Tese de mestrado. Mestrado Integrado em Engenharia Electrotécnica e de Computadores - Major Energia. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2012

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:56:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2373.pdf: 7764902 bytes, checksum: 711e8da93c1f36cc76df511c9897a671 (MD5) Previous issue date: 2009-03-12 / Universidade Federal de Sao Carlos / The interest of studies on the development of techniques for removal of particles in the nanosized scale was promoted by concern about air quality and human health, in addition to restrictions on the control of ultrafine particles, wich are more intransigent by environmental laws. Additionally, the increasing application of nanoparticles in various areas of science and technology has stimulated the development of studies on the subject. Amongst the several equipments capable to operate with efficiency on the particle removal, the fibrous filters are distinguished. Such filters are, in principle, capable to act in sub-micrometer scale, but there is little information about its performance in the nano-sized scale. In this work the performance of a polyester filter, of a HEPA cellulose filter, of a quartz microfiber filter and also of cylindrical filtering membrane, provided by Pam-Membranas Seletivas Ltda, were evaluated. The experimental system was able to simulate a contamination of nanometric particles in a stream of ultrapure air, with the aim of investigating the efficiency of filter media in the removal of nanoparticles. The test aerosol was constituted by NaCl polydisperse nanoparticles, ranging from 6.15 to 245.1 nm. The performance of the filter was evaluated through the analysis of the efficiency of removal of nanoparticles, for the counting of particles before and after to cross the filtering media, using the electric mobility technique. This procedure was performed using the TSI Scannig Mobility Particle Sizer (SMPS), model 3936, which provides the particles concentration, in size range. The results, in general, have showed that the filter media loses efficiency with the increasing filtration velocity and increasing particle size, in the ranged studied, indicating the typical behavior of difusional mechanism. The filtering membranes have showed better performance in the removal of particles unlike the others filters analysed there was no tendency to increase the penetration of particles with increasing the velocity of filtration or particle diameter. / O interesse de estudos acerca do desenvolvimento de técnicas de remoção de materiais particulados na escala nanométrica foi impulsionado pela preocupação com a qualidade do ar e da saúde humana, somada às restrições do controle de particulados ultrafinos, cada vez mais intolerantes pelas leis ambientais. Adicionalmente, a crescente aplicação de partículas nanométricas em diversas áreas da ciência e tecnologia estimulou o aprofundamento de estudos sobre o assunto. Dentre os vários equipamentos capazes de operar com eficiência na remoção de partículas ultrafinas, destacam-se os filtros fibrosos. Tais filtros são, em princípio, capazes de atuar em escala submicrométrica, mas as informações referentes ao seu desempenho em escala nanométrica ainda são pouco conhecidas. No presente trabalho avaliou-se o desempenho de filtros de poliéster, de celulose HEPA, de microfibras de quartzo e, também, de membranas filtrantes cilíndricas, fornecidas pela empresa Pam-Membranas Seletivas Ltda. O sistema experimental disponível era capaz de simular uma contaminação de partículas nanométricas em uma corrente de ar ultrapuro, a fim de que, posteriormente, fosse possível investigar a eficiência dos meios filtrantes na operação de remoção das mesmas. O aerossol de teste era constituído por nanopartículas polidispersas de NaCl, produzidas na faixa de diâmetros de 6,15 a 245,1 nm. O desempenho do filtro foi avaliado através da análise da eficiência de remoção das partículas nanométricas, pela contagem das partículas antes e após a passagem pelo meio filtrante, utilizando a técnica de mobilidade elétrica. Tal procedimento foi realizado por meio de um equipamento da TSI, o Scannig Mobility Particle Sizer (SMPS), modelo 3936, que fornece o número de partículas por faixa de tamanho. Os resultados, em geral, mostraram que a eficiência dos meios filtrantes diminui com o aumento da velocidade de filtração e com aumento do diâmetro, na faixa em estudo, indicando o comportamento típico do mecanismo difusional. As membranas apresentaram um melhor desempenho na remoção das partículas, visto que, diferentemente dos demais meios filtrantes analisados, não se observou tendência para o aumento da penetração de partículas, com o aumento da velocidade de filtração ou diâmetros das partículas, sendo que, em relação à faixa de tamanho, a penetração ocorreu de forma aleatória.