Prevenire la corrosione dei ferri chirurgici

di Cleto Simoncelli, Giovanni Scavino.

Il processo di sterilizzazione a vapore

L'entità della corrosione durante il processo di sterilizzazione a vapore dipende dalla corrosività della condensa che si forma sui ferri chirurgici ed aumenta all'aumentare del tempo di contatto tra la condensa calda e i ferri e ciò è direttamente collegato a due concause: la qualità del vapore e l'allestimento dei contenitori.

La qualità del vapore

Costituisce sicuramente la causa principale della corrosione dei ferri chirurgici durante il processo di sterilizzazione ed è a sua volta fortemente legata alla 'qualità' del generatore di vapore, la cui progettazione e realizzazione non sempre è guidata da una conoscenza sufficiente dei fenomeni di corrosione che possono essere associati a questo processo.
Alla qualità del vapore sono infatti correlati tutti i parametri che intervengono in maniera primaria nei diversi fenomeni corrosivi che possono interessare lo strumentario chirurgico durante la sterilizzazione:

• la quantità di acqua che bagna i ferri;
• la quantità di incondensabili e in particolare dell'ossigeno;
• il trascinamento nel vapore dei sali contenuti nell'acqua di alimentazione.

I parametri più importanti ai fini del processo corrosivo sono quindi:

• il titolo del vapore;
• la concentrazione degli incondensabili;
• la concentrazione di sali nell'acqua di alimentazione.

Il titolo del vapore

Definisce la quantità di particelle di acqua 'liquida' trascinate dal vapore: un vapore a titolo inferiore al 100% (vapore secco) contiene una percentuale in peso di acqua trascinata che ovviamente si aggiungerà alla condensa formata dal vapore ed incrementerà il carico complessivo di acqua destinata a 'bagnare' lo strumentario durante il processo di sterilizzazione. L'acqua trascinata dal vapore, oltre ad aumentare il tempo di contatto dei ferri con l'ambiente corrosivo, è responsabile del trascinamento dei sali presenti nell'acqua di alimentazione e quindi contribuisce in maniera diretta alla morfologia del fenomeno corrosivo. Un vapore di buona 'qualità' per la sterilizzazione dei ferri dovrebbe avere un titolo non inferiore al 97-98%. La progettazione del generatore gioca un ruolo fondamentale sulla qualità del vapore: un corretto dimensionamento del sistema riscaldante, un corretto dimensionamento dello spazio di testa dell'evaporatore, un sistema di separazione delle gocce d'acqua trascinata (un ciclone inverso o un filtro) sono i parametri che più contribuiscono a determinare il titolo del vapore prodotto.

Gli incondensabili

Per ridurre la concentrazione degli incondensabili nel vapore, in particolare dell'ossigeno, che rappresenta il vero carburante di tutti i fenomeni di corrosione associati al processo di sterilizzazione, si deve cercare di ridurre la concentrazione dell'ossigeno disciolto presente nell'acqua di alimentazione (8-10 ppm). Questa riduzione è possibile sia con metodi fisici che con metodi chimici. Nei generatori di vapore di buona qualità è sempre presente un preriscaldatore dell'acqua di alimentazione: riscaldando l'acqua a 90^oC prima di inviarla al generatore si riduce la solubilità dell'ossigeno e la sua concentrazione diminuisce a 1,0-1,5 ppm. In questa maniera la quantità di ossigeno presente nel vapore a 3 bar si riduce da circa 20 mg per metro cubo a 2-3 mg al metro cubo riducendo in proporzione anche l'entità dei fenomeni corrosivi conseguenti.
Per eliminare completamente l'ossigeno e quindi azzerare completamente la corrosività del vapore, si potrebbe aggiungere all'acqua di alimentazione, dopo il preriscaldamento, un sequestrante di ossigeno, secondo una pratica ampiamente utilizzata industrialmente nell'esercizio delle caldaie a vapore.
È necessario, inoltre, sottolineare come la concentrazione di ossigeno nel vapore prodotto non è sicuramente costante, ma varia durante i diversi transitori che si verificano durante l'esercizio del generatore, in particolare durante le fermate di impianto e le successive ripartenze, che possono determinare importanti oscillazioni della concentrazione di ossigeno nell'acqua del boiler e quindi nel vapore prodotto.
Questi transitori appaiono particolarmente significativi nelle sterilizzatrici di taglia maggiore, che oggi vengono normalmente impiegate nelle centrali di sterilizzazione più importanti.

L'acqua di alimentazione

Per quanto riguarda l'acqua di alimentazione si da un'importanza eccessiva al grado di purezza richiesto, attribuendo al contenuto salino dell'acqua un'influenza sui processi corrosivi dei ferri chirurgici sicuramente maggiore di quanto non ne abbia in realtà.
Se il generatore produce un vapore con un titolo sufficientemente elevato, il trascinamento di sali nel vapore è praticamente nullo e quindi ininfluente ai fini del processo corrosivo; se viceversa il generatore produce un vapore a titolo più basso il trascinamento diventa importante e di conseguenza anche l'influenza sulla corrosione dell'acqua di alimentazione.
La presenza di sali può essere invece più dannosa per le superfici riscaldanti interne del generatore di vapore, che possono venire 'incrostate' e magari anche corrose a causa di una concentrazione salina troppo elevata dell'acqua di alimentazione.

L'allestimento dei contenitori

È evidente che se si aumenta il numero di ferri all'interno di un contenitore, aumenta il numero di calorie richieste al vapore per portare lo strumentario alla temperatura di sterilizzazione.
In un sistema di sterilizzazione a vapore praticamente statico, caratterizzato da un flussaggio di vapore all'interno dei contenitori estremamente ridotto, l'incremento del carico comporta necessariamente un aumento della quantità di condensa prodotta con il rischio di formazione di 'carichi bagnati' e cioè di carichi che evidenziano presenza di condensa alla fine dell'intero ciclo di sterilizzazione. La formazione di carichi bagnati oltre a pregiudicare l'efficacia del processo di sterilizzazione da un punto di vista sanitario, sicuramente rappresenta la situazione caratterizzata dalla maggiore frequenza ed intensità dei fenomeni corrosivi dello strumentario.
Per ogni tipo di contenitore, in funzione del volume proprio dello stesso, si dovrebbe definire un valore di carico massimo al di sopra del quale si possono realizzare le condizioni favorevoli alla formazione di un carico bagnato e mantenere il peso dello strumentario da sterilizzare al di sotto di questo valore.
Un altro parametro che può influenzare la corrosione dello strumentario è la disposizione spaziale dei ferri all'interno del contenitore: la disposizione ottimale dovrebbe garantire una separazione sufficiente tra i singoli ferri, tale da permettere un flussaggio libero del vapore sull'intera superficie dei ferri.
Carichi ammassati riducono drasticamente la superficie di scambio termico tra ferri e vapore, riducono la quantità di calorie fornite allo strumentario, aumentano la formazione di condensa e quindi i fenomeni di corrosione.