ANÁLISE DA QUALIDADE DO ÁLCOOL COMBUSTÍVEL: UMA
PROPOSTA DE APRENDIZAGEM
¹Márcia do Nascimento Portes [email protected]
² Marcos Diniz [email protected]
³Antônio Pizolato Neto [email protected]
4
Noelle Silva Carneiro [email protected]
Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Triangulo Mineiro – IF
Triangulo – Campus Uberaba
1.INTRODUÇÃO
O Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Triângulo Mineiro - IF
TRIÂNGULO, criado em 29 de dezembro de 2008, pela Lei n. 11.892, é uma Instituição de
Educação Superior, Básica e Profissional, pluricurricular e multicampi, especializada na
oferta de educação profissional e tecnológica nas diferentes modalidades de ensino, com base
na conjugação de conhecimentos técnicos e tecnológicos com as suas práticas pedagógicas. O
Campus Uberaba foi fundado em 1953. É uma instituição vinculada ao (MEC),
supervisionada pela Secretaria de Educação Profissional e Tecnológica (SETEC), constituído
pela transformação da Escola Agrotécnica Federal de Uberaba em 16/08/2002. A Unidade I
ocupa uma área de 472 ha.onde são oferecidos os cursos: Ensino Médio, Técnico Agrícola
com habilitação em Agricultura, Técnico Agrícola com habilitação em Zootecnia, Técnico
Agrícola com habilitação em Agroindústria, Técnico em Desenvolvimento de Comunidades,
Técnico em Informática, Técnico em Nutrição e Dietética e Técnico em Açúcar e Álcool. A
partir de 2002, ocorreu a implantação dos cursos superiores na modalidade de tecnologia:
Análise e Desenvolvimento de Sistemas, Irrigação e Drenagem, Desenvolvimento Social,
Gestão Ambiental, Tecnologia em Alimentos, Zootecnia, Engenharia Agronômica, Ciências
Sociais e Licenciatura em química.
A Unidade I dispõe de estrutura física necessária para a execução de todas as etapas do
projeto proposto. O Laboratório de Química tem sido reestruturado com a aquisição de novos
1
equipamentos e reagentes, o que facilitará a realização das análises propostas por este projeto.
(CEFET, 2009)
O álcool pode ser obtido de diversas formas de biomassa, sendo a cana-de-açúcar a
realidade econômica atual. O álcool que produzimos é o etanol, vindo principalmente da canade-açúcar e uma fonte renovável de energia, sua queima em motores a explosão é menos
poluente, se comparada com a queima dos derivados do petróleo ( ROMERO, 2008).
A qualidade dos combustíveis é definida por um conjunto de características
físicas e químicas previstas nas Normas Brasileiras (NBR) e Métodos Brasileiros (MB); da
Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT) e de normas da American Society for
Testing and Materials (ASTM). As especificações estabelecidas pela ANP, conforme a lei nº
9.478/1997 determina valores limites para essas características, de modo a assegurar o
desempenho adequado dos combustíveis (ANP, 2009).
A obtenção de dados de uma análise é baseada em observações experimentais,
porém se faz necessário considerar limitações e confiabilidade desses dados. Os valores
obtidos através de várias determinações de medidas estão sujeitos a um erro experimental, que
pode afetar essa medida tanto numa direção positiva ou negativa.
Um experimento prático bem conduzido e executado apresenta visualização de um
fenômeno que simplesmente descrito na teoria, levaria um tempo maior para ser entendido e
assimilado.
Finalizando, para DEMO.(1996) a pesquisa pode ser desenvolvida em sala de aula
como principio educativo, a mesma precisa ser vista, entendida e praticada como instrumento
metodológico para construir o conhecimento.
2.REVISÃO DA LITERATURA
2.1 Álcool
Há 33 anos, mais exatamente no dia 14 de novembro de 1975, como resposta à crise
mundial do petróleo que dois anos antes abalara o mundo, e por meio de um decreto
presidencial, o Brasil começava a fazer história no setor de biocombustíveis, com o Programa
Nacional do Álcool (PróÁlcool), criado com o objetivo de estimular a produção de álcool e
reduzir o volume de importação de petróleo.
Aos poucos, porém, os preços do petróleo entraram em queda, junto com os benefícios
concedidos pelo governo brasileiro para o setor. A este panorama adverso para o processo
2
produtivo em escala comercial, ainda há uma cotação recorde do açúcar no mercado
internacional, o que determinou o naufrágio do programa alternativo, até hoje considerado a
mais audaciosa iniciativa para substituir a gasolina queimada diariamente por milhões de
veículos automotores.
Mais de três décadas depois, o Brasil vive uma nova expansão dos canaviais, com o
objetivo de oferecer, em grande escala, o combustível alternativo não só para o mercado
interno, mas também para a exportação. A principal diferença é que, desta vez, o movimento
não é comandado pelo governo, mas por decisão da iniciativa privada, certa de que o álcool
terá cada vez mais um papel determinante na matriz energética mundial (ROMERO, 2008).
