Gerador de Oz. Gerador Oz1. Gerador Oz2 Aconselhável Mod. Nº Lâmpadas mgr O3/h Impulsão Ventilador m3/h OZ Sim 1800.

Transcrição

1 (Oz3) é um gás de cor azul, com um odor característico e mais pesado do que o ar que cede oxigénio que por decomposição liberta oxigénio (O2) e oxigénio monoatómico (O-) que é altamente oxidante. É esta acção oxidante que é responsável pela eliminação de substâncias orgânicas produtoras de odores e pela destruição de bactérias e vírus presentes no ar. Aconselhável Mod. Nº Lâmpadas mgr O3/h Impulsão Ventilador m3/h OZ Não 1200 Aconselhável Mod. Nº Lâmpadas mgr O3/h Impulsão Ventilador m3/h OZ Sim 1800

2 Aconselhável Mod. Nº Lâmpadas mgr O3/h Impulsão Ventilador m3/h OZ Sim 50 UM POUCO DE HISTÓRIA No ano de 1785, M.Von Marum, investigando com máquinas electrostáticas, observou a presença de um odor característico, fenómeno que fez constar nas suas conclusões. Igual sucedeu no ano 1801 a Cruiskshank, ao efectuar a electrolise da agua. Até ao ano 1840, não se logrou em classifica-lo, tendo sido o cientista Schonbein quem o baptizou chamando-o de OZONO, nome que provem do grego que significa Odor. Desde esse ano até 1863, pensou-se que se tratava de um peróxido de hidrogénio, até que Soret confirmou de facto de que se tratava de um composto de onde aparecem somente átomos de oxigénio. Se bem que foram muitos Cientistas que trataram de determinar as suas características, só M.P. Otto foi o que conseguiu determinar a sua densidade, peso molecular, etc. Conseguindo ainda produzi-lo, controlá-lo artificialmente por meio de descargas eléctricas. Este sistema utiliza-se hoje em dia nos Geradores de Ozono. O QUE É ENTÃO O OZONO? é uma forma alotrópica do Oxigénio. É um gás de cor azul, mais pesado que o ar, de odor característico. Existe em estado natural na atmosfera em pequena quantidade, mas abundantemente durante temporais. É pois, um constituinte normal da atmosfera, que a nível do mar não alcança proporções maiores de 0.05 p.m. (partes por milhão de volume). Industrialmente obtêm-se provocando uma descarga eléctrica sobre uma corrente de ar previamente seca. O ozono é um dos mais potentes oxidantes que se conhecem. É considerado o quarto agente oxidante a seguir ao Flúor, ao oxigénio activo e ao difluoreno de oxigénio (F2O), o seu poder oxidante exercita-se sobre substâncias inorgânicas e mais efectivamente sobre substâncias orgânicas.

3 O mecanismo da acção do Ozono é múltipla: Através da acção de um só átomo de oxigénio da molécula, por oxidação directa O3 O2 + O. Através de um processo de ozonolisis, com a formação de ozonuros (RO3) por intervenção da molécula inteira de Ozono sobre as substâncias orgânicas. Estes ozonuros são muito instáveis e a sua descomposição trás consigo a destruição das moléculas orgânicas que interessam. Através do efeito catalítico do Ozono sobre o oxigénio do ar. O oxigénio joga neste caso o papel de oxidante e o ozono é um catalisador homogéneo. A reacção de oxidação directa é instantânea, as outras são mais lentas e completas, se vêm completadas em alguns minutos. CARACTERÍSTICAS DO OZONO O ozono (O3) tem como características físicas e químicas as seguintes: Peso molecular Temperatura de condensação º C Temperatura de fusão º C Densidade (liquido a -182ºC) gr.cm3 Peso do litro de gás (a 0º e 1 atm) gr Em condições normais (c.n.) o ozono encontra-se em estado gasoso, misturado no ar, sem embargo é instável, aumentando a dita instabilidade com a temperatura, a humidade, a maior estabilidade alcança -50º C de temperatura, e uma pressão de 0,05 atm. Aproximadamente. Na agua o ozono apresenta grande solubilidade. 1. Resumindo, poderíamos dizer que o ozono é um gás ligeiramente azul de fácil descomposição, que depois do flúor, é o composto mais oxidante que existe. A sua estrutura molecular é triatómica e em igualdade de condições é mais estável na agua que no ar. PRODUÇÃO DE OZONO 1. Na Natureza A luz do sol e os raios ultravioletas proporcionam a sua formação nas altas capas da atmosfera, o que dá lugar a uma zona denominada ozonosfera. Os raios nas tempestades geram ozono ao nível do solo, também determinadas formações rochosas nas montanhas produzem pequenas descargas eléctricas que em contacto com o ar, dão lugar á formação de ozono. Nas costas litorais as ondas pequenas ocasionam este fenómeno. Esta divisão de moléculas de oxigénio (O2) é produzida por um contínuo bombardeamento sobre as mesmas dos electrões do fluxo eléctrico, somando-se assim, a radiação energética que a fricção de estes origina. Dai que o odor característico do Ozono residual se identifique frequentemente com o odor a mar ou montanha.

