Ozonizador para água (MA013)

O gás ozônio tem propriedades bactericidas que podem ser aproveitadas na purificação da água ou mesmo para a limpeza de alimentos. Se bem que os níveis de ozônio que devem ser utilizados na purificação da água ainda não estejam regulamentados em nosso país, impedindo que a água ozonizada seja bebida de maneira despreocupada, a utilização de um ozonizador pode ser indicada para a lavagem de alimentos e louças.

Há alguns anos publicamos um artigo referente a um ozonizador para água potável, ocasião em que o assunto ainda era um pouco controvertido. 
Ainda hoje a regulamentação dos níveis de ozônio não está bem definida, pois uma ozonização excessiva da água potável pode causar até úlceras, e alguns outros problemas não muito bem determinados pelas autoridades sanitárias.
Assim, o que se recomenda no caso do uso de tais aparelhos é que a água seja utilizada para lavar alimentos ou louças, aproveitando deste modo, as propriedades bactericidas do ozônio quando produzido na água.
O aparelho que descrevemos ozoniza a água de uma forma simples e segura e pode ser montado com poucos componentes de baixo custo.


O QUE É O OZÔNIO
O oxigênio na sua forma natural consiste numa molécula biatômica, ou seja, é formada por dois átomos de oxigênio, daí a conhecida fórmula O2.
Entretanto, sob condições especiais, podemos unir três átomos de oxigênio para formar uma molécula que passará a ter propriedades diferentes do oxigênio biatômico. Esta molécula é a do conhecido gás ozônio (O3).


A produção do gás ozônio a partir do oxigênio pode ser feita com uma descarga elétrica de alta tensão.
Como a água comum possui oxigênio dissolvido, podemos transformá-lo parcialmente em ozônio, bastando para isso "dar uma descarga de alta tensão".
O ozônio que se forma dissolvido na água pode então manifestar sua propriedades bactericidas bem conhecidas dos médicos.
Os equipamentos de ozonização comerciais fazem justamente isso.
No nosso caso, propomos ao leitor a montagem de um ozonizador utilizando materiais e componentes comuns.
Evidentemente, como a quantidade de ozônio produzida não é controlada, não se recomenda de modo algum que a água produzida seja considerada potável.


COMO FUNCIONA
Nosso circuito gerador de alta tensão consiste num oscilador de relaxação com uma lâmpada néon excitando um SCR.
Como carga o SCR usa uma bobina de ignição comum de carro, que pode gerar tensões na faixa de 10 000 a 50 000 V sendo mais do que suficiente para a produção do ozônio.
No nosso circuito, a tensão da rede de energia é retificada por D1, servindo ao mesmo tempo, para carregar o capacitor C1 e o capacitor C2 através do resistor R1 e do trimpot de ajuste P1.
A tensão no capacitor C2 sobe então até atingir o valor necessário ao disparo da lâmpada néon, algo em torno de 80 V. Quando esta tensão é alcançada, o capacitor se descarrega pela lâmpada néon disparando o SCR.
Com o disparo, o SCR fecha o circuito de descarga de C1 pelo enrolamento de baixa tensão da bobina de ignição.
Ocorre aí a descarga de C1 pela bobina gerando um pulso de muito alta tensão.
A alta tensão é aplicada ao eletrodo especial em contato com a água ocorrendo a produção do ozônio.
Tão logo C1 e C2 se descarregam, o SCR desliga e a lâmpada néon volta ao seu estado de não condução. Então, o processo ocorre novamente.
A velocidade com que os pulsos de descarga que geram a alta tensão são produzidos pode ser ajustada em P1, e é da ordem de algumas dezenas até algumas centenas por segundo, garantindo assim a geração de forma constante da alta tensão no eletrodo.
O circuito pode ser alimentado pela rede de 110 V ou 220 V e possui um consumo de energia bastante baixo (da ordem de 5 a 10 W), não comprometendo portanto a conta no final do mês.