Existem vários tipos de álcoois disponíveis no mercado para o consumidor e utilizados
na indústria com suas principais características. Dentre eles:
Álcool Desnaturado – Álcool onde se adicionou substâncias estranhas de sabor e odor
repugnante, a fim de impedir seu uso em bebidas, alimentos e produtos farmacêuticos.
Álcool anidro – Denominação do álcool com um teor alcoólico superior a 99,3° INPM
(Instituto Nacional de Pesos e Medidas- Percentual de álcool (em massa ou peso) de uma
mistura hidroalcoólica à temperatura padrão de 20°C, em geral utilizado para misturar à
gasolina.
Álcool de Cabeça – chamado também de álcool de segunda, corresponde ao álcool
rico em produtos voláteis que é retirado no topo da coluna D.
Álcool de Liquidação – álcool fraco retirado no final do processo de destilação quando
o aparelho sofre uma parada para limpeza. É retornado à dorna volante onde se mistura com o
vinho.
Álcool de mau gosto – chamado também de “álcool de cauda”, corresponde ao
produto retirado na base da coluna de retificação, ou no final da destilação quando é utilizado
um alambique descontinuo.
Álcool etílico (etanol) - Membro mais importante da classe dos álcoois, que é
representado pela formula C2H5OH (Anexo I).
Álcool Potável – álcool etílico que pode ser adicionado a produtos alimentares.
Álcool Hidratado - Denominação do álcool com graduação alcoólica em torno de
93,2° INPM, em geral utilizado como combustível automotivo (SUNDAÇUCAR, 2010).
O álcool hidratado é produzido a partir do caldo da cana-de-açúcar. O processo pode
ser descrito da seguinte maneira:
3
A cana recebida na indústria é descarregada nas mesas alimentadoras para moagem, e
então é encaminhada a equipamentos rotativos, denominados picador e desfibrador. A cana
desfibrada passa em um conjunto de ternos denominado moenda. O caldo extraído da cana é
então bombeado para um tanque, onde parte dele é enviado para a produção do açúcar e parte
para a produção de álcool. O caldo é aquecido em trocadores de calor a uma temperatura de
aproximadamente 105°C. O aquecimento serve para facilitar a separação das impurezas do
caldo, realizada na etapa seguinte. O caldo aquecido é enviado para equipamentos
denominados decantadores, ou clarificadores. O caldo então vai para a dorna onde é formado
o mosto.
Os açúcares (sacarose) são transformados em álcool, segundo a reação simplificada de
Gay Lussac:
C12H22O11 + H2O -> C6H12O6 + C6H12O6
C6H12O6 -> 2CH3CH2OH + 2CO2 + 23,5 kcal
Ao terminar a fermentação, o teor médio de álcool nestas dornas é de 7% a 10%, e a
mistura recebe o nome de vinho fermentado. Após a fermentação, o vinho é enviado às
centrífugas para a recuperação do fermento. A destilação é processada em três colunas
superpostas: A, A1 e D.
O álcool hidratado, produto final dos processos de epuração (destilação) e retificação,
é uma mistura binária álcool-água que atinge um teor da ordem de 96°GL. Este álcool
hidratado pode ser comercializado desta forma ou passar por um dos três processos de
desidratação: Destilação azeotrópica, utilizando Ciclohexano, Destilação extrativa, utilizando
Mono Etileno Glicol e Desidratação por adsorção, utilizando Peneira Molecular. Então os
álcoois produzidos, hidratado e anidro, são quantificados através de medidores de vazão ou
tanques calibrados e enviados para armazenagem em tanques de grande volume, situados em
parques de tanques, onde aguardam sua comercialização e posterior remoção por caminhõens
(COPERSUCAR, 2010).
O álcool hidratado segue então para os postos combustíveis onde serão distribuídos à
população.
Uberaba localiza-se no Estado de Minas Gerais (MG), região Sudeste, ocupando uma
área territorial de 4529,7 km2, com uma população estimada de 287.760 habitantes. A cidade
consta com 76 Postos de distribuição, sendo 66 no perímetro urbano, 9 nas rodovias no
município e 1 no Distrito Industrial III. (ASPETRO, 2009).
4
2.2 Qualidade e especificações
No Brasil a Agência Nacional do Petróleo, Gás Natural e Biocombustíveis (ANP) têm
como uma de suas atribuições à proteção dos interesses dos consumidores quanto à qualidade
dos derivados de petróleo comercializados em todo o território brasileiro, conforme o Art. 8º
da Lei nº. 9.478/1997, a Lei do Petróleo. Para essa finalidade a ANP mantém um programa
para monitorar constantemente a conformidade da gasolina, álcool e óleos diesel
comercializados nos postos revendedores do Brasil. Este programa é denominado Programa
de Monitoramento da Qualidade dos Combustíveis Líquidos – PMQC (Anexo II).
