ES2328682T3 - Uso de un sistema de esterilizacion para la esterilizacion de agua potable. - Google Patents

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Abstract

Uso de un sistema para la esterilización de agua potable, caracterizado porque el sistema comprende un material base que es un cuerpo sólido de metales nobles o una aleación que comprende un metal noble, un alambre de metal noble, lana de metal noble, malla por trama o malla por urdimbre de metal noble y la superficie del material base está oxidada por lo menos parcialmente y el metal noble oxidado en la superficie se presenta como sal de metal noble difícilmente soluble o como mezcla de sales de metales nobles con diferente solubilidad y durante la esterilización los iones de metales nobles liberados de la superficie se reabastecen del metal noble del material base siendo el metal noble plata, siendo la superficie microporosa y amorfa y comprendiendo la superficie AgCl cristalino.

Description

Uso de un sistema de esterilización para la esterilización de agua potable.
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El consumo de agua potable microbiológicamente contaminada puede conducir a graves enfermedades. Para prevenir esto, el agua potable se trata mediante procesos fisicoquímicos correspondientes. Para garantizar una protección duradera contra la recontaminación, al agua potable tratada se le añade, por ejemplo, cloro.
Si se deja reposar agua potable durante un tiempo más largo o el agua potable puesta a disposición por los suministradores por la red pública de distribución se trata posteriormente mediante filtración con carbono activo o mediante ósmosis inversa en el punto de uso para mejorar el sabor o para la posterior reducción de sustancias contenidas no deseadas, entonces se pierde esta protección contra la recontaminación mediante la eliminación del cloro que se encuentra en el agua. Así, se conoce que los sistemas de filtración utilizados predominantemente en el sector doméstico para el tratamiento posterior de agua potable se contaminan microbianamente en el plazo de poco tiempo de manera que, por ejemplo, se superan claramente los valores de consigna del decreto alemán sobre agua potable y por tanto este agua no es adecuada para el consumo humano debido a motivos microbiológicos. Lo mismo rige para el agua potable cargada en tanques (por ejemplo, coches caravana) o para humidificadores de agua y equipos de aire acondicionado donde frecuentemente puede observarse en el plazo de algunos días una fuerte contaminación microbiana.
Estos gérmenes son consumidos al beber o se liberan con el agua evaporada. En este último caso, esto puede conducir a la denominada fiebre del humidificador. Si se añaden principios activos biocidas como protectores contra la contaminación microbiana, entonces éstos se consumen al beber o por la respiración. Esto puede tener como consecuencia graves enfermedades.
En sistemas cerrados como tanques, sistemas de tuberías o camas de agua, la calidad del agua cambia debido a las actividades microbiológicas que van a empezar. El agua huele a moho, el desarrollo de gases observado en las camas de agua hace necesario un cambio regular del agua.
Además, son críticos recipientes para agua caliente, alcachofas de la ducha o sencillas calderas montadas bajo el suelo, en los que debido a la elevada temperatura puede desarrollarse contaminación microbiana termotolerante especialmente peligrosa.
El agua potable higiénicamente inocua es uno de los problemas más urgentes de los países desarrollados. Las tecnologías utilizadas en el "primer mundo" para la desinfección de agua potable son caras y deben mantenerse y controlarse continuamente para garantizar una esterilización eficaz del agua potable e industrial. La costosa tecnología de control, medición e instrumentación sólo puede ser dominada por profesionales cualificados. Estas plantas sólo pueden explotarse de forma rentable como plantas centrales, lo que supone una infraestructura correspondiente. Estas condiciones previas no se cumplen en el "tercer mundo".
Para el "tercer mundo" deberían proporcionarse más bien procedimientos de esterilización que garantizaran durante largos periodos de tiempo (años) sin mantenimiento una esterilización eficaz del agua potable e industrial.
En las tecnologías utilizadas hasta la fecha sólo se consigue una esterilización eficaz si se realiza una supervisión continua de los parámetros de funcionamiento relevantes, al mismo tiempo que se garantiza un cuidado permanente por profesionales cualificados y se dispone de una infraestructura en funcionamiento - red de distribución. Estas condiciones previas no se cumplen o sólo de forma incompleta especialmente en el "tercer mundo" y en el sector doméstico. Los altos costes y/o la falta de personal cualificado abogan en contra de esto.
