CCPF/Solar-Test. Cámaras climáticas con acelerador solar.

Las cámaras climáticas CCPF/Solar-Test, dotadas de aceleradores solares, se definen por su capacidad de simular en su interior la existencia de un efecto de radiación solar de potencia variable, simultaneado con variaciones climáticas diversas, con el fin de recrear coordenadas geográficas a latitudes variables, los hemisferios y las estaciones del año.

Este tipo de pruebas se realiza con las cámaras de ensayos de laboratorio, de las cuales, las más comunes son las cámaras climáticas de ensayos ambientales y de simulación solar acelerada, las cuales permiten reproducir fielmente, a escala de laboratorio, las diversas climatologías que pueden sufrir los materiales expuestos a la intemperie.

Funciones tales como la corrosión, lluvia, hielo, nieve, granizo, polvo y arena, contaminación atmosférica, humedad, frío y calor, choques térmicos y radiaciones intensas, pueden ser aceleradas para extrapolar los valores a la vida esperada de uso y también investigar nuevos productos más eficaces y duraderos.

Las cámaras SOLATRON, XENOLAB Y METEOTRON desarrolladas por CCI están fabricadas bajo procedimientos AENOR, cumplen con todas las normativas vigentes de homologación y se acompañan de los correspondientes certificados de calibración de las variables de ensayo seleccionadas, cuestión por la cual permiten certificar los productos.

Estos equipos se pueden fabricar sin límite de tamaño, en función del tipo de componentes a ensayar, desde las pequeñas cámaras compactas, hasta las grandes cámaras de construcción modular, capaces de albergar gran número de paneles fotovoltaicos.

CCI desarrolla desde el año 1967, bajo la certificación AENOR, cámaras de ensayos solares acelerados y de simulación climática para investigación y control de calidad. A este respecto es de destacar que CCI ha fabricado este tipo de cámaras de ensayos para las entidades de la máxima relevancia y los centros de investigación más prestigiosos existentes en la actualidad, tales como el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), CENER (CIEMAT), Ministerio de Ciencia y Tecnología, Universidades, Centros tecnológicos de la red ENAC, laboratorios privados y compañías multinacionales diversas.

Deterioro fotoquímico de la piel humana. Ensayo con cámaras climáticas solares.

La luz solar es imprescindible para la vida y siempre ha sido considerada como una fuente de salud: da lugar a la formación de vitamina D, combate eficazmente el raquitismo, es eficaz en la curación de determinadas afecciones cutáneas, etc.

Sin embargo, junto a los efectos beneficiosos mencionados, la exposición indiscriminada a las radiaciones solares puede ocasionar en el hombre efectos claramente nocivos, tales como quemaduras (eritemas), degradaciones celulares, alteraciones en el ADN, envejecimiento de la piel, cáncer cutáneo, etc. Por ello, es muy aconsejable la utilización de medios de protección (fotoprotectores) cuyo desarrollo ha sido muy importante en los últimos años, dentro del campo de la dermofarmacia.

De las radiaciones solares que llegan a la superficie de la tierra, las de longitud de onda corta más significativas se encuentran en el pico de los 360 nm. Las radiaciones de longitud de onda inferior son absorbidas fundamentalmente por la capa de ozono de la estratosfera.

El espectro de la radiación UV se divide en tres zonas, en función de la longitud de onda, como sigue:

UVA: 320-400 nm

UVB: 290-320 nm

UVC: <290 nm

Los preparados farmacéuticos conocidos como filtros solares buscan mantener los efectos beneficiosos de la radiación solar, disminuyendo el componente nocivo para las personas. La base consiste en la reducción de la intensidad de la radiación UV que puede afectar a la piel.

La mayor parte de los filtros solares se diseñaron en principio para proteger de la radiación UVB, puesto que sus efectos perjudiciales inmediatos son mayores que los de la radiación UVA, ya que son responsables de la mayor parte de los eritemas. En cuanto a los efectos mutagénicos y carcinogénicos parece que también puede ser importante el efecto a largo plazo de la radiación UVA que, aunque de menor energía que la UVB, penetra más profundamente en la piel, llegando hasta la dermis e incluso a capas inferiores. Por ello, se consigue una protección más segura con los llamados preparados antisolares de amplio espectro que actúan tanto contra la radiación UVB como contra la UVA.