O PMQC foi instituído em 1998 e foi ampliado até alcançar todas as unidades da
Federação, em 2005. Coordenado pela Superintendência de Biocombustíveis e de Qualidade
de Produtos (SBQ), o PMQC foi regulamentado pela Resolução ANP nº 29, de 26 de outubro
de 2006.
A qualidade dos combustíveis é definida por um conjunto de características físicas e
químicas previstas nas Normas Brasileiras (NBR) e Métodos Brasileiros (MB) da Associação
Brasileira de Normas Técnicas (ABNT) e de normas da American Society for Testing and
Materials (ASTM). A especificação estabelecida pela ANP, conforme a Lei nº 9.478/1997
determina valores-limites para essas características, de modo a assegurar o desempenho
adequado dos combustíveis.
A adulteração dos combustíveis se caracteriza pela adição irregular de qualquer
substância, sem recolhimento de impostos, com vistas à obtenção de lucro, sendo que a
adulteração mais comum do álcool hidratado é a adição de mais água à fórmula, o que resulta
num produto fora de especificação, portanto inadequado ao uso. Outra forma de adulteração é
a adição de álcool anidro ao álcool hidratado. O anidro é o tipo de álcool destinado
exclusivamente para ser adicionado à gasolina. Para coibir a adulteração do álcool hidratado
com o anidro, a ANP aprovou, em 2005, a Resolução nº. 36, que determina a adição de um
corante de cor laranja ao álcool etílico anidro. (ANP, 2009).
Testes específicos são realizados para revelar se os produtos estão de acordo com as
especificações estabelecidas pela ANP e, também se houve adição ilegal de solventes.
(Quadro 01) RESOLUÇÃO ANP Nº 5, DE 24.2.2005 - DOU 25.2.2005
Especificações do Álcool Etílico Anidro Combustível - AEAC e do Álcool Etílico Hidratado
Combustível - AEHC, Padrões para Ensaios de Consumo e Emissões
UNIDADES
LIMITES
MÉTODOS
CARACTERÍSTICAS
5
AEAC
Aspecto
AEHC
Aprovada (1)
Cor
ABNT NBR
14954 (2)
(3)
Acidez total (como ácido acético),
mg/L
30,0
30,0
9866
Condutividade elétrica, máx
µS/m
500
500
10547
Massa específica a 20ºC
kg/m³
790,9+-0,6
809,3+-1,1 5992
Teor alcoólico
°INPM
99,5+-0,2
93,2+-0,4
5992
Potencial hidrogeniônico (pH)
-
-
6,0 a 8,0
10891
Resíduo por evaporação, máx.
mg/100mL
5
5
8644
Ion Sulfato, máx
mg/kg
2
2
10894 / 12120
Sódio, máx
mg/kg
2
2
10422
Cobre, máx
mg/kg
0,03
-
10893
Aldeídos, máx.
mg/L
-
60
Cromatografia
máx.
gasosa
Ésteres, máx.
mg/L
-
Álcoois Superiores, máx.
mg/L
-
100
500
(1) Límpida e isenta de água ou material em suspensão, conforme condições determinadas no
método especificado para avaliação do Aspecto
(2) Procedimento 1
(3) Incolor a amarelada
2.3 Teoria dos Erros
O ato de medir é um ato de comparar, e essa comparação envolve erros de diversas
origens (dos instrumentos, do operador, o processo de medida etc.). Pretende-se aqui estudar
6
esses erros e suas conseqüências, de modo a expressar os resultados de dados experimentais
em termos que sejam compreensíveis a outras pessoas.
Erro é a diferença entre um valor obtido ao se medir uma grandeza e o valor real ou
correto da mesma. Erro = valor medido – valor real
Desvio é a diferença entre um valor obtido ao se medir uma grandeza e um valor
adotado que mais se aproxima do valor real. Na prática se trabalha na maioria das vezes com
desvios e não erros.
.3.1 Classificação dos Erros
Erros Grosseiros: exclusivo da falta de prática do experimentador; erros de leitura.
Erros Sistemáticos: ocorrem sempre num mesmo sentido. Podem ser devido ao
experimentador, como atraso (ou antecipação) ao acionar um cronômetro; a um erro de
paralaxe ou erro de calibração.
Erros de Flutuação: decorrem de fatores imprevisíveis.
2.3.2 Classificação das Medidas
As medidas podem ser de dois tipos: diretas e indiretas.
Medida Direta: É a medida (leitura) obtida diretamente do instrumento de medida. Ex.
altura (a leitura é feita diretamente na trena); tempo (leitura feita diretamente no cronômetro).
Nesta categoria ainda temos:
Medida direta de uma única medida: Quando somente uma leitura é suficiente. Ex.
Medida da largura de uma mesa. Basta medirmos uma única vez.
Medida direta de várias medidas: Quando é necessário medirmos várias vezes a
mesma grandeza para minimizar a imprecisão na medida. Ex. tempo de queda de um corpo.
Medimos várias vezes e tiramos à média.