Debido a los problemas anteriormente expuestos, el agua potable está considerablemente contaminada microbianamente en grandes partes del denominado "tercer mundo".
En el sector doméstico ("primer mundo") se utilizan distintas unidades de tratamiento posterior que se basan en el tratamiento fotoquímico del agua (desinfección UV) o aditivos químicos, por ejemplo, compuestos de plata.
Sin embargo, una desinfección con luz UV sólo tiene lugar durante el propio proceso de irradiación, de manera que no se produce ninguna "acción depósito". Además, la irradiación con luz UV conduce a una modificación fotoquímica incontrolada de las sustancias contenidas del agua, que no se desea.
Además de la desinfección UV, también se conocen distintos procedimientos de esterilización basados en plata.
El documento WO 82/03381 describe un procedimiento para la preparación de cuerpos moldeados para mantener libre de gérmenes aguas y disoluciones acuosas en el que un compuesto metálico difícilmente soluble en agua que previene el desarrollo de gérmenes, como por ejemplo AgCl, se moldea con o sin sustancias de soporte a una presión de al menos 8.000 kg/cm^{2} (784,5 MPa). A continuación, el compuesto metálico se activa mediante la adición de sales ligeramente solubles, mediante tratamiento térmico o químico.
Como cuerpos moldeados se utilizan cuerpos prensados, compuestos de plata soldados en una membrana de plástico o compuestos metálicos fundidos sobre un soporte inerte, por ejemplo, alambre de plata, oro o platino, óxido de magnesio, óxido de aluminio.
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La libertad de gérmenes deseada se consigue en estos cuerpos moldeados utilizados en sistemas cerrados que liberan 0,1 a 1,0 mg de plata/l mediante un exceso de plata. Estos valores de plata se encuentran muy por encima de la concentración de plata actualmente permitida de 0,01 mg/l (valor general de la directiva UE, decreto alemán sobre agua potable (TVO), o 0,08 mg/l (TVO con tratamiento con plata)) y superan parcialmente incluso los valores de plata permitidos en aguas residuales que actualmente se encuentran, dependiendo del sector industrial, a 0,1, 0,5 ó 0,7 mg/l.
Además, desventajoso en estos cuerpos moldeados es que, además de la costosa preparación a presión, estos cuerpos moldeados sólo pueden utilizarse en sistemas cerrados y deben dosificarse posteriormente después de abrir el sistema. Los compuestos de aluminio propuestos en este documento como materiales de soporte son además, en lo referente a la liberación de iones Al^{3+}, inocuos ya que pueden ser toxicológicamente relevantes. Los cuerpos moldeados conocidos por este documento no pueden utilizarse para la liberación de gérmenes de aguas y disoluciones acuosas que contienen metales menos nobles que la plata y deben guardarse en la oscuridad.
Además, los problemas anteriormente descritos con el superar las concentraciones de iones plata permitidas, la liberación incontrolada de iones plata y el requisito de la dosificación posterior también se producen en la adición gota a gota de disoluciones de sales de plata conocida por el estado de la técnica para la esterilización o la utilización de carbono activo recubierto con iones plata o los intercambiadores iónicos que comprenden iones plata.
Por el documento DE 712 792 se conocen procedimientos para la preparación de productos de eficacia oligodinámica elevada en los que para la esterilización se usan metales nobles atacados químicamente. El ataque químico se realiza en condiciones comparativamente suaves en disolución de peróxido de hidrógeno, disolución de hipoclorito o electrolíticamente con bajas densidades de corriente para rallar la superficie del metal noble. El tratamiento con estos agentes cáusticos sirve además para eliminar moléculas orgánicas esencialmente adsorbidas en la superficie del metal noble. El cuerpo base atacado químicamente se utiliza a continuación directamente para la esterilización.
Por el documento DE 2 307 345 se conoce utilizar para la desinfección de agua un cuerpo de filtración hecho de red de cobre que en parte está plateado.
Por el documento DE 100 29 082 se conoce además un procedimiento para la esterilización de agua potable y agua industrial mediante metales nobles activados en el que un metal noble se ataca químicamente en una primera etapa para eliminar las capas de pasivación y a continuación se activa en una disolución de sal no descrita más detalladamente.