 


MONTAGEM
Na figura 2 temos o diagrama completo do ozonizador.


A montagem dos componentes numa placa de circuito impresso é vista na figura 3.



O valor de R1 depende da tensão da rede de energia, conforme indicado no diagrama. Deve ser usado um resistor de fio, já que este componente funciona levemente aquecido.
O SCR deve ser sufixo B ou D se a rede de energia for de 110 V, e sufixo D se a rede de energia for de 220 V. Não será preciso montar este componente em radiador de calor dada a baixa corrente média em funcionamento.
O capacitor C1 pode ser eletrolítico ou de poliéster com uma tensão de trabalho de pelo menos 200 V, se a rede for de 110 V, e 400 V se a rede for de 220 V. O capacitor C2 é de poliéster e deve ter uma tensão mínima de trabalho de 100 V.
Qualquer lâmpada néon comum pode ser utilizada no projeto.
A bobina de ignição pode ser de qualquer tipo, inclusive os usados em motos. Na figura 4 damos pormenores da montagem do eletrodo de ionização.


Este eletrodo é formado por dois tubos de PVC montados um dentro do outro, possuindo o tubo interno uma tela metálica onde será aplicada a alta tensão.
Para fazer a ligação do aparelho a esta tela de alta tensão deve ser usado cabo apropriado (de alta isolação) evitando-se assim, o perigo de choque caso alguém toque nele.
O eletrodo é montado de modo a formar um tubo de Venturi, conforme ilustra a figura 5.


Este tubo pode ser feito com uma caneta esferográfica velha e uma serpentina de geladeira. Quando a água passa pelo tubo, ocorre a sucção do ar ozonizado em contato com o eletrodo, conforme mostra a mesma figura. Este ar, rico em ozônio, mistura-se com a água onde acontece a dissolução.
Observe que a vedação do tubo na parte inferior deve ser perfeita, para que não ocorram vazamentos. Apenas na parte superior devem existir furos para entrada do ar. A água ozonizada pode ser levada a um reservatório para uso.

 


PROVA E USO
Para verificar se a  alta tensão está sendo produzida basta aproximar uma lâmpada fluorescente, ou ainda uma lâmpada néon do terminal de alta tensão da bobina de ignição.
Ajuste P1 para o melhor funcionamento, ou seja, maior brilho da lâmpada usada como teste. Deixando o aparelho ligado, poderemos perceber o cheiro de ozônio, produzido pela alta tensão gerada no circuito.
Comprovando o funcionamento, pode-se fazer a instalação definitiva.
Feche o circuito em caixa bem isolada para evitar contatos perigosos.
Se quiser, acrescente uma chave para acionar o circuito somente quando for usá-lo, ou ainda algum dispositivo que o acione quando a água circular. Utilize a água ozonizada apenas para a lavagem de alimentos ou louças. Evite bebê-la pura ou fazer sucos ou bebidas com ela.



LISTA DE MATERIAL
Semicondutores:
D1 - 1N4004 (110 V) ou 1N4007 (220V) - diodo retificador de silício.
SCR - TIC106B ou D (110 V) ou TIC106D (220 V) - diodo controlado de silício

Resistores: (1/8W, 5%)
R1 - 1,2 k? 10 W - 110 V ou 2,2 kohms x 10 W (220 V) - fio
R2 - 100 k?
R3 - 47 k?

Capacitores:
C1 - 1 a 10 µF x 200 V (110 V) ou 1 a 10 µF x 400 V (220V) - eletrolítico ou poliéster
C2 - 100 nF x 100 V - poliéster

Diversos:
P1 - 1 M? - trimpot
T1 - Bobina de ignição - ver texto
NE-1 - lâmpada neon comum
X1 - Eletrodo - ver texto

Placa de circuito impresso, cabo de alimentação, material para o eletrodo e tubo de Venturi, caixa para montagem, fios, solda, etc.

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N° do componente 

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