De estos filtros, algunos actúan por reflexión de la radiación incidente, como los preparados a base de óxido de zinc, óxido de titanio, mica, etc., mientras que la mayor parte actúa por absorción: derivados de ácido cinámico, ácido salicílico, ácido gálico, benzimidazol, cumarina, para radiación UVB y derivados de benzofenonas o dibenzoilmetano, para radiación UVA.

También las radiaciones solares pueden afectar a la conservación de las características intrínsecas de los medicamentos.

La mayor parte de los principios activos usados en la preparación de productos farmacéuticos absorben radiación solar en el rango de longitud de onda correspondiente al espectro ultravioleta, lo cual hace que sean considerados fotoquímicamente inestables.

Ante tal reconocida vulnerabilidad, las farmacopeas aconsejan conservar la mayoría de los productos farmacéuticos alejados de la luz solar.

A título de ejemplo se han clasificado algunos tipos de medicamentos fotolábiles , entre los que cabe destacar los siguientes:

Benzodiazepinas (Diazepam…)

Catecolaminas (Adrenalina…)

Corticoesteroides (Dexametasona…)

Fenotiacina (Clorpromacina…)

Sulfonamidas (Sulfacetamida…)

Tetraciclinas (Doxiciclina…)

Entre otros.

La complejidad del estudio cinético completo de una reacción fotoquímica hace que, si bien existen numerosas referencias a la inestabilidad de medicamentos frente a la luz, solo se hayan realizado escasos estudios completos sobre los procesos de fotodegradación.

De todos ellos, el estudio más conocido es el de la degradación de la cianocobalamina, en virtud del cual, una solución acuosa neutra de dicha sustancia, expuesta a luz solar difusa de 100 a 3000 lm/m2, no presenta alteración apreciable de la vitamina. Mientras que la exposición directa a los rayos solares con un flujo de 80000 lm/m2 produce una pérdida vitamínica del 10 % cada 30 minutos de exposición, y a longitudes de onda mayores (600-700 nm) no se evidencia degradación.

La alteración de un principio activo por acción de la luz es a veces detectable por un cambio de color o de otra característica física tal como la viscosidad, textura, etc., pero en otras ocasiones, solo es posible de ponerla de manifiesto mediante valoración cuantitativa.

La acción fotoquímica de la radiación no plantea excesivos problemas prácticos en relación con la estabilidad de los medicamentos, puesto que puede evitarse utilizando envases opacos como el cartón, aluminio, etc., o mediante vidrio color ámbar, el cual tiene la capacidad de absorber las radiaciones ultravioleta responsables del deterioro fotoquímico. También se puede utilizar vidrio transparente dotado de algún recubrimiento añadido o envoltura opaca, en cuyo caso la etiqueta debe indicar que esta envoltura es necesaria hasta la utilización o la administración del medicamento.

La farmacopea de Estados Unidos (USP XXII) establece que, a efectos de protección de la luz, un recipiente de vidrio o de plástico para medicamentos de uso tópico u orales no debe transmitir más del 10 % de la radiación incidente a cualquier longitud de onda comprendida en el intervalo entre 290 y 450 nm. Para medicamentos de uso parenteral los límites de transmitancia admitidos para el material del envase dependen de si están sellados o no y del volumen de muestra que contienen.

La fotosensibilidad de los medicamentos debe ser evaluada y cuantificada científicamente, fundamentalmente para ser tenida en cuenta durante los procesos de fabricación y utilización. En todo caso, y de forma general, la mayoría de los envases deben especificar la indicación «Protéjase de la luz».

Se entiende por fotoestabilidad la cualidad que tiene un producto para permanecer inalterable en el tiempo bajo la exposición a las radiaciones solares.

Cuatro son los tipos de productos cuya fotoestabilidad debe ser determinada, entre otras razones para determinar el periodo de caducidad. Tales productos son: Medicamentos y sustancias farmacológicas activas, cosméticos, alimentos y fitosanitarios.

