UNIVERSIDADE FEDERAL DA BAHIA
INSTITUTO DE GEOCIÊNCIAS
PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM GEOQUÍMICA: PETRÓLEO E MEIO AMBIENTE
ALEX SOARES CALDAS
APROVEITAMENTO DO RESÍDUO DE COCO VERDE (Cocos
nucifera L.) COMO SORVENTE EM DERRAMAMENTO DE
PETRÓLEO EM AMBIENTE MARINHO
SALVADOR 2011
ALEX SOARES CALDAS
APROVEITAMENTO DO RESÍDUO DE COCO VERDE (Cocos nucifera
L.) COMO SORVENTE EM DERRAMAMENTO DE PETRÓLEO EM
AMBIENTE MARINHO
Dissertação apresentada ao Programa de Pós-Graduação em Geoquímica: Petróleo e Meio ambiente - POSPETRO, Instituto de Geociências, Universidade Federal da Bahia, apresentada como requisito parcial para obtenção do grau de Mestre.
Orientadora: Profª. Drª. Vera Lúcia Cancio Souza Santos
Salvador 2011
ALEX SOARES CALDAS
APROVEITAMENTO DO RESÍDUO DE COCO VERDE (Cocos
nucifera L.) COMO SORVENTE EM DERRAMAMENTO DE
PETRÓLEO EM AMBIENTE MARINHO
Dissertação apresentada ao Programa de Pós Graduação em Geoquímica: Petróleo e Meio Ambiente – POSPETRO, Instituto de Geociências, Universidade Federal da Bahia, apresentada como requisito parcial para obtenção do grau de Mestre.
Orientadora: Profª. Drª. Vera Lúcia Cancio Souza Santos.
Salvador,26de Julho de 2011.
BANCA EXAMINADORA
______________________________________________________
Profª Drª. Vera Lúcia Cancio Souza Santos – Orientadora (UFBA)
______________________________________________________
Profª Drª. Olívia Maria Cordeiro de Oliveira (UFBA)
______________________________________________________
Prof. Drª Nádia Mamede José (UFBA)
Dedico este trabalho a minha mãe, ao meu pai, a minha avó e a Elivete Portugal que foram meus alicerces para tornar este sonho realidade.
AGRADECIMENTOS
Agradeço primeiramente a Deus, por colocar em minha vida pessoas boas, de bom caráter, por ter me iluminado nesta jornada, me dando saúde, força, determinação, sempre me mostrando o caminho certo a seguir e me livrando de todos os males. Agradeço a minha Mãe, Tertulina M. S. Caldas, por estar ao meu lado em todos os momentos, principalmente nos de dificuldade, ansiedade e stress. Contribuiu muito para o desenvolvimento deste trabalho sempre disposta em me ajudar.
Agradeço ao meu Pai, Marcos A. C. Caldas, pela orientação, educação, dignidade e pelo exemplo de profissionalismo. Um líder que eu sempre procuro seguir seus passos para obter sucesso nas atividades desenvolvidas.
Agradeço a minha família pelo carinho, incentivo especialmente a minha avó Maria de Lourdes Lôbo Soares um exemplo de superação, bondade, simpatia e personalidade. Amo demais a senhora que Deus continue te iluminando sempre. Agradeço a minha querida orientadora Dra. Vera Lúcia Cancio Souza Santos por acreditar no meu projeto e contribuir de forma significativa para o êxito do mesmo. Durante esses dois anos foi mais que uma orientadora, foi uma segunda mãe, sempre paciente, me acalmando nos momentos de dificuldade, mostrando os caminhos certos nos momentos de dúvidas e sempre incentivando em todos os aspectos. Obrigado por tudo!!!
Agradeço a professora Dra. Olívia M. C. Oliveira, uma pessoa ímpar que Deus colocou em minha vida, sempre com disposição em me ajudar, acreditando na minha capacidade de tornar esse trabalho um sucesso. Minha gratidão eterna. Agradeço ao coordenador do POSPETRO, Dr. Antônio Fernando de Souza Queiroz, pela incessante busca da melhoria contínua do curso.
Agradeço a professora Dra. Olga Otero pelas belas aulas desde o tempo de faculdade e pelo apoio total durante o mestrado.
Agradeço a professora Dra. Gisele Hadlich pela excelente ajuda na correção e formatação da dissertação, visando sempre à melhoria contínua nas publicações. Agradeço à Joana Cruz pelo exemplo de superação durante o curso, pela amizade e ajuda brilhante nas cromatografias.
