GermIrrad

Controlo microbiológico sem parar a operação.

Desinfeção híbrida para indústria farmacêutica, alimentar e ambientes bio-críticos.

Spinner Dynamics · Engineering Systems
Arouca, Portugal
01 · O problema no terreno

A desinfeção convencional cobra-se em produção.

Não é uma questão de eficácia declarada, mas de custo real de operação, pago em horas de linha parada, em consumo e em variabilidade.

Janelas de paragem

O UVC convencional obriga a esvaziar o espaço. A desinfeção acontece fora de horas, ou não acontece.

Consumo de químico

A via isolada exige 50 ppm de cloro livre por ciclo, com o custo de compra, armazenamento e tratamento associado.

Variabilidade humana

Aplicação manual significa cobertura desigual entre turnos, e um resultado difícil de demonstrar.

Corrosão e resíduo

Agressividade sobre equipamento e superfícies, com resíduo que fica no espaço e no efluente.

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02 · O que a auditoria vai pedir

Da deteção para a prevenção.

Deixa de bastar detetar o desvio e corrigi-lo. Passa a exigir-se um processo desenhado para o evitar, com dose registada, ciclo rastreável e substâncias defensáveis perante quem audita. Um procedimento manual, sem registo, é cada vez mais difícil de sustentar.

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03 · Porque nenhuma via isolada resolve

Cada tecnologia falha onde a outra é forte.

Estado da arte

Química isolada

H₂O₂, cloro, hipocloritos

  • Exige 50 ppm de cloro livre para redução total.
  • Subprodutos e corrosão sobre o equipamento.
  • Uso continuado seleciona estirpes resistentes.
Estado da arte

Radiação isolada

UVC convencional, 254 nm

  • Alcança tecido vivo, obriga a sala vazia.
  • Desinfeção limitada às janelas de paragem.
  • Sombras e superfícies porosas reduzem a cobertura.
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Física e química combinadas

Far-UVC 222 nm com solução fotoativável

  • 0,1 ppm de cloro livre, 500× menos do que a via química.
  • 222 nm não alcança tecido vivo, o ciclo corre com a sala ocupada.
  • Redução de 100 % validada em PVC, aço inoxidável e PEEK.
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04 · Porque não pode usar UVC com pessoas

A 254 nm, a radiação não pára à superfície.

Penetração do UVC convencional (254 nm) nas camadas da pele.

O UVC convencional atravessa o stratum corneum e a epiderme, alcançando tecido vivo na derme. O efeito germicida é real, mas o alvo não é só o microrganismo.

Consequência operacional: a sala tem de estar vazia, e a desinfeção acaba relegada para fora de horas, ou simplesmente não acontece com a frequência necessária.

  • Obriga a janela de paragem dedicada.
  • Frequência limitada pelo calendário de produção.
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05 · O que muda na operação

Far-UVC a 222 nm: desinfetar com pessoas na sala.

A 222 nm a radiação é absorvida nos primeiros micrómetros da pele, dentro do estrato córneo, uma camada de 5 a 20 µm já constituída por células mortas. Não alcança tecido vivo, mas atravessa por completo uma bactéria de 1 µm.

Consequência operacional: a desinfeção deixa de precisar de uma janela de paragem. Passa a poder correr durante a produção, com a frequência que o risco justificar e não a que o calendário permite.

  • Ciclos durante a operação, não fora de horas.
  • Maior frequência sem perda de produção.
Operador junto a uma matriz de emissores UV em funcionamento numa instalação industrial
Matriz de emissores UV numa instalação industrial, com o operador em posto.
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06 · Como funciona

Química e radiação em sinergia, não em escolha.

A solução germicida é aplicada em concentração muito reduzida e ativada pela radiação durante o ciclo. Cada componente multiplica a eficácia do outro.

PASSO 01

Microrganismo intacto

Carga aderida à superfície, incluindo geometrias e materiais difíceis.

PASSO 02

Solução fotoativável

Germicida doseado muito abaixo da concentração convencional.

PASSO 03

Ativação por Far-UVC

A radiação ativa a solução e atua em simultâneo sobre o microrganismo.

RESULTADO

DNA inativado

Redução total da carga culturável, sem resíduo químico relevante.

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07 · Eficácia validada

Redução total, com 500× menos químico.

100 %
Redução de E. coli e Staphylococcus com Far-UVC (1 min) + ultrassons (1 min) + cloro livre a 0,1 ppm (5 min).
0,1 ppm
Cloro livre necessário no sistema híbrido para atingir redução total.
500×
Menos químico do que a via isolada, que exige 50 ppm para o mesmo resultado.
Cloro livre isolado 50 ppm
Sistema híbrido GermIrrad 0,1 ppm

Cloro livre necessário para redução total, em igualdade de resultado.

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08 · Validação laboratorial

Comparação de tratamentos.

