ES2887609A1 - Aparato auto desplazable de limpieza con medios de desinfeccion mediante radiacion ultravioleta - Google Patents
Aparato auto desplazable de limpieza con medios de desinfeccion mediante radiacion ultravioletaInfo
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Abstract
Aparato auto desplazable de limpieza con medios de desinfección mediante radiación ultravioleta que adapta el tiempo de exposición a radiación ultravioleta de las superficies, mediante un ajuste de la velocidad de avance del propio aparato, atendiendo a la humedad relativa del ambiente y al tipo de virus que se desea exterminar.
Description
DESCRIPCI N
APARATO AUTO DESPLAZABLE DE LIMPIEZA CON MEDIOS DE
DESINFECCIÓN MEDIANTE RADIACIÓN ULTRAVIOLETA
SECTOR DE LA TÉCNICA
La presente invención se refiere al campo de los aparatos auto desplazables de limpieza, más concretamente a los aparatos auto desplazables dedicados a la desinfección de estancias y/o superficies.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN
En la actualidad, son ampliamente conocidos los aparatos auto desplazables de limpieza de ámbito doméstico, que se dedican a la limpieza de superficies utilizando medios de aspiración y/o medios de barrido que recojan la suciedad y la conduzcan hasta un depósito de almacenamiento de suciedad.
También son ampliamente conocidos los aparatos eléctricos de desinfección de estancias, dedicados a eliminar los patógenos presentes en el ambiente y en las superficies, tales como bacterias, hongos y/o virus.
Existen en el mercado numerosos de estos aparatos que utilizan la acción de algún agente desinfectante, como los rayos ultravioleta o la generación de ozono que, tras un periodo determinado de tiempo logran una desinfección casi total de los patógenos presentes.
Por ejemplo, pertenece al estado de la técnica el documento CN108664030 en la que se describe un sistema inteligente de desinfección de robots, que se caracteriza porque comprende un chasis móvil, una cubierta de aislamiento, un germicida ultravioleta y un radar láser. Donde el chasis móvil incluye una batería, una unidad de procesamiento, un módulo de radiofrecuencia e infrarrojos, y un conjunto mecánico. Caracterizado porque el aparato descrito es un robot inteligente que funciona de forma autónoma en alguna región espacial, asegurando que todos los ángulos puedan irradiarse con la luz ultravioleta de la sala, y que contiene un sistema de protección cuando se detectan personas, de forma que no pueda dañarles los ojos.
Pertenece también al estado de la técnica el documento CN106839259A en la que se proporciona un sistema y método de desinfección doméstico inteligente, utilizado en interiores. El sistema comprende un robot desinfectante, un conjunto de sensores, un sistema de posicionamiento y un sistema de control; donde el robot desinfectante está en conexión con el sistema de posicionamiento y con el sistema de control, y donde el sistema de control está, a su vez, conectado con el conjunto de sensores. De esta forma se presenta un robot inteligente, que realiza movimientos controlados en las estancias interiores que recorre.
Como se puede observar, los robots pertenecientes al estado de la técnica que comprenden medios de desinfección mediante luz UV, tienen programada una velocidad genérica de desplazamiento, que no tiene en cuenta el agente contaminante que se pretende eliminar, ni las condiciones ambientales del lugar donde desarrolla la operación de limpieza.
Comúnmente, tienen el problema de que cuentan con una velocidad de desplazamiento mucho más reducida que la de los robots de limpieza convencionales. Esta limitación es debida a la dimensión, generalmente reducida, de la zona de emisión de luz ultravioleta, la cual ha de aportar la energía por unidad de superficie necesaria para eliminar los virus.
Este nivel de energía necesario para romper las estructuras exteriores de los patógenos varía en función de las condiciones ambientales, tales como la humedad, sin embargo, esta variación de la energía de rotura no se tiene en cuenta en los algoritmos de movimiento de los robos actuales con función desinfectante.
EXPLICACIÓN DE LA INVENCIÓN
La presente invención tiene por objeto superar los inconvenientes del estado de la técnica más arriba detallados, es decir, busca la obtención de un algoritmo de movimiento que realice un ajuste de la velocidad de desplazamiento en función de la humedad del ambiente y del tipo de virus que se desee exterminar, de forma que se maximice la eficiencia y se optimice la tasa de eliminación de virus presentes en el ambiente.
