Dispositivo y procedimiento de detección de una contaminación fúngica en un ambiente interior.

Dispositivo de detección de una contaminación fúngica en un ambiente interior,

que comprende:

- un módulo de preconcentración (MC);

- un módulo de separación (MS) que comprende una microcolumna cromatográfica corriente abajo del módulo de preconcentración (MC); y

- un módulo de detección (MD) que comprende una matriz de captadores corriente abajo del módulo de separación (MS),

- unos medios de generación de flujo, preferentemente al menos una bomba (P),

comprendiendo el dispositivo al menos una primera electroválvula (E3) corriente arriba del módulo de detección (MD) caracterizada por que la primera electroválvula está situada entre el módulo de separación (MS) y el módulo de detección (MD), permitiendo así bien dirigir un flujo que comprende moléculas diana hacia el módulo de detección (MD), o bien dirigir un flujo filtrado por un primer medio de filtración (Tx1) que permite una limpieza del módulo de detección (MD) cuando el flujo no comprende las moléculas diana.

Dispositivo y procedimiento de detección de una contaminación fúngica en un ambiente interior Campo técnico de la invención

La presente invención se refiere a un dispositivo de detección de una contaminación fúngica en un ambiente interior, a su uso, así como a un procedimiento de detección de una contaminación fúngica en un ambiente interior que utiliza dicho dispositivo.

El individuo de las sociedades industrializadas para más del 90 % de su tiempo en espacios cerrados, donde se encuentra con múltiples contaminantes de naturaleza física, química y biológica. Conscientes de los riesgos sanitarios potencialmente inducidos por esta contaminación compleja, los poderes públicos han introducido en el reglamento ambiental Grenelle 2 el principio de vigilancia de la calidad del aire en ambientes interiores. Este principio incluye la instalación de sistemas de medida y de información en establecimientos que acojan personas vulnerables (niños, personas ancianas...), y el lugares que reciban público (escuelas, transportes, museos....) De este modo, como recuerda la Organización Mundial de la Salud (OMS) en su informe publicado en 2009 "WHO guidelines for indoor air quality: dampness and mould", las humedades podrían inducir alergias, infecciones, toxiinfecciones e incluso irritaciones. Además de su impacto sanitario, estos microorganismos pueden actuar sobre la propia estructura de los edificios, alterando irremediablemente los productos de construcción y decoración, que es un fenómeno muy temido especialmente por los conservadores del patrimonio.

El interés por estos microorganismos se ve aumentado por la constatación que numerosos alojamientos de países industrializados están afectados por problemas de humedad y/o de mohos. De este modo, estudios basados en cuestionarios o inspecciones visuales indican una proporción muy importante de alojamientos contaminados. Algunos estudios europeos notifican también que la proporción de alojamientos que presentan mohos visibles puede alcanzar el 25% (Brunekreef, 1992; Pirhonen, 1996). Los estudios realizados en América del Norte, en su caso, indican tasas se contaminación comprendidas entre 14 y 38% (Dales, 1991). Esta proporción alcanza el 80% cuando se tienen en cuenta habitaciones con mucha humedad detectada en las paredes (Miller, 1988; Koskinen, 1999).

En Francia, las autoridades subvencionan un Observatorio de la Calidad del Aire Interior (OQAI, por sus siglas en francés) controlado por el Centro Científico y Técnico de la Edificación (CSTB). Los resultados de la campaña nacional de alojamientos realizada por el OQAI, publicados a finales de 2007, trazan le premier estado de la calidad del aire en las habitaciones francesas. Esta campaña de mediciones revela especialmente que la contaminación de los alojamientos debida a hongos implica una proporción importante de los hogares franceses, con valores comprendidos entre 37 y 42% de los que el 2% (es decir más de 610.000 alojamientos) presentas superficies contaminadas mayores de 1 m2(Moularat, 2008).

Entre los biocontaminantes de estos ambientes, los micromicetos (hongos) constituyen un eje de investigación de muchos equipos de todo el mundo (América del Norte, países de Europa del Norte, Bélgica, Italia, Australia, Francia...).

Por ambiente interior se entiende un espacio confinado en el interior de un edificio ventilado de forma no continua. Los ejemplos de ambientes interiores se pueden referir a habitaciones, museos, iglesias, bodegas, monumentos históricos, edificios administrativos, escuelas y hospitales.