TratamentoE. coliStaphylococcus
Far-UVC · 1 min93,6 %91,3 %
Far-UVC · 5 min99,6 %99,1 %
Cloro livre 20 ppm · 5 min93,1 %96,7 %
Cloro livre 50 ppm · 5 min100 %100 %
Far-UVC (1′) + ultrassons (1′)98,9 %97,1 %
Far-UVC (1′) + ultrassons (1′) + cloro 0,1 ppm100 %100 %

Percentagem de redução de células aderidas. Ensaios em laboratório controlado.

Materiais testados

A combinação tripla foi validada sobre materiais correntes em ambiente clínico e industrial: PVC, aço inoxidável e PEEK, e não apenas em placa de laboratório.

Isoladamente, tanto a radiação como o cloro só chegam a 100 % com dose elevada ou tempo longo. Combinados, chegam lá com um quinhentos avos do químico.

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09 · O que instala

O equipamento.

Torre UVC modular

Quatro módulos de irradiação em geometria radial, com cobertura de 360° de superfícies e ar.

Reservatório fotoquímico

Solução germicida em concentração reduzida, doseada e ativada durante o ciclo.

Base autónoma móvel

Deslocação entre espaços sem intervenção humana, com ciclos programáveis.

Controlo IoT integrado

Telemetria, registo regulatório e monitorização remota. Cada ciclo fica auditável.

Protótipo GermIrrad, torre UVC modular sobre base autónoma móvel
Protótipo v1, em validação operacional.
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Sala limpa com irradiação GermIrrad integrada na iluminação
10 · Integração

Equipamento móvel ou irradiação integrada.

Em espaços de utilização contínua, os módulos podem ser embebidos na própria iluminação. A sala passa a ser desinfetada enquanto funciona, sem ciclo dedicado nem equipamento a circular.

  • Integração em teto, linha de processo ou equipamento existente.
  • Adaptável a equipamento de parceiro.
11 · Geração in loco

Acabar com a logística de químicos.

Quando o ciclo precisa de 0,1 ppm em vez de 50, a quantidade deixa de justificar uma cadeia de abastecimento. A síntese eletroquímica cabe no próprio equipamento, a partir de água, sal e eletricidade.

Sem transporte

Elimina receção e movimentação de concentrados perigosos nas instalações.

Sem embalagem

Termina o ciclo de bidões, resíduo de embalagem e respetivo tratamento.

Sem stock

Produção na quantidade exata do ciclo, sem armazenamento nem prazo de validade.

Sem rutura

Autonomia face a fornecedores e a interrupções na cadeia de abastecimento.

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12 · Onde se aplica

Ambientes onde o desvio microbiológico tem consequência.

Sala limpa

Salas limpas

Farmacêutica e dispositivos médicos, com irradiação integrada na iluminação.

Indústria alimentar

Indústria alimentar

Linhas de processo e zonas de embalamento sob requisito de higiene.

Saúde

Saúde

Ambientes ocupados, onde parar a operação para desinfetar não é opção.

Agroindústria

Agroindústria

Controlo de carga microbiana em ambientes húmidos e de grande volume.

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13 · Validação e rastreabilidade

O que pode mostrar a quem audita.

Quatro artigos revistos por pares

Capa da revista Science of the Total Environment
  • Science of the Total Environment 917, 170352 (2024) Far-UV-C irradiation promotes synergistic bactericidal action against adhered cells of Escherichia coli and Staphylococcus epidermidis.
  • Science of the Total Environment 879, 163007 (2023) Ultraviolet C irradiation: a promising approach for the disinfection of public spaces?
  • Journal of Environmental Chemical Engineering 11, 109639 (2023) Combination of UVC light with antimicrobial agents for enhanced disinfection of surfaces and liquids.
  • Scientific Letters 1, sup. 1 (2024) · CESPU Synergistic bactericidal combinations: far-UV-C, mechanical cleaning and chlorine against Gram-negative and -positive bacteria.

Os quatro artigos têm autoria conjunta do LEPABE / ALiCE, Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto, e da Spinner Dynamics. Nenhum foi publicado por uma das equipas isoladamente.

Ciclo registado, não declarado

O controlo IoT integrado regista dose, duração e cobertura de cada ciclo. O que é apresentado ao auditor deixa de ser um procedimento escrito e passa a ser o histórico do que efetivamente aconteceu.

  • Telemetria e registo por ciclo.
  • Monitorização remota e alarmes.
  • Desenvolvido com a Universidade de Aveiro e a FEUP.
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14 · Próximo passo

Começamos por um piloto no seu espaço.

A tecnologia está validada em laboratório e o equipamento está em validação operacional. O passo seguinte é medir no seu contexto, com a sua carga microbiana e os seus materiais.

01 · Levantamento

Espaço, materiais, pontos críticos e o procedimento de desinfeção em vigor.

02 · Piloto instrumentado

Ciclos com registo, com amostragem microbiológica antes e depois.

03 · Caso de decisão

Resultado medido, consumo de químico evitado e horas de operação recuperadas.

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