Realizado no Rio de Janeiro/RJ, de 14 a 18 de Outubro de 2013.
ISBN: 978-85-85905-06-4
ÁREA: Química Tecnológica
TÍTULO: Sensor capacitivo para monitoramento do teor de álcool etílico anidro combustível (AEAC) em amostras de gasolina comercial
AUTORES: Souza, D.C. (UFMA) ; Carvalho, C.D. (UFMA) ; Alencar, J.J.M. (UFMA) ; Sinfrônio, F.S.M. (UFMA) ; Vasconcelos, A.C.S. (IFMA) ; Silva, F.C. (UFMA)
RESUMO: Vários são os casos de não conformidade em gasolinas comerciais atribuídos à adição excessiva de oxigenados e/ou solventes orgânicos. Neste contexto, este trabalho tem como objetivo avaliar a aplicação de sensor capacitivo na determinação da qualidade da gasolina comercial, segundo modelos estatísticos. Para tanto, foram determinadas a constante dielétrica da gasolina em função do teor de oxigenado em frequência de oscilação AC. Verificou-se que a frequência de 0,6 kHz apresentou resultados mais significativos. Amostras de gasolina comercial foram submetidas à análise da constante dielétrica e em seguida, à análise pelo método de referência, o Teste da Proveta. Os resultados obtidos mostram que, no nível de confiança de 95%, não há diferença significativa entre os dois métodos.
PALAVRAS CHAVES: gasolina; AEAC; constante dielétrica
INTRODUÇÃO: Gasolina é uma mistura complexa de hidrocarbonetos parafinicos, olefinicos e
aromáticos e traços de compostos contaminantes (oxigenados, nitrogenados,
sulforados e organometálicos), cujas propriedades e características de
operacionais são amplamente influenciadas por sua composição química (SZKLO;
ULLER; BONFÁ, 2012).
Desta forma a admissão excessiva de compostos oxigenados, em especial do álcool
etílico anidro combustível (AEAC), ou de solvente orgânicos leves (solubilizante
de borracha, aguarrás, thinners, etc.) podem gerar, a curto e longo prazo,
problemas aos seus consumidores e meio ambiente.
No Brasil, a determinação do teor de AEAC presente em gasolina comercial
(gasolina C) é mediada seguindo norma técnica NBR 13992 (teste da proveta).
Entretanto, tal metodologia possui uma alta susceptibilidade a erros
operacionais e baixa sensibilidade a presença de solventes petroquímicos
(POSSETTI, 2009; TAKESHITA; SOUZA; SOUZA, 2007).
Neste contexto, este trabalho tem como objetivo determinar o teor de AEAC em
gasolina comercial com base na avaliação da constante dielétrica (permissividade
relativa) e aplicação de sensor capacitivo.
MATERIAL E MÉTODOS: Com base em portaria do Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento (MAPA
nº 678 de 31/08/2011), foram preparadas misturas pseudo-binárias de gasolina
comercial mediante adição de 16, 18, 20, 22, 24, 26, 28 e 30% de AEAC ao
combustível base (gasolina A). A determinação da constante dielétrica
(permissividade relativa) das amostras foi conduzida, em triplicatas, nas
frequências de 0,3; 0,4; 0,5 e 0,6 kHz, numa tensão de 1,0 V, utilizando cilindros
concêntricos acoplado a uma ponte LCR modelo 816 (GW-INSTEK). Por outro lado,
procedimentos de validação forma realizados utilizando proveta graduada calibrada
(RBC 3648/11). Por fim, todos os dados foram refinados segundo algoritmos
estatísticos descritivos, empregando testes F e t e análise de variância (ANOVA).
