Líquidos de limpieza sostenibles para una producción fiable de dispositivos médicos

Feb 14, 2024

Por Elizabeth Norwood, química sénior de MicroCare | 02 de agosto de 2023

Las placas de circuito impreso (PCB) son componentes cruciales en diversos dispositivos y aplicaciones de atención médica, lo que impulsa avances en el diagnóstico, la atención al paciente y la investigación. Con el progreso continuo en la innovación médica y la creciente dependencia de los dispositivos electrónicos, la demanda de PCB en la industria médica va en aumento.

Los ingenieros de dispositivos médicos prevén que la integración de PCB complejos y miniaturizados en telemedicina, dispositivos portátiles, sistemas de imágenes médicas y otras aplicaciones de atención médica alimentará la creciente necesidad de PCB en el futuro. Estos PCB especializados permiten el desarrollo de dispositivos médicos avanzados, mejorando la precisión y la eficiencia del diagnóstico, mientras que la miniaturización permite dispositivos compactos y portátiles que mejoran la monitorización remota y la retroalimentación en tiempo real. También desempeñan un papel crucial en los sistemas de imágenes médicas, ya que facilitan el procesamiento y la transmisión de datos precisos para obtener imágenes de alta calidad. Además, los PCB permiten la creación de dispositivos médicos portátiles que monitorean los signos vitales y rastrean los parámetros de salud, lo que hace que el seguimiento continuo de la atención médica sea más accesible. El campo en expansión de la telemedicina amplifica aún más la demanda de PCB.

Al fabricar dispositivos médicos, la calidad y la confiabilidad son fundamentales. Deben cumplir con estándares estrictos para garantizar la seguridad, calidad, consistencia y protección de estos productos. Además, es necesario considerar detenidamente regulaciones adicionales, específicamente las relacionadas con la sostenibilidad ambiental.

En una industria de electrónica médica que se centra cada vez más en la conciencia ambiental, es vital utilizar métodos de fabricación que prioricen la sostenibilidad y al mismo tiempo mantengan la confiabilidad del dispositivo.

Limpieza para lograr consistencia

La limpieza es primordial en la fabricación de dispositivos médicos. Garantiza la seguridad y eficacia del producto final. Los PCB son componentes complejos que pueden acumular contaminantes, como residuos de fundente, restos de soldadura o partículas de polvo, durante el proceso de fabricación.

Los contaminantes en la superficie de la PCB pueden crear rutas eléctricas no deseadas, lo que provoca fallos de funcionamiento, interferencias en la señal o incluso cortocircuitos eléctricos. También pueden albergar microorganismos o partículas pirogénicas que pueden comprometer la seguridad del paciente.

La limpieza minuciosa de las PCB garantiza que las conexiones eléctricas estén libres de residuos y contaminantes, lo que promueve un funcionamiento confiable, preciso y a largo plazo. Por lo tanto, los fabricantes de dispositivos médicos actuales deben encontrar un método de limpieza que logre excelentes resultados de limpieza y que sea ambientalmente sostenible, salvaguardando tanto a los trabajadores como al planeta.

limpieza verde

Los sectores de la salud de Estados Unidos, Canadá, Inglaterra y Australia emiten aproximadamente 748 millones de toneladas métricas de gases de efecto invernadero cada año, superando las emisiones de carbono de todos los países del mundo excepto seis. El Foro Económico Mundial afirmó que los sistemas de salud representan más del 4% de las emisiones globales de CO2 en promedio global. Esa cifra se acerca al 10% de las emisiones nacionales de la mayoría de las naciones industrializadas, más que los sectores de la aviación o el transporte marítimo. Estas asombrosas estadísticas exigen que los fabricantes de productos electrónicos médicos contribuyan a la "planificación ecológica" incorporando prácticas sostenibles en todas las áreas de producción.

Cumplir con estrictos estándares de calidad y confiabilidad es fundamental en la fabricación de dispositivos médicos. Además, los fabricantes de dispositivos deben considerar cuidadosamente las regulaciones ambientalmente sostenibles. Es vital hacer hincapié en la sostenibilidad en el proceso de limpieza, ya que la limpieza es esencial para la seguridad y eficacia de los dispositivos médicos y sus PCB internos.

Sin embargo, esto puede ser un desafío a medida que los PCB se vuelven más pequeños, están más densamente llenos de circuitos y contienen una combinación de materiales. Encontrar un proceso de limpieza que limpie eficazmente estos conjuntos complejos y delicados, pero que cumpla con las regulaciones ambientales, puede parecer una tarea imposible.