4 2. Industrialmente Até à uns anos, a criação de ozono a nível industrial representava muitas dificuldades, pelo seu elevado custo e suas instalações aparatosas e muito completas e até perigosas devido á voltagem elevada com que deveriam trabalhar. As incessantes investigações levadas a cabo em quase todo o mundo, e a interessante aplicação da electrónica neste campo, conseguiram que desde há mais de 20 anos, todos estes problemas tenham caído amplamente e que o seu custo de fabricação tenha reduzido notavelmente. A obtenção de ozono pode-se realizar por procedimento físico químicos como: Por electrolise do ácido perclórico concentrado a 50ºC entre cátodo de chumbo e ânodo de platina. Este procedimento não é rentável, quer do ponto de vista industrial, quer doméstico. Colocar lâmpadas ultra violetas a longitudes de onda entre e Este sistema de obtenção de ozono, não é recomendável, já que ao movermos em longitudes de onda muito curtas, as suas radiações são semelhantes às produzidas por raios X emissores de fotões, os quais actuam sobre os tecidos vivos, provocando a sua destruição. Esta é devido, é claro, aos raios ultra violetas, não ao ozono. Pode produzir-se ozono, onde exista uma descarga eléctrica, ou melhor, um eflúvio eléctrico. Este último sistema é precisamente o fundamento da fabricação dos nossos Geradores de Ozono. Passamos a explicar resumidamente: Baseia-se na aproximação de 2 superfícies condutoras separadas por um dieléctrico, aos quais se submete uma diferença de potencial elevada. Desta forma, estabelece-se entre as duas superfícies, um eflúvio eléctrico silencioso, o qual é o responsável de proporcionar a energia necessária para romper parte das moléculas de oxigénio existentes no ar, com a concebida formação de oxigénio, o qual se une a outras moléculas de oxigénio, para dar a molécula de ozono (O3). 3O Cal Þ 203 Como vimos, a formação de ozono a partir do oxigénio do ar, é endotérmica. As moléculas O3 são activadas com energia em excesso, que tende a ser neutralizada mediante o processo oposto á sua formação. Efectivamente, o ozono é instável em condições normais de pressão e temperatura, portanto na sua degradação gera oxigénio nascente segundo a reacção de decomposição. O3ÞO2+O