RESULTADOS E DISCUSSÃO: De modo geral, a regressão quadrática na frequência 0,6 kHz mostrou resultados mais significativos, pois o valor para o F calculado (865,88) foi superior 249,5 vezes em relação ao F tabelado (3,47) e o valor de F de ajuste calculado (0,24) foi inferior 10 vezes em relação ao F de ajuste tabelado (2,85). Considera-se a regressão como útil para fins de previsão se F calculado for pelo menos, cerca de dez vezes o valor do ponto da distribuição F com o número apropriado de graus de liberdade, no nível de confiança escolhido (NETO; SCARMINIO; BRUNS, 2010).
A Figura 1 mostra a distribuição dos valores das constantes para o modelo, com intervalo de confiança de 95%. Observa-se coeficiente de determinação igual a 0,999, o que demostra uma boa relação entre as variáveis independente e dependente.
A Tabela 1 mostra a comparação entre os teores de AEAC em gasolinas comerciais obtidos pelos métodos capacitivos e teste de miscibilidade química, sendo obtido um valor de F calculado de 4,57, indicando que as variâncias das populações a que pertencem as amostras são consideradas equivalentes.
Comparando a razão das duas variâncias amostrais com o valor tabelado de 95% de confiança (F4,4 = 6,39) observa-se que a razão entre os quadrados dos desvios padrão de 4,57 não superou o valor tabelado, logo a hipótese nula não é rejeitada, ou seja, não se pode afirmar que as medidas sejam diferentes ao nível de significância de 95%.
Ademais, o valor de t calculado para a diferença entre as médias dos dois métodos é 0,441, portanto menor que o t tabelado, para o mesmo nível de significância e 4 graus de liberdade, que corresponde a 2,776. Neste caso, há mais que 5% de chance de que os dois conjuntos de resultados esteja no limite de detecção dos métodos (HARRIS, 2012).
Figura 1
Constante dielétrica contra teor de AEAC em gasolina A
Tabela 1
Resultado comparativo das análises dos teores de AEAC em gasolinas C comerciais
CONCLUSÕES: Os valores obtidos para F calculado e F ajuste para a regressão quadrática explicam adequadamente a variação dos dados obtidos entre o teor de AEAC e as constantes dielétricas, demonstrando resultados estatisticamente mais significativos na frequência de 0,6 kHz.
Por fim, a variâncias das populações obtidas pelo método do sensor capacitivo, no intervalo de confiança de 95%, não apresenta diferença significativa em relação aos valores obtidos pelo método da proveta, comprovando que o método em questão é adequadamente aplicável para detecção do teor de AEAC na gasolina comercial.
AGRADECIMENTOS: A UFMA, ao Núcleo de Biodiesel, a Central de Energia e Ambiente e a Granel Química Ltda.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA: HARRIS, D. C. Análise química quantitativa. 8 ed. Rio de Janeiro: Livros Técnicos e Científicos Editora LTDA, 2012.
NETO, B. B.; SCARMINIO, I. S.; BRUNS, R. E. , Como fazer experimentos: pesquisa e desenvolvimento na ciência e na indústria. 4 ed. Porto Alegre: Bookman, 2010.
POSSETTI, G. R. C. Sensor inteligente à fibra ótica para análise da qualidade da gasolina brasileira. 2009. 89 f. Dissertação (Mestrado em Ciências) – Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2009.
SILVA, F. C. Desenvolvimento de métodos para análises de agrotóxicos organofosforados e organoclorados em água e solo utilizando as técnicas de extração MEFS, EFS e análises por CG/DNF, CG/DSM. Tese (Doutorado em Química) – Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, 2002.
SZKLO, A. S.; ULLER, V. C.; BONFÁ, M. H. P. Fundamentos do refino do petróleo: tecnologia e economia. 3 ed. Rio de Janeiro: Editora Interciência Ltda, 2012.
TAKESHITA, E. V; SOUZA, S. M. A. G. U.; SOUZA, A. A. U. Parâmetros físico-químicos da gasolina C frente à adição de solventes. 4º PDPETRO– Departamento de Engenharia Química e de Alimentos, Universidade Federal de Santa Catarina, Florianópolis, 2007.