Os sistemas de tratamento de ar decompõem poluentes e germes

Tecnologia pioneira para câmaras espaciais de crescimento de plantas limpa o ar interno

A Fresh-Aire UV de Jupiter, Flórida, desenvolveu uma linha de purificadores de ar que quebram contaminantes orgânicos com um processo chamado oxidação fotocatalítica (PCO). A empresa obtém sua suspensão de titânia nanoparticulada, um dos principais ingredientes para PCO, de uma empresa que a desenvolveu sob o comando do pesquisador que inventou o PCO com financiamento da NASA na década de 1990.

Em 2020, a Fresh-Aire UV vinha expandindo sua linha de produtos de purificação de ar há 20 anos, mas nenhum lançamento de produto havia atraído o tipo de atenção que veio com uma pandemia viral transmitida pelo ar.

“Você sempre busca maneiras de conscientizar sobre a tecnologia. Você realmente não quer que seja uma pandemia, mas neste caso, foi”, disse Chris Willette, ex-presidente e fundador da empresa. “Foi quando o público em geral foi apresentado a muitas das tecnologias que usamos para limpar o ar.”

Entre as últimas novidades da linha Fresh-Aire UV estava uma técnica para eliminar contaminantes orgânicos que começou com financiamento da NASA na década de 1990. Conhecida como oxidação fotocatalítica (PCO), ela se tornou essencial para ajudar os produtos da empresa sediada em Jupiter, Flórida, a combater o SARS-CoV-2, o vírus que causa a doença COVID-19.

A Fresh-Aire UV adotou o PCO 10 anos antes para tratar níveis crescentes de compostos orgânicos voláteis (VOCs) em espaços internos modernos. À medida que os edifícios se tornaram mais herméticos para aumentar sua eficiência, eles retêm cada vez mais poluentes internos. De acordo com a EPA, o ar interno é frequentemente cinco vezes — e até 100 vezes — mais poluído do que o ar externo, disse Aaron Engel, vice-presidente de desenvolvimento de negócios da Fresh-Aire UV.

Willette observou que essa tendência seguiu a disseminação de materiais sintéticos de construção e mobiliário, como bancadas de compósito laminado e pisos projetados, que podem liberar formaldeído, acetona e outros VOCs. Juntas, essas tendências contribuíram para o aumento das taxas de asma e alergias, eles disseram, e muitos VOCs são cancerígenos conhecidos.

“Como passamos muito tempo em ambientes fechados, e muitos desses contaminantes passam por filtros HVAC convencionais, você quer ser capaz de resolver esses problemas”, disse Engel. “Os filtros tratam de um terço dos contaminantes no ar – poeira e pelos. Os outros dois terços, como micróbios e VOCs, passam por um filtro como areia por uma raquete de tênis. Nossos sistemas tratam desses dois terços.”

O PCO foi originalmente inventado para eliminar o composto orgânico etileno do ar em câmaras de crescimento de plantas no espaço. O trabalho foi pioneiro no Wisconsin Center for Space Automation and Robotics da University of Wisconsin-Madison, com financiamento do Marshall Space Flight Center da NASA em Huntsville, Alabama. Pesquisadores da universidade, liderados pelo professor Marc Anderson, estavam enfrentando um problema exclusivo do espaço: na ausência de gravidade, não há convecção para manter o ar circulando. Então, o etileno, um hormônio vegetal que acelera o envelhecimento e o amadurecimento, se acumula ao redor das plantas, fazendo com que elas murchem prematuramente.

Anderson queria quebrar o etileno usando uma técnica que estava em sua infância na época. Quando a luz ultravioleta atinge o dióxido de titânio, ela libera elétrons que se ligam ao oxigênio e à água no ar ao redor, tornando-os reativos. Essas moléculas carregadas então atraem contaminantes orgânicos, oxidando-os e transformando-os em dióxido de carbono e água. O PCO acabou sendo eficaz não apenas contra etileno e VOCs, mas também contra bactérias, vírus e fungos.

Vários produtos comerciais foram baseados nessa tecnologia ao longo dos anos .  

Limpando o ar

Anderson foi cofundador de uma empresa chamada Microporous Oxides Science and Technology (MOST), que oferece suspensões especializadas de nanopartículas de óxido, incluindo o dióxido de titânio usado na tecnologia PCO.

Enquanto isso, a Fresh-Aire UV comercializava principalmente produtos que usavam luz ultravioleta para neutralizar micróbios diretamente. Por volta de 2010, a empresa estava desenvolvendo a tecnologia PCO para resolver o problema de VOCs internos quando um estudo da indústria colocou a empresa em contato com a MOST, disse Willette. “Foi quando percebi que a MOST era a pioneira da tecnologia PCO.”

Ele visitou Anderson no laboratório da universidade onde parte da primeira tecnologia de PCO foi pioneira para a NASA, e a Fresh-Aire UV acabou comprando o equipamento de teste do laboratório. Esse duto de ar especialmente equipado agora está no centro do laboratório da Fresh-Aire, e a MOST se tornou a fornecedora de dióxido de titânio da empresa. O processo depende do carvão ativado da Fresh-Aire mergulhado em uma suspensão de titânia nanoparticulada, criando o catalisador de carbono no coração da linha de produtos APCO e APCO-X (oxidação fotocatalítica adsortiva) da empresa.

Engel disse que o uso de carvão ativado, que atrai e captura contaminantes orgânicos, em conjunto com o revestimento de dióxido de titânio, é o que separa a tecnologia Fresh-Aire UV PCO das outras. As reações de oxidação têm várias etapas antes que os contaminantes sejam reduzidos a água inofensiva e dióxido de carbono, e alguns desses subprodutos químicos intermediários podem ser prejudiciais, ele explicou. Qualquer pessoa que desenvolva produtos PCO tem que lidar com isso. Na linha APCO e APCO-X da Fresh-Aire UV, o carvão ativado captura e mantém os contaminantes no lugar até que sejam completamente decompostos.

“Este é um verdadeiro sistema de tratamento”, disse Engel. “Nós limpamos o ar e não colocamos nada estranho no ar que não deveria estar lá.”
Engel disse que a linha APCO agora responde por pelo menos metade dos negócios da empresa. Esses e outros produtos Fresh-Aire neutralizadores de micróbios e odores tiveram uma demanda incrível durante a pandemia, disse ele. Os prazos de entrega para atendimento de pedidos foram estendidos para meses, com a empresa abrindo uma instalação adicional de 35.000 pés quadrados para permitir o aumento da produção residencial e comercial. Durante esse tempo, a empresa foi adquirida pela empresa de HVAC DiversiTech, que ajudou a expandir as operações para atender à necessidade.

Embora a urgência em torno da qualidade do ar interno tenha diminuído desde o auge da pandemia, a conscientização sobre sua importância continua alta. De acordo com Engel, “Proprietários de imóveis, proprietários de edifícios e diretores de instalações agora têm uma melhor compreensão de quão importante a ventilação adequada e a qualidade do ar são para nossa saúde e bem-estar e estão usando proativamente tecnologias como Fresh-Aire UV não apenas para preparação para pandemia, mas para melhores práticas.”