Transferencia de calor Introducción

I PARTES DEL TRABAJO:

1. Portada ……………………………………………………...…………………………1

1. Índice ………………….……..………………………………………………………2
2. Resumen…………………………………………………………………….3
3. Introducción …..……………………………………………………………4
4. Antecedentes ………………………………………………..……………..4
5. Metodología ………………………………………………………………...6
6. Conclusiones e impacto ………………………………………………...14
7. Bibliografía………………………………………………………………….15

Resumen

La vacunación, es una de las acciones de mayor costo y efectividad probada a nivel sanitario como intervención tanto individual, como colectiva y su mayor importancia radica en la prevención de la mortalidad y morbilidad infantil. En la actualidad se pueden prevenir once enfermedades infecciosas y se estima que se salvan tres millones de vidas anualmente.
A través de la vacunación se han alcanzado logros importantes como la erradicación de la Viruela, a nivel mundial; y de la poliomielitis, en la comuna 18 de la ciudad de Cali, igualmente se han controlado otras enfermedades inmunoprevenibles como la tos ferina, la difteria y el tétanos neonatal.

El manejo inadecuado de las vacunas o el mal uso de los estándares o normas establecidas por la secretaria de salud para la conservación de estas, incurrirían a ocasionar epidemias siendo los niños los más afectados como fue el caso de un fallo de cadenas frías en chipas (problema planteado en los antecedentes)

El problema que se tiene se pudo resolver mediante:

Primero se realizará un análisis bidimensional de conducción en estado estacionario. Después, un cálculo de los coeficientes de transferencia de calor por convección. Y por último un cálculo del tiempo necesario para hacer que el medicamento pierda su efecto. Asi es como atraves de este proceso se pude llagara la conclusión de que el tempo paximo que puede estar un vacuna fuera de su zona de refrigeración es no mayor a 9 min

Introducción

A lo largo de el transcurso de la clase de transferencia de calor se vio un considerable número de situaciones en las cuales existe una transferencia o perdida de calor, en esta actividad nuestro proyecto consistió en poner en practica todas esas situaciones con el propósito de ver la aplicación de estos problemas en el día a día mediante una problemática que consistirá en el tiempo que tarda una vacuna en esta fuera de una zona congelada antes de perder su uso. El análisis hecho en este proyecto ayudara a aplicar nuestro conocimiento en aspectos del día a día y a su vez nos ayudara a prepararnos para las problemáticas de una industria.

Antecedentes

Falló cadena de frío en vacunas[pic 1]

De acuerdo con el director general de la cámara, el calor descompuso las dosis de hepatitis B en el trayecto a su aplicación.

Después de que el Instituto Mexicano del Seguro Social (IMSS) diera a conocer la suspensión temporal de la vacuna contra la hepatitis B en el municipio de Simojovel, Chiapas, Rafael Gual Cosío, director general de la Cámara Nacional de la Industria Farmacéutica (Canifarma), aseguró a El Economista que no podemos hablar de un problema en la fabricación de la vacuna sino de un mal proceso de cadena de frío, lo que indica que es un caso aislado y la población puede estar tranquila.

Luego de que 31 menores presentaran reacciones adversas, 29 de los cuales aún se encuentran hospitalizados y dos fallecieron, presuntamente asociadas a la aplicación de las vacunas BCG (tuberculosis, rotavirus y hepatitis B), varias han sido las especulaciones sobre la aplicación de la misma. En opinión de Gual Cosío, en este caso “no podríamos estar hablando de un problema a gran escala.

“Aquí seguramente lo que pasó es que una parte de esta vacuna que mandaron a esta localidad no mantuvo una cadena de frío adecuada, en algún momento se rompió y es lo que pudo provocar que se descompusieran estas vacunas”.

Una cadena de frío garantiza al consumidor que el producto que recibe se ha mantenido dentro de un intervalo de temperaturas durante la producción, el transporte, el almacenamiento y la venta o distribución.

El especialista explicó que seguramente son unas cuantas vacunas las que no mantuvieron el manejo adecuado y esto tuvo graves consecuencias. Y aclara que “no necesariamente Birmex (laboratorio que distribuye la vacuna) puede ser el culpable, pues no hablamos de una cuestión de fabricación sino de almacenamiento”.