Agradeço à Cláudia Reyes pelos nobres conhecimentos passados e pela excelente contribuição nas análises.
Agradeço à Raigenis Fiuza pela atenção e desenvolvimento das análises de MEV. Exemplo de humildade e profissionalismo.
Agradeço aos colaboradores do LAPEG, Rui Lima e José Dias pela oportunidade dada e ajuda incessante durante todo o projeto de mestrado. Vocês são FERAS!!!!
Agradeço aos amigos Alan Silva, Patrícia Melo, Gabriel Mattos, Gabrielle Lima e ao Dr. Rodrigo Coutinho pelos momentos de resenhas e descontração.
Agradeço ao Dr. Beraldo Boaventura, Gerente de meio ambiente do complexo Costa do Sauípe e ao engenheiro Thiago Vilaronga da cooperativa VERDECOOP pelo fornecimento da fibra de coco.
Agradeço aos meus colegas do POSPETRO, particularmente a Alexandre, Ana Carolina, Bonfim, Bruno, Carine, Consuelo, Elisângela, Ícaro, Márcio, Paulinha, Olga Villareal. Obrigado pela amizade, força e orientação.
Agradeço aos profissionais do NEA, Gisele Moraes, Sarah Rocha, Marcos Melo e Karina Garcia pela contribuição nas análises químicas e pela não desistência frente às dificuldades.
Agradeço aos colaboradores do POSPETRO, Izabel Biasi, Naná e Cícero Gonçalves pela disponibilidade em sempre ajudar.
Agradeço à CAPES pela concessão da bolsa que foi de extrema importância para o desenvolvimento do projeto.
Aprenda a transformar os obstáculos com sabedoria e seja totalmente livre deles. Aprender a transformar é adquirir
força. Obstáculos não duram para
sempre. Mais cedo ou mais tarde haverá uma mudança de cenário. Sua coragem, habilidade e confiança o levarão a vencer todos os obstáculos com segurança.
CALDAS, Alex Soares. Aproveitamento do resíduo de coco verde (Cocos
nucifera L.) como sorvente em derramamento de petróleo em ambiente
marinho. 95f. 2011. Dissertação (Mestrado em Geoquímica: Petróleo e Meio Ambiente) – Instituto de Geociências, Universidade Federal da Bahia, 2010.
RESUMO
O presente trabalho teve como objetivo analisar e avaliar o potencial da fibra de coco (Cocos nucifera L.) como sorvente em derramamento de petróleo no mar. Foi utilizado para simulação quatro reservatórios com 5L de água do mar, bombas de aeração para simular o efeito hidrodinâmico. Em três unidades foram adicionados 15mL de petróleo e 0,5g de fibra de coco (Cocos nucifera L.). Foram realizados na fibra de coco teste de flutuabilidade, densidade, microscopia eletrônica de varredura - MEV e tratamento térmico durante 1h à temperatura de 80°C. Nas amostras de petróleo foram determinados ponto de fluidez, densidade e grau API. A fibra de coco apresentou resultados satisfatórios para ser utilizada como sorvente em derramamento de petróleo. Os resultados de MEV evidenciaram que o tratamento térmico promove uma limpeza na superfície da fibra, melhorando a adesão óleo/fibra. Perante as amostras de óleo utilizadas neste estudo, a fibra de coco teve uma maior sorção com a amostra de óleo leve, com elevado ponto de fluidez e menor densidade, quando comparada com a amostra de óleo médio, menor ponto de fluidez e maior densidade, embora não tenha mostrado seletividade com relação a diferentes frações dos hidrocarbonetos. Para óleo com maior presença de n-alcanos é recomendado o uso da fibra sem o tratamento térmico e para óleo com maior teor de resinas e asfaltenos é mais favorável a utilização da fibra com o tratamento térmico. Para utilizar a fibra de coco em um eventual derrame de petróleo, foi evidenciado que para cada grama de fibra utilizada pode ser sorvido aproximadamente 26 gramas de óleo leve ou 19 gramas de óleo médio, nessas condições.
Palavras-chave: Derramamento de óleo, Remediação, Sorventes naturais, Fibras vegetais, Fibra de coco.
CALDAS, Alex Soares. Aproveitamento do resíduo de coco verde (Cocos
nucifera L.) como sorvente em derramamento de petróleo. 95f. 2011.