La presencia de hongos en los ambientes interiores tiene consecuencias sanitarias. Efectivamente, numerosos estudios han demostrado la aparición de síntomas en ocupantes de locales que contienen mohos, así como su papel en la degradación tanto de los materiales como de las obras que colonizan. Efectivamente, las enzimas y/o los ácidos producidos por los champiñones producen igualmente el deterioro de su soporte.

Desde el principio de su desarrollo, los champiñones emiten moléculas volátiles (compuestos orgánicos volátiles, COV) procedentes bien de su metabolismo, o bien de la degradación del material sobre el que se desarrollan gracias a las enzimas o los ácidos que producen. Los COV se difunden a través de las paredes y se pueden detectar en el aire incluso en el caso de contaminaciones escondida. Sin embargo, los COV presentes en un ambiente interior también pueden proceder de otras fuentes como los materiales de construcción, los productos domésticos y también de la actividad humana. Las concentraciones de COV de origen fúngico, especialmente en un estadio precoz de la contaminación, parecen ser relativamente débiles en comparación con el conjunto de los COV presentes en un ambiente interior.

Estado de la técnica anterior

En este contexto, el solicitante ha realizado desde hace más de 10 años diferentes acciones de investigación, especialmente en el dominio del desarrollo de mohos en soportes y en la detección precoz de su crecimiento.

Tradicionalmente, la contaminación fúngica de un ambiente está objetivada por su examen visual o por el cultivo de los microorganismos presentes en el aire, sobre las superficies o en el polvo. Debido a ello, los métodos habituales pocas veces permiten detectar las contaminaciones ocultas (crecimiento tras un cerramiento, en la estructura del edificio o en los sistemas de ventilación, por ejemplo) o recientes, cuando no evidencia de ningún signo de desarrollo.

En una óptica de detección precoz de un desarrollo fúngico, los trabajos del solicitante se basan en la emisión, desde las primeras horas del desarrollo fúngico, de compuestos orgánicos volátiles de origen microbiano (COVm) específicos, que se emiten al entorno y constituyen una huella digital bioquímica cuya detección señala una actividad fúngica.

De este modo, para detectar el conjunto de los casos de contaminaciones, el solicitante ha desarrollado en la solicitud de patente FR 2913501 una técnica basada en la identificación de trazadores químicos que constituyen esta huella dactilar y permiten el cálculo de un índice de contaminación.

La solicitud de patente FR 2913501 propone un procedimiento de detección de una contaminación fúngica en un ambiente interior mediante la determinación de un índice de contaminación fúngica basado en el análisis de los COV presentes en el aire ambiente. Este procedimiento permite detectar un desarrollo fúngico en un estadio precoz de su desarrollo, incluso en el caso de una contaminación oculta, pero aplica métodos clásicos de análisis, como la cromatografía en fase gaseosa acoplada a un espectrómetro de masas. Estos métodos requieren la recogida de una muestra que se debe llevar al laboratorio, donde experimentan etapas prolongadas de concentración, separación y análisis. Estas etapas para detectar una contaminación fúngica en un ambiente interior necesitan la intervención de un técnico cualificado y resultan ser relativamente largas y costosas. Estas técnicas de análisis no permiten, por tanto, una medición rápida y continua.

Enrico Cozzani describe en "Modeling, design and experimental characterization of micro-electro-mechanical systems for gas-chromatographic applications" (urn:nbn:it:unibo-2609) un módulo para identificar COV, especialmente benceno, tolueno, etilbenceno y xileno, que comprende un sistema de inyección, un sistema de separación mediante una columna de cromatografía de gases y un sistema de detección.

Las soluciones disponibles en la actualidad no permiten, por tanto, responder a la demanda de detección precoz y vigilancia continua de las contaminaciones fúngicas. El principio general del microsistema de acuerdo con la invención se describe en la solicitud de patente N° 10 59636.

La empresa solicitante ha conseguido, por sí misma, poner a punto un dispositivo de detección de una contaminación fúngica en un ambiente interior que permite un análisis rápido in situ del aire ambiental en un tiempo de medida corto, y por tanto la detección de la contaminación de forma continua. El dispositivo de la invención tiene además la ventaja de poderse utilizar sin la intervención de un técnico experto.

Exposición de la invención

De este modo, la presente invención se refiere a un dispositivo de detección de una contaminación fúngica en un ambiente interior que comprende:

- un módulo de preconcentración;

- un módulo de separación que incluye una microcolumna cromatográfica; y

- un módulo de detección que comprende una matriz de captadores.

