ÁREA: Iniciação Científica
TÍTULO: ESTUDO FÍSICO-QUÍMICO DA GASOLINA NO ESTADO DE RONDÔNIA: UMA APLICAÇÃO DAS MATRIZES DE CORRELAÇÃO E ESTATÍSTICA MULTIVARIADA
AUTORES: AGUIAR, T.C. (UNIR) ; CRISPIM, P.T.B. (UNIR) ; AZEVEDO, M.S. (UNIR) ; MARQUES, C. H. V. (LABCOM) ; MAGALHÃES, E.O. (UNIR)
RESUMO: RESUMO: Três tipos de análises estatísticas foram utilizados com o objetivo de analisar o perfil físico-químico da gasolina no estado de Rondônia através do LABCOM/UNIR em convênio com a ANP. Os parâmetros analisados foram: curva de destilação, massa específica, teor alcoólico, hidrocarbonetos e índices de octanagem, usando como referência de qualidade limites especificados pela ANP (Portaria n. 309 de 27/12/2001). O PCA e Cluster não mostrou-se eficiente quanto à separação de amostras conformes e não conformes, mas indicou a agregação de frações médias, leves e pesadas. A correlação permitiu a discussão físico-química das propriedades do combustível onde os dados mais bem correlacionados estão para IAD e RON, IAD e MON, T90% e PFE, T90% e Res, T10% e T50%, T50% e T90% (p<<0,05).
PALAVRAS CHAVES: palavras-chave: correlação, gasolina, estatística multivariada.
INTRODUÇÃO: INTRODUÇÃO: A gasolina automotiva é produzida de modo a atender requisitos de qualidade, visando garantir que o produto apresente condições de satisfazer as exigências dos motores e permitir que a emissão de compostos contaminantes seja mantida em níveis adequados, como manda a legislação (CATALUÑA, 2006). A influência de solventes, álcool etílico anidro, aguarrás, alquilbenzeno AB9 e diesel, sobre os parâmetros físico-químicos da gasolina, segundo as especificações da ANP, afetam a curva de destilação de maneira diferenciada (TAKESHITA, 2006). Métodos descritivo e exploratório foram utilizados para identificar adulterações com solvente em amostras de gasolina baseado na análise de componente principal (PCA) usando espectrometria FT-IR (SANTOS, 2002). A análise de componentes principais é uma técnica que estuda a interdependência entre variáveis, a análise de agrupamentos usa a similaridade entre indivíduos para classificá-los hierarquicamente em grupos, mais ou menos heterogêneos (MINGOTI, 2005). Tendo em vista tais conhecimentos o trabalho foi realizado a partir do estudo dos parâmetros físico-químicos que permite identificar e quantificar as principais especificações da gasolina comercial distribuída no estado de Rondônia, usando como referência de qualidade, limites especificados pela ANP (Portaria n. 309 de 27/12/2001). Os parâmetros físico-químicos analisados para o combustível foram: curva de destilação, massa específica, análise do teor de álcool (AEAC), teor de hidrocarbonetos, octanagem, aspecto e cor fornecidos dos seguintes aparelhos: densímetro, provetas, destilador e infravermelho visando auxiliar no controle e identificação de não conformidades. Para as análises estatísticas utilizou-se 346 sendo conformes e não conformes.
MATERIAL E MÉTODOS: MATERIAIS E MÉTODOS: As amostras foram coletadas diretamente da bomba medidora, armazenadas em frascos de garrafas PET de cor âmbar, dotado de tampa com lacre num total de 346 relativas aos meses de setembro de 2007 à abril de 2008. As análises foram realizadas no LABCOM (Laboratório de Combustíveis) que dispõem de todos os equipamentos necessários para a realização das análises segundo as normas da ANP. As curvas de destilação foram obtidas a partir de um aparelho destilador automático ISL – AD86/5G2 (ASTM D86, 2005), a octanagem e o teor de hidrocarbonetos foram determinados por um Analisador Portátil Petrospec – GS1000 Plus (ASTM D1319, 2003), a massa específica calculada por um densímetro digital Anton Paar – DMA 4500 (ASTM D4052, 2002), o teor de álcool etílico foi detectado com o auxílio de uma proveta de 100 ml e uma solução de cloreto de sódio 10% (m/v) em água destilada (NBR 13992, 1997) e o visual da gasolina feito com uma proveta de capacidade de 1000 mL e uma lâmpada fluorescente onde analisou-se o aspecto e a cor do combustível. Nas análises estatísticas multivariadas e de correlação foram usadas amostras conformes e não conformes. O Cluster foi tratado através do método hierárquico (aglomerativo) de agrupamento com ligações simples e como coeficiente de aglomeração as distâncias euclidianas. O PCA foi construído com a rotação Varimax com duas componentes para representar a máxima variabilidade dos dados.
