Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil, Florianópolis, 2011 / Made available in DSpace on 2012-10-26T07:36:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1
289245.pdf: 7834248 bytes, checksum: f6a1da6c187a170c0ad729bc5acb5bb4 (MD5) / Atualmente um dos grandes percussores da falta de qualidade do ar nas metrópoles são os óxidos de nitrogênio (NOx), provenientes de ações antrópicas. Uma abordagem promissora para contribuir com a minimização das elevadas concentrações deste poluente é a conversão fotoquímica do NOx em íons de nitratos (NO3-), a partir da fotocatálise heterogênea utilizando semicondutores como o dióxido de titânio (TiO2). Este trabalho tem como objetivo produzir peças pré-moldadas de concreto (PPC) fotocatalíticas para purificação do ar. Neste sentido, foram moldadas e avaliadas na degradação dos NOx, peças com diferentes tipos (anatase e rutilo) e porcentagens (3, 6 e 10 %) de dióxido de titânio incorporado na argamassa de sua superfície. Ainda, buscou-se verificar a influência na degradação dos NOx de diferentes espessuras (3, 6 e 10 mm) da argamassa fotocatalítica aplicada sobre as PPCs. Por último, foram analisadas as interferências de diferentes condições ambientais (umidade relativa do ar, radiação UV-A e taxa de fluxo) na eficiência das peças em relação à degradação dos NOx. Para poder quantificar e avaliar a eficiência das PPCs na degradação dos NOx, um aparato de teste foi desenvolvido. Neste as peças fotocatalíticas e de referência foram submetidas a um procedimento de ensaio sob condições controladas de concentração de poluente, umidade relativa do ar, radiação UV-A e taxa de fluxo, simulando dessa forma uma atmosfera poluída. A eficiência das peças na degradação do poluente foi controlada ao longo do ensaio em tempo real com um analisador de gases. Os resultados experimentais apontam uma grande eficiência das peças fotocatalíticas na degradação dos NOx, podendo alcançar sob determinadas condições de ensaio um consumo de até 68,6 mg/hr/m2 de NOx. Observou-se também que as peças com superfícies mais porosas apresentaram melhores resultados na taxa de degradação dos NOx, independente da espessura da argamassa fotocatalítica aplicada. Desta mesma maneira, os aumentos do teor de TiO2 podem agregar melhor eficiência da peça. O estudo ainda apontou grande interferência das condições ambientais na fotocatálise, peças submetidas a maiores radiações UV-A e menores valores de umidade relativa do ar apresentaram maior poder de oxidação dos NOx. Pode-se concluir que a pavimentação com PPCs fotocatalíticas, é uma relevante tecnologia para contribuir com a minimização dos NOx. / Nowadays one of the great precursors of the lack of air quality in the metropolis are the nitrogen oxides (NOx) that come from man actions. A promising approach to contribute to the minimization of the high concentrations of this pollutant is the photochemical conversion of the NOx into nitrate ions (NO3-), from the heterogenic photocatalysis using semiconductors as the titanium dioxide (TiO2). This paper has as goal to produce photocatalytic concrete blocks for air purification. In this way, blocks with different types (anatase and rutilo) and percentages (3, 6 e 10 %) of titanium dioxide incorporated into the mortar of its surface were molded and evaluated in the degradation of the NOx. Yet, it was sought to verify the influence, in the degradation of the NOx, of different thicknesses (3, 6 and 10 mm) of the photocatalytic mortar applied over the blocks. At last, the interferences of different environment conditions (air relative humidity, UV-A radiation and flow rate) were analyzed in the efficiency of the blocks in relation to the degradation of the NOx. A test device was developed to quantify and evaluate the efficiency of the concrete blocks in the degradation of the NOx. In this test device the photocatalytic blocks and the reference blocks were submitted to a trial procedure under controlled conditions of pollutant concentration, air relative humidity, UV-A radiation and flow rate, simulating, in this way, a polluted atmosphere. The efficiency of the blocks in the pollutant degradation was controlled along the trial in real time with a gas analyzer. The experimental results point out a great efficiency of the photocatalytic blocks in the degradation of the NOx, being able to reach, under specific trial conditions, a consumption of up to 68,6 mg/hr/m2. It was also observed that the blocks with more porous surface showed better results in the NOx degradation rate, independent of the thickness of the photocatalytic mortar applied. In this same way, the increasing of TiO2 percentage may aggregate a better efficiency of the block. The study also pointed out a great interference of the environment conditions in the photocatalysis, blocks submitted to higher UV-A radiations and lower air relative humidity values showed bigger power of NOx oxidation. It can be concluded that the paving using photocatalytic concrete blocks is a relevant technology to contribute to the minimization of the NOx.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.ufsc.br:123456789/95970 |
| Date | 26 October 2012 |
| Creators | Melo, João Victor Staub de |
| Contributors | Universidade Federal de Santa Catarina, Triches, Glicerio |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | 208 p.| il., grafs., tabs. |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFSC, instname:Universidade Federal de Santa Catarina, instacron:UFSC |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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