Dissertação (Mestrado em Geoquímica: Petróleo e Meio Ambiente) – Instituto de Geociências, Universidade Federal da Bahia, 2010.
ABSTRACT
This study aimed to analyze and evaluate the potential of green coconut fiber (Cocos
nucifera L.) as sorbent in oil spill at sea. Was used to simulate the fourth 5L
containers with seawater pumps, aeration to simulate the hydrodynamic effect. In three units were added 15 ml of oil and 0.5 g of green coconut fiber. Were made in coconut fiber test buoyancy, density, MEV and thermal treatment for 1 hour at a temperature of 80 ° C. In the oil samples were determined pour point, density and API gravity. Coir satisfactory results to be used as sorbent in oil spill. The MEV results showed that heat treatment promotes a clean fiber surface, improving adhesion matrix / fiber. In view of the oil samples used in this study, coconut fiber had a higher affinity for sample A01, light oil, high pour point and lower density compared with the sample A02, medium oil, the lower pour point and higher density, although it did not show selectivity with respect to different fractions of hydrocarbons. For oil with greater presence of n-alkanes is recommended to use the fiber without heat treatment and oil with higher content of resins and asphaltenes is more favorable to the use of the fiber with heat treatment. To use the coconut fiber in a possible oil spill, it was evident that for every gram of fiber used can be sucked up about 26 grams of light oil or medium oil 19 grams, under these conditions.
APRESENTAÇÃO
O presente trabalho foi dividido em 03 capítulos. No Capítulo 1, intitulado “introdução” é apresentado uma breve revisão bibliográfica sobre o petróleo e a produção de coco junto com a problemática do descarte de seu resíduo, englobando a justificativa e os objetivos.
No capítulo 2, intitulado “Avaliação do uso da fibra de cocos nucifera L. como sorvente de hidrocarbonetos em derramamento de petróleo”, artigo submetido à revista Química Nova. O objetivo deste artigo foi avaliar a capacidade de sorção da fibra de coco, tratada termicamente e in natura, em duas amostras de petróleo distintas analisando o seu comportamento em relação aos hidrocarbonetos.
No capítulo 3, intitulado “UTILIZATION OF GREEN WASTE OF COCONUT (Cocos nucifera L.) AS SORBENTS IN OIL SPILLIN THE MARINE ENVIRONMENT” artigo em correção para submissão à revista internacional, é feita uma investigação da sorção da fibra de coco tratada termicamente e in natura analisando a morfologia da fibra com a utilização da microscopia eletrônica de varredura.
Cada uma destas etapas de pesquisa resultou em artigos científicos, aqui apresentados, que foram submetidos a diferentes periódicos.
SUMÁRIO
1. INTRODUÇÃO ... 11
2. AVALIAÇÃO DO USO DA FIBRA DE COCOS NUCIFERA L. COMO SORVENTE DE HIDROCARBONETOS EM DERRAMAMENTO DE PETRÓLEO. ... 15
2.1 INTRODUÇÃO ... 15 2.2 PARTE EXPERIMENTAL... 16 2.3 RESULTADOS E DISCUSSÃO ... 19 2.4 CONCLUSÃO ... 23 2.5 AGRADECIMENTOS ... 24 2.6 REFERÊNCIAS ... 24
3. UTILIZATION OF GREEN WASTE OF COCONUT (Cocos nucifera L.) AS SORBENTS IN OIL SPILLIN THE MARINE ENVIRONMENT ... 27
3.1 INTRODUCTION ... 27
3.2 MATERIALS AND METHODS ... 29
3.3 RESULTS AND DISCUSSION ... 32
3.4 CONCLUSION ... 40
3.5 REFERENCES ... 40
4. CONCLUSÕES ... 44
5. REFERÊNCIAS ... 45
1. INTRODUÇÃO
Alguns acidentes como o ocorrido com o navio Exxon Valdez em 1989 no Alasca, o navio Prestige em 2002 na costa noroeste da Espanha e o derramamento de petróleo na Baía de Guanabara em 2002, no Brasil, e mais recentemente no Golfo do México, em 2010, mostram claramente o impacto ambiental causado em derramamentos de petróleo. Em virtude de diversos acidentes históricos no setor petrolífero, processos físicos, químicos e biológicos vêm sendo empregados e desenvolvidos para remover, recuperar, degradar o petróleo, uma vez que afeta todo o ecossistema local (ANNUNCIADO et al., 2005).
