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5º CONGRESSO BRASILEIRO DE PESQUISA E DESENVOLVIMENTO EM PETRÓLEO E GÁS

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5º CONGRESSO BRASILEIRO DE PESQUISA E DESENVOLVIMENTO EM PETRÓLEO E GÁS TÍTULO DO TRABALHO: Remoção de óleo Diesel de solo contaminado através de sistemas tensoativo/ultra-sons AUTORES: Joselisse Soares
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5º CONGRESSO BRASILEIRO DE PESQUISA E DESENVOLVIMENTO EM PETRÓLEO E GÁS TÍTULO DO TRABALHO: Remoção de óleo Diesel de solo contaminado através de sistemas tensoativo/ultra-sons AUTORES: Joselisse Soares de Carvalho Santos 1 ; Afonso Avelino Dantas; Eduardo Lins de Barros Neto; José Fabrício Carvalho de Melo INSTITUIÇÃO: UFRN Universidade Federal do Rio Grande do Norte Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química PPGEQ/UFRN Campus Universitário Lagoa Nova, Natal, RN. CEP: Remoção de óleo Diesel de solo contaminado através de sistemas tensoativo/ultra-sons Abstract The current circumstance of the pollution of the world in them more takes each time to think about the environment, therefore when observing the impact of the pollutants in the way grows in us a protector instinct and for this we need to take attitudes that come to contribute with better conditions of life for us and for the nature. One of the great problems of pollution is the contamination of the ground for derivatives of oil, and in particular the fuels that are stored in submerged tanks and that when suffering problems from chemical degradation promote the loss of material for the ground. Amongst these contaminantes we can cite the oil diesel that it corresponds to a great percentage of the fuel consumption of the country. An aggravating one of this problem is the type of ground where the tank if finds, therefore in this case arenaceous alone one promotes a flow of well bigger contaminante material that in the argillaceous ground case. Ahead of that is that it appears this work that has for objective to study the arenaceous removal of diesel of ground for systems I contend tensoativos optimized with ultrasound, that the property has to promote to the material, submitted the same, vibrations in high frequency that produce microdispersions that still are improved by the presence of the tensoativos. This type of process generates the flow of diesel adsorption in the rock for the stream bed of the watery way facilitating the draining of the same through the porous stream bed. The procedure used in this work consists of dealing with in finite bath samples contaminated with oil diesel using solutions of anionics tensoativos submitted the banns ultrasound. In this case is studied the time of contact of the ground with the solution of tensoativo and the time of treatment with the ultrasound. The gotten results show that the high tensoativo of BHL promotes a dessorption of diesel of the ground sharper than in the case of the pure water. Also it was evidenced that the ultrasound increases the dessorção of diesel of the ground improving the efficiency of the process. Still we can observe that when submitting the system to the ultrasound we have the formation of microgoticules that diesel assists in the agitation of the way promoting a bigger dispersion it oil. Word-key: ground ultrasound, treatment, tensoativo 1. Introdução As contaminações por hidrocarbonetos derivados de petróleo em solo têm sido alvo de inúmeras pesquisas e constitui um desafio para os profissionais que atuam na geotecnia, em função da complexidade dos fenômenos geoquímicos e bioquímicos que são catalisados a partir de sua inserção no subsolo (AZAMBUJA 2000). As interações entre solo e contaminante acontecem, em geral, por varias forças relativamente fracas tais como dipolo-dipolo, dipolo/dipolo induzido e ligação de hidrogênio (LUCHESE et al. 2001). O óleo diesel tem causado problemas ambientais, entre eles se destacam os vazamentos