La ventaja que presenta la invención es la adaptación automática del robot a su entorno para exterminar los virus presentes de manera eficiente, ya sea regulando su velocidad o la potencia de emisión UV. De esta forma, se consigue aportar la superficie la dosis de energía exacta que se requiere en función del tipo de virus a inactivar y la humedad relativa del ambiente. Esta optimización de la cantidad aportada de energía se traduce en una mayor eficiencia en el trabajo del robot, ya sea porque puede trabajar más rápido, o porque puede gastar menos energía en sus lámparas UV. En cualquier caso, el robot ve aumentada su capacidad de cobertura, pues es capaz de cubrir más metros de superficie por ciclo de descarga.
Para lograrlo, el ajuste de la velocidad se realizará de acuerdo a unas expresiones que relacionan las variables que influyen en el cálculo, esto es, la potencia de emisión, la dosis de inactivación y la velocidad de desplazamiento.
Estas expresiones son:
P
v = 1 D
Donde las variables simbólicas corresponden a los siguientes términos:
• D: dosis de energía necesaria para la inactivación de cierto virus
• P: potencia de emisión de la luz UV
• t: tiempo de exposición de la luz UV para aplicar la dosis exigida
• v: velocidad de desplazamiento
• l: longitud del haz de luz en el sentido de desplazamiento del robot
Adicionalmente, en el supuesto de que el sistema cuente con una lámpara UV de potencia de emisión variable, el algoritmo de funcionamiento del robot podría ajustar el valor de dicha potencia de emisión de manera que la velocidad de desplazamiento del robot fuese constante.
Así, de acuerdo al valor de la humedad relativa del ambiente, el robot adecuará la dosis de energía que aporta a la superficie para inactivar a los virus de manera adecuada, haciendo un uso óptimo de la energía disponible en los medios de alimentación del robot.
Otro factor a tener en cuenta será la tipología de virus que se pretende eliminar de la estancia o el espacio determinado, ya que existen diferentes tipos de virus, y cada uno de ellos tiene unas características distintas a nivel de estructura y composición que implican dosis de radiación ultravioleta distintas para poder ser eliminados.
Se entiende como dosis de radiación ultravioleta a la cantidad de energía por unidad de superficie aportada por la luz ultravioleta. Generalmente, este valor se obtiene al multiplicar la potencia por unidad de superficie de la fuente de iluminación por el tiempo de exposición a la misma.
La dosis de inactivación requerida para neutralizar a los virus afecta directamente a la velocidad de desplazamiento del robot ya que, suponiendo constante la potencia emitida pos las lámparas ultravioleta, cuanto mayor sea la dosis de UV requerida, mayor tiempo de exposición será necesario y, por tanto, será necesaria una menor velocidad de desplazamiento del robot.
Podemos encontrar diferentes tipos de virus actualmente:
• Virus ADN bicatenario (dsDNA)
• Virus ADN monocatenario (ssDNA)
• Virus ARN bicatenario (dsRNA)
• Virus ARN monocatenario positivo ((+)ssRNA))
• Virus ARN monocatenario negativo ((-)ssRNA))
• Virus ARN monocatenario retrotranscrito (ssRNA-RT)
• Virus ADN bicatenario retrotranscrito (dsDNA-RT)
Como se puede observar en la Figura 1 y en la Figura 2, los virus con ácidos nucleicos de tipo monocatenario (ssDNA y ssRNA) necesitan una menor dosis de inactivación que los virus con ácidos nucleicos de tipo bicatenario (dsDNA y dsRNA) sin importar sin son de tipo ARN o ADN. Comparando ambas gráficas se puede observar que, para cualquier tipo de virus, la dosis de inactivación aumenta proporcionalmente con el valor de humedad relativa donde se encuentran los virus.
Un posible ejemplo concreto de la invención propuesta consistiría en un robot auto desplazable con una superficie iluminada en la parte inferior de su estructura, con el objetivo de inactivar los virus presentes en el suelo. Dicho robot contaría en su interior con un sensor de humedad relativa, que le proporciona una medida exacta del nivel de humedad en la posición en la que se encuentra.
