Diseño y evaluación de un prototipo de purificador de aire en base a oxidación fotocatalítica

Abstract

La calidad del aire en espacios interiores tiene un impacto importante en la salud humana. Considerando la gran cantidad de tiempo que pasan las personas en espacios de este tipo, el estudio y la comprensión de distintas tecnologías para la purificación y limpieza del aire se vuelve indispensable para continuar avanzando hacia espacios mas limpios. Una tecnología para la purificación corresponde a la oxidación fotocatalítica, basada en la difusión de partículas hacia la superficie de un material catalizador, lo que facilita que ocurran reacciones de óxido-reducción que resultan en la degradación de diversos contaminantes del aire. En el presente trabajo se aborda el diseño y evaluación experimental de un prototipo de purificador de aire basado en oxidación fotocatalítica, con la finalidad de estudiar la tecnología, analizar el comportamiento de la misma y poder concluir acerca de la factibilidad de construcción de un dispositivo de bajo costo, bajo el marco comparativo entre el prototipo y sistemas comerciales y académicos estudiados durante la realización del trabajo. Para lograr lo anterior, se levantaron requerimientos de diseño para un purificador de aire, luego se diseñó y construyó el prototipo. Se finalizó el trabajo con la etapa de evaluación experimental, diseñada bajo el método de experimentación robusta de Taguchi y para la cual se construyó un banco de pruebas, al que se le acopló un sistema de adquisición de datos. La evaluación se realizó utilizando etanol como contaminante objetivo. El objetivo general del trabajo fue alcanzado con éxito, ya que se diseñó y evaluó un prototipo de purificador de aire basado en oxidación fotocatalítica. Los objetivos específicos también se lograron ya que se levantaron requerimientos de diseño, se integraron los componentes necesarios y se estudió la reducción de compuestos orgánicos volátiles totales provocada por el sistema. Se concluyó que, para los flujos investigados, la tecnología no representa un aporte real si se cuenta con la opción de ventilar el espacio que se está tratando. A pesar de esto, se lograron determinar los factores determinantes que afectan a la eficiencia de uno de estos purificadores, resultando de mayor importancia la radiación incidente, seguida de la cantidad de soportes para el catalizador. Finalmente, el trabajo permitió entregar lineamientos generales y proyecciones para futuros trabajos relacionados a la tecnología estudiada.