El objetivo de la presente invención consiste en proporcionar sistemas de esterilización que pueden prepararse fácilmente y son respetuosos con el medio ambiente, así como garantizar durante largos periodos de tiempo (años) sin mantenimiento directamente en el punto de uso una esterilización eficaz del agua potable.
Este objetivo se alcanza mediante las características de la reivindicación 1.
Para la preparación del sistema de esterilización según la invención, la superficie del metal noble de un material base que comprende metal noble se oxida inicialmente en una disolución ácida y directamente a continuación o después de aclarar con agua se trata en una disolución de sal acuosa. Mediante el tratamiento con la disolución de sal acuosa, en función del tipo y la concentración de aniones en la disolución de sal acuosa se forman sales de metales nobles difícilmente solubles o una mezcla de sales de metales nobles de diferentes productos de solubilidad sobre la superficie del metal noble que han crecido directamente sobre el material del metal noble. Mediante esto se consiguen ventajas esenciales:
El sistema de esterilización según la invención es autorrenovador ya que los iones de metales nobles de la superficie liberados durante la esterilización en el agua se reabastecen directamente del material de núcleo.
Entre el material de núcleo y la superficie de la sal de metal noble no existe ninguna capa límite. Por tanto, la renovación de iones de metales nobles consumidos del material de núcleo no se inhibe cinéticamente de manera que se garantiza un reabastecimiento suficientemente rápido por el sistema redox metal noble/ión de metal noble. El oxígeno necesario para la oxidación puede difundir libremente gracias a la superficie microporosa amorfa de la superficie límite de Ag/Ag^{+}.
La superficie de la sal de metal noble es extremadamente grande y presenta regiones de diferente actividad con zonas amorfas y cristalinas. Las sales cristalinas y amorfas de metales nobles están en contacto directo entre sí y en contacto directo con la superficie de plata desnuda de manera que en total se forman las siguientes regiones de diferente actividad redox y solubilidad:
i)
superficie de plata pura accesible mediante poros de la capa amorfa,
ii)
capa de sal amorfa de metal noble,
iii)
capa de sal cristalina de metal noble,
iv)
zona de contacto plata - capa de sal amorfa de metal noble,
v)
zona de contacto plata - capa de sal cristalina de metal noble y
vi)
zona de contacto capa de sal amorfa de metal noble - capa de sal cristalina de metal noble,
vii)
zona de contacto plata - capa de sal amorfa de metal noble - capa de sal cristalina de metal noble,
es decir, zonas mono, bi o trifásicas cuya relación puede controlarse mediante las condiciones de preparación.
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Si el sistema de esterilización según la invención se encuentra en el agua que va a esterilizarse, entonces se establece un equilibrio de los iones de metales nobles en el agua y sobre la superficie. Los iones disueltos ejercen una "presión" sobre los iones de la superficie y así se previene que éstos también vayan a la disolución. En la descarga del agua y el flujo de agua dulce en general resultante en el sistema abierto cambia la concentración de iones de metales nobles y con ello la "presión" sobre los iones de la superficie. Estos pasan a la disolución hasta que se restablezca la concentración inicial. Las pérdidas de iones de metales nobles en la superficie se compensan por el material base de metal noble.
Mediante el sistema redox metal noble/sal de metal noble (no está cinéticamente inhibido), el sistema, incluso durante la utilización de sales de plata, es insensible a la iluminación y a iones metálicos menos nobles que la sal de metal noble en cuestión.
Como material base se consideran metales nobles o aleación de metal noble basada en plata, cobre y oro en forma de cuerpos sólidos, alambres, lanas metálicas, alambres tejidos o tricotados o tejidos mixtos de alambre de metal noble/plástico y/o alambre de metal noble/hilo de fibra de carbono o soportes recubiertos con estos metales nobles, polvos de metal noble, cuerpos moldeados que comprenden polvos de metal noble, así como recubrimientos que comprenden polvos de metal noble.
Según la invención, como metal noble se usa plata.
Además, como material base es posible utilizar polvos de metal noble. Los polvos de metal noble, según la invención polvo de plata, pueden presentar tamaños de grano en el intervalo de nanómetros hasta en el intervalo de tamaños de grano de recubrimientos con polvo, se prefieren tamaños de grano en el intervalo de aproximadamente 1 a 500 \mum, con especial preferencia de aproximadamente 10 a 90 \mum.