5 O Oxigénio nascente (estado monoatómico) formado pela decomposição do ozono, é o elemento mais oxidante depois do flúor. A essa acção de oxidação deve o seu poder ao ozono, destruindo substâncias orgânicas produtoras de odores, aniquilando por sua vez, bactérias, vírus e germens de todo o tipo, convertendo os ambientes contaminados, nocivos, em esterilizados e purificados. Com os sistemas actuais foram eliminados todos os focos tóxicos que antes provocavam ao menor descuido a formação de raios ultra violetas, raios X, óxido de nitrogénio e outros elementos parasitas. Chegando a este ponto temos de reconhecer, que em Espanha tem faltado divulgação cientifica do ozono a todos os níveis, sobretudo comparando com outros países como a Suécia, onde o seu uso é obrigatório nas escolas e universidades, ou cidades como Londres, onde se conseguiu destruir os contaminantes existentes nos fumos a nível da cidade. APLICAÇÕES Dadas estas características aplica-se tanto no ar como em águas doces ou salgadas, para restabelecer em ambos os campos todas as propriedades naturais ideais dos seus compostos, sem adicionar nenhum elemento estranho residual. A sua actuação, em virtude do seu poder oxidante, é determinante perante resíduos químicos ou minerais em suspensão ou integrados, pois destrói uns, e activa outros; e perante outros actua como catalisador transformando-os. Na prática os campos de aplicação do ozono são múltiplas, citaremos entre outros: Utilização do ozono para a descontaminação de fumos e odores desagradáveis, oxigenação de locais mal ventilados, conservação de produtos em frio, eliminação de resíduos em chaminés contaminantes, destruição de óxido e monóxido de carbono, assim como do dióxido de azufre (fumos dos motores). TRATAMENTO AMBIENTAL DE MICROCLIMAS Em habitações, oficinas, escolas, etc. A acção de uma quantidade de ozono (0.02 a 0.03 p.p.m. em volume) é suficiente para purificar o ambiente de odores. Utilização do ozono em estábulos e avicultura e em outros locais onde é necessário restabelecer a função normal da natureza. Os odores amoníacais provenientes de estábulos são facilmente atacados pelo ozono. O ozono comporta-se como bom esterilizante em água e utiliza-se, por exemplo, na lavagem de recipientes para produtos alimentares. O ozono, graças ao seu alto poder oxidante, utiliza-se em cirurgia como cicatrizante em operações ou em lesões de pele (fistulas, furunculosis, etc). O ozono aplica-se actualmente em piscinas, eliminando assim os incómodos do odor e o ardor da vista devido ao cloro. Na balneoterapia ozonizada, aproveitam-se as propriedades microbicidas, antiparasitarias, cicatrizantes e tróficas do ozono. Todas elas são muito importantes em medicina termal.

6 O OZONO NA ESTERILIZAÇÃO DO AR A ausência do Ozono no ar pode-se considerar a prova como o ar está contaminado Duglas Galton DESODORIZAÇÃO DO AR E DESTRUIÇÃO DE ODORES Os efeitos associados á múltipla actividade do ozono são na prática 2 tipos: antimicrobiano e desodorizante. Acção microbicida (bactericida e virulicida). O ozono produz sobre as bactérias uma oxidação catalítica das proteínas, destruindo brutalmente a estrutura das células vivas. Sobre os vírus desenrola uma acção oxidante global. A acção do ozono sobre o conteúdo bacteriológico do ambiente é muito importante quer por via directa, quer por via indirecta enquanto só a sua presença e a sua acção química sobre substâncias orgânicas deixa o ambiente livre de germens e microrganismos. Acção Desodorizante: As substâncias odorosas do ambiente são essencialmente de composição química volátil a temperatura ordinária, encontram-se em grupos portadores de odores, estes grupos determinam na região olfactiva a sensação de odor. A acção desodorizante do ozono não é um disfarce do odor, mas sim uma destruição dos compostos voláteis contidos nos grupos portadores dos odores. O ozono ataca com acção oxidante todos os compostos inorgânicos susceptíveis de oxidação. Nas partículas anidrido sulfuroso, amoníaco, oxido de carbono, são facilmente oxidados pelo ozono. Em conclusão poderíamos dizer que uma adequada utilização do ozono consegue eliminar o ar de quase todos os odores e obtêm uma eficaz acção bactericida. Para conseguir estes resultados, a concentração de ozono no ambiente deve ser precisa em cada necessidade, tendo-se em conta o volume, a temperatura, a humidade, a ventilação, a intensidade e a fonte de odores predominante no ambiente a tratar. UTILIZAÇÃO DO OZONO NAS INSTALAÇÕES DE AR CONDICIONADO É de destacar que, por razões económicas, nas instalações de Ar Condicionado, uma boa parte do ar vem reciclado, regressa ao ambiente depois do tratamento do Ar. Este ar, com o passar do tempo, carrega-se de odores nocivos criando problemas no ambiente. Esta situação resolve-se hoje brilhantemente mediante a utilização do ozono. O ozono é um dos mais potentes oxidantes que se conhecem. É considerado o quarto agente oxidante depois do flúor, o oxigénio atómico e o difluoreto de oxigénio (F2O). A sua acção desodorizante baseia-se no seu poder oxidante. As substâncias com odores do ambiente são essencialmente compostos químicos voláteis à temperatura ambiente, que estão inseridos em grupos portadores de odores (aromáticos, osmóticos ou odorantes), estes grupos determinam na região olfactiva a percepção do odor. A acção desodorizante do ozono não consiste num disfarce dos odores, mas sim uma destruição dos compostos voláteis incluídos nos grupos portadores de odores.

