10º Encontro Nacional de Tecnologia Química
Realizado em Goiânia/GO, de 04 a 06 de Setembro de 2017.
ISBN: 978-85-85905-20-0

TÍTULO: Diferenciação de diesel comercializado no Brasil por protocolos rápidos de RMN-Quimiometria.

AUTORES: Pereira Alves, R. (UFG) ; Savioli Flores, I. (IFG) ; Silva Pinto, V. (UFG) ; de Souza Dutra, F. (IFG) ; Lião Moraes, L. (UFG)

RESUMO: O diesel é a fração mais abundante do petróleo e é utilizado como combustível marítimo e rodoviário. Este pode receber nomes distintos devido a concentração de enxofre e os tipos distribuídos em maior escala são o S-10 e S-500. Compostos sulfurados aromáticos são tóxicos e a diminuição destes evita grandes prejuízos ao meio ambiente. Isso ocorre no diesel S-10 e, por isso, ele apresenta maior custo que o S-500. No presente trabalho foi avaliado a possibilidade de diferenciação dos tipos de diesel mais comercializados no país através do perfil químico presente nos dados de Ressonância Magnética Nuclear - RMN e Quimiometria. Através de análises rápidas, inferiores a 10 minutos, foi possível adquirir um espectro de RMN de ¹H e identificar o tipo de diesel via quimiometria.

PALAVRAS CHAVES: Diesel; Reconhecimento Padrões ; RMN

INTRODUÇÃO: O diesel apresenta compostos sulfurados na sua composição como o dibenzotiofeno e o benzotiofeno. Atualmente, a concentração destes compostos passaram a ser controladas por agências reguladoras. Um dos parâmetros exigidos é que a concentração deve ser de 10 mg/kg ou 500 mg/kg. Além de ser um combustível mais limpo, o diesel S-10 (10 mg/kg) apresenta um valor de mercado mais alto que os demais. Com isso, a identificação do tipo de combustível permite a garantia da aquisição pelo consumidor do produto de melhor qualidade, além dos benefícios ambientais. Como consequência, é possível identificar desconformidades que só são nítidas a partir do uso de técnicas modernas que geram dados multivariados. O trabalho tem como objetivo a diferenciação do diesel S-10 e S-500, permitindo a sua identificação a partir do perfil químico. Desta forma, a identificação ocorre de maneira segura e pode ser usada para acusar fraudes como a mistura com outros adulterantes ou a aquisição e venda equivocada de S- 500 ao invés de diesel S-10. A quimiometria aliada a RMN consolida uma boa parceria pela questão de reduzir a dimensionalidade dos dados obtidos em grande quantidade pelo referido método espectroscópico.

MATERIAL E MÉTODOS: As amostras de diesel S-500 (1-3, 5, 8, 11-13, 16 e 27-41) e S-10 (4, 6, 7, 9, 10, 14, 15, 17-26 e 42-46) foram adquiridas em cinco diferentes municípios do estado de Goiás. Estas foram analisadas em solução com solvente deuterado clorofórmio, com a proporção de 200 uL de amostra para 400 uL de solvente em tubo de 5 mm. A sonda usada para análise foi a TBI, específica para análise de líquidos. Assim, foram adquiridos os dados de RMN de ¹H em um equipamento Bruker de 500 MHz. Os sinais obtidos estavam compreendidos na faixa de 0,0 ppm a 8,0 ppm e foram convertidos em matrizes de dados para análise quimiométrica no software Octave. Tanto a análise de componentes principais - PCA, quanto a análise hierárquica de agrupamentos - HCA, foram geradas com os dados autoescalonados.

RESULTADOS E DISCUSSÃO: A análise de PCA apresenta a diferenciação das amostras de diesel (Figura 1). O gráfico de escores gerou a separação dos dois tipos de diesel entre escores negativos (S-500) e positivos (S-10) de PC1. Este gráfico foi gerado com o uso de toda a informação espectral e com os dados alisados, normalizados e autoescalonados. Avaliando o gráfico de pesos, atribui-se maior peso aos hidrogênios de compostos aromáticos. O diesel S-500 apresenta em sua composição uma quantidade elevada de enxofre, possuindo uma concentração maior de compostos como o benzotiofeno e dibenzotiofeno (NESPECA, 2013). Por outro lado, as amostras de diesel S-10, por terem menos compostos aromáticos, polarizam em relação as anteriores. O diesel S-10 passa por processo de dessulfurizarão tornando-o menos poluente. Além da análise de componentes principais, também foi realizada a análise hierárquica de agrupamentos (Figura 2) onde percebemos também a formação de grupos por similaridade das amostras, mas com incerteza na classificação das amostras 40 e 42, por estarem na interface dos grupos formados.

Figura 1.

Figura 1. Gráfico de análise por PCA de dados de RMN de ¹H.

Figura 2.

Figura 2. Gráfico de HCA de dados de RMN de ¹H..

CONCLUSÕES: A ferramenta RMN-Quimiometria mostrou eficiência e rapidez na diferenciação de diesel por características químicas, sendo estas capazes de identificar possíveis adulterações. Com isso, podemos garantir ao consumidor que pague por um produto da qualidade desejada e preço correspondente. Por outro lado, a quimiometria através do reconhecimento de padrões contrasta com identificações subjetivas baseadas em características que podem ser manipuladas, como a cor.

AGRADECIMENTOS: A ABQ, CNPq, CAPES, UFG, FINEP e IFG.

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA: NESPECA, M. G. Desenvolvimento de modelos quimiométricos associados à espectroscopia no infravermelho para determinação de parâmetros físico-químicos do óleo diesel. Araraquara-SP, 2013.