Medida Indireta: É quando uma medida é obtida com o auxílio de uma equação. Por
exemplo: a determinação da velocidade final de um corpo preso por um fio, em translação na
direção vertical (aceleração constante). A velocidade final é expressa por: v = 2h/t. Para
determinar a velocidade, utilizamos as medidas da altura e do tempo médio de queda
(HATSUMI MUKAI & PAULO R.G. FERNANDES, 2008)
3. PROBLEMA
7
É possível analisar no laboratório de análises químicas do IF Triangulo – Campus
Uberaba, o álcool combustível distribuído ao consumidor e verificar sua qualidade, de acordo
com as análises especificadas da ANP?
4. OBJETIVOS
4.1 GERAIS
Analisar algumas amostras de álcool combustível, com os materiais e equipamentos
disponíveis no IF Triângulo Campus Uberaba, seguindo os procedimentos adotados pela ANP
e observar sua qualidade.
4.2 ESPECÍFICOS
Determinar os desvios médios entre análises efetuadas por diferentes alunos;
Comparar os resultados obtidos, com os resultados da região, ou estado, publicados
pela ANP;
Utilizar processos práticos e normatizados de análises como metodologia na
construção do conhecimento cientifico;
Difundir as recomendações da ANP para melhoria da qualidade do álcool combustível.
5. JUSTIFICATIVA
As análises químicas estão presentes em vários setores da sociedade, cumprem um
papel relevante na garantia da qualidade de produtos industrializados e na identificação de
adulterações. No caso do álcool combustível, fonte dessa pesquisa, essas análises irão
fornecer dados que permitirão explorar os conhecimentos teóricos e os adquiridos em
procedimentos práticos, observando que a mesma não se destina fiscalização ou denúncia.
Uma análise é iniciada com observações que podem ser qualitativas ou quantitativas,
porém nenhuma ciência pode progredir muito sem se valer de observações quantitativas. Um
processo de medida envolve, geralmente, a leitura de números em algum instrumento; em
conseqüência, tem-se quase sempre alguma limitação no número de dígitos que expressam um
determinado valor experimentalmente. Assim cada medida não importando o grau de cuidado
com qual ela é feita, está sujeita a erro experimental.
A presente pesquisa prioriza a discussão dos dados obtidos, para fins didáticos de
ensino-aprendizagem, ressaltando a necessidade das aulas práticas, a busca da técnica correta
de manuseio dos equipamentos e materiais, e a interpretação crítica dos dados.
8
A interpretação dos dados obtidos possibilitará uma progressiva autonomia intelectual
aos estudantes, através da qual poderão difundir as recomendações da ANP para a melhoria da
qualidade do Álcool Combustível.
Sendo assim justifica-se a execução do presente Projeto, especialmente como
estratégia de integração entre a teoria e a prática, também como metodologia imprescindível e
necessária para que os alunos possam vir a superar os desafios de renovadas condições de
exercício profissional e construção do conhecimento.
6. METODOLOGIA
Foram coletadas 10 amostras de álcool combustível, diretamente em postos
de abastecimento diferentes na região do Triângulo Mineiro e as amostras foram rotuladas em
ordem alfabética, para que não seja possível a identificação do fornecedor. Cada amostra foi
analisada 3 vezes, cada uma delas por um membro do grupo, para cada requisitos físicoquímicos de qualidade intrínseca do produto e os resultados anotados a cada medida efetuada
através de aparelho ou instrumento calibrado, também foi anotado o erro absoluto e o desvio
médio. A determinação das características do álcool etílico combustível foi realizada
mediante o emprego de normas brasileiras (NBR) da Associação Brasileira de Normas
Técnicas - ABNT.
A análise do produto foi ser realizada em uma amostra representativa do mesmo obtida
segundo métodos ABNT NBR 14883 - Petróleo e produtos de petróleo - Amostragem Manual
ou ASTM D 4057 - Prática para Amostragem de Petróleo e Produtos Líquidos de Petróleo
(ANP, 2010).
Os dados coletados e obtidos foram comparados com os resultados da Especificação –
RT ANP Nº. 5/2005 para o ÁLCOOL ETÍLICO HIDRATADO COMBUSTÍVEL, da
Agencia Nacional do Petróleo, estimando assim a qualidade do álcool combustível analisado.
6.1 MATERIAIS E MÉTODOS
Determinação de teor alcoólico (º INPM) em álcool etílico hidratado
Homogeneizar a amostra;
Lavar a proveta com parte da mesma, descartar e encher novamente com a amostra;
Introduzir o termômetro;
9
Imergir o densímetro (Anexo III) limpo e seco de tal forma que flutue livremente sem
tocar no fundo e as paredes da proveta;
Aguardar alguns minutos para atingir a estabilidade térmica e a posição de equilíbrio;
Proceder as leituras da massa específica, da temperatura da amostra e anotar.