Desengrase con vapor como opción

El desengrasado por vapor, cuando se combina con fluidos sostenibles avanzados, es un método de limpieza que aborda estos desafíos. Los fabricantes del sector de la electrónica médica lo utilizan cada vez más debido a su cumplimiento de las regulaciones ambientales emergentes que rigen el uso de fluidos de limpieza y la seguridad de los trabajadores. Además, ofrece un proceso de limpieza eficiente que simplifica el cumplimiento de regulaciones estrictas como las estipuladas por la FDA y la Organización Internacional de Estándares (ISO), que requieren que los fabricantes de dispositivos médicos validen sus procesos de limpieza para demostrar el cumplimiento de los estándares y garantiza que los dispositivos cumplan con las estrictas normas. requisitos de calidad y seguridad.

El desengrasado con vapor limpia eficazmente los PCB mediante un sistema de circuito cerrado con un sumidero de ebullición y un sumidero de enjuague. El fluido de limpieza se calienta en el sumidero de ebullición y los PCB se sumergen en el fluido calentado para su limpieza. Después de la limpieza, las tablas se transfieren manual o mecánicamente al sumidero de enjuague para el enjuague final con más líquido no contaminado. Luego, los PCB se secan y se enfrían dentro de una manta de vapor. Los fluidos de limpieza modernos utilizados en los desengrasantes de vapor eliminan fácilmente partículas y contaminantes de conjuntos muy compactos, sin dejar residuos ni manchas, lo que los hace ideales para aplicaciones críticas en la industria de la electrónica médica.

Cumplir con los estándares

Los fluidos de limpieza modernos no sólo limpian excepcionalmente bien, sino que también cumplen con los estrictos requisitos reglamentarios impuestos por la industria médica y los organismos rectores internacionales y regionales.

Estos innovadores fluidos de limpieza se alinean con los exigentes estándares descritos por la Agencia de Protección Ambiental (EPA) y el programa de Registro, Evaluación, Autorización y Restricción de Productos Químicos (REACH) de la UE. Son diferentes a los disolventes más antiguos, como el tricloroetileno (TCE), el percloroetileno (Perc) y el bromuro de n-propilo (nPB), que presentan problemas medioambientales o de salud. Los fluidos desengrasantes de vapor modernos, basados ​​en la tecnología de hidrofluoroolefina (HFO), poseen un potencial de eliminación de ozono (ODP) cero y presentan un bajo contenido de compuestos orgánicos volátiles (VOC) que minimizan las emisiones nocivas. Estos fluidos también exhiben un bajo potencial de calentamiento global (GWP), lo que contribuye a los esfuerzos para mitigar el cambio climático. Además, los fluidos desengrasantes de vapor modernos no son contaminantes atmosféricos peligrosos (HAP) y no requieren permisos de Normas Nacionales de Emisión de Contaminantes Peligrosos del Aire (NESHAP).

Al emplear estos fluidos de limpieza progresivos, la industria de fabricación médica puede adoptar prácticas ambientalmente sostenibles sin comprometer el rendimiento de la limpieza.

Reducir el uso de energía

La reducción del uso de energía es crucial en la industria de fabricación de dispositivos médicos, ya que es uno de los sectores que consumen más energía. Los esfuerzos sostenibles se vuelven aún más significativos en este contexto. Al reducir el consumo de energía, los fabricantes contribuyen a la preservación del medio ambiente y podrían reducir costes. Los fabricantes de dispositivos médicos deberían priorizar la sostenibilidad y centrarse en estrategias para ayudar a minimizar el uso de energía. La implementación de medidas de ahorro de energía no solo reduce su huella de carbono sino que también mejora su desempeño financiero al reducir los costos operativos.

El desengrasado con vapor destaca como un proceso de limpieza ventajoso en comparación con otros métodos. A diferencia de los métodos tradicionales, el desengrasado con vapor elimina la necesidad de agua, preservando este valioso recurso no renovable. Además, reduce significativamente el consumo de energía al eliminar la necesidad de calentar agua para fines de limpieza, evitando el uso de ventiladores o cuchillas de aire que consumen mucha energía para secar PCBS y minimizando la energía necesaria para tratar y purificar las aguas residuales.