dos tanques de combustíveis que são corroídos no decorrer do tempo provocando assim à contaminação do solo na região, com isso o intuito deste trabalho é desenvolver um método pelo qual possamos remediar os solos contaminados por óleo diesel. Embora, sabemos que esse tipo de remediação em certos casos nos deixa apreensivos devido à instabilidade do solo, que são classificados como: arenoso, argiloso, siltoso, humífero e calcáreo. O solo pode ser caracterizado através da composição, características e comportamento dos seus constituintes sólidos (COSTA 2004). Porém, o solo arenoso possui diâmetros variados de acordo com a granulometria, como também possui grande quantidade de areia que proporciona uma melhor passagem de água e circulação de ar, sendo muito permeável. Ele não é muito favorável às plantas e aos microorganismos, devido a pouca umidade e a falta de substâncias que eles necessitam. Quanto a sua composição química há presença de cristais quartzo e óxido de ferro, além 70% de areia, já a sua granulometria variam de acordo com o tamanho da partícula, a areia fina está entre 0,005 e 0,05mm, areia média encontra-se entre 0,42 e 2mm, areia grossa tem um diâmetro na faixa de 2,0 e 2,8mm (BAIRD 2002). Por esse motivo iremos trabalhar com esse tipo de solo que tem uma facilidade de permear as substâncias líquidas devido à espessura dos poros. O transporte e a distribuição de combustíveis derivados de petróleo (óleo diesel, gasolina e outros) representam atividades de elevado risco ambientais, principalmente em função da possibilidade de acidentes durante o transporte e de vazamentos devidos a estocagem inadequada (HALMEMEIS et al. 2003). Esses compostos orgânicos agridem os aqüíferos devido à baixa solubilidade em água, como também aos solos que possuem certa probabilidade de absorverem tais substancias. A motivação para remediar o óleo diesel do solo, está voltada para beneficiar o meio ambiente e os que nele habitam, sendo necessário o uso de técnicas in-situ ou ex-situ. Neste trabalho foram realizados estudos sobre uma das técnicas ex-situ, com auxilio de tensoativos e ultrassom. Os tensoativos são moléculas anfifílicas formadas por um grupo estrutural com afinidade por componente apolar, chamado de grupo hidrofóbico, ligado a outro que tem afinidade por componente polar chamado de grupo hidrofílico (PAULINO 2007); já o ultrassom tem a função de dissipar energia através de vibrações, fazendo com que ocorra elevação das substancias mais leves, sendo emitidas para a superfície do recipiente em análise (ABRAMOV 2008). 2. Metodologia Para realização dos ensáios, foram utilizadas amostras de solo arenoso em presença de água e tensoativo seguido de agitação mecânica. A areia utilizada no processo foi lavada com água para remoção de resíduos que após secagem e peneiramento foi utilizada uma faixa granulométrica que passaou pela peneira de 35 e retida na peneira de 48 mesh, que correspondendo a um diâmetro médio de 0,356 mm (GOMIDE 1983). Após a caracterização do solo, realizou-se uma contaminação com óleo diesel a uma proporção de 1 para 10. Para remoção de óleo no solo arenoso, foi adicionada água e/ou soluções de tensoativos a um aconcentração de 0,2% em nonilfenolpolietoxilado (9,5 óxido de etileno). Para se ter uma comparação da água, solução de tensoativo e ultrason foram realizados diversos ensaios associado e não associados. O equipamento de ultrasson utilizado foi da marca Físher Scientific, modelo FS20H, onde as amostras foram submetidas a um tempo de 10 minutos de agitação. A quantificação da da remoção do óleo diesel, foi realizada utilizando um espectrofotômetro UV/Visível modelo Libra S12, onde a análise foi executada a um comprimento de onda de 326 nm. A figura 1 mostra a curva de calibração da concentração de diesel no meio como função da absorbância. Figura 1: Curva de calibração para determinação de óleo diesel removidonas amostras de solo arenoso. 