7 Em particular as moléculas orgânicas são atacadas pelo ozono por uma acção oxidante do oxigénio atómico o bien através da formação de compostos instáveis (ozonuros) que decompondo-se levam á desintegração da mesma molécula. Como exemplo da primeira acção podemos citar o efeito do ozono sobre a ureia, que é o componente principal da urina, pela reacção: NH2 - CO - NH2 + 3O3 Þ N2 + CO2 + 2H2 + 3O2 Enquanto que para a segunda, basta recordar a eliminação dos fenoles. O ozono efectua uma acção oxidante a si mesmo com todos os compostos inorgânicos susceptíveis de oxidação. Particularmente ao anídrico sulfuroso, amoníaco, oxido de carbono, que estão entre os mais frequentes contaminantes atmosféricos, são facilmente oxidados pelo ozono. Na prática o acoplamento dos Geradores de Ozono ás instalações de Ar Condicionado partilham das seguintes vantagens: Eliminação de todos os odores nocivos de origem orgânico e uma boa parte dos de origem inorgânico. Enriquecimento do ar em circulação. Restabelecimento do equilíbrio iónico do ar mediante regeneração de iões negativos. Oxidação do óxido de carbono proveniente do fumo dos cigarros, etc. Cria no ambiente uma atmosfera de ar puro como do alto da montanha. A utilização do ozono nas instalações de acondicionamento de ar é muito simples. Basta ter um gerador de ozono com a potência adequada e unir-lhe uma saída, com um tubo PVC, á conduta da instalação de ventilação. O ozono deve estar introduzido no ambiente com uma concentração correctamente dimensionada para poder obter os resultados desejados. A determinação desta concentração é determinada tendo em conta o volume, a temperatura, a humidade, a ventilação, a intensidade e a fonte de odores predominantes no ambiente a tratar. Em seguida poderão observar uma tabela de cálculo para a quantidade de ozono necessária, mas para a sua utilização terá de se considerar que cada instalação tem as suas próprias características, como se apontava no parágrafo anterior. O OZONO EM CÂMARAS FRIGORIFICAS A acção do ozono no tratamento de ambientes contaminados vem-se desenrolando à algum tempo em consideração das propriedades desodorizantes e bactericidas reconhecidas por unanimidade a juízo de todos os investigadores. As demais aplicações práticas do ozono são devidas á sua destacada capacidade oxidante, utilizada em numerosas aplicações. O mecanismo da acção do Ozono é múltipla e completa. Poder-se-ia resumir em: Através de oxidação directa. Através de um processo de ozonolise, com a formação de Ozonuros. Por catálises do efeito oxidante do oxigénio. A acção desodorizante sobre ambientes contaminados explica-se essencialmente sobre os odores emitidos por metabolismo do reino animal e vegetal. As substâncias com odores são compostos químicos voláteis a temperaturas ordinárias. As quais determinam na região olfactiva a sensação de odor. Estes compostos estão inseridos em substâncias portadoras de odores, que se vêm destruídas pela acção oxidante do ozono, com a conseguinte do odor. A acção bactericida e virulicida do ozono está em função do tempo de contacto e aumenta ao diminuir a temperatura. O objectivo do ozono é destruir o processo normal de óxido-redução das células. Sobre as bactérias desenrola-se uma oxidação