La oxidación de la superficie del metal noble se realiza en una disolución ácida, preferiblemente que comprende agua. La disolución de oxidación comprende preferiblemente ácidos inorgánicos u orgánicos oxidantes y/o mezclas de ácidos inorgánicos u orgánicos oxidantes.
Los ácidos comprenden preferiblemente azufre en el estado de oxidación + 6, nitrógeno en el estado de oxidación + 5, los halógenos cloro, bromo y yodo en el estado de oxidación + 5 o + 7, boro en el estado de oxidación + 3 y/u oxígeno en el estado de oxidación - 1 o - 2.
También es posible la utilización de disoluciones acuosas con sustancias fuertemente oxidantes solubles en agua y ácidos.
El valor de pH de la disolución de oxidación debería ser preferiblemente inferior a 1.
La composición química de la disolución de oxidación ácida y las condiciones de oxidación dependen del tipo de metales nobles utilizados. En función del oxidante respectivo ya puede lograrse a temperatura ambiente la oxidación deseada del metal noble. Los ácidos u oxidantes se utilizan preferiblemente en una concentración entre el 0,1% en peso y una disolución concentrada, con especial preferencia en una disolución del 25 al 30% en peso en el caso de alambres de metal noble y del 10 al 18% en peso en el caso de polvos de metal noble.
Mediante la oxidación de la superficie del metal noble no sólo se convierte la superficie del metal noble elemental con formación de iones de metales nobles positivamente cargados, sino que también se eliminan capas de pasivación presentes e impurezas orgánicas.
Como contraiones de los iones de metales nobles sobre la superficie sirven inicialmente esencialmente los aniones de los ácidos o los oxoaniones de los oxidantes. Estos contraiones se sustituyen luego por los aniones de la disolución de sal correspondientemente a la composición del baño de sal y el aclarado dado el caso previo con agua con formación de sales de metales nobles difícilmente solubles o una mezcla de sales de metales nobles de diferentes productos de solubilidad.
Para limitar la oxidación del metal noble sobre la zona de la superficie, para evitar pérdidas de metal noble y para mantener la estabilidad mecánica, el tiempo de permanencia en el baño de oxidación se limita a de unos pocos segundos a minutos. Ha demostrado ser ventajoso interrumpir bruscamente a temperatura ambiente el proceso de oxidación a continuación mediante inmersión o aclarado con agua de grifo neutra libre de oxidante. Mediante el aclarado o la inmersión en agua de grifo no sólo se interrumpe la oxidación, sino que las sales de metales nobles fácilmente solubles formadas por la oxidación también se convierten por lo menos parcialmente por los iones hidróxido y carbonato contenidos en el agua de grifo en hidróxidos, óxidos y/o carbonatos de metales nobles. Mediante la introducción de la disolución de oxidación también se evitan costes en relación con las impurezas de la disolución de sal.
Después de aclarar con agua de grifo o directamente después del tratamiento del material base en el oxidante, el material base oxidado en la superficie del metal noble se sumerge en una disolución de sal.
La disolución de sal comprende cloruro. Mediante el tipo y las relaciones de concentración de los aniones en cuestión en la disolución de sal pueden adaptarse la cinética y las propiedades termodinámicas del sistema de esterilización a las propiedades del agua que va a esterilizarse y su dureza del agua.
Mediante el tratamiento de la superficie oxidada del metal noble con la disolución de sal se forma directamente sobre la superficie del alambre de plata elemental una capa de sal amorfa de metal noble altamente porosa en el intervalo submicrométrico a partir de la que crecen de forma poco homogéneamente distribuida zonas cristalinas que llegan hasta el alambre de plata.
Como cationes, en la disolución de sal pueden utilizarse, por ejemplo, cationes de metales alcalinos o alcalinotérreos. Debería renunciarse a la utilización de compuestos de amonio como cationes e iones sulfuro como aniones tanto en la disolución de sal como también en la disolución de oxidación ya que éstos complejan o bloquean los iones de metales nobles.
El tiempo de permanencia en el baño de sal asciende a de pocos minutos a algunos días.