La determinación de la fotoestabilidad de medicamentos se rige por la normativa ICH, mientras que el resto de los productos mencionados todavía no disponen de estándares normativos.

Por estabilidad se entiende la inalterabilidad de composición, aspecto, textura, color, etc., y en especial la permanencia de sus cualidades iniciales, tras determinados periodos de exposición solar en condiciones térmicas, energéticas y lumínicas controladas. Tras los periodos de exposición controlados mediante la espectrorradiometría selectiva, se llevan a cabo las pruebas actinométricas preceptivas.

Para llevar a cabo estas pruebas se utilizan las cámaras de ensayos de fotoestabilidad. Este tipo de cámaras pueden ser de pequeño tamaño, para laboratorio experimental, o de gran tamaño para grandes cantidades de productos.

CCI viene desarrollando desde 1967 cámaras de simulación climática, entre las que se encuentran las cámaras de fotoestabilidad capaces de reproducir las dosis de exposición solar más representativas de la diversa climatología existente en nuestro planeta. A este respecto es de destacar que CCI ha desarrollado este tipo de cámaras para el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), industrias farmacéuticas, alimentarias, cosméticas y fitosanitarias, entre otras entidades relevantes y universidades diversas.

Cámaras de prueba de durabilidad climática ambiental.

La única forma de garantizar la fiabilidad industrial es la experimentación en las condiciones reales a largo plazo, por ello, hoy en día, es inconcebible pensar en el lanzamiento de un producto sin antes conocer exhaustivamente el comportamiento del mismo en las condiciones ambientales en las cuales se vaya a desarrollar su actividad, con el fin de poder garantizar su durabilidad y fiabilidad a largo plazo.

Estas condiciones pueden ser naturales (reproducción de climatología estacional típica, climas árticos, desérticos, tropicales, estratosféricos, etc.), o artificiales (interior de automóviles, satélites espaciales, máquinas diversas, procesos productivos, etc.). En cualquiera de los casos, no sólo es necesario conocer su comportamiento en dichas condiciones, sino que además ha de garantizarse el funcionamiento óptimo de los equipos a largo plazo, haciendo los pertinentes estudios de fatiga y su letalidad en el tiempo.

Para todo ello es necesario realizar ensayos acelerados de estrés climático, de tal manera que todos los equipos y componentes estén sometidos a condiciones que superen las reales, de forma controlada y cíclica, con el fin de que se puedan sacar conclusiones a escala de laboratorio relativas a la durabilidad y fiabilidad a largo plazo, no sólo para cumplir con las normativas exigibles, garantizar el prestigio e imagen de marca, la pervivencia en el mercado y evitar graves repercusiones, no sólo por las propias consecuencias de posibles malfunciones de los elementos en cuestión, sino también por los daños colaterales y perjuicios económicos derivados del desconocimiento de su comportamiento, además de la propia cobertura preceptiva en materia de seguridad.

Cuando hablamos de condiciones ambientales, nos referimos, no sólo a los climas naturales, sino también a climas generados por los múltiples desarrollos tecnológicos y también situaciones artificiales, pudiendo destacar las siguientes:

Altas o bajas humedades (condensaciones o situaciones de sequedad).

Altas o bajas temperaturas (burn-in o ultracongelación).

Corrosión salina por proximidad al mar.

Corrosión atmosférica industrial o urbana (niebla ácida de diferente composición).

Simulación espacial (vacío, altas radiaciones, ultracongelación, etc.).

Simulación abisal (altas presiones).

Atmósferas tóxicas y explosivas (gases controlados).

Simulación solar (radiaciones UV mediante lámparas de xenón).

Simulación ciclónica (túnel de viento, polvo y arena).

Climas agresivos (granizo, nieve, lluvia torrencial).

Alta concentración de ozono.

Ensayos dinámicos combinados con climas cíclicos (vibración, tracción, compresión, flexión, etc., combinados con choques térmicos).

Reproducción de situaciones complejas diversas.

Tecnología de productos

Todo ello requiere un conocimiento profundo y una larga experiencia en el desarrollo de los sistemas capaces de reproducir todas las condiciones previsibles, controlarlas y documentarlas fehacientemente con trazabilidad internacional, de tal manera que puedan realizarse las correspondientes intercomparaciones a escala global.