8 catalítica das proteínas destruindo brutalmente a estrutura da célula viva. Assim mesmo, sobre os vírus a acção oxidante é global. Para além desta acção directa sobre o conteúdo bacteriológico dos ambientes, é da máxima importância a acção por via indirecta, já que só a presença do ozono e a sua acção química sobre as substâncias orgânicas converte os ambientes não aptos para o desenvolvimento de germens e microrganismos. Por todos os motivos expostos, o ozono é muito indicado em armazéns e em câmaras frigorificas de carne, fruta, uvas, legumes, carne salgada, queijo, etc. Impede a formação de mofo e o desenvolvimento de microorganismos. Igualmente evita a coloração devida a uma larga conservação. Suprime os odores. Permite, a igualdade de temperatura da câmara, um período mais largo de conservação da mercadoria alimentícia. O ozono vem-se utilizando nos barcos modernos de transporte de verduras e de fruta, como maçãs, pêras, uvas, para retardar o processo de amadurecimento da mercadoria durante a viagem. Na industria do queijo e fiambre, o ozono utiliza-se para esterilizar as câmaras frigoríficas, entre a saída de uma partida e a entrada da seguinte, e sobretudo para evitar a formação de mofo. Também está muito difundido o uso do ozono, pela sua acção desodorizante, na Industria alimentícia e da pesca. Deve-se ter em conta que o ozono não se deve introduzir em nenhuma câmara ou armazém ao acaso, devendo ser distribuído na medida certa de concentração para poder obter os resultados desejados. A determinação desta concentração óptima não é tão simples, já que se deve ter em conta um grande número de factores como o volume, a temperatura, a humidade, a ventilação, a intensidade de odores, a quantidade e o tipo do produto armazenado.

9 O ozono é um gás mais pesado que o ar, por este motivo é conveniente colocar o gerador por cima da zona a tratar. Quando se instala locais interiores é conveniente que a altura não seja inferior a 220 cm. O gerador coloca-se sempre na horizontal com a saída na parte inferior. No caso de se ligar o gerador a uma conduta deve procurar-se sempre coloca-lo antes do ventilador, para que a aspiração favoreça a entrada do gás. A instalação deve ser efectuada por técnicos especialista. O gerador deve ajustar-se á sala a tratar, não podendo ser utilizada para outro fim que não aquele que foi projectado. Quando se observar uma perda de rendimento do aparelho, devem-se limpar as lâmpadas com álcool. Não mudar o aparelho de lugar sem consultar o técnico especialista. Não instalar em locais onde se manipulem produtos químicos voláteis. O ozono pode ser irritante a níveis de emissão superiores aos indicados. Nos locais onde permanecem pessoas com problemas pulmonares ou que realizem exercícios físicos, recomenda-se a vigilância por um técnico especialista. Cálculo da Potência necessária para o gerador de interiores OZ3 (renovações) Segundo as características do local, sua dimensão, a renovação do ar, etc...é necessário mais ou menos quantidade de ozono gerado. Para estabelecer a quantidade de ozono podem-se utilizar as fórmulas que se encontram mais abaixo. O valor R, entre 1 e 10, obtido é o que se deve fixar no regulador que se encontra na parte frontal do aparelho. Local com renovação forçada de ar: R = k x (nº de renovações por hora) x (Volume do local / 3) Local sem renovação de ar: R = k x (Volume do local / 6) K = 0,5-1 Salas fechadas com poucas pessoas e pouca matéria orgânica :salas de estar, casas de banho domésticas, etc... K = 1-2 Oficinas, cozinhas domésticas, salas de reunião, etc... K = 2-3 Restaurantes, ginásios, sanitários públicos, etc... K = 3-4 Cozinhas, locais de criação de animais, etc... Se R é maior que 10 significa que é necessário mais do que um gerador. Sentir o odor característico do ozono na sala onde nos encontramos é sintoma de que estamos produzindo demasiado para as características do local. Quando isto ocorre deve-se reduzir o nível de emissão rodando o controlo localizado na parte frontal do aparelho.