El solicitante ha desarrollado, por tanto, un sistema autónomo de microcaptadores químicos adaptado a la medición in situ.... [Seguir leyendo]

1. Dispositivo de detección de una contaminación fúngica en un ambiente interior, que comprende:

- un módulo de preconcentración (MC);

- un módulo de separación (MS) que comprende una microcolumna cromatográfica corriente abajo del módulo de preconcentración (MC); y

- un módulo de detección (MD) que comprende una matriz de captadores corriente abajo del módulo de separación (MS),

- unos medios de generación de flujo, preferentemente al menos una bomba (P),

comprendiendo el dispositivo al menos una primera electroválvula (E3) corriente arriba del módulo de detección (MD) caracterizada por que la primera electroválvula está situada entre el módulo de separación (MS) y el módulo de detección (MD), permitiendo así bien dirigir un flujo que comprende moléculas diana hacia el módulo de detección (MD), o bien dirigir un flujo filtrado por un primer medio de filtración (Tx1) que permite una limpieza del módulo de detección (MD) cuando el flujo no comprende las moléculas diana.

2. Dispositivo de detección de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado por que está configurado de manera que un mismo flujo se dirige bien hacia el módulo de detección (MD) cuando comprende moléculas diana, o bien se dirige hacia el primer medio de filtración (Tx1) cuando no comprende moléculas diana.

3. Dispositivo de detección de acuerdo con las reivindicaciones 1 o 2, caracterizado por que comprende además al menos una segunda electroválvula (E2) corriente arriba del módulo de separación que permite dirigir un flujo bien hacia el módulo de separación (MS) cuando el flujo comprende moléculas diana o cuando el flujo está filtrado mediante un medio de filtración (Tx2), bien hacia el exterior cuando el flujo no comprende moléculas diana.

4. Dispositivo de detección de acuerdo con la reivindicación 3 caracterizado por que dicha segunda electroválvula está situada entre el módulo de concentración (MC) y el módulo de separación (MS).

5. Dispositivo de detección de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado por que comprende además al menos una tercera electroválvula (E1) corriente arriba del módulo de concentración (MC) que permite bien dirigir un flujo de toma de muestra hacia el módulo de concentración (MC), bien dirigir un flujo filtrado por un medio de filtración (Tx2) que permite una limpieza del módulo de concentración cuando el flujo con contiene moléculas diana.

6. Dispositivo de detección de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado por que al menos uno de los medios de filtración comprende un polímero adsorbente, preferentemente basado en 2,6-difenileno.

7. Dispositivo de detección de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado por que los módulos de concentración (MC) y/o de separación (MS) comprenden un material que puede adsorber dichas moléculas diana asociado a un medio de desorción correspondiente.

8. Dispositivo de detección de acuerdo con la reivindicación 7, caracterizado por que el material que puede adsorber dichas moléculas diana es un polímero adsorbente preferentemente de bolas de polímero preferentemente basado en óxido de 2,6-difenileno, en el caso del módulo de concentración y en dimetilpolisiloxano (PDMS) en el caso del módulo de separación, y el medio de desorción comprende resistencias de calentamiento instaladas en dichos módulos de concentración y/o de separación.

9. Dispositivo de detección de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado por que comprende además una interfaz de control que comprende una tarjeta de control (C. Com) que permite controlar, preferentemente de forma automática, al menos una de dichas electroválvulas, un medio de elución, en especial resistencias de calentamiento, y un medio de generación de flujo en especial la bomba.

10. Dispositivo de detección de acuerdo con la reivindicación 9, caracterizado por que la interfaz de control está conectada al módulo de detección preferentemente mediante una tarjeta de tratamiento (C. Tr), de forma que reciba los datos de esta.

11. Dispositivo de detección de acuerdo con la reivindicación 10, caracterizado por que la tarjeta de control y el módulo de detección están configurados para medir una diferencia de resistividad entre el flujo que comprende las moléculas diana y el flujo filtrado.

12. Dispositivo de detección de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizado por que el módulo de detección comprende un polímero conductor seleccionado entre el grupo que comprende PEDOT-PSS, bifluoreno dibromado, polipirrol dopado con octanosulfonato, polipirrol dopado con perclorato de litio o cualquier otro derivado de polipirrol, politiofeno o polianilina.

