Autores
Dantas, M. (IFRN) ; Lima, B.M. (IFRN) ; Cabral, H.B. (IFRN) ; Almeida, E.F. (IFRN) ; Mota, C.L.S. (IFRN) ; Lima, A.F.S. (IFRN) ; Santos, L.A. (IFRN) ; Farias, J.B. (IFRN) ; Silva, E.P. (IFRN) ; Borges, I.L.D. (IFRN)
Resumo
Este estudo tem como objetivo estudar solventes capazes de serem empregados em
rotas reacionais para reutilizar óleos lubrificantes de turbinas de aerogeradores
para dar suporte ao crescimento de geração de energia eólica, cujo potencial tem
crescido em larga escala atualmente no nordeste do Brasil. O material foi
submetido a extração por alguns solventes, obtendo melhores resultados para o
etanol (Et-OH) e o isopropílico (ippo), foi clarifificado utilizando argila e foi
caracterizado físico-quimicamente juntamente com amostras de lubrificantes novos e
usados. Os resultados concluiram que ensaios com o ippo resultaram em um
rendimento mais elevado de extração (87%) frente ao Et-OH (56%). Ensaios de IV
possibilitaram monitorar produtos de oxidação, aditivos e algumas impurezas.
Palavras chaves
Rerrefino; Aerogeradores; Solubilidade
Introdução
O crescimento da população mundial e do número de automóveis, ônibus, caminhões,
motocicletas e outros tipos de veículos está aumentando, acarretando um maior
consumo de combustíveis e lubrificantes. Nessa linha crescente, a potência dos
parques eólicos onshore do Nordeste brasileiro vem se destacando, de acordo com
análise do Instituto SENAI de Inovação em Energias Renováveis (ISI-ER), conforme
dados UDOB (2022). O rerrefino do óleo lubrificante usado e contaminado é
fortemente incentivado no Brasil por ser a única forma legal de tratar esse
resíduo perigoso. No entanto, pouco se conhece sobre os processos utilizados no
país e sobre a qualidade desses produtos, principalmente no que concerne à
eliminação de contaminantes.
Nesse sentido, reutilizar os óleos desses motores é de extrema importância.
Estudos de extração líquido-líquido de compostos pouco solúveis em água e
solventes orgânicos constituem um desafio em termos experimentais, tendo enorme
importância em diversos contextos nas diversas áreas, especialmente no aspecto
ambiental. Normalmente, bons solventes apresentam alguma miscibilidade com a
alimentação, tornando comum, além de extrair o soluto, favorecer a extração de
alguma quantidade da alimentação. Outros fatores que afetam a escolha do
solvente são o ponto de ebulição, massa específica, tensão interfacial,
viscosidade, corrosividade, inflamabilidade, toxicidade, estabilidade,
facilidade de obtenção do solvente e custo. O processo de clarificação da
amostra foi realizado através de coluna recheada de argila bentonítica e as
amostras foram analisadas via espectrometria na região do infravermelho.
Material e métodos
O pré-tratamento da amostra a ser recuperada foi realizado por um processo de
destilação a vácuo do lubrificante degradado para eliminação de água,
hidrocarbonetos leves e algumas impurezas. O processo foi realizado no
destilador a vácuo automático, equipamento da B/R Instrument, D1160, com nível
de vácuo e taxa de destilação controlados e programados através de software do
equipamento. As condições foram pressão 5 mmHg e temperatura de 220oC.
Foram realizados testes de solubilidade à frio e à quente (65oC) com os
seguintes solventes – álcool butílico, etanol, isopropílico, metanol, hexano,
clorofórmio e éter de petróleo, obtendo melhores resultados para amostras
contendo álcoois etanol e isopropílico.
O fluxograma descrito a seguir, mostra o esquema reacional utilizado para
recuperação de aerolubrificante usado (LUB_AER 10) para a amostra contendo
solvente isopropíplico, mas o mesmo processo foi repetido para o etanol.
LUB_AER10 → SOLVENTE IPPO SUMETIDO A HOMOGENEIZAÇÃO (200rpm/30min) → AMOSTRA 1 →
CENTIFUGAÇÃO (500rpm/20min) → SEPARAÇÃO DE FASES → DESTILAÇÃO À VÁCUO → SOLVENTE
RECUPERADO (MATERIAL COLETADO 1) E LUB_AER10 (MATERIAL COLETADO 2)
Resultado e discussão
O solvente que mostrou melhor clarificação após processo de tratamento foi o
IPPO, conforme visto na amostra 1 (figura 1), por possuir caráter polar, ser de
fácil recuperação e conseguiu arrastar impurezas adsorvidas na amostra 2 (figura
1).
Com a etapa de clarificação com argilas bentoníticas, os resultados atenderam as
espectativas, conforme recuperação de lubrificantes utilizados. Os produtos
obtidos foram avaliados através de espectrometria de absorção na região de
infravermelho (IV), equipamento Shimadzu, amostras prensadas em pastilhas de KBr
e espectros na região de 4000 a 450 cm-1.
A Figura 2 mostra resultados de IV obtidos para duas argilas naturais a e b –
observa-se bandas referentes às hidroxilas estruturais ligadas ao Al+3 com
estiramento em 3700-3620 cm-1, bandas entre 3400-3500 cm-1, 1642 cm-1 atribuídas
ao modo de vibração de alongamento de água absorvida pelas argilas, 1070 cm-1
referente ao estiramento Si-O da folha tetraédrica e 793 cm-1 pode ser atribuído
ao quartzo.
Conclusões
A amostra de óleo rerrefinado apresentou uma tendência na diminuição da
concentração de impurezas, especialmente quanto a concentração de metais, que
revela um escurecimento na coloração da amostra. O processo de clarificação por
coluna de filtração mostrou-se eficiente e ainda possibilitando a recuperação de
argilas para serem reutilizadas em outros processos. Análise de IV sugeriu não
haver mudança significativa nas estruturas originais das argilas e O resultado da
caracterização do LUB_AER 10, via colorimetria, atendeu a portaria ANP no 130, que
regulamenta sua comercialização no país.
Agradecimentos
Os autores agradecem a empresa Revtech pela amostra de aerolubrificantes estudadas
nesse trabalho, assim como à UFRN pelas análises de Infravermelho.
Referências
CANCHUMANI, G. A. L.Óleos lubrificantes usados: um estudo de caso de avaliação de ciclo de vida de rerrefino no país. Rio de Janeiro: UFRN/COPPE, 2013.
LIMA, A. E. A..; SALES, H. B.; SANTOS, J. C. O.. Argila natural aplicada à clarificação de óleo lubrificante automotivo usado. Cerâmica, vol. 63, 2017.
SALEM, S.; SALEM, A.; BABAEI, A. A. Jounal Ind. Eng. Chemical. 23, 2015, 154.
União Nacional de Bioenergia (UDOB). Disponível em www. udop.com.br/noticia/2022/03/15/parques-eolicos-do-nordeste-em-destaque-no-rio-grande-do-norte-possuem-potencia-superior-a-de-paises-europeus.html>. Acessado 17/09/22.