Para conseguir una rápida formación de las sales de metales nobles difícilmente solubles deseadas o de la mezcla de sales de metales nobles con diferente producto de solubilidad sobre la superficie se recomienda proporcionar los aniones deseados en la disolución de sal a altas concentraciones, es decir, utilizar sales fácilmente solubles en agua a alta concentración, dado el caso incluso en disolución saturada. En cualquier caso, la concentración total de sales deberá ascender por lo menos al 0,1% en peso. Después de extraerse el sistema del baño de sal ya está listo para la utilización para la esterilización.
Preferiblemente, el tratamiento en la disolución ácida debería realizar el enfriamiento brusco con agua de grifo y/o el tratamiento en la disolución de sal a una temperatura entre 10º y 130ºC, preferiblemente a menos de 80ºC y con especial preferencia a 20ºC \pm 5ºC.
Mediante el tratamiento según la invención de los metales nobles o la superficie de iones de metales nobles, en el agua que va a esterilizarse se establece espontáneamente la concentración de equilibrio respectiva mediante la interacción de las sales de metales nobles sobre la superficie y los contraiones que se encuentran en el agua. Por tanto, el sistema de esterilización es autorregulador.
Mediante la composición química de la superficie, también mediante la proporción respectiva de los compuestos de metales nobles difícilmente solubles de diferente solubilidad sobre la superficie puede ajustarse además la máxima cantidad de metal noble liberada de forma que se cumplan de forma segura los valores límite vigentes. El sistema de esterilización puede adaptarse así a diferentes calidades del agua y valores límite.
El material de soporte no sólo asume tareas mecánicas. Más bien también es un depósito de principio activo. Debido a la alta cantidad de metal noble en la masa, así pueden lograrse sin problemas periodos de servicio de varios años con acción constante de manera que se alcance una acción de depósito a largo plazo.
Dado que el sistema según la invención proporciona el par redox metal noble/ión de metal noble, especialmente Ag/Ag^{+} con el metal noble, especialmente plata, en exceso, el sistema es muy insensible a sustancias oxidantes o reductoras y a la iluminación.
En general, la temperatura de la disolución ácida, de la disolución de sal y del agua de grifo durante el tratamiento se encuentra entre 10ºC y 130ºC, preferiblemente como mucho a 80ºC y con especial preferencia a 20ºC \pm 5ºC.
Según la invención, como material base se utiliza una malla por trama, malla por urdimbre o tejido de hilos de metal noble con hilos de carbono o hilos de plástico. El tejido, malla por trama o malla por urdimbre de metal noble-plástico se transforma térmicamente según el proceso de tricotado o tejido en carbono. Estos materiales base de metal noble/carbono no sólo actúan antimicrobianamente, sino también por adsorción.
Los alambres o hilos de plata tratados según la invención también pueden utilizarse en otra forma de realización en forma de una trenza, por ejemplo en perlizadores, para la protección de superficies, para barreras contra gérmenes o en generadores de iones.
Una inmensa pluralidad de posibilidades de aplicación resulta de la utilización de los polvos de plata tratados según la invención.
Estos polvos pueden procesarse, por ejemplo, en procedimientos conocidos en la tecnología de los plásticos, la tecnología de las superficies o la tecnología del polvo.
Por tanto, es posible, por ejemplo, incorporar los polvos de metal noble tratados en una matriz de plástico (mezclado, coextrusión, colaminación). También pueden utilizarse los polvos para el recubrimiento de superficies, por ejemplo, para proteger el material, para esterilizar o para mantener libre de gérmenes. El recubrimiento puede realizarse, por ejemplo, mediante inmersión, pulverización o recubrimiento con polvo.
Los polvos tratados pueden moldearse como tales o como mezcla con polvos metálicos o polvos no metálicos para proporcionar un cuerpo moldeado antimicrobiano poroso. Como polvos no metálicos pueden utilizarse, por ejemplo, carbono activo, zeolitas, gel de sílice, etc. El moldeo puede realizarse con procedimientos de prensado conocidos como CIP o HIP o moldeo en barbotina, etc.
También pueden recubrirse o impregnarse alambres, hebras o hilos, pero también espumas, con el polvo tratado según la invención, por ejemplo, mediante coextrusión o inmersión.
En principio es posible recubrir todas las geometrías y materiales posibles con el polvo de metal noble tratado según la invención, especialmente mediante inmersión. Así pueden proporcionarse cuerpos sinterizados que comprenden polvos de metal noble tratados según la invención.