13. Dispositivo de detección de acuerdo con una de las reivindicaciones 9 a 12, caracterizado por que dicha interfaz de control comprende una tarjeta de control configurada para controlar, preferentemente de forma automática, dichas electroválvulas (E1, E2, E3), para realizar al menos uno entre:

- bien dirigir un flujo que comprende moléculas diana hacia el módulo de detección, o bien dirigir un flujo filtrado por un primer medio de filtración que permite una limpieza del módulo de detección cuando el flujo no comprende las moléculas diana,

- dirigir un flujo bien hacia el módulo de separación cuando el flujo comprende moléculas diana o cuando el flujo está filtrado mediante un segundo medio de filtración, bien hacia el exterior cuando el flujo no incluye moléculas diana,

- bien dirigir un flujo de toma de muestra hacia el módulo de concentración, o bien dirigir un flujo filtrado por un tercer medio de filtración que permite una limpieza del módulo de concentración cuando el flujo no comprende las moléculas diana.

14. Dispositivo de detección de acuerdo con la reivindicación 13, caracterizado por que dicha interfaz de control comprende una tarjeta de control configurada para controlar además, preferentemente de forma automática, los medios de generación de flujo especialmente la al menos una bomba.

15. Dispositivo de detección de acuerdo con una de las reivindicaciones 13 o 14, caracterizado por que dicha interfaz de control comprende una tarjeta de control configurada para controlar además, preferentemente de forma automática, los medios de elución especialmente las resistencias de calentamiento de manera de desorba las moléculas diana.

16. Procedimiento de detección de una contaminación fúngica en un ambiente interior a partir de un dispositivo de detección que comprende:

- un módulo de preconcentración;

- un módulo de separación que comprende una microcolumna cromatográfica corriente abajo del módulo de preconcentración y

- un módulo de detección que comprende una matriz de captadores corriente abajo del módulo de separación,

- medios de generación de flujo preferentemente una bomba,

comprendiendo el procedimiento las etapas de:

- concentración (20), en la que las moléculas diana quedan retenidas en el módulo de preconcentración preferentemente durante un tiempo de concentración,

- limpieza de captadores (30), en la que un flujo filtrado hace atravesar medio de desorción a través de al menos uno entre el módulo de preconcentración, el módulo de separación y el módulo de detección,

- análisis (40), en el que las moléculas diana pasan al módulo de detección, preferentemente durante un tiempo de análisis.

17. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 16, caracterizado por que comprende al menos una etapa inactiva (12, 13, 10) antes y/o después de dichas etapas de concentración y de análisis, en la que están inactivados al menos los medios de generación de flujo, aplicándose preferentemente las etapas del procedimiento de forma continua de manera que detecten una contaminación fúngica en un ambiente interior.

18. Procedimiento de acuerdo con las reivindicaciones 16 o 17, caracterizado por que comprende las etapas para controlar, preferentemente de forma automática, al menos una electroválvula, para realizar al menos una entre las acciones de:

- bien dirigir un flujo que comprende moléculas diana hacia el módulo de detección, o bien dirigir un flujo filtrado por un primer medio de filtración que permite una limpieza del módulo de detección cuando el flujo no comprende las moléculas diana,

- dirigir un flujo bien hacia el módulo de separación cuando el flujo comprende moléculas diana o cuando el flujo está filtrado mediante un segundo medio de filtración, bien hacia el exterior cuando el flujo no comprende moléculas diana,

- bien dirigir un flujo de toma de muestra hacia el módulo de concentración, o bien dirigir un flujo filtrado por un tercer medio de filtración que permite una limpieza del módulo de concentración cuando el flujo no comprende las moléculas diana.

19. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 16 a 18, caracterizado por que comprende además etapas para controlar, preferentemente de forma automática, el medio de generación de flujo especialmente la bomba, de forma que realice dichas direcciones de flujo.

20. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 16 a 19, caracterizado por que comprende además etapas para controlar, preferentemente de forma automática, los medios de elución especialmente las resistencias

de calentamiento de manera de desorba las moléculas diana.

21. Producto de programa informático que se puede cargaren la memoria de una unidad de control que comprende partes de un código informático para realizar el procedimiento de detección de acuerdo con una de las

reivindicaciones 16 a 20 cuando se realiza mediante una unidad de control.

22. Dispositivo de detección de acuerdo con una de las reivindicaciones 13 a 15 que comprende un producto de programa informático de acuerdo con la reivindicación 21 en dicha interfaz de control.