AERIALL: desenvolvimento de um dispositivo de filtragem de ar a base de espuma de alumínio, visando menor queda de pressão, objetivando economia de energia nos sistemas HVAC de prédios comerciais e unidades hospitalares

• Processo: 23/09498-3
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Pesquisa Inovativa em Pequenas Empresas - PIPE
• Data de Início da vigência: 01 de outubro de 2023
• Data de Término da vigência: 30 de setembro de 2025
• Área do conhecimento: Engenharias - Engenharia Mecânica - Projetos de Máquinas
• Pesquisador responsável: Francisco de Paula Pinheiro
• Beneficiário: Francisco de Paula Pinheiro
• Empresa: AL7 Soluções ao Alumínio Ltda. - ME
• CNAE: Atividades profissionais, científicas e técnicas não especificadas anteriormente
• Município: Sorocaba
• Pesquisadores principais: Vagner Romito de Mendonça
• Pesquisadores associados: Bruno Fernando Gianelli
• Vinculado ao auxílio: 21/15159-1 - AERIALL: desenvolvimento de um dispositivo de filtragem de ar a base de espuma de alumínio, visando menor queda de pressão, objetivando economia de energia nos sistemas HVAC de prédios comerciais e unidades hospitalares, AP.PIPE
• Bolsa(s) vinculada(s): 23/15843-5 - Avaliar a eficiência biocida da espuma de alumínio em um protótipo de equipamento contendo um sistema de filtração a partir de ensaios em cultura celular., BP.TT; 23/15315-9 - Avaliar a eficiência biocida da espuma de alumínio em um protótipo de equipamento contendo um sistema de filtração a partir de ensaios em cultura celular., BP.TT; 23/13943-2 - Realizar ajustes no protótipo do filtro e acompanhar os testes de anodização biocida nas espumas de alumínio para validação de sua capacidade biocida., BP.TT; 23/13543-4 - AERIALL: desenvolvimento de um dispositivo de filtragem de ar a base de espuma de alumínio, visando menor queda de pressão, objetivando economia de energia nos sistemas HVAC de prédios comerciais e unidades hospitalares, BP.PIPE
• Assunto(s): Anodização Precipitador eletrostático Filtros de ar Economia de energia Aquecimento Ventilação (conforto ambiental) Ar condicionado
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: anodização | Espuma de alumínio | Filtro de ar | Filtros HEPA | Hvac | Precipitador Eletrostático | Sistema de Filtragem baseado em espuma de alumínio

Resumo

A infecção hospitalar generalizada (SEPSE), uma resposta desproporcional do sistema imunológico a uma doença infecciosa, é causada por bactérias, vírus, fungos ou protozoários. A maioria destes patógenos são parcialmente transmitidos pelo ar, um meio de propagação que pode também acarretar a contaminação de equipamentos médicos esterilizados. Levantamentos estimam em 19,4 milhões/ano os casos globais de SEPSE, dos quais 27% levam ao óbito - a principal causa de óbitos em UTI's, sendo que o Brasil apresenta uma maior porcentagem de óbitos, em torno de 55% dos 420.000 casos/ano, mostrando que este é um problema especialmente importante no país. O custo gerado pela SEPSE, em torno de US$ 30 bilhões/ano apenas nos EUA, mostra também que este é um problema de importantes consequências para os países. Uma forma de redução da transportabilidade de tais patógenos é pelo controle do sistema de aquecimento, ventilação e ar-condicionado (HVAC), responsáveis pela temperatura e teor de umidade do ar, filtragem (remoção de pós e contaminantes biológicos), ventilação (taxas de renovação com ar exterior) e distribuição de ar no ambiente hospitalar. Os necessários HVAC´s são responsáveis por uma grande parcela do consumo de energia em edifícios modernos. Em países de climas tropicais, como o Brasil, a energia consumida pode exceder 50% do consumo total de energia do edifício. O funcionamento inadequado do HVAC, principalmente no controle de umidade e no elemento filtrante, controlados pela unidade de gerenciamento de ar (AHU), aumenta a incidência de patógenos transmitidos via aérea. Esta unidade é composta por 3 elementos principais, a saber, pré-filtro, filtro secundário e o filtro HEPA (High Efficiency Particulate Air), objetivo de estudo deste projeto. Apesar da sua eficiência, filtros HEPA´s apresentam desvantagens oriundas de sua grande espessura e densidade, interferindo no fluxo de ar do HVAC, especialmente quando saturado, com consequências no consumo energético e no tempo de vida do sistema.Com base no exposto, o filtro proposto no presente projeto, denominado AERIALL, tem como meta proporcionar a mesma eficiência na remoção de partículas que os filtros HEPA (MERV-16) com menor consumo energético, resultado este de uma menor diferença de pressão - dado relacionado ao fluxo de ar. Idealiza-se a adoção de placas de espuma de alumínio anodizadas carregadas eletrostaticamente. Estimativas da empresa indicam uma possibilidade de redução em até 5% do consumo de energia elétrica dos sistemas HVAC com a adoção da tecnologia proposta. Ademais, propõe-se a incorporação de nanopartículas de prata através do processo aqui denominado anodização biocida, propiciando ao filtro um requerido efeito biocida para aplicação em sistemas hospitalares. Em decorrência de sua resistência mecânica e química, a possibilidade de lavagem e reutilização dos filtros agregará valor ao produto, trazendo benefícios por conta do maior tempo de vida comparado aos filtros HEPA atualmente empregados. Assim, a adoção da tecnologia AERIALL permitirá uma redução nos custos do consumo de energia elétrica do sistema HVAC e de reposição de partes do sistema com eficiência comparável aos filtros comercialmente consolidados. (AU)