Para todo ello, la organización CCI (S.E. Control Calidad e Instrumentación) tiene una experiencia acumulada de 30 años en estas actividades, suministrando desde hace 23 años (fundación en el año 1979), equipos para estas investigaciones a los centros tecnológicos, estamentos y empresas más prestigiosas de nuestro país, porque todos estos climas han sido desarrollados y son reproducidos a escala de laboratorio con las cámaras de ensayos CCI, de forma fiable y segura, con solvencia tecnológica y el rigor y seriedad de una compañía nacional certificada por Aenor según UNE-EN ISO 9001:2000 (CCI tiene certificados los procedimientos de diseño, producción, calibración y mantenimiento a nivel internacional según la certificación IQ-Net).

Para garantizar la fiabilidad de los ensayos, su intercomparación y su certificabilidad, es necesario disponer de una larga experiencia, un know-how basado en la utilización de tecnología punta y un sistema de control riguroso tal que permita garantizar, tanto en los equipos más estandarizados como en los prototipos, altas estabilidades térmicas, minimización de inercias, repetitividad en el tiempo y homogeneidad reproducible espacial, incluso con aportes de emisión energética, sin menoscabo de la reproducción de gradientes óptimos.

Las cámaras de ensayos CCI no solamente están certificadas, sino que satisfacen todas las normas nacionales e internacionales vigentes. Cumplen todas las normativas de seguridad exigibles, van acompañadas del marcado CE y del correspondiente certificado de conformidad. Asimismo, son respetuosas con el medio ambiente, dado que cumplen rigurosamente las normas de seguridad medioambiental y de protección de la capa de ozono, conforme a los protocolos de más reciente fuente de legislación.

Todo el personal de mantenimiento asume la responsabilidad de un servicio post-venta con las máximas garantías para el usuario, con rapidez y calidad, gracias a su alta cualificación y el bagaje propio de ser, a su vez, el personal técnico implicado directamente en la fabricación.

En la fabricación de los equipos que CCI viene diseñando desde hace casi medio siglo, se emplea acero inoxidable AISI 316 L de alta gama, disponiendo de volúmenes de ensayo comprendidos entre 40 y 2.000 litros para cámaras compactas y desde 2.000 litros hasta enormes volúmenes con cámaras visitables, construidas por paneles modulares, para permitir ensayar grandes volúmenes de muestras (ensayos de estabilidad farmacológica en masa, bobinas de fibra óptica, de cable, embalajes, etc.), e incluso objetos de gran tamaño, como pueden ser camiones, carros de combate, satélites artificiales, aeronaves completas, etc.

Para responder a todas las necesidades específicas, desde 1967,y con tecnología permanentemente actualizada, todas las cámaras CCI admiten el control informático vía PC convencional, disponiendo para ello del hardware más moderno existente, interfaces diversos, pantallas táctiles, conexiones ethernet, multiconfiguración, control a distancia, aviso de incidencias a domicilio o a central de alarmas, etc., y, además, del más avanzado software original CCI en entorno windows, extraordinariamente completo y de máxima simplicidad, para permitir el fácil acceso y obtención de datos sin necesidad de conocimientos especiales.

Cámaras climáticas de irradiación solar: QUV (USA) vs COUV (CEE)

Son múltiples las normativas que contemplan los métodos de ensayo de exposición a la luz solar, y muchas las cámaras diseñadas para reproducir el espectro solar a escala de laboratorio para propósitos de investigación y control de calidad de materiales y recubrimientos que han de ser expuestos a la intemperie.

Entre la extensa variedad de fundamentos empleados en la normativa existente, predomina por unanimidad el criterio por el cual la responsabilidad del deterioro fotoquímico recae en la longitud de onda del espectro ultravioleta emitido por el Sol, en sus tres bandas: UVC, UVB y UVA.

Si bien la mayoría de las normas solo contemplan la banda UVA, por ser la mayoritaria que llega a la superficie de la Tierra, en comparación con la minoritaria de las bandas UVC y UVB, existen algunas normas en las cuales los legisladores establecen criterios selectivos de cada una de las longitudes de onda, por separado.