Determinação da acidez total em álcool etílico hidratado
Homogeneizar a amostra;
Transferir 50 mL de água destilada para um erlenmeyer, acrescentar 3 a 4 gotas da
solução indicadora de alfanaftolftaleína e neutralizar com a solução de hidróxido de sódio
0,02N;
Acrescentar 50 mL da amostra e agitar;
Titular com a solução de hidróxido de sódio 0,02 N até viragem do indicador ( incolor
para azul claro);
Anotar o volume gasto.
Determinação da alcalinidade (teste qualitativo) em álcool etílico
hidratado
Homogeneizar a amostra e transferir 50 mL para um erlenmeyer;
Adicionar 3 a 4 gotas da solução indicadora de alfanaftolftaleína e homogeinizar.
Determinação do aspecto (visual) em álcool etílico hidratado
Homogeneizar a amostra;
Lavar a proveta com parte da mesma, descartar e encher novamente com a amostra;
Fazer a verificação visual do aspecto quanto à coloração, material em suspensão ou
sedimentos.
Determinação da cor Apha (PtCo) em álcool etílico hidratado
Encher um dos tubos de Nessler com água destilada e colocar o prisma de forma que o
mesmo fique em contato com o liquido;
Encher o outro tubo com a amostra e colocar o prisma também em contato com o
líquido;
Colocar os tubos na posição de leitura dentro do colorímetro;
Ligar a fonte de iluminação;
10
Observar pela ocular e girar o disco de cores até que os semicírculos indicativos da
amostra e água apresentem tonalidades semelhantes;
Fazer a leitura da cor diretamente na escala do disco.
Determinação do potencial hidrogeniônico (pH) em álcool etílico hidratado
Encher um béquer de 50 mL com a amostra à temperatura ambiente;
Introduzir o eletrodo até cobrir a luva de teflon/vidro com a amostra;
Agitar suavemente o béquer por aproximadamente 30 segundos para proporcionar um
contato mais rápido entre o eletrodo e a amostra;
Aguardar 2 minutos e fazer a leitura de pH no pHmetro (Anexo IV);
Descartar a amostra utilizada para medição.
Determinação da condutividade elétrica em álcool etílico hidratado
Circular a água do banho termostatizado a 20º C na câmara de refrigeração da cela;
Lavar a cela com a amostra 3 a 4 vezes;
Encher novamente e aguardar 2 minutos para estabilizar a amostra na temperatura do
banho;
Fazer a leitura condutimétrica a 20º C através do condutivímetro(Anexo V).
Determinação da condutividade elétrica em álcool etílico hidratado sem a
utilização do termostatizado
Circular a água na câmara de refrigeração da cela;
Medir a temperatura da água de refrigeração com auxílio do termômetro previamente
conectado ao sistema;
Lavar a cela com a amostra 3 a 4 vezes;
Encher novamente e aguardar 2 minutos para estabilizar a amostra na temperatura da
água de refrigeração;
Fazer a leitura condutimétrica através do condutivímetro.
Determinação de material não volátil a 105º C em álcool etílico hidratado
Pesar uma cápsula - P1, previamente seca em estufa a 105º C por 1 hora e resfriada
em dessecador (Anexo VII).
Encher um balão volumétrico de 100 mL com a amostra;
11
Colocar a cápsula com a amostra sobre uma chapa aquecedora dentro de uma capela,
encher parcialmente com a amostra e iniciar o aquecimento;
Alimentar a cápsula com a amostra sempre que o volume evaporado estiver reduzido a
uma altura aproximada de 2 mm;
Após a adição da ultima fração da amostra evaporar até secura;
Transferir a cápsula para estufa e deixar em secagem a 105º C por 1 hora;
Esfriar em dessecador (Anexo VI), pesar e anotar - P2 (MANUAL DE MÉTODOS
ANALÍTICOS ÁLCOOL ETÍLICO).
7. ANÁLISE DOS RESULTADOS
Os resultados das análises realizadas foram expressos em tabelas e gráficos.
Os valores encontrados para cada amostra é a média aritmética das análises feitas pelos dois
alunos, após três repetições da mesma análise. Os resultados foram comparados com as
Especificações – RT ANP Nº. 5/2005 (QUADRO 01) da ANP.
Após a análise do teor alcoólico do AEHC, nas amostras coletados pode-se perceber
que apenas uma amostra encontra-se abaixo da especificação (Tabela 1).
Tabela 1: Determinação de Teor alcoólico (º GL e INPM*) em álcool etílico hidratado combustível.
AMOSTRAS
Amostra A
Amostra B
Amostra C
Amostra D
Amostra E
Amostra F
Amostra G
Amostra H
Amostra I
Amostra J
RESULTADOS
TEOR
ALCOÓLICO °GL
95,0 (± 0,5)
95,0 (± 0,5)
95,0 (± 0,5)
94,7 (± 0,5)
95,0 (± 0,5)
95,2 (± 0,5)
95,5 (± 0,5)
95,0 (± 0,5)
95,5 (± 0,5)
95,0 (± 0,5)
TEOR
ALCOÓLICO
°INPM*
92,6
92,2
92,6
92,6
93,1
93,1
93,1
92,6
93,8
92,6
*O Teor INPM foi determinado a partir da MASSA ESPECÍFICA a 20,0°C .