RESULTADOS E DISCUSSÃO: RESULTADOS E DISCUSSÃO: Os resultados físico-químicos mostraram as principais adulterações para o Teor alcoólico, Resíduo, T90% e PFE. Quanto às análises estatísticas os resultados demonstraram para a análise de Cluster corroborando com o PCA mostrou a agregação de frações médias, leves e pesadas. A análise de PCA não demonstrou ser eficaz na separação de amostras conformes e não conformes como mostra (figura 1. Este comportamento, provavelmente, deve-se ao fato de que mesmo a composição química da gasolina sendo alterada, a variabilidade entre suas propriedades não são suficientes para separá-las com o PCA. As correlações mostraram um nível de explicação bom para IAD e RON, IAD e MON, T90% e PFE, T90% e Res, T10% e T50%, T50% e T90% (figura 2) na faixa de 50 à 95% com p<<0,005. A especificação mais bem correlacionada e positiva foi entre IAD, RON e MON e pode ser explicada de um modo geral, pelo fato de que estes são índices compostos por moléculas cuja suas propriedades (interações intermoleculares, massa molecular, efeito estérico) permitam uma boa resistência à pressão e temperaturas altas, sendo assim o aumento do IAD corresponde ao aumento deste tipo de moléculas. O T90% e PFE foram correlacionados com o Resíduo, pelo fato que o aumento da temperatura nesses pontos indica uma presença significativa de frações pesadas (resíduo). O T10% e T90% correlacionaram-se com o T50%, esta relação pode ser vista como parte do processo da curva de destilação. Em uma destilação é condensada, primeiramente, as moléculas mais leves seguidas aumento da temperatura corresponde à separação, e a conseqüente à condensação, de moléculas cada vez mais pesadas, explicando a associação.
CONCLUSÕES: CONCLUSÕES: As técnicas de análise multivariada permitiram identificar o comportamento tanto das propriedades, quanto das especificações da gasolina do estado de Rondônia. O PCA comprova que não é capaz de separar amostras conformes e não conformes, sendo explicada pela variabilidade dos dados. O Cluster em conjunto com PCA mostrou a agregação de frações médias, leves e pesadas. A análise de correlação permitiu a investigação das propriedades químicas do combustível e forneceu uma visão mais abrangente da característica química da gasolina da região.
AGRADECIMENTOS: AGRADECIMENTOS: Ao CNPq pela concessão da bolsa, LABCOM pelo auxílio e à ANP.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA: REFERÊNCIAS:
ASTM D1319. “Stamdard Test Method for Hydrocarbon Types in liquid Petroleum Products by Rluorescent Indicator Adsorption”. ASTM International, 2003.
ASTM D4052. “Standard Test Method for Density and Relative Density of Liquids by Digital Density Meter”. ASTM International, 2002.
ASTM D86. “Standard Test Method for Distillation of Petroleum Products at Atmospheric Pressure”. ASTM International, 2005.
CATALUÑA, Renato; SILVA, Rosângela. Desenvolvimento de um equipamento para avaliação do efeito do etanol na pressão de vapor e entalpia de vaporização em gasolinas automotivas. Química Nova, v. 29, n. 3, p. 580-585, 2006.
MINGOTI, Sueli Aparecida. Análise de dados através de métodos de estatística multivariada: uma abordagem aplicada. Belo Horizonte: Editora URMG, 2005.
NBR 13992. “Determinação do Teor de Álcool Etílico Anidro Combustível em Gasolina”. NBR, 1997.
SANTOS, Hilda C.; TEIXEIRA, Leonardo S. G. 2° Congresso Brasileiro de P&D em petróleo e gás: Classificação de amostra de gasolina em relação à adulteração por solvente baseada na análise de componente principal (PCA) usando espectrometria FT-IR, Universidade Salvador, 2002.
TAKESHITA, Eliane Vosniak. Adulteração de gasolina por adição de solventes: análise dos parâmetros físico químicos. Santa Catarina: UFSC, 2006. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química), Universidade Federal de Santa Catarina, 2006.