El operador del robot le indica a través de una APP externa que el virus objetivo a inactivar es el SARS-CoV-2, causante de la pandemia mundial de COVID-19. Este tipo de virus se clasifica dentro de la categoría de virus ARN monocatenarios positivo ((+)ssRNA)).
El robot cuenta con una superficie iluminada de 160 mm de anchura por 100 mm de longitud. La iluminación se lleva a cabo por un conjunto de luces LED UV-C que son capaces de proporcionar una potencia de emisión de 4 mW/cm2. Esto implica que cada segundo que el robot esté sobre cada cm2 del suelo, aportará sobre él 4 mJ/cm2. Al iniciar la operación, el robot se encuentra en una estancia con un porcentaje de humedad del 50%. Según los datos guardados en memoria, la dosis de inactivación al 99,99% para un virus tipo ssRNA con este nivel de humedad corresponde a 7,5 mJ/cm2. Así, el robot debe ajustar su velocidad con la siguiente expresión:
4 „
v = 10 • — = 5,3 cm/s
Seguidamente, el robot se dirige a desinfectar una zona en la que la humedad relativa ha aumentado hasta el 70%. Para estas condiciones del entorno, la dosis de inactivación al 99,99% aumenta hasta 10 mJ/cm2. El robot actúa en consecuencia y
varía su velocidad de desplazamiento de acuerdo a la siguiente fórmula:
4
v = 10 • — = 4 cm/s 10 '
El robot ejemplificado cuenta además con un sensor de velocidad en las ruedas motrices que permite conocer la velocidad de desplazamiento real del robot, con el objetivo de dar las órdenes precisas desde la PCB a los motores de las ruedas y conseguir de manera correcta la velocidad calculada como objetivo. Todos los elementos del sistema relacionados con la invención se muestran en la Figura 3.
La operación duraría hasta que el robot se quedase sin batería, realizando éste las correcciones que fuesen pertinentes para adecuar la velocidad de desplazamiento a la humedad relativa de la zona a desinfectar a fin de optimizar la operación de desinfección.
De esta forma, podemos lograr un aparato auto desplazable que regule su velocidad de desplazamiento en función de los parámetros que afectan directamente a la optimización de la desinfección del entorno, como son la humedad relativa y
BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS
Para complementar la descripción que se está realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características de la invención, se acompaña como parte integrante de dicha descripción, un juego de dibujos en donde con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:
Figura 1.- Esquema de los elementos que componen la invención
Figura 2.- Gráfica de la población superviviente en tanto por uno de un virus en función de la dosis UV aplicada para una humedad relativa del 50%
Figura 3.- Gráfica de la población superviviente en tanto por uno de un virus en función de la dosis UV aplicada para una humedad relativa del 80%
REALIZACIÓN PREFERENTE DE LA INVENCIÓN
En la siguiente descripción detallada de las realizaciones preferentes, se hace referencia a los dibujos adjuntos que forman parte de esta memoria, y en los que se muestran a modo de ilustración realizaciones preferentes específicas en las que la invención puede llevarse a cabo. Estas realizaciones se describen con el suficiente detalle como para permitir que los expertos en la técnica lleven a cabo la invención, y se entiende que pueden utilizarse otras realizaciones y que pueden realizarse cambios lógicos estructurales, mecánicos, eléctricos y/o químicos sin apartarse del alcance de la invención. Para evitar detalles no necesarios para permitir a los expertos en la técnica llevar a cabo la descripción detallada no debe, por tanto, tomarse en un sentido limitativo.
Concretamente, la presente invención plantea un aparato auto desplazable de limpieza con medios de desinfección mediante radiación ultravioleta que comprende al menos un batidor desplazable con respecto a una superficie de limpieza, un sistema de control, medios de mapeado de las estancias, medios de desplazamiento autónomo o semi autónomo, que está caracterizado porque comprende:
- medios de emisión de luz ultravioleta;
- medios de detección de humedad;
- medios de almacenamiento en memoria;
donde:
- los medios de almacenamiento en memoria comprenden un almacenamiento de parámetros de funcionamiento de los medios de desplazamiento en función del grado de humedad en el ambiente;
- los medios de emisión de luz ultravioleta y los medios de detección de humedad están en comunicación con el sistema de control;
- el sistema de control regula los medios de desplazamiento en función de la variable humedad en el ambiente;
Según esta realización, se obtendría un aparato auto desplazable de limpieza, como puede ser un robot aspirador similar a los ya existentes en el mercado, que comprende,
adicionalmente, medios de desinfección mediante radiación ultravioleta, que logra una desinfección óptima de las estancias que recorre, gracias a un cálculo exacto de la velocidad necesaria del aparato para lograr una eliminación máxima de los patógenos presentes en las superficies y en el ambiente.