10 Modelo: OZ 3 Produção: Regulável 0-30 mg/h de ozono puro Nível máximo de emissão: 0,05 ppm Potência total consumida: 55W ESQUEMA ELÉCTRICO Devido à alta concentração de ozono dentro do aparelho é conveniente separar a zona de passagem de ozono da zona que contém os componentes eléctricos e electrónicos. Aqueles elementos que estão em contacto com o ozono, como os ventiladores, são inoxidáveis. INTRODUÇÃO DE OZONO NAS INSTALAÇÕES DE AR ACONDICIONADO A forma mais racional de introduzir o ozono em ambientes com ar condicionado é a utilização da própria canalização do ar condicionado. Sempre e quando esta esteja bem calculada, a distribuição de ozono será em muitos casos a correcta. Esquematicamente, a forma mais simples e elementar de uma instalação de ar condicionado, é a seguinte: Onde: QV é o caudal ventilação; QI é o caudal de impulsão; Qr é o caudal recirculação ou reciclado; Qe é o caudal de extracção; M representa o permutador; F representa os filtros, baterias de frio e humidificadores; V representa o ventilador de impulsão. As possibilidades da entrada de ozono na canalização que passamos a descriminar: POSIÇÃO J A principal vantagem desta disposição é que a entrada do Ozono ao estar situada à na zona de depressão do ventilador de impulsão (V), o gás encontra facilidade para entrar na conduta (essa depressão aspira o ozono desde o equipamento gerador de ozono até à conduta). Outra vantagem é que se os filtros (F) estão situados antes do ventilador (V), como é o caso do nosso esquema, não se produzirá nenhuma oxidação devido do ozono. Neste caso a introdução do tubo PVC, que contem ozono, na conduta não apresenta dificuldades.

11 POSIÇÃO K Esta posição já não está tão óptima, ainda que tenha como principal vantagem não produzir oxidação por parte do ozono em nenhuma parte da instalação de ar condicionado. Ao contrário, para introduzir o ozono na zona de impulsão, este deve estar impulsionado a uma pressão igual ou superior á da conduta. Esta circunstância exige que o equipamento gerador tenha incorporado um ventilador, o que encarece o seu preço. Neste caso o tubo de entrada na conduta deve ser mais largo para diminuir a possibilidade de variação de pressões. Esta instalação requer maior atenção, pois em ultima instância, e no caso de ser mal instalada, provocaria a entrada de ar condicionado no gerador. NOTA: Em qualquer caso deve-se ter em conta que o caudal de extracção supõe uma perda de ozono, que se deve ter em conta ao calcular a quantidade de ozono, como verifica na tabela de cálculo anterior. Isto é: Ar de extracção em m3 x 0,2mgr./m3 (considerando todo como perdida) Ar reciclado em m3 x 30% x 9,2 mgr./m3 (só se consideram perdidos os 30%) ESQUEMA DE COLOCAÇÃO EM CONDUTA O gerador de ozono deve estar mais elevado que a conduta ou zona a tratar. As possibilidades da entrada de ozono na canalização a introdução do tubo PVC, que contem ozono, na conduta será da seguinte forma: ESQUEMA ELÉCTRICO

12 O ozono é um gás mais pesado que o ar, por este motivo é conveniente colocar o gerador por cima da zona a tratar. Quando se instala locais interiores é conveniente que a altura não seja inferior a 220 cm. O gerador coloca-se sempre na horizontal com a saída na parte inferior. No caso de se ligar o gerador a uma conduta deve procurar-se sempre coloca-lo antes do ventilador, para que a aspiração favoreça a entrada do gás. A instalação deve ser efectuada por técnicos especialista. O gerador deve ajustar-se á sala a tratar, não podendo ser utilizada para outro fim que não aquele que foi projectado. Quando se observar uma perda de rendimento do aparelho, devem-se limpar as lâmpadas com álcool. Não mudar o aparelho de lugar sem consultar o técnico especialista. Não instalar em locais onde se manipulem produtos químicos voláteis. O ozono pode ser irritante a níveis de emissão superiores aos indicados. Nos locais onde permanecem pessoas com problemas pulmonares ou que realizem exercícios físicos, recomenda-se a vigilância por um técnico especialista.