12
Gráfico 1: Determinação de Teor alcoólico (º GL) em álcool etílico hidratado combustível.
95,6
95,4
95,2
95,0
94,8
94,6
94,4
94,2
94,0
D
os
tra
Am
E
os
t
Am ra F
os
tr
Am a G
os
tra
Am H
os
t
Am ra I
os
tra
J
C
Am
os
tra
Am
os
tra
Am
os
tra
os
tra
Am
Am
B
Série1
A
º GL
Determinação do Teor Alcoólico (º GL) em álcool
etilico hidratado
Os resultados do potencial hidrogeniônico das amostras de AEHC, apresentados na
Tabela 2, foram comparados com as especificações da ANP e todas as amostras estão em
conformidade com essas especificações.
Tabela 2: Determinação do potencial hidrogeniônico (pH) em álcool etílico hidratado combustível.
AMOSTRAS
Amostra A
Amostra B
Amostra C
Amostra D
Amostra E
Amostra F
Amostra G
Amostra H
Amostra I
Amostra J
RESULTADOS pH
6,85 (± 0,05)
7,41 (± 0,05)
7,26 (± 0,05)
7,22 (± 0,05)
7,09 (± 0,05)
7,14 (± 0,05)
7,16 (± 0,05)
7,09 (± 0,05)
7,05 (± 0,05)
7,13 (± 0,05)
13
Gráfico 2: Determinação do potencial hidrogeniônico (pH) em álcool etílico hidratado combustível.
Determinação do Potencial Hidrogeniônico (pH)
do álcool etilico
7,6
7,4
7,2
7
6,8
6,6
6,4
Am H
os
tr
Am a I
os
tra
J
G
Am
os
tra
F
Am
os
tra
E
Am
os
tra
D
Am
os
tra
C
Am
os
tra
B
os
tra
Am
os
tra
Am
Am
os
tra
A
Série1
Os resultados obtidos e apresentados, na Tabela 3 e no Gráfico 3, indicam que a
condutividade elétrica do AEHC, das amostras coletadas estão de acordo com as
especificações da ANP.
Tabela 3: Determinação da condutividade elétrica em álcool etílico hidratado combustível.
AMOSTRAS
Amostra A
Amostra B
Amostra C
Amostra D
Amostra E
Amostra F
Amostra G
Amostra H
Amostra I
Amostra J
RESULTADOS
CONDUTIVIDADE CONDUTIVIDADE
(µ
µS/cm)
(µ
µS/m)
80,1 (±0,5)
0,801(±0,005)
129,2 (±0,5)
1,292(±0,005)
126,1 (±0,5)
1,261(±0,005)
106,2 (±0,5)
1,062 (±0,005)
85,3(±0,5)
0,853(±0,005)
136,6(±0,5)
1,366(±0,005)
117,2(±0,5)
1,172(±0,005)
89,1(±0,5)
0,891(±0,005)
166,9(±0,5)
1,669(±0,005)
89,4 (±0,5)
0,894(±0,005)
14
Gráfico 3: Determinação da condutividade elétrica em álcool etílico hidratado combustível.
Determinação da condutividade elétrica em álcool
etílico hidratado
180
160
140
120
100
80
60
40
20
0
D
os
tra
Am
E
os
tr
Am a F
os
tra
G
Am
os
tra
Am H
os
tr
Am a I
os
tra
J
C
Am
Am
os
tra
B
os
tra
Am
os
tra
Am
Am
os
tra
A
Série1
As análises feitas nas amostras mostraram que a densidade e a massa específica, estão
dentro da conformidade, exceto a amostra B que apresenta uma densidade acima das
especificações da ANP. Comparando o resultado dessa amostra na Tabela 1, que indica o grau
INPM, verifica-se que se a massa específica aumenta, ou a densidade aumenta, o teor
alcoólico diminui. A explicação desse fato se dá porque a água pura e o etanol puro possuem
densidades diferentes, quando formam uma solução, a densidade final será dependente da
fração molar de cada componente na mistura.
Tabela 4: Determinação da densidade em álcool etílico hidratado combustível.
RESULTADOS
AMOSTRAS
-3
DENSIDADE (g.cm )
MASSA
ESPECÍFICA (kg.m-1)
Amostra A
0,8107(±0,0002)
810,7 (±0,2)
Amostra B
0,8121(±0,0002)
812,2 (±0,2)
Amostra C
0,8105(±0,0002)
810,5(±0,2)
Amostra D
0,8109(±0,0002)
810,9(±0,2)
Amostra E
0,8090(±0,0002)
809,0(±0,2)
Amostra F
0,8092(±0,0002)
809,2(±0,2)
Amostra G
0,8091(±0,0002)
809,1(±0,2)
Amostra H
0,8084(±0,0002)
808,4(±0,2)
Amostra I
0,8073(±0,0002)
807,3(±0,2)
Amostra J
0,8087(±0,0002)
808,7(±0,2)
15
Gráfico 4: Determinação da densidade em álcool etílico hidratado combustível.