Aseguró que la población no tiene por qué alarmarse, “habrá que hacer caso a lo que digan las autoridades, pero debemos recordar que las vacunas son muy importantes; en nuestro país se han puesto por más de 40 años y es la primera vez que pasa en una población determinada, que tiene elementos claros para poder definir que se trató de un mal proceso de conservación.

“Hablamos de productos biológicos que pueden sufrir daño fácilmente. Es como un alimento, si éste se pone en condiciones de no refrigeración, seguramente se va a echar a perder y le hará daño a la persona que se lo coma; de igual manera, eso pasa con un material biológico, pues su manejo es crítico y no tiene resistencia a variación de temperaturas y otros factores externos”, expuso.

En el caso de una vacuna contra la hepatitis B, cuando se degradan por exposición al calor, las vacunas no cambian de aspecto, se requiere de una prueba completa de laboratorio y es el único medio de comprobar si una vacuna contenida en una ampolleta ha perdido su potencialidad.

Metodología

Como ya se discutio en secciones anteriores, el objetivo de este proyecto es analizar el tiempo exacto en el que una vacuna pasa de ser 100% eficaz y segura a ser un desperdicio.

Las vacunas deben permanecer en un ambiente de 2°C a 8°C debido a que sus propiedades asi lo demandan.

Por lo tanto, ya que una vacuna se conforma de un cilindro de vidrio con el medicamento en el interior, se realizaran varios analisis para determinar diferentes propiedades y encontrar el tiempo deseado. En cada analisis que se presente se veran las suposiciones que se tuveiron que hacer para lograr determinar el resultado.

Planteamiento del problema

El problema a resolver es identificar el tiempo necesario para que una vacuna cambie su temperatura a 9°C. Primeramente se encuentra en un congelador a 4°C y se expondra a un ambiente supuesto con temperatura promedio de 20°C.

Las vacunas se encuentran dentro de pequeños cilindros de vidrio. Supondremos una geometria uniforme cilindrica como la figura que se muestra a continuacion.[pic 2][pic 3]

Pasos del analisis

1. Primero se realizara un analisis bidimensional de conduccion en estado estacionario.
2. Calculo de los coeficientes de transferencia de calor por conveccion.
3. Calculo del tiempo necesario para hacer que el medicamento pierda su efecto.

Primero

“Analisis bidimensional de conduccion en estado estacionario”

[pic 4][pic 5][pic 6]

[pic 7][pic 8][pic 9][pic 10][pic 11][pic 12][pic 13][pic 14][pic 15][pic 16][pic 17][pic 18][pic 19][pic 20][pic 21][pic 22]

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Se podra preguntar porque se realiza un analisis de conduccion cuando en realidad es la conveccion la que esta tomando efecto.
Para responder a esta pregunta se citara una frase del libro de transferencia de calor de Yunus A. Cengel: “La transferencia de calor entre un cuerpo solido y el aire circundante sera por conduccion si la diferencia de temperatura y el tamaño del objeto no son lo suficientemente grandes como para iniciar corrientes naturales de conveccion”.

Debido a este enunciado, el analisis de temperaturas se realiza por conduccion en estado estacionario. Cabe destacar que este analisis se realizo cuando el cilindro de la vacuna se encontraba totalmente expuesto al ambiente y cuando el liquido de adentro estaba totalmente a 4°C aun.

En la siguiente figura se muestra el analisis hecho.

Temperaturas en el cilindo[pic 29]

El cilindro se dividio en nodos como se muestra en la figura y la distancia entre cada nodo es igual a  .[pic 31][pic 30]

En Excel se utilizaron 19 celdas horizontalmente y 29 celdas verticalmente(dimensiones del cilindro 19xm y 29m.) por simplidad del problema. Con esto se colocaron las temperaturas de 4°C donde se encontraba el fluido y 20 °C en los alrededores. Las celdas color naranja y amarilla son las temperaturas aproximadas del vidrio.[pic 32][pic 33]

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