para un uso desinfectante, tenga un pH comprendido entre 4.5 y 5, sin embargo se ha obtenido con niveles de pH entre 1 .5 y 3, entonces para su uso se eleva el pH a niveles comprendidos entre 2.2 a 3, un ORP de ±1 ,100 mw con cloruro residual disuelto en un rango de 10 a 60 ppm de una mezcla formada de Cloruro dórico, gas cloruro de potasio y cloruro de magnesio en ¡guales proporciones para preparar una formulación con fines desinfectantes;

La formulación

El agua obtenida con el método descrito anteriormente, es considerada como un desinfectante pero que muestra altos niveles de oxidación (super oxidación) y cuenta con un cloruro residual disuelto de entre 10 a 60 ppm la cual en una primera realización puede emplearse de manera directa como un desinfectante tópico o en una segunda realización preferente se encuentra en combinación con un agente gelificante (carboxil metil celulosa).

Con la finalidad de brindar suficiencia a la presente redacción y advertir la actividad inventiva de la misma, se presentan de manera enunciativa, más no limitativa los siguientes ejemplos.

Ejemplo 1

En una muestra con una unidad del agua y con la formulación obtenida con cloro residual, se ha observado que el número de bacterias E. Coli en un grupo de control fluctúa entre el 2.1 y el 3.7X10 ⁶ . De tal manera que al aplicar la formulación con cloro residual con una concentración de 0.05 ppm, El número de bacterias vivas de Esterichia Coli se redujo a un nivel de entre 2.1 y 2.3 x 10 ⁵ ; en la comparación con el número de bacterias del grupo de control original, la eficiencia de la formulación ha mostrado un nivel de desinfección del 90 %, pero cuando se incrementa el grupo de experimentación entonces la eficiencia de la formulación se incrementó a niveles entre el 99.1 y el 100% con 0.4 ppm de concentración de Cloro y, finalmente se obtuvo una eficiencia hasta el 100% con 0.8 ppm o mayor.

Tabla 1 . Eficiencia de desinfección por incremento en cloro residual

Se concluye que El agua de super oxidación generada con el método permite y tener una concentración del cloro residual de 0.8 ppm.

Debido a que el número de bacterias del grupo original de control era 2.1 a 3.7X10 ⁶ . Con 400 mV de potencial de oxido reducción, bajó el número de bacterias vivas de Escherichia Coli hasta 4.0 a 5.7 X10 ⁴ . Comparado con el número de bacterias del grupo de control original, observando entonces que se logró una eficiencia de desinfección del 90 %, ahora el incremento a 92% con 800mV disminuye significativamente a las bacterias, y finalmente hasta 100% con 970 mV. Por lo tanto concluimos que el potencial de oxido reducción debe mantenerse a 1 ,000 mV o superior, a fin de esperar un efecto de desinfección más completo.

En la doctrina se ha observado que la desinfección de bacterias por el agua OXIDACION se logra instantáneamente, de tal manera que el Cloro residual( CI2) , para obtener este efecto desinfectante. El Cloro ataca los amino ácidos radicales (NH2) expuestos en la superficie de las bacterias, cambiando las propiedades naturales de la proteína expuesta en la superficie, destruyendo la capa superficial, y matando las bacterias rápidamente.

Por otra parte cambia el metabolismo de la bacterias acoplándose con las proteínas de la superficie de las bacterias, penetrando luego a través de la membrana de la célula de la bacteria y atacando las proteínas ATP, DNA , RNA, y NADH contenidas en la bacteria.

Se considera que el gas de Cloro cambia las propiedades naturales de estas substancias y mata las bacterias rápidamente como se ha divulgado en múltiples estudios.

Ejemplo 2

La existencia de las bacterias, el pH del ambiente es un factor importante, debido a que las bacterias requieren de un rango de valores de pH bajo donde pueden sobrevivir, que normalmente es entre 3.0 a 10.0. Solo por referir algunos casos particulares, el rango para “ Tubercle Bacillus" es un pH que fluctúa en un rango de 6.0 a 7.6, y para la bacteria “Lactic - acid" y “fungus" el rango de sobrevivencia se encuentra determinado entre un pH de 5.0 a 5.5.

Si el nivel de pH disminuyera a valores menores de 4.0 o que por el contrario quedara comprendido en niveles mayores de 9.0, los Iones - Hidrógeno cambian las propiedades naturales de las membranas de las células y penetran a través de éstas, y entonces tienen efecto indirecto en el proceso de su metabolismo, hasta producir la muerte de la bacteria.

El agua oxidación, con un nivel de pH por debajo de 2.7 ofrece las condiciones necesarias para matar a las bacterias. Sin embargo, este efecto no será instantáneo, sino después de un corto tiempo. Por lo tanto, esta condición de pH se considera como un factor funcional indirecto, más no el factor principal de la desinfección.

La figura 3, muestra un espectro de existencia microbiana convencional y con los ejes AA’ y BB' permiten identificar el punto de actuación de las formulaciones desarrolladas en esta invención.

El nivel de pH debe mantenerse menor a 2.7, porque la forma del Cloro contenido en el agua oxidación, dependerá de los valores de pH. Obviamente, el efecto desinfectante dependerá de la concentración de pH. Si el pH se mantiene dentro del rango de fuertemente ácido, la cantidad de gas Cloro será mayor, y si se mantiene en los rangos de medianamente ácida ó débilmente ácida, la cantidad de ácido hidroclóhco (HOCI ) será mayor. No obstante la formulación obtenida se obtiene con un nivel optimizado de pH contra el efecto técnico de la desinfección.