Densidade
0,81300
0,81200
0,81100
0,81000
0,80900
0,80800
0,80700
0,80600
0,80500
0,80400
D
os
tra
Am
E
os
t
Am ra F
os
tr
Am a G
os
tra
Am H
os
t
Am ra I
os
tra
J
C
Am
Am
os
tra
B
os
tra
Am
os
tra
Am
Am
os
tra
A
Série1
A determinação de acidez, expressa em teor de ácido acético indicou cinco amostras
acima da especificação da ANP(Tabela 5 e Gráfico 5). Como o AEHC é obtido a partir da
fermentação de açúcares, outros ácidos podem se formar e não serem separados no processo
de destilação. A determinação da acidez livre (norma NBR9866) descreve uma titulação
ácido-base com indicador visual, a anaftolftaleína, que muda de coloração de róseo a azul,
indicando o ponto final da titulação.
Alguns problemas de visualização da mudança de coloração da solução ocorrem
durante a titulação como a turvação de algumas amostras e a própria mudança de cor que
começa num tom esverdeado até se tornar azul, o ponto final da titulação segundo a norma
(“permanência
da
cor
azul”).
Estes
problemas
de
visualização
causam
baixas
reprodutibilidade e repetitividade nos ensaios afetando, inevitavelmente, a sua exatidão.
Tabela 5: Determinação da acidez total em álcool etílico hidratado combustível.
16
RESULTADOS
AMOSTRAS
ACIDEZ (mg/L)
Amostra A
22,9
Amostra B
32,5
Amostra C
32,5
Amostra D
28,9
Amostra E
9,6
Amostra F
33,7
Amostra G
31,3
Amostra H
22,9
Amostra I
59,0
Amostra J
25,3
Gráfico 5: Determinação da acidez total em álcool etílico hidratado combustível.
70
60
50
40
30
20
10
0
D
os
tra
Am
E
os
t
Am ra F
os
tr
Am a G
os
tra
Am H
os
t
Am ra I
os
tra
J
C
Am
os
tra
Am
os
tra
Am
os
tra
os
tra
Am
Am
B
Série1
A
mg/L
Acidez Total
A análise da cor indicou duas amostras em não conformidade, elas apresentavam uma
cor amarelada, como expresso na Tabela 6. Visualmente analisando as amostras, todas
17
apresentaram um aspecto límpido. A especificação da ANP apenas cita que o AEHC deve ser
Límpido e Incolor antes da adição do corante.
Tabela 6: Determinação do aspecto visual em álcool etílico hidratado combustível.
AMOSTRAS
RESULTADOS
Amostra A
Cor 2
Amostra B
Cor 1
Amostra C
Cor 1
Amostra D
Cor 1
Amostra E
Cor 1
Amostra F
Cor 1
Amostra G
Cor 1
Amostra H
Cor 3
Amostra I
Cor 1
Amostra J
Cor 3
Pode-se observar na Tabela 2 que o pH das amostras está próximo de sete, o que
indica uma solução neutra. Os resultados da Tabela 7 representam
qualitativamente a
alcalinidade do AEHC. Os resultados negativos justificam-se quando confrontados com a
Tabela 2.
Tabela 7: Determinação da alcalinidade (teste qualitativo) em álcool etílico hidratado combustível.
AMOSTRAS
RESULTADOS
Amostra A
negativo
Amostra B
negativo
Amostra C
negativo
Amostra D
negativo
Amostra E
negativo
Amostra F
negativo
Amostra G
negativo
Amostra H
negativo
Amostra I
negativo
Amostra J
negativo
18
Os resultados Determinação de material não volátil a 105º das amostras de AEHC,
apresentados na Tabela 8 e Gráfico 6, foram comparados com as especificações da ANP e
exceto as amostras A, H, I e J, todas as outras estão em conformidade com essas
especificações.
Tabela 8: Determinação de material não volátil a 105º C em álcool etílico hidratado combustível
AMOSTRAS
Amostra A
Amostra B
Amostra C
Amostra D
Amostra E
Amostra F
Amostra G
Amostra H
Amostra I
Amostra J
RESULTADOS
(mg/L)
3,30 (± 0,05)mg/100mL
0,97 (± 0,05)mg/100mL
1,56 (± 0,05)mg/100mL
1,02 (± 0,05)mg/100mL
1,13 (± 0,05)mg/100mL
0,96 (± 0,05)mg/100mL
0,93 (± 0,05)mg/100mL
3,21(± 0,05)mg/100mL
6,96(± 0,05)mg/100mL
4,63 (± 0,05)mg/100mL
Gráfico 6: Determinação de material não volátil a 105º C em álcool etílico hidratado combustível.
