La Universidad de Alicante ha desarrollado un reactor capilar que mejora la tecnología existente hasta ahora en el mercado. Por primera vez, el Grupo de investigación de Fotoquímica y Electroquímica de Semiconductores, dirigido por el catedrático de Química Física Roberto Gómez Torregrosa, ha desarrollado un reactor capilar con ultrasonidos de alta y baja potencia que logra una sonicación homogénea, eficiente y con control de temperatura. Este novedoso reactor puede sustituir al, hasta ahora utilizado, baño de ultrasonidos. La principal innovación de esta invención es su sonda helicoidal, que logra distribuir los nodos y antinodos de las ondas ultrasónicas, con lo que se consigue una vibración homogénea a lo largo de todo el reactor capilar.
El dispositivo desarrollado se engloba dentro de la denominada ‘intensificación de procesos’, que busca soluciones más eficientes y ecológicas para, entre otras cosas, la producción de fármacos. Es útil en el desarrollo de procesos de química de flujo, típicos en la industria farmacéutica o química médica, y de procesos sonoquímicos, gracias a la ventaja adquirida al mejorar el mezclado y agitar las partículas en flujo de forma homogénea, eficiente y con control de temperatura.
Solución a la formación de cristales en flujo y obstrucción de reactores capilares
Durante el doctorado de Francisco José Navarro Brull, en el marco del proyecto MAPSYN, financiado por la Unión Europea, y la posterior estancia que realizó en el Massachusetts Institute of Technology (MIT), el estrecho contacto que mantuvo con diferentes empresas permitió profundizar en la problemática real de los reactores capilares. En concreto, se identificó un problema no resuelto consistente en la posible formación de cristales en el proceso de síntesis de fármacos. Estos cristales provocan que los reactores capilares tengan tendencia a obstruirse, lo que hace que todas las ventajas de la intensificación de procesos no sean posibles, dado que la producción se detiene.
Hasta ahora una posible solución a este problema consistía en utilizar baños de ultrasonidos. Con la invención de la UA, por primera vez se ha diseñado un reactor capilar que experimenta una vibración homogénea a lo largo de la longitud de reacción de forma controlada, sustituyendo al baño de ultrasonidos.
El trabajo que condujo a la patente se llevó a cabo durante el desarrollo de la tesis doctoral Modeling, Simulation and Optimization of Multiphase Micropacked-Bed Reactors and Capillary Sonoreactors, defendida por Francisco José Navarro Brull, que estuvo financiada en parte por el proyecto MAPSYN (EU).
Uso en el campo científico e industrial
El reactor se puede aplicar con diversos fines científicos o industriales, aportando una solución al manejo de sólidos en suspensión y flujo mediante agitado ultrasónico.
El reactor desarrollado por la UA consiste en un tubo capilar alojado en una sonda helicoidal mecanizada que transmite las vibraciones generadas por un conjunto de transductores piezoeléctricos. El sonotrodo completo actúa como guía de onda y homogeneiza el campo acústico sin la aparición de nodos o antinodos longitudinales.
Esta tecnología permite ser escalada a nivel de diámetro y longitud de reactor, como han podido comprobar los investigadores participantes por métodos computacionales y con prototipos que se han construido en la UA.
El «Reactor capilar con ultrasonidos» es una tecnología que se encuentra protegida mediante el número de solicitud de patente P201830422, con fecha de solicitud 27 de abril de 2018.