Gracias a los bajos puntos de ebullición y al calor de vaporización de los fluidos desengrasantes en vapor, se reduce la energía necesaria para calentar la solución de limpieza dentro de la máquina, lo que hace que el proceso de limpieza sea más eficiente. Además, los PCB que emergen del desengrasante de vapor están completamente secos, lo que elimina la necesidad de métodos de secado que consumen mucha energía, como sopladores. Esto conduce a un menor uso de electricidad, un menor consumo de combustibles fósiles y una disminución de las emisiones de gases de efecto invernadero, lo que contribuye a un proceso de fabricación más respetuoso con el medio ambiente y sostenible.

Reciclar, reutilizar

Los fluidos desengrasantes de vapor sostenibles se pueden reciclar y reutilizar cientos de veces dentro de la máquina antes de requerir reposición, lo que los convierte en agentes de limpieza rentables y respetuosos con el medio ambiente. Dado que estos fluidos de limpieza no requieren estabilizadores, eliminadores ni pruebas semanales de aceptación de ácido que a menudo se requieren para los solventes de limpieza clorados o bromados, son fácilmente reciclables en el sitio. Los nuevos fluidos de limpieza se pueden reciclar mediante destilación en el desengrasante de vapor, lo que aumenta su vida útil en el piso de producción, reduce los costos generales de mantenimiento y minimiza la generación de desechos peligrosos.

Seguridad del personal

A la hora de buscar soluciones de limpieza sostenibles, priorizar la seguridad de los trabajadores es de suma importancia. Es vital apoyar la salud y la seguridad mediante prácticas de limpieza más ecológicas. Es crucial evitar productos químicos que puedan ser dañinos o estar bajo escrutinio regulatorio y buscar soluciones alternativas.

Los fluidos desengrasantes a vapor avanzados cuentan con excelentes perfiles de seguridad. Exhiben propiedades no inflamables, lo que mejora sus credenciales de seguridad. Muchos fluidos desengrasantes de vapor modernos tienen perfiles de toxicidad favorables y valores límite de umbral (TLV) altos, lo que los hace más seguros para los trabajadores expuestos.

Afrontar el reto de la calidad y la sostenibilidad

La limpieza juega un papel vital para mantener la confiabilidad de los dispositivos y cumplir con los estándares regulatorios y de calidad en la producción de componentes electrónicos médicos. Sin embargo, es igualmente importante centrarse en la sostenibilidad del proceso de limpieza. Los fabricantes pueden equilibrar eficazmente la confiabilidad del dispositivo y la responsabilidad ambiental dando prioridad a métodos de limpieza ecológicos, incluida la utilización de fluidos avanzados en el desengrasado por vapor.

Al adoptar prácticas de limpieza ecológicas, los fabricantes pueden lograr varios beneficios. En primer lugar, los fluidos avanzados utilizados en el desengrasado por vapor ofrecen un rendimiento de limpieza superior, lo que garantiza que los componentes estén libres de contaminantes. Esto contribuye a la confiabilidad y funcionalidad generales de los dispositivos, reduciendo el riesgo de mal funcionamiento o problemas de rendimiento.

En segundo lugar, los métodos de limpieza ecológicos priorizan la sostenibilidad ambiental al minimizar el impacto negativo en el ecosistema. Los fluidos avanzados utilizados en el desengrasado por vapor están diseñados por químicos para tener un GWP bajo y un ODP cero, lo que significa que tienen una huella ambiental reducida en comparación con los solventes tradicionales. Tienen un menor potencial de contaminación del aire y pueden reciclarse o recuperarse fácilmente, lo que reduce aún más la generación de residuos.

Además, los métodos de limpieza ecológicos requieren menos consumo de energía y agua, lo que genera beneficios adicionales de sostenibilidad. Al minimizar el uso de recursos, los fabricantes pueden reducir su huella de carbono y conservar los recursos naturales.

Además de las ventajas ambientales inmediatas, la adopción de prácticas de limpieza ecológicas puede mejorar la reputación de un fabricante y atraer a consumidores y organismos reguladores conscientes del medio ambiente. Muchas organizaciones y consumidores hoy valoran la sostenibilidad y las prácticas ecológicas. Al priorizar la limpieza ecológica, los fabricantes pueden demostrar su compromiso con la responsabilidad ambiental.

Sobre el Autor:

Elizabeth Norwood es química senior en MicroCare, que ofrece soluciones de limpieza de precisión. Lleva más de 25 años en la industria y tiene una Licenciatura en Química de la Universidad de St. Joseph. Norwood investiga, desarrolla y prueba productos relacionados con la limpieza. Actualmente tiene una patente emitida y dos pendientes por su trabajo.

Para obtener más información, visite www.microcare.com.

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