Para conseguir las longitudes de onda selectivas UVA, UVB y UVC, existen dos procedimientos: Emplear lámparas de alta potencia conjuntamente con filtros selectivos, o utilizar tubos fluorescentes específicos de cada longitud de onda.

Pese a que los tubos fluorescentes emiten una irradiancia muy baja, cuestión que comporta el empleo de largos periodos de ensayo, para obtener unos mínimos resultados, dichas normas contemplan este tipo de emisores lumínicos.

En la mayoría de estos casos la radiación ultravioleta se alterna con periodos de condensación de humedad a temperatura controlada.

Para producir la condensación sobre las probetas, estas han de estar formadas por planchas planas situadas sobre bastidores formando un panel integral, no aislado térmicamente, con el fin de que la pared fría del mismo (temperatura ambiental del laboratorio) provoque la condensación de gotas de agua sobre las probetas. Es por ello que este tipo de cámaras se denominan cámaras de panel, dew panel (panel de rocío), UV panel, etc.

Una cámara conocida simplemente por QUV está comercializada en USA, si bien este mismo equipo se fabrica también en otros países tales como Japón, etc. al igual que en Europa, como es el caso de CCI en España con la denominación COUV.

Entre las diversas normas existentes, podemos citar las siguientes: UNE-EN ISO 4892-3, ASTM G 53, ASTM G 154, JIS D 0205, JISK 5600 y un largo etc.

A este respecto, CCI desarrolla otros modelos de cámaras de panel, tales como las CLUV, las cuales permiten programar cualquier tipo de condición climática a temperaturas positivas y negativas, con programación automática de ciclos, en las versiones de uno y dos haces de luz, con cumplimiento del modo de exposición 2, apartado 7.3 de la norma UNE-EN ISO 4892-3.

CCI desarrolla desde el año 1967, bajo la certificación AENOR, cámaras de simulación solar por lámparas de xenón y de envejecimiento ultravioleta para investigación y control de calidad. A este respecto es de destacar que CCI ha fabricado este tipo de cámaras de ensayos para las entidades de la máxima relevancia y los centros de investigación más prestigiosos existentes en la actualidad, tales como el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), Empresa Nacional Siderúrgica (ENSIDESA), Instituto de Técnica Aeroespacial (INTA), AIRBUS, fabricantes de automóviles, etc.

Cámaras climáticas de intemperización cíclica acelerada.

Los ingenieros de I+D de CCI-CCILAB han desarrollado el primer acelerador de climas de la historia, denominado METEOTRON.

El acelerador de climas METEOTRON es un potente equipo de investigación capaz simular de forma superacelerada los cambios climáticos y las diversas situaciones ambientales tanto naturales como artificiales.

Temperaturas de hasta -197ºC, gradientes térmicos de hasta 100ºC/min., contaminación atmosférica, lluvia, alta radiación solar mediante lámparas de arco de xenón, elevadas temperaturas, condensaciones de humedad, simulación de climas volcánicos, desérticos y polares, etc., todo ello con repetición de ciclos sistemáticos acelerados de alto impacto climático programados inteligentemente mediante el software específico Meteotron XP-RA.

Las aplicaciones de este acelerador de climas son múltiples, desde la investigación del cambio climático, la simulación aeroespacial, el intemperismo, la meteorización, la fosilización, la erosionabilidad, el envejecimiento acelerado, la determinación de caducidad de los materiales, la prueba de resistencia a las climatologías artificiales adversas de los equipamientos, automatismos y sistemas aeronáuticos, etc.

Este novedoso acelerador de climas de investigación está capacitado para realizar cambios cíclicos climatológicos repetitivos de forma acelerada, de tal manera que el efecto de exposición natural de varios años puede ser reproducido en pocos días en el laboratorio.

CCI viene desarrollando desde 1967 cámaras de simulación climática, entre las que se encuentran las cámaras METEOTRON capaces de reproducir de forma artificial los efectos de la erosión ambiental. A este respecto es de destacar que CCI ha desarrollado este tipo de cámaras para el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), INTA, CASA, AIRBUS, ITACA, MNCN, etc., entre otras entidades relevantes, universidades y centros tecnológicos diversos.