Óleos brutos são misturas complexas de hidrocarbonetos de peso molecular variável. Os principais grupos de componentes dos óleos são os hidrocarbonetos saturados, os hidrocarbonetos aromáticos e compostos NSO (nitrogênio, enxofre e oxigênio). Os hidrocarbonetos saturados constituem o maior grupo, são formados por alcanos normais (n-parafinas), isoalcanos (isoparafinas) e cicloalcanos (naftênicos). Os alcanos normais apresentam cadeia linear, aberta, podendo todos os componentes da série homóloga de alcanos normais de C1 a C40 serem identificados no petróleo com concentrações que variam de 15 a 20%. No entanto, podem apresentar valores mais baixos em óleos degradados ou mais elevados (35%) nos óleos leves (TISSOT; WELTE, 1984).
Os isoalcanos ou isoparafinas possuem cadeia carbônica ramificada, de médio peso molecular (C9 a C25) e são conhecidos como isoprenóides. Os isoprenóides mais abundantes no óleo são o pristano e o fitano, ambos possuem grande importância no estudo da gênese do petróleo. Eles indicam principalmente o potencial de oxi-redução do paleoambiente deposicional (TISSOT; WELTE, 1984). A análise destes compostos no óleo derramado tem muitos objetivos: como marcador da presença de óleo derramado, identificação do tipo e origem produto e monitoramento geoquímico das mudanças na composição devido a processos de biodegradação e/ou intemperismo (WANG; FINGAS, 1997).
Os hidrocarbonetos aromáticos são aqueles compostos constituídos de, pelo menos, um anel benzênico. Devido ao impacto ambiental e a toxicidade elevada, os compostos BTX (benzeno, tolueno e xileno) e HPA’s são considerados parâmetros muito importantes por determinar os diferentes tipos de óleos. Os HPA’s tendem a se associar a partículas sólidas, devido a sua baixa solubilidade em água, são
menos volatilizados, por isso são considerados recalcitrantes (THOMAS, 2004; PAES, 2005).
Os compostos NSO são formados por resinas e asfaltenos, um grupo de compostos de alto peso molecular, de estruturas complexas com núcleos de policíclicos aromáticos ou nafteno-aromáticos. Estes constituintes representam a fração mais polar do óleo e são considerados como os membros finais de degradação do óleo. São constituídos de 80-95% de carbono e hidrogênio, com oxigênio sempre presente. Enxofre, nitrogênio e metais normalmente se apresentam na estrutura (BARKER, 1979; WALPES, 1981; PAES, 2005).
Em termos de classificação, os óleos são separados em base parafínica, base naftênica, base aromática e extra-pesado. Os óleos parafínicos são óleos leves, de alto ponto de fluidez, grau API maior que 31,1, apresentam teor de resinas e asfaltenos menor que 10% e incluem a maior parte dos óleos produzidos no Nordeste brasileiro. Os óleos naftênicos apresentam grau API entre 22,1 e 31,1 e hidrocarbonetos aromáticos entre 25 e 30%. Os óleos de base aromática são óleos pesados, contem acima de 50% de hidrocarbonetos aromáticos, apresentam grau API menor que 22,3 e com teor de resinas e asfaltenos entre 10 a 30%, maior densidade e viscosidade em relação aos parafínicos e os naftênicos. Os óleos extra-pesados possuem grau API menor que 10, apresentam alta taxa de biodegradação e alto teor de resinas e asfaltenos (THOMAS, 2004).
As propriedades do óleo são muito importantes, uma vez que elas interferem no seu comportamento, durante um derramamento, na superfície do mar e em sua taxa de dissipação por processos naturais como espalhamento, evaporação, emulsificação, dissolução, biodegradação, foto-oxidação e das interações entre óleo, sedimentos e água. A combinação destes processos é conhecida como intemperismo, o qual reduz a concentração de diferentes grupos de compostos, modificando as características químicas e físicas do petróleo (FLOODGATE, 1984; FINGAS, 1998; SILVA, 2004; WEI et. al, 2008; INTERNATIONAL MARITIME ORGANIZATION, 2005; LOPES, 2006; CERQUEIRA 2010).
Em um eventual derramamento de petróleo, o método mais rápido e eficaz é a contenção e remediação com uso de sorventes e partindo do princípio que este procedimento é feito por materiais sintéticos de elevado custo, não renovável e não biodegradável; o uso da fibra de coco pode atender a esta demanda principalmente no estado da Bahia – Brasil, cuja produção de coco verde é bastante elevada e o
descarte do seu resíduo uma grande preocupação ambiental. Para isso algumas características são importantes e desejáveis, que incluem a facilidade de aplicação, alta taxa de absorção e boa capacidade de retenção de óleo (WIGGERS et al., 2004).
Por outro lado o coqueiro é uma planta de elevada importância econômica e social nas regiões intertropicais do mundo, onde encontra condições favoráveis de clima e solo para se desenvolver. Por ser uma cultura perene permite a consorciação com outras culturas, especialmente leguminosas, que além de contribuir no momento da fixação do nitrogênio, funciona como opção de incremento de renda para o produtor, bem como sua subsistência e com diversas aplicações tanto no consumo do coco “in natura” como na indústria e artesanato, podendo ser oportunidades de trabalho para a população de baixa renda no Estado da Bahia (FONTANELE et al. 2005).
O processo de desenvolvimento econômico da cadeia agroindustrial do coco está às distintas capacidades de converter os problemas em oportunidades de reaproveitamento dos resíduos com diversos complexos produtivos. Isto é, transformar ameaças ambientais em subprodutos estratégicos para novas indústrias que são fundamentais para ampliar negócios e estabelecer uma ótima imagem perante o mercado (SENHORAS, 2003).
Para isso existem incentivos para exploração de coco, garantidos pela Lei n° 594, de 24 de dezembro de 1948 ainda em vigor, concedendo favores às fábricas que se instalarem para a exploração de coco, como matérias prima nacional (BRASIL, 1948). Em termos ambientais o coqueiro permite a recuperação de áreas degradadas decorrentes de desmatamentos e controle de processos erosivos em regiões litorâneas, onde melhor se desenvolve (ROSA et al., 2002).
O Estado da Bahia é o maior produtor nacional de coco verde com produção média de 685 mil toneladas (OLIVEIRA; ANJOS, 2008) o que acarreta uma enorme demanda em aterros sanitários, demora mais de oito anos para sua biodegradação total e contribui de certa forma para a proliferação de vetores causadores de doenças. Sabe-se que para cada litro de água de coco consumida, gera seis quilos de resíduos acarretando um crescimento de 6% ao ano de lixo de resíduos sólidos (SENHORAS, 2003; COSTA et. al., 2006; MONTEIRO, 2009; TAVARES, 2010).
Diante desta realidade, este estudo teve como objetivo analisar e avaliar o potencial da fibra de coco (Cocos nucifera L.) como sorvente em derramamento de
petróleo no mar. Para isso foram realizadas análises físico-químicas e simulação de derramamento de petróleo em reservatórios (aquários) com água do mar e bombas de aeração para provocar o efeito hidrodinâmico.
A princípio as análises das amostras de petróleo foram realizadas com o propósito de identificar as suas principais características físico-químicas e geoquímicas. Em seguida foram realizados testes preliminares com a fibra de coco, que incluiu a seleção granulométrica, tratamento térmico, secagem, teste de flutuabilidade e densidade.
Após os resultados físico-químicos foram iniciados testes para quantificar e comparar o teor de óleo sorvido em relação à fibra com tratamento térmico e in
natura, com a presença de aquários cheios com água do mar e bombas de aeração
simulando ondas. Os resíduos gerados nos testes de sorção foram reservados para futuros estudos.
2. AVALIAÇÃO DO USO DA FIBRA DE COCOS NUCIFERA L. COMO
SORVENTE
DE
HIDROCARBONETOS
EM
DERRAMAMENTO
DE
PETRÓLEO.
RESUMO
Este estudo teve como objetivo avaliar a capacidade de sorção da fibra de coco (Cocos nucifera L.). Foram utilizadas duas amostras de petróleo A01 e A02, com características físico-químicas distintas. A fibra de coco foi selecionada granulometricamente entre 1,00 e 2,00mm sendo uma parte submetida a tratamento térmico para avaliar a eficiência no momento de sorção. Os resultados obtidos evidenciaram que a fibra de coco sem o tratamento térmico teve uma maior afinidade com a amostra de óleo A01, com maior presença de hidrocarbonetos totais, enquanto a fibra de coco com o tratamento térmico teve uma maior afinidade com a amostra A02, com maior presença de resinas e asfaltenos.
Palavras-chave: fibra de coco, sorventes, hidrocarbonentos
ABSTRACT
This study aimed to evaluate the sorption capacity of the fiber of coconut (Cocos
nucifera L.). We used two oil samples A01 and A02, with different physicochemical
characteristics. The fiber coconut coir was separated grain size between 1.00 and 2.00mm, being apart of heat-treated to evaluate the efficiency of sorption at the time. The results showed that coconut fiber without heat treatment had a greater affinity with the oil sample A01, with a greater presence of total hydrocarbons, while the coconut fiber with heat treatment had a greater affinity for the sample A02 with greater presence of resins and asphaltenes.
Keywords: Coconut fiber, sorbent, hidrocarbons
2.1 INTRODUÇÃO
Acidentes como o ocorrido com o navio Exxon Valdez em 1989 no Alasca, o navio Prestige em 2002 na costa noroeste da Espanha, o derramamento de petróleo na baía de Guanabara em 2002, no Brasil, e mais recentemente no Golfo do México, em 2010, mostram claramente o impacto ambiental causado em derramamentos de petróleo. Em virtude de diversos acidentes históricos no setor petrolífero, processos físicos, químicos e biológicos vêm sendo desenvolvidos para remover, recuperar ou degradar o petróleo, uma vez que o mesmo gera um grande impacto ambiental que afeta todo o ecossistema local 1
O método mais rápido de contenção e remediação em derramamentos de petróleo é a utilização de sorventes, procedimento feito por materiais sintéticos, de elevado custo e não renováveis. Sorventes são materiais que tem a capacidade de
reter líquido e necessitam ter alta taxa de absorção/adsorção, baixa densidade e facilidade de aplicação.2,3,4
Os principais grupos de componentes do petróleo são os hidrocarbonetos saturados, os hidrocarbonetos aromáticos e as resinas e asfaltenos (NSO). Os hidrocarbonetos saturados constituem o maior grupo, são formados por alcanos normais (n-parafinas), isoalcanos (isoparafinas) e cicloalcanos (naftênicos). Esses compostos são apresentados por cadeias alifáticas, de forma linear ou ramificada, podendo ser saturada ou insaturada.5,6
Devido à predominância de hidrocarbonetos no petróleo e por serem alguns deles poluentes orgânicos refratários, esses compostos têm sido utilizados como indicadores deste tipo de poluição. 7,5
De acordo com sua constituição, o petróleo pode apresentar diferentes características físicas, químicas e toxicológicas as quais se alteram ao longo do tempo, se presentes no ambiente marinho. Suas propriedades são de interesse ambiental, uma vez que influenciam no seu comportamento na superfície do mar e em sua taxa de dissipação por processos naturais. 8,9,10,6,11
Os alcanos de cadeias normais são preferivelmente biodegradados por microorganismos 12,13. Entre as técnicas utilizadas, para esse fim, encontram-se a cromatografia líquida clássica e a cromatografia gasosa, na obtenção do perfil de n-alcanos de amostras de petróleo e derivados. Esta análise fornece uma “impressão digital” geoquímica característica para cada tipo de petróleo e derivados nas mais distintas regiões da Terra. 14,15
No presente trabalho foi realizado um experimento usando fibra de coco (Cocos nucifera L.) como sorvente de hidrocarbonetos em derramamento de óleo em região marinha.
2.2 PARTE EXPERIMENTAL
Caracterização físico-química das amostras de petróleo
Foram usadas duas amostras de petróleo (A01 e A02). A amostra foi pré-aquecida na estufa até atingir a temperatura de 40°C e homogeneizada para torná-la em condições de análise. A caracterização do petróleo foi iniciada pela determinação do ponto de fluidez, seguindo a norma ASTM D97. A determinação do grau API foi realizada conforme a norma ASTM 5002 e a ISO 12.185. A
determinação do grau API informa a densidade relativa do óleo que, por sua vez, vai influenciar no espalhamento do óleo.
As separações das frações hidrocarbonetos saturados, hidrocarbonetos aromáticos e NSO (resinas e asfaltenos) foram realizadas por cromatografia em coluna, líquida clássica. A coluna usada foi de 50 mL, na qual, foi inserida uma pequena quantidade de fibra de vidro. Em seguida foi preenchida com hexano, então 4g de sílica ativada com hexano foi adicionado com auxílio de leves toques na coluna para auxiliar o processo de compactação. A amostra de petróleo (~0,02g) foi pesada em balança analítica e quantitativamente transferida para topo da coluna com auxílio de uma pipeta de Pasteur. A fração dos hidrocarbonetos saturados foi separada pela eluição de 40 mL de hexano. A fração dos aromáticos foi eluída com 40 mL de diclorometado/hexano (1:1) e para eluir a fração dos NSO foi usado 40 mL de diclorometado/metanol (8:2). A finalidade desta separação foi investigar a relação entre os hidrocarbonetos totais de petróleo antes e após os testes de sorção.
A cromatografia gasosa foi realizada conforme a norma EPA 8015. O concentrado da fração dos saturados foi diretamente injetado, sem divisão de fluxo, em uma coluna de fase estacionária 30m DB-5 instalada em um cromatógrafo a gás HP 6890, com o injetor a 280 °C; temperatura inicial da coluna 50 °C, isoterma por 1 minuto, taxa de aquecimento de 6 °C/min até a temperatura final de 310 °C, isoterma de 10 minutos. Esta análise pode ser chamada de impressão digital (do inglês,
fingerprints) onde determina contribuição (do inglês, input) da matéria orgânica que
deu origem ao óleo e a degradação do mesmo através do decréscimo no teor de n-alcanos.
Pré-tratamento da fibra de coco
A fibra de coco foi obtida através dos processos de dilaceração com auxílio de um moinho de facas, pré-secagem em temperatura ambiente, moagem e secagem em estufa até atingir massa constante. 16 Em seguida a fibra foi acondicionada em sacos polietileno para posterior seleção granulométrica. Com a finalidade de otimizar a sorção de óleo e proporcionar a sua utilização num derramamento real de petróleo no mar, a granulometria selecionada foi de 1,00 mm - 2,00 mm, utilizando um agitador com a peneira de 10 Tyler.
O teste de flutuabilidade foi realizado em regime dinâmico (utilizando aquários com bombas de aeração para simulação de ondas), onde a fibra foi submersa por
um tempo determinado num recipiente com água do mar sendo posteriormente liberada e observada a parcela de material que retornou espontaneamente a superfície. 17 A densidade da fibra foi avaliada apenas no sentido da capacidade de flutuação em contato com a água do mar, não foi estimado valor em virtude das fibras vegetais, apresentarem sua superfície, bastante heterogêneas.
O tratamento térmico foi realizado submetendo da fibra em água destilada e aquecendo a temperatura de 80°C durante 1h. Este tratamento teve como objetivo proporcionar uma modificação superficial das fibras, expondo as fibrilas (reentrâncias) e as marcas globulares (saliências), não extraindo os componentes internos da fibra.18 Em seguida foi feita a secagem estufa com temperatura 60°C até atingir massa constante.
Testes de Sorção
O experimento, em triplicata, foi conduzido em reservatórios de vidro, similares, contendo inicialmente 5L de água do mar. Um deles foi adicionado 0,5g de fibra e denominado de controle. Os demais foram unidades de simulação de derramamento de óleo no mar, nos quais foram adicionado 15 mL de óleo e em seguida 0,5g de fibra de coco, com tratamento térmico, sobre a mancha de óleo formada. Todo procedimento foi repetido, em uma segunda etapa, usando fibra sem tratamento térmico. Foram utilizadas bombas de aeração para simular o efeito hidrodinâmico.
Os testes de sorção foram realizados em temperatura ambiente, exposto aos processos intempéricos com a finalidade de simular uma situação de derramamento real. Os tempos de reação selecionados foram de 30min, 45min, 60min, 120min e 240min com objetivo de identificar o momento de maior sorção de óleo na fibra. Após o vencimento dos respectivos tempos, a bomba de aeração foi desligada, iniciando assim a retirada da fibra com auxílio de pinça de aço inox sendo reservada em Becker. As amostras (fibra de coco + emulsão óleo/água) foram deixadas em capela, e feita pesagem até atingir massa constante. O comparativo de sorção foi avaliado de forma direta pela relação (g óleo / 0,5g de fibra). 19
2.3 RESULTADOS E DISCUSSÃO
Caracterização da Fibra de coco
Os resultados de flutuabilidade e densidade da fibra de coco com tratamento e sem tratamento, foram satisfatórios (Tabela 1) para atuar