Los cuerpos moldeados porosos del polvo o los polvos tratados según la invención con aditivos de polvos metálicos o no metálicos pueden utilizarse en perlizadores o como filtro metálico.
Con el sistema de esterilización según la invención es posible esterilizar eficazmente agua potable o protegerla duraderamente de la recontaminación. Mediante la propiedad superficial según la invención se consigue que sólo se necesiten concentraciones mínimas de iones plata. Así se cumplen de forma segura los valores de consigna vigentes. El ajuste de estas pequeñas concentraciones, pero suficientes para la acción eficaz, se realiza automáticamente mediante establecimientos del equilibrio químico. La cantidad absoluta de material utilizado determina el periodo de servicio que claramente se encuentra por encima de uno a varios años. Mediante la autorregulación y la autorrenovación puede renunciarse a la utilización de una tecnología de medición, control e instrumentación.
El sistema de esterilización según la invención puede introducirse en cualquier lugar discrecional en el circuito del agua. En las siguientes figuras 1 a 3 se representan distintas aplicaciones típicas del sistema de esterilización según la invención. Muestran:
Figura 1 una representación esquemática de unidades domésticas y filtros de agua con el sistema de esterilización según la invención,
figura 2 ejemplos de aplicación en un sistema cerrado y cuasicerrado y
figura 3 ejemplos de aplicación para el "tercer mundo".
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El propio material se encuentra o en cartuchos separados que se integran en la tubería mediante tecnologías de conexión habituales o se encuentra directamente en los filtros o en los tanques. Como material base se utiliza preferiblemente dependiendo de la utilización planeada alambre de plata, lana de plata o un tejido de plástico entretejido con alambre de plata.
Este sistema de esterilización según la invención puede utilizarse, por ejemplo, en unidades domésticas para el tratamiento posterior de agua urbana, para la esterilización de humidificadores de aire, sistemas de agua caliente y de tanques o sistemas cerrados para la desinfección de agua potable descentralizada en el "tercer mundo".
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a) Utilización de tejidos de plata/plástico o lanas de plata tratados superficialmente en unidades domésticas para el tratamiento posterior de agua urbana
Los filtros de carbono activo para el sector doméstico eliminan debido a su principio de acción el cloro utilizado para la protección contra la recontaminación. Esto lleva a que los filtros son colonizados en un corto tiempo por microorganismos que conducen a una fuerte contaminación bacteriológica del agua potable. Para prevenir esto, un sistema de esterilización según la invención, por ejemplo tejido o lana de plata o tejido de plata/plástico, puede enrollarse alrededor del medio de filtración (4) (membrana de filtración, por ejemplo, el bloque de filtración (bloques de carbono activo prensados)) que previene una colonización directa de los medios de filtración (Figura 1a). Alternativamente, el sistema de esterilización puede introducirse directamente en la tubería colectora del agua de producto (3) en la figura 1b (ósmosis inversa, carbono activo - tanto bloques prensados como gránulos). Así, el agua tratada está libre de gérmenes y protegida contra la recontaminación debido a los iones de metales nobles disueltos.
En sistemas con tanque de almacenamiento intermedio (7) es ventajoso conectar el sistema de esterilización entre el tanque (7) y la llave de tres vías (10), como se representa en la figura 1c.
Las posibilidades pueden combinarse dependiendo de la contaminación de partida y de las situaciones generales. No obstante, generalmente es suficiente una de las tres posibilidades para garantizar una protección suficiente en el caso de plantas de tratamiento posterior de agua urbana o en el caso de agua de pozo. En plantas sin tanque se utilizan especialmente las variantes mostradas en las Figuras 1a, b, mientras que en plantas con tanque se utiliza preferiblemente la variante representada en la Figura 1c o su combinación.
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b) Utilización de tejidos de plata/plástico o lanas de plata tratados superficialmente en humidificadores de aire, sistemas de agua caliente y de tanque o en sistemas cerrados
En los ejemplos de aplicación representados en las Figuras 2a y b, el sistema de esterilización según la invención se utiliza principalmente en sistemas cerrados (Figura 2a) o en sistemas cuasicerrados como tanques de almacenamiento (operación discontinua), introduciéndose preferiblemente directamente en el tanque.
