Descrevemos a montagem de um filtro eletrostático de pequeno porte que pode ajudar na precipitação de partículas sólidas que afetem a qualidade do ar. Ele pode ser instalado em sistemas de ventilação ou em entradas ou saídas de ar, ou ainda em fornos que emitam muita fuligem ou outros tipos de partículas indesejáveis.
O circuito e de baixo consumo, podendo ficar ligado por longos períodos sem aumento da conta de energia de forma apreciável (consome menos de 10 W na rede de 110 V) e usa componentes simples e de baixo custo.
Por outro lado, o isolamento do setor de alta tensão da rede de energia torna-o bastante seguro, se bem que um toque na tela de eletrificação produza um choque bastante desagradável. A ideia básica de uso para este filtro é numa janela ou entrada de ventilação, evitando que poeira ou partículas de fuligem entrem num ambiente onde pessoas sensíveis possam estar.
Colocado no local de passagem do ar ambiente, o filtro impede a passagem das partículas de poeira e fuligem precipitando-as num pequeno reservatório, conforme mostra a figura 1.
Evidentemente, usando o filtro, a passagem de ar deve ser a única para o ambiente, pois do contrário a poluição poderá alcançar o local por outros pontos.
Adaptações podem ser feitas no projeto original no sentido de usá-lo em aplicações industriais, inclusive com a inversão da polaridade das cargas ou ainda com o uso de duas telas, sendo uma positiva e outra negativa.
Como Funciona
O que o aparelho faz é gerar uma elevada tensão que será aplicada a uma tela por onde passa o ar cujas partículas em suspensão devem ser eliminadas.
As partículas, ao passarem pela tela carregam-se e são atraídas, ficando presas. Com o tempo, as partículas atraídas aglomeram-se e caem, devendo haver um reservatório para isso, conforme mostra a figura 2.
No nosso circuito a alta tensão é obtida a partir da rede de energia por meio de um oscilador de relaxação com SCR, que consiste numa solução bastante econômica e eficiente para este tipo de aplicação.
O oscilador, mesmo funcionando na rede de energia, é totalmente isolado e seguro. A tensão estática aplicada ao filtro estará entre 5 000 e 20 000 volts, o que é mais do que suficiente para atrair partículas sólidas em suspensão.
Neste circuito R1 e D1 proporcionam a carga de corrente contínua de C1 a partir da rede de energia.
O capacitor C2 carrega-se através de P1 e R2 até que seja atingida a tensão de disparo da lâmpada neon. Quando esta tensão é alcançada lâmpada conduz e o SCR dispara. Com o disparo, o SCR, fecha o circuito de descarga de C1 através da bobina L1.
Esta bobina e enrolada no núcleo de um flyback de TV, gerando-se no seu secundário uma tensão que pode variar entre 5 000 e 20 000 volts de pico.
Veja que o sinal não é senoidal e que os picos com os valores indicados são de curtíssima duração.
Com a descarga de C1 e de C2 0 SCR desliga e um novo ciclo de carga dos capacitores ocorre. P1 controla a frequência que pode variar entre alguns pulsos por segundo até algumas dezenas de pulsos por segundo.
A maior eficiência na obtenção da alta tensão é obtida experimentalmente pelo ajuste de P1..
O diodo D2 no secundário do flyback retifica a alta tensão obtendo-se assim uma alta tensão negativa para aplicação na tela.
O capacitor C3 de folhas de vidro funciona como um reservatório de cargas.
Montagem
Na figura 3 temos o diagrama completo do filtro antipoluição.
A disposição dos componentes numa placa de circuito impresso é mostrada na figura 4.
O flyback é o único componente crítico podendo ser aproveitado de um velho televisor fora de uso. Este componente (transformador de saída horizontal) e o responsável pela produção de alta tensão em todos os televisores e pode ser encontrado com facilidade conectado ao cinescópio.
Apenas limpe-o bem e certifique-se de que não está úmido para que não ocorram faiscamentos internos que afetem o funcionamento do aparelho.
A bobina L1 consiste em 10 a 20 voltas de fio comum na parte inferior do núcleo do flyback.
O resistor R1 deve ser de fio e o capacitor C1 deve ser um eletrolítico de alta tensão cujo valor pode ficar entre 8 e 50 uF. A tensão de trabalho deste capacitor deve ser de pelo menos 200 V se a rede de energia for de 110 V e 400 V se a rede de energia em que o aparelho for ligado for de 220 V.
Se este componente for aproveitado de algum aparelho fora de uso será preciso testá-lo.
Capacitores eletrolíticos que ficam sem funcionar por muito tempo perdem suas características. A lâmpada neon e' comum e o SCR pode ser o TlC106D (para as duas redes de energia).
O SCR não vai precisar de radiador de calor pois os pulsos são de curta duração.
O capacitor de folhas de vidro é montado conforme mostra a figura 5.
Duas folhas de alumínio são coladas nas faces de uma folha de vidro de 15 x 15 cm com pelo menos 4 mm de espessura.
A tela depende do tipo de passagem que vai para o ar. Esta tela deve ser montada isolada de qualquer contato com paredes ou objetos de metal e deve dar passagem para o ar que se deseja filtrar.
Para conexão do aparelho a esta tela deve ser usado fio especial para alta tensão e seu comprimento não deve ultrapassar 2 metros. Os fios de alta tensão possuem uma capa mais grossa que evita o faiscamento. O aparelho deve ser montado próximo do ponto de filtragem para que não ocorram perdas de cargas que afetem seu rendimento.
A ligação a terra pode ser feita em qualquer objeto com contato com o solo ou mesmo no polo neutro da rede de energia. A ligação à terra pode ser feita com fio comum.
Prova e Uso
Para provar o aparelho basta ligá-lo. Deve haver a produção de um leve ruído de oscilação no flyback que mudará de frequência quando se atuar sobre P1..
Usando uma chave de fenda como mostra a figura 6, pode-se verificar e ajustar a alta tensão.
Comprovado o funcionamento, o aparelho deve ser instalado e mantido ligado enquanto houver a circulação de ar pela tela.
A tela deve ser fina com furos de 2 a 4 mm no máximo para maior eficiência. Seu posicionamento deve ser tal que o ar ambiente passe por ela com facilidade. Esta tela deve ser presa pelas bordas por material isolante como por exemplo o plástico. De tempos em tempos a tela deve ser retirada e limpa, pois as partículas vão ficar presas e nem todas caem depois de algum tempo.
Lista de Material
Semicondutores:
SCR- TIC106D - retificador controlado de silício
D1 - 1N4004 - diodo de silício para 110 V ou 1N4007 - diodo de silício
para 220 V
D2 - Diodo de MAT - alta tensão de TV - qualquer um
Resistores (1/4 W, 5%):
R1 -1 k x 10 W - fio
R2 - 100 k ohms - marrom, preto, amarelo
R3 - 10 k ohms - marrom, preto, laranja
P1 - 1 M ohms - trimpot vertical
Capacitores:
C1 - 8 a 50 uF - capacitor eletrolítico de alta tensão - ver texto
C2 - 47 nF - poliéster para 100 V ou mais
C3 - Capacitor de folhas de vidro - ver texto
Diversos:
NE-1 - lâmpada neon
T1 - Flyback de TV - ver texto
X1 - Tela de filtragem de arame - ver texto
Placa de Circuito impresso, fios, caixa para montagem, solda, etc.
