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Princípios da Separação Pneumática de Partículas (Cascata Impactor)

Base física

Comportamento de gases e partículas permite estimar distribuição de tamanho. Força de arrasto aerodinâmico vs. inércia da partícula determina trajetória.

Critérios de dimensionamento

• Diâmetro aerodinâmico médio (dae) = diâmetro de esfera de densidade 1 g/cm³ com mesma velocidade terminal.
• Distribuição por massa ou por contagem numérica.
• Aplicação define critério: inalação (dae), deposição pulmonar, emissão industrial, qualidade do ar.

Cascata Impactor (Impactor de Estágios)

Dispositivo padrão para separação por tamanho aerodinâmico.

1. Bocais (nozzles) direcionam jato de ar com partículas contra placas de impacto.
2. Partículas com inércia suficiente (maiores) chocam-se na placa e depositam.
3. Menores seguem o fluxo para o próximo estágio.
4. Estágios sucessivos: bocais menores → velocidade do jato aumenta → cutoff (d50) diminui.
5. Final: filtro de backup retém partículas < menor cutoff.

Calibração

1. Siga recomendações do fabricante OU desenvolva SOP (Procedimento Operacional Padrão) próprio.
2. Determine eficiência de coleta por estágio (curva de eficiência vs. dae).
3. Use aerossol de calibração (partículas monodispersas conhecidas, ex.: PSL, óleo dioctil ftalato).
4. Gere curva de eficiência de coleta por estágio → valide d50 de cada estágio.

Aplicações

• Monitoramento de qualidade do ar (PM10, PM2.5).
• Caracterização de aerossóis farmacêuticos (inaladores DPI/pMDI).
• Emissões industriais, combustão, nanotecnologia.

Precisão exige controle de vazão, temperatura, umidade e calibração rastreável.