En humidificadores de aire, equipos de aire acondicionado, tanques de agua caliente o calderas montadas bajo el suelo o tanques de agua (camping) se observa con el tiempo un fuerte crecimiento de microbiología. Esto conduce a riesgos para la salud (humidificadores de aire, tanques de agua, etc.). Esto puede prevenirse mediante la utilización del sistema según la invención con tejido de plata/plástico como material base o mediante la utilización de un sistema según la invención con lana de plata como material base (Figura 2). En este caso, los materiales basados en plata pueden o introducirse directamente o en alojamientos permeables al agua (Figura 2a). En tipos de humidificadores de aire correspondientes, el sistema según la invención basado en tejido de plata/plástico también puede colocarse directamente sobre las esteras de filtración (5) en la Figura 2b. Para proteger contra la Legionella, adicionalmente pueden entretejerse hilos de Cu tratados.
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c) Utilización de tejidos de plata/plástico o lanas de plata tratados superficialmente para la desinfección de agua potable descentralizada - "tercer mundo"
El agua potable higiénicamente inocua sólo está disponible de forma limitada en el "tercer mundo". A la vista de la falta de infraestructuras debe ponerse a disposición un sencillo tratamiento de agua potable descentralizada. Para esto pueden utilizarse ventajosamente tejidos de plata/plástico o lanas de plata tratados según la invención. En el caso más sencillo, para esto el tejido de plata/plástico o la lana de plata tratados según la invención se coloca en el recipiente de almacenamiento correspondientemente equipado -recipiente de agua- y los recipientes se llenan a continuación con el agua de pozo o de río recogida (Figura 3 "variante más sencilla"). Durante los tiempos de acción correspondientes del sistema de esterilización también puede esterilizarse microbianamente agua altamente contaminada. Para esto, los sistemas de esterilización según la invención no sólo son adecuados para prevenir una recontaminación, sino también para tratar agua potable. En los casos más sencillos es suficiente el almacenamiento durante varias horas de agua superficial o de pozo recogida en botellas, bidones u otros recipientes.
Si se recoge agua de lluvia en aljibes, entonces puede introducirse una cantidad correspondientemente tratada de tejido de plata/plástico o lana de plata en el aljibe o a la salida (siempre y cuando esté presente) (Figura 3).
La desinfección de agua potable con los tejidos de plata/plástico o lanas de plata tratados según la invención puede combinarse con otras tecnologías. Así, esta técnica representa, junto con una bomba de agua y un sencillo sistema de filtros, como por ejemplo una combinación de filtros de arena y de carbono activo, una planta de tratamiento de agua completa fácil de manipular (Figura 3 "variante combinada sencilla"). Pueden realizarse otras combinaciones dependiendo de las circunstancias técnicas.
La invención se describe a continuación mediante ejemplos de realización.
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1. Ejemplo de realización
Preparación de un sistema de esterilización a partir de alambre de plata
Un alambre de plata con un diámetro de 0,05 a 0,5 mm se lamina inicialmente plano para aumentar la superficie. A continuación se trata aproximadamente tres a cinco segundos en una disolución acuosa ácida que como ácido comprende un compuesto con nitrógeno en el estado de oxidación + 5 y/o azufre en el estado de oxidación + 6 y/o oxígeno en el estado de oxidación - 1, se aclara con agua de grifo y se almacena durante la noche en una disolución que comprende Cl^{-}.
La preparación del sistema de esterilización también puede realizarse en un procedimiento continuo. En este caso se desbobina continuamente alambre de plata, dado el caso laminado plano, que se encuentra en una bobina y se pasa aproximadamente tres a cinco segundos a través de la disolución acuosa ácida, preferiblemente una disolución concentrada de un oxoácido de los elementos del grupo Va-VIIa del segundo y tercer periodo en su estado de oxidación más alto.
En otro baño con agua de grifo se "inactiva" el alambre de plata oxidado y a continuación se transfiere a una disolución de sal.
2. Ejemplo de realización
Preparación de un sistema de esterilización a partir de un tejido de plata/polipropileno
Un tejido de hilos de polipropileno con hilos de plata se trata aproximadamente 3 a 5 segundos en la disolución ácida y a continuación en agua de grifo y la disolución de sal según el ejemplo de realización 1, mediante lo cual se oxida esencialmente la superficie de los hilos de plata. Una parte de los iones Ag^{+} se infiltra en el polipropileno, de manera que en este sistema, adicionalmente a los iones Ag^{+} sobre la superficie de plata, también está a disposición Ag^{+} ligeramente disponible en el tejido de PP y la superficie activamente esterilizante aumenta en comparación con el alambre de plata pura.
