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Desenvolvimento de estrutura para retenção de partículas/microorganismos presentes em fase gasosa e testes em equipamento dedicado (2006)

  • Authors:
  • Autor USP: BERALDO, FÁBIO PEPPE - EP
  • Unidade: EP
  • Sigla do Departamento: PSI
  • Subjects: SISTEMAS MICROELETROMECÂNICOS; POLUIÇÃO AMBIENTAL (MEDIÇÃO;CONTROLE); EQUIPAMENTOS DE LABORATÓRIO QUÍMICO
  • Language: Português
  • Abstract: A coleta de partículas presentes em um fluido gasoso pode ser feita com bastante eficiência usando impactadores. Impactadores são dispositivos simples, baseiam-se no impacto da partícula com uma placa impactadora e a retenção relaciona-se com o peso da partícula e características dimensionais do dispositivo. Um dos impactadores mais comuns é o de cascata, que também apresenta grande eficiência de retenção. Portanto, o objetivo deste trabalho foi miniaturizar estruturas macroscópicas conhecidas como impactadores e testá-las para retenção de partículas/microorganismos em fluxo gasoso e substâncias viscosas em fluido líquido. O desenho da estrutura foi obtido por escalamento linear de impactadores de cascata e foi otimizado por simulação, usando o software FemLAB 3.1®. As estruturas são desmontáveis e foram confeccionas em acrílico (polimetilmetacrilato), usando ferramentas convencionais. O software FemLAB 3.1® foi utilizado para avaliar o comportamento do fluido dentro da estrutura e também a retenção de partículas. Foram usados N2 e água como fluido gasoso e líquido, respectivamente. Foi simulada a retenção de partículas com diâmetro de 13 µm ou 50 µm e de polidimetilsiloxano (silicone, 350 cSt). Para determinação da eficiência de retenção das partículas ou do silicone usou-se como detector a Microbalança de quartzo; para tanto um equipamento foi adaptado para uso com fluido gasoso e acondicionado em um gabinete de computador. A este equipamento também foiadicionado um sistema de eletrodos, para aplicação de tensão nas estruturas (±5V). Os reagentes/partículas foram inseridos no fluxo em pequenos pulsos (mg) e em tempo curto (<1s). As estruturas foram também caracterizadas utilizando-se microscopia óptica. Quanto à otimização do desenho da estrutura, a simulação mostrou a importância da placa impactadora e do ângulo após esta placa. ) A distância entre a placa e a entrada do fluido define a possibilidade de retenção e o ângulo determina a área disponível para a reuniformização do fluxo após a retenção. Pequenas distâncias antes da placa impactadora implicam em turbulência e atrapalham a retenção. Ângulos agudos favorecem turbulência na próxima cela. Simulações de inserção de silicone em um fluxo de água mostram que a placa impactadora é importante para garantir a retenção; que ocorre em todas as celas, mesmo para baixa viscosidade, como 350 cSt. Em fluxo gasoso, partículas de 50 µm podem ser retidas enquanto as de 13 µm ou 35 nm poderiam atravessar a estrutura. Estes resultados apresentam boa correlação com os resultados experimentais. Testes com fluido gasoso mostraram que o impactador retem, com eficiência de 100% ou próxima, partículas de 50 µm na primeira cela e de 13 µm na segunda cela. A adição sucessiva de partículas de 50 µm levam à ruptura da estrutura, mas a de 13 µm pode preenchê-la completamente. Em água, a adição de silicone (0,01 mL) mostra retenção e um aumento da perda de carga, o que pode levar à rupturada estrutura. O uso de tensão não mostrou comportamento diferente em nenhuma das situações analisadas. Portanto, o uso de impactadores miniaturizados apresenta uma série de vantagens, tais como retenção de partículas em fase gasosa ou de silicone em fase líquida. Assim, estas características podem ser úteis na construção de dispositivos para pré-tratamento de amostras em análises químicas ou mesmo coleta de microorganismos
  • Imprenta:
  • Data da defesa: 26.05.2006

  • How to cite
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    • ABNT

      BERALDO, Fábio Peppe; SILVA, Maria Lucia Pereira da. Desenvolvimento de estrutura para retenção de partículas/microorganismos presentes em fase gasosa e testes em equipamento dedicado. 2006.Universidade de São Paulo, São Paulo, 2006.
    • APA

      Beraldo, F. P., & Silva, M. L. P. da. (2006). Desenvolvimento de estrutura para retenção de partículas/microorganismos presentes em fase gasosa e testes em equipamento dedicado. Universidade de São Paulo, São Paulo.
    • NLM

      Beraldo FP, Silva MLP da. Desenvolvimento de estrutura para retenção de partículas/microorganismos presentes em fase gasosa e testes em equipamento dedicado. 2006 ;
    • Vancouver

      Beraldo FP, Silva MLP da. Desenvolvimento de estrutura para retenção de partículas/microorganismos presentes em fase gasosa e testes em equipamento dedicado. 2006 ;

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