Proteção Respiratória

Filtragem do Ar ou Purificação do Ar

05 abr 11 Por Claudinei Machado 0 comentários
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Filtragem do Ar  ou Purificação do Ar

Mecanismos de captura de partículas

 A filtragem ou purificação do ar, tem como objetivo eliminar ou minimizar as quantidades de particulados, condensados (água ou óleo p.e), e remover ou diminuir a concentração de gases que possam ser nocivos ao ser humano1.

Compreender a capacidade do material do filtro para coletar partículas de um fluxo de ar que passa por ele é fundamental para o projeto bem sucedido.
As partículas são capturadas no interior de um meio poroso. Como o ar segue um caminho tortuoso do fluxo criado por uma série de espaços vazios interconectados formados pela estrutura microscópica (por exemplo, sílica gel, alumina ativa, carvão ativado, nanofibra ou microfibra por exemplo), cada vez que as moléculas de condensado ou particulados se chocam com as paredes da membrana de filtragem essas partículas decantam e se depositam na estrutura, principalmente, ou decantam no fundo dos vasos de filtragem através dos mecanismos de captura.
Como o gás flui em torno dos elementos estruturais, as partículas podem ser primeiramente ser removidas do fluxo de ar através dos mecanismos de seleção de partículas de difusão, interceptação, impactação inercial e deposição eletrostática. Mecanismos de importância menores incluem peneiramento e sedimentação gravitacional. A eficiência de captura de partículas de cada mecanismo é principalmente dependente do tamanho da partícula, velocidade do ar e do tamanho da estrutura do filtro (por exemplo, diâmetro da fibra). Abaixo temos uma breve explanação dos princípios de captura de partículas.

DifusãoDeposição de partículas através de resultados de difusão quando as partículas colidem com a estrutura do filtro devido ao seu movimento aleatório browniano. Este movimento aleatório (ziguezague) ocorre quando pequenas partículas colidem com as moléculas do gás, alterando assim a trajetória de partículas em torno da estrutura do filtro. Este movimento, e, portanto, o grau de captura de partículas, torna-se mais pronunciado como o diâmetro da partícula torna-se menor, especialmente para partículas menores que 0,1 mm

Interceptação:Uma partícula é depositado através do mecanismo de intercepção, se uma partícula de tamanho finito é introduzido dentro de um raio de partícula da estrutura do filtro em que segue as linhas de corrente de fluxo em torno da estrutura do filtro. A coleta de partículas através deste mecanismo aumenta com o aumento de tamanho de partículas. A interceptação torna-se o mecanismo de captura dominante para partículas na faixa de tamanho 0,1-1 mm e maiores.

Impactação inercial: Através da criação de caminhos tortuosos dentro do sistema de filtragem, as partículas são incapazes de seguir o caminho da curva do ar e assim decantam ou se depositam em torno da estrutura do filtro. Esse mecanismo se torna um meio cada vez mais significativo de coleta de partículas de partículas maiores (massa de partículas), e maiores velocidades de gás. Esse mecanismo se torna importante para partículas maiores que 0,3 a 1,0 mm, dependendo da velocidade do gás e tamanho da estrutura do filtro. Ex: poeira, aerodispersóides.



Efeitos eletrostáticosPartículas presentes na amostra de ar quando carregadas eletrostaticamente são atraídas para a membrana interna de um filtro carregado eletricamente com carga de valor oposto, ambas, criam forças eletrostáticas de magnitude suficiente para se atrair e assim permanecem retidas dentro ou na supefície do filtro eletrostático.

Sedimentação gravitacionalPartículas grandes (isto é, maior que 10 mm), em velocidades relativamente baixas, pode ser capturada por sedimentação gravitacional se a sedimentação de partículas faz com que o desviar do seu caminho original e entrar em contato com a estrutura do filtro.
PeneiramentoPartículas incapazes de passar através de aberturas na estrutura do filtro, devido ao seu tamanho maior, são capturados através do mecanismo de peneiramento. Embora esse mecanismo seja operável em filtragem de ar, partículas capazes de ser capturadas através de peneiramento geralmente são capturados através de intercepção ou impactação inercial antes que eles podem ser capturados através de peneiramento.

 
1 Como exemplo desses gases temos o monóxido de carbono expelido por motores à combustão interna quando a queima do combustível é pobre em oxigênio ou ainda pode se formar dentro do sistema de compressores lubrificados com óleo mineral.