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3. Ejemplo de realización
Preparación de un sistema de esterilización con fibra de carbono/tejido de plata
Un tejido mixto de hilo de plástico/alambre de plata se convierte térmicamente en un tejido mixto de fibra de carbono/alambre de plata. A continuación se procede según el ejemplo de realización 1.
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4. Ejemplo de realización
Preparación de un sistema de esterilización a partir de polvo de plata tratado
En lugar del alambre de plata según el ejemplo de realización 1 se utiliza polvo de Ag comercial que inicialmente se desaglomera y luego se añade en el intervalo de segundos a minutos a la disolución acuosa ácida. A continuación se separa, se lava y el polvo lavado se almacena durante la noche en la disolución que comprende Cl^{-}.
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5. Imagen SEM de la superficie de un sistema de esterilización
Para estudiar la superficie de plata mediante imágenes SEM, de un sistema de esterilización preparado según el ejemplo de realización 2 (polipropileno/hilo de plata; baño de sal: disolución de cloruro sódico) se eliminó polipropileno y se estudió el hilo de plata restante con la superficie oxidada. Las imágenes SEM se representan en la Figura 4. La barra en la parte inferior de la imagen SEM se corresponde con 20 \mum.
La imagen muestra una capa superficial delgada, amorfa y porosa cuyo espesor debería encontrarse probablemente en el intervalo submicrométrico. En el caso de las zonas oscuras debajo de la capa superficial amorfa debería tratarse del alambre de plata desnudo. La imagen SEM muestra además compuestos cristalinos de plata (por ejemplo, AgCl, Ag_{2}CO_{3}, etc.) sobre la superficie.
Por tanto, el sistema de esterilización según la invención destaca por una superficie heterogénea extremadamente grande y están presentes zonas de diferente actividad (zonas amorfas y cristalinas). Las actividades redox de las regiones superficiales amorfas o cristalinas que están en contacto directo con la superficie de plata desnuda también son diferentes. Mediante esto puede controlarse en conjunto el establecimiento del equilibrio (cinética) como también la propia concentración de equilibrio (termodinámica).

Claims (4)

1. Uso de un sistema para la esterilización de agua potable, caracterizado porque el sistema comprende un material base que es un cuerpo sólido de metales nobles o una aleación que comprende un metal noble, un alambre de metal noble, lana de metal noble, malla por trama o malla por urdimbre de metal noble y la superficie del material base está oxidada por lo menos parcialmente y el metal noble oxidado en la superficie se presenta como sal de metal noble difícilmente soluble o como mezcla de sales de metales nobles con diferente solubilidad y durante la esterilización los iones de metales nobles liberados de la superficie se reabastecen del metal noble del material base siendo el metal noble plata, siendo la superficie microporosa y amorfa y comprendiendo la superficie AgCl cristalino.
2. Uso de un sistema según la reivindicación 1, caracterizado porque las sales cristalinas y amorfas de metales nobles están en contacto directo entre sí y en contacto directo con la superficie de plata desnuda de manera que en global se forman las siguientes regiones de diferente actividad redox y solubilidad: i) superficie de plata pura accesible mediante poros de la capa amorfa, ii) capa de sal amorfa de metal noble, iii) capa de sal cristalina de metal noble, iv) zona de contacto plata - capa de sal amorfa de metal noble, v) zona de contacto plata - capa de sal cristalina de metal noble, vi) zona de contacto capa de sal amorfa de metal noble - capa de sal cristalina de metal noble, vii) zona de contacto plata - capa de sal amorfa de metal noble - capa de sal cristalina de metal noble.
3. Uso de un sistema según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque comprende adicionalmente hilos funcionales como carbono activo o hilos sensores.
4. Uso de un sistema según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el material base es un polvo de metal noble y el polvo de metal noble tratado se utiliza para el recubrimiento de superficies como tal o en mezcla con polvos metálicos y/o no metálicos comprimidos en cuerpos moldeados antimicrobianos o en procedimientos conocidos de la tecnología del polvo.
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