3. Resultados e Discussão Os resultados obtidos denotam a quantidade percentual de óleo diesel removido. Nas amostras de solo arenoso contaminado. Foram utilizados hexano e álcool etílico como solubilizantes do diesel residual impregnado na areia, representados. A figura 2 mostra os resultados obtidos no tratamento da areia impregnada com diesel tratada com os vários tipos de combinações entre tensoativo, água, agitação mecânica e ultrason. Figura 2 : Óleo diesel residual impregnado no solo após tratamento com soluções aquosas (1) solução de tensoativo seguido de vibrações em ultrason, (2) solução de tensoativo seguindo de agitação mecânica, (3) água seguida de ultrason, (4) água com agitação mecânica (5) lavagem direta com álcool (amarelo) e hexano (verde). Analisando a figura 2 pode-se observar que o sistema utilizando o ultrason tem uma eficiência de remoção maior que o por agitação mecânica no caso do sistema envolvendo tensoativo, mas sem os tensoativos a eficiência é maior na agitação mecânica que por ultrason. Isto pode ser explicado pelo fato de que no meio contendo tensoativo a interação do óleo impregnado na rocha com a água é maior que na agitação mecânica e esta propriedade permite que a cavitação no filme adsorvido promovida pela vibração ultrasônica rompa o mesmo possibilitando assim o processo de dessorção do óleo para o meio. No sistema sem tensoativo a cavitação provocada pelo ultrason não é suficientemente forte para romper o filme de óleo adsorvido, logo a agitação mecância é mais eficiente. Analisando ainda a Figura 2 pode-se observar que a remoção do óleo residual impregnado na rocha com o hexano é bem mais eficiente que no caso do álcool, mas a adição do álcool foi também importante para viabilizar a miscibilização do óleo dessorvido no meio líquido e assim permitir a análise no espectrofotômetro de absorção molecular UV-visível. O ítem 5 da figura 2 representa somente a lavagem direta do solo com os solventes álcool e hexano. 4. Conclusões Os resultados deste trabalho nos levaram a concluir que o ultrason pode induzir a dessorção de óleo em uma superfície, mas necessita de um agente redutor de tensão interfacial que promova uma redução da energia necessária para dispersar o óleo no meio fluido. 5. Agradecimentos Em primeiro lugar agradeço a Deus, aos professores Eduardo e Afonso, como também a ANP (Agência Nacional do Petróleo, Gás Natural e Biocombustíveis), a UFRN (Universidade Federal do Rio grande do Norte) ao PRH-14 e ao LTT (Laboratório de Tecnologia de Tensoativos) 6. Referências Bibliográficas AZAMBUJA, E.; CANCELIER, D.B.; NANNI, A.S (2000) Contaminação dos solos por LNAPL: discussão sobre diagnóstico e remediação. Anais do II Simpósio de Prática de Engenharia Geotécnica da Região Sul, Porto Alegre, p BAIRD, Colin. Quimica Ambiental. 2ª Porto Alegre: Bookmam, BRASIL.Cetesbe.Solo.Disponívelem: www.cetesbe.sp.gov.br/Solo/solo/poluicao.asp .Acesso em: 28 nov COSTA, J. B.; Caracterização e construção do solo. Lisboa: Fundação Calouste Guylbernkian, FENDLER, E. J.; DAY, C. L.; FENDLER, J. H. J. Phys. Chem. v.76, p.3529, GOMIDE, Reinaldo. Operações Unitárias: 1 o volume: operações com sistemas sólidos granulares. São Paulo: Câmara Brasileira do Livro, 1983 HALMEMIES, S.; GRONDAHL, S.; NENONENS, K.; TUHKANEN, T. Estimation of the time periods and processes for penetration os selected spilled oils and fuels in different soils in the laboratory. Spill Science & Technology Bolletin. V. 8, p , 2003.ABRAMOV, O.v. et al. Extraction of bitumen, crude oil and its products from tar sand. Ultrasonics Sonochemistry, Moscow, n., p , 17 out Elsevier. LUCHESE, B. E.; FAVERO, B. O. L.; LENZI, E. Fundamentos da Química do Solo 1ª edição, 2001. PAULINO, L. C. Estudo de Sistemas Microemulsionados Utilizando Água do Mar na Recuperação Avançada de Petróleo Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) Centro de Tecnologia, Departamento de Engenharia Química, UFRN
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