80
70
60
50
40
30
20
10
0
D
os
tra
Am
E
os
t
Am ra F
os
tr
Am a G
os
tra
Am H
os
t
Am ra I
os
tra
J
Am
Am
os
tra
B
os
tra
Am
os
tra
os
tra
Am
Am
C
Série1
A
mg/L
Determinação de material não volátil a 105º C em
álcool etílico hidratado combustível
8- CONCLUSÃO
19
Seguindo os procedimentos adotados pela ANP e usando os equipamentos disponíveis
no Laboratório de Química do IF Triângulo – Campus Uberaba foi possível fazer as seguintes
análises para observar a qualidade do Álcool Etílico Hidratado Combustível:
• Determinação do aspecto visual,
• Determinação do potencial hidrogeniônico (pH),
• Determinação da condutividade elétrica,
• Determinação da densidade,
• Determinação da acidez total,
• Determinação da alcalinidade
• Determinação de material não volátil a 105º C.
Foram realizados oito das quinze análises sugeridas nas Especificações da ANP– RT
ANP Nº. 5/2005.
Através das análises realizadas pelos alunos, pode-se determinar os desvios médios
entre análises efetuadas por diferentes alunos, concretizando a aprendizagem a partir das aulas
teóricas.
A partir dos resultados obtidos pode-se verificar que as amostras de álcool
combustível analisadas, encontram-se em conformidade com às especificações técnicas
determinadas pela ANP, exceto em algumas características em poucas amostras. Lembrando
que o objetivo deste trabalho é oportunizar um momento de aprendizagem e não polemizar a
qualidade da amostra em questão.
Releva-se aqui, também a importância de difundir as recomendações da ANP para
melhoria da qualidade do álcool combustível.
20
ORIENTAÇÕES PARA GARANTIR SEUS DIREITOS AO ABASTECER
AGENCIA NACIONAL DE PETRÓLEO, GÁS NATURAL E BIOCOMBUSTÍVEL.
10- REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
ABQ,
2009;
Associação
Brasileira
de
Química;
disponível
em
http://www.abq.org.br/cbq/2007/trabalhos/9/9-473-644.htm. Acesso em: 03 de maio de 2009.
ANP, 2009; Agencia Nacional do Petróleo, Gás Natural e Biocombustível; disponível
em http://www.anp.gov.br/conheca/boletim.asp. Acesso em: 20 de maio de 2009.
ANP, 2009; Agencia Nacional do Petróleo, Gás Natural e Biocombustível; disponível
em http://www.anp.gov.br/espaco_cidadao/crc_qualidade_adulteracao.asp. Acesso em: 05 de
junho de 2009.
21
ANP, 2009; Agencia Nacional do Petróleo, Gás Natural e Biocombustível; disponível
em http://www.anp.gov.br/falecomanp/crc_qualidade_adulteracao.asp. Acesso em 25 de
agosto de 2009.
ANP, 2009; Agencia Nacional do Petróleo, Gás Natural e Biocombustível; disponível
em http://www.anp.gov.br/petro/programa_monitoramento.asp. Acesso em: 19 de junho de
2009.
CEFET, 2009; Centro Federal de Educação Tecnológica de Uberaba, atualmente
IFTriangulo, Instituto Federal de Educação Ciência e Tecnologia do Triangulo Mineiro,
Campus Uberaba, disponível em http://www.iftriangulo.edu.br/instituicao/index.php. Acesso
em 21 de agosto de 2009.
CTTI-5.2-EMA-002. Manual Copersucar, 2005/2006, p. 1-50, Março/2006.
COPERSUCAR, 2010; Cooperativa de Produtores de Cana-de-açúcar, Açúcar e
Álcool do Estado de São Paulo,, Disponível em:
http://www.copersucar.com.br/produtos/por/alcool_etilico.asp, acesso em 13 de março de
2010.
MANUAL, 2008, Manual de Laboratório – Física Experimental I- Hatsumi Mukai e Paulo
R.G. Fernandes, UNIVERSIDADE ESTADUAL DE MARINGÁ, CENTRO DE CIÊNCIAS
EXATAS, DEPARTAMENTO DE FÍSICA, Disponível em:
http://www.dfi.uem.br/dfi/salvatexto.php?id=cap2-medidaseerros.pdf. Acesso em: 03 de agosto de
2009.
MINASPETRO, 2009; Associação dos Revendedores de Derivados de Petróleo de
Uberaba; Disponível em:
http://www.minaspetro.com.br/site.asp?menu=83&submenu=15&registro=155. Acesso em 10
de Julho de 2009.
22
ROMERO, F., 2008. Biocombustíveis, Disponível em:
http://www.tnpetroleo.com.br/uploads/guia_estudante/06_Guia_do_Estudante_Biocombustiv
eis.pdf. Acesso em :17 de agosto de 2009.
SINDAÇUCAR, 2010; Sindicato da Indústria do Açúcar e do Álcool no Estado de
Pernambuco.
Acesso
em
10
de
março
de
2010;
disponível
em:
http://www.sindacucar.com.br/?acao=alcool
23
24