Según se puede apreciar en las Figuras 2 y 3, existe una variación de la tasa de desinfección en función de la humedad relativa del ambiente, de donde se extrae que el nivel de supervivencia de los virus decae según las dosis de ultravioleta aplicadas, que están directamente relacionadas con los tiempos de exposición.
Según este razonamiento, se hace necesario regular la velocidad de avance del aparato para lograr que la desinfección sea efectiva, aumentando el tiempo de exposición de los patógenos a la luz ultravioleta desinfectante.
Atendiendo a la realización preferente, se tiene que el aparato auto desplazable objeto de la presente invención realiza un cálculo automático de la velocidad de avance del robot según la humedad relativa del ambiente, logrando el tiempo de exposición óptimo que garantice un nivel de supervivencia mínimo.
En una realización preferente, el aparato auto desplazable de limpieza con medios de desinfección mediante radiación ultravioleta está caracterizado por que comprende, además, medios de introducción del tipo de virus que se desea eliminar, de forma que el sistema de control regula los medios de desplazamiento en función de esta variable.
Según esta realización, el aparato auto desplazable de limpieza, a parte de comprender medios de regulación de la velocidad de avance según la humedad relativa, también tendrá en cuenta el tipo de virus que se desea eliminar de la estancia, ya que este parámetro también resulta determinante en cuanto a los tiempos de exposición se refiere.
Como también puede verse en las Figuras 2 y 3, depende del virus se necesitan diferentes tiempos de exposición para lograr un nivel de supervivencia mínimo.
Siguiendo este razonamiento, el aparato objeto de la presente invención adaptaría el tiempo de exposición a radiación ultravioleta de las superficies, mediante un ajuste de
la velocidad de avance del propio aparato, atendiendo a la humedad relativa del ambiente y al tipo de virus que se desea exterminar.
1
Claims (4)
1. Aparato auto desplazable de limpieza con medios de desinfección mediante radiación ultravioleta que comprende:
o al menos un bastidor desplazable con respecto a una superficie de limpieza,
o medios de mapeado de estancias;
o un sistema de control
o medios de desplazamiento autónomo o semi-autónomo;
caracterizado porque comprende:
o medios de emisión de luz ultravioleta;
o medios de detección de humedad;
o medios de almacenamiento en memoria;
donde
- los medios de almacenamiento en memoria comprenden un almacenamiento de parámetros de funcionamiento de los medios de desplazamiento en función del grado de humedad en el ambiente; - los medios de emisión de luz ultravioleta y los medios de detección de humedad están en comunicación con el sistema de control; - el sistema de control regula los medios de desplazamiento en función de la variable humedad en el ambiente,
2. Aparato auto desplazable de limpieza con medios de desinfección mediante radiación ultravioleta según la reivindicación 1 caracterizado porque comprende medios de introducción del tipo de virus, de forma que el sistema de control regula los medios de desplazamiento en función de la variable del tipo de virus
3. Aparato auto desplazable de limpieza con medios de desinfección mediante radiación ultravioleta según cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizada porque los medios de desinfección son al menos una lámpara de radiación ultravioleta
4. 
Aparato auto desplazable de limpieza con medios de desinfección mediante radiación ultravioleta según cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado porque los medios de introducción del tipo de virus están comprendidos por medios telemáticos de comunicación con una aplicación instalada en un móvil o dispositivo portátil inteligente.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| BA2A | Patent application published |
Ref document number: 2887609 Country of ref document: ES Kind code of ref document: A1 Effective date: 20211223 |
|
| FA2A | Application withdrawn |
Effective date: 20211221 |