Como funciona o ultrassom para higienização de superfícies?

Iniciamos este post falando sobre as aplicações do ultrassom, que vão desde homogeneização de substâncias, rompimento de células, extração de produtos fitoquímicos, esterilização de equipamentos, localização de mineral, emulsificação, até degradação de massa molar e fonoforese (ação do ultrassom para facilitar a penetração de agentes farmacologicamente ativos através da pele). Pois bem, e como funciona o ultrassom quando utilizado para higienização de superfícies?

O que é ultrassom?

O ultrassom consiste de uma onda mecânica longitudinal não audível, com frequência acima de 20 kHz, na qual a energia é transmitida pelas vibrações das moléculas do meio em que a onda está se propagando. Este meio irradiado oscila harmonicamente com a frequência do gerador ultrassônico, comprimindo e expandindo o mesmo. Os efeitos térmicos e não térmicos do ultrassom prevalecerão de acordo com o regime de pulso contínuo ou pulsado aplicado.

Fonte: Denilson Carvalho Resende

A ação do ultrassom em meio biológico é atribuída a quatro mecanismos físicos: efeito térmico, a cavitação, as formas de radiação e o microfluxo acústico.

A cavitação pode resultar em fenômenos elétricos e químicos e em destruição mecânica. Neste último, as cavidades se colapsam ou as bolhas de gás crescem até ficarem suficientemente grandes para vibrarem em ressonância com as ondas sonoras. A cavitação gerada pelo ultrassom produz intensas ondas de choque, aumentos instantâneos de temperatura e pressão e efeitos químicos no meio, que são gerados pelo colapso das cavidades ou microbolhas. A porcentagem de morte e alterações nas estruturas moleculares aumenta com o tempo de duração de exposição ao ultrassom, e com o nível de intensidade gerado por ele. As propriedades biofísicas da cavitação podem ser consideradas como um dos principais mecanismos que afeta a atividade germicida do ultrassom em meio líquido. Outro efeito do ultrassom na área biológica é devido às forças de radiação, que podem deslocar, distorcer e/ou reorientar partículas intercelulares e células em relação a suas configurações normais. Nesse caso, o efeito está associado a grandes tensões hidrodinâmicas suficientes para causarem danos às células e macrocélulas em suspensão.

E a higienização?

A técnica de higienização tem sido utilizada a fim de facilitar o dia a dia das empresas.

Há diversos formatos de equipamentos cujas capacidades em comportar a matéria adequam-se à necessidade da área tecnológica interessada em aderir ao processo.

Existem alguns modelos que, com a finalidade de oferecem uma assistência maior na atividade, possuem algumas opções de aquecimento, e cronômetros mecânicos ou digitais, garantindo sucesso no resultado do sistema de limpeza industrial, farmacêutica e biomédica.

O procedimento de purificação ultrassônica tem por objetivo a redução da exposição  ocupacional a agentes microbianos em peças e equipamentos, ocasionando a melhoria do processo e o aumento da produtividade. O método de lavagem e enxágue do equipamento remove microrganismos fazendo com que ocorra a diminuição eficiente da existência de carga microbiana.

Como ocorre a limpeza por ultrassom?

As ondas ultrassônicas são produzidas por meio de um gerador e um transdutor. Seu processo consiste no intervalo de frequência de ondas entre 20.000 a 100.000 ciclos por segundo, exigindo-se a faixa de frequência de 20.000 a 50.000 ciclos como a mais empregada para o processo de limpeza.

As lavadoras ultrassônicas são recomendadas para o procedimento de purificação de equipamentos industriais das indústrias de alimentos e bebidas, além de instrumentos convencionais, laboratoriais e clínicos.

O procedimento de limpeza se dá por meio da cavitação, processo que consiste em bolhas microscópicas geradas pelo contato entre a água, o uso da solução de higiene adequada e a frequência do ultrassom.

A dissolução e reação são fatores que devem ser considerados no processo da limpeza de resíduos. É de grande importância conhecer os componentes do agente de purificação, a ficha técnica de segurança, bem como a tensão superficial da água, a temperatura, as frequências e as potências das ondas.

A tensão superficial da água pode ser reduzida de acordo com a utilização adequada do detergente associado ao método de lavagem. Esse recurso exige menos energia no sistema de cavitação das bolhas. Quando a temperatura do equipamento está entre 55°C a 70°C, o resultado de higienização é mais eficiente.

No que se refere à frequência e às potências das ondas, o valor da repetição ideal é de 20.000 ciclos por segundo para limpeza pesada, já para limpeza de partículas menores, a frequência alterna em torno de 80 kHz.

Quais as vantagens?

Garante resultados eficientes e seguros, promove remoção de sujidades de difícil acesso;

Extensão da vida útil dos utensílios e equipamentos, pois evita desgaste de equipamentos;

Independência de processos manuais, evitando riscos laborais e o uso inadequado de insumos, a qualidade e eficiência da limpeza não dependem da habilidade do operador;

Diminuição de gastos e adoção de recursos sustentáveis, gastando menos insumos, reduzindo mão de obra e evitando poluentes químicos;

Fontes:

– J. Barbosa, et al.; EFEITO DO TEMPO DE EXPOSIÇÃO AO ULTRASSOM SOBRE Listeria monocytogenes e Escherichia coli.

– http://www.unique.ind.br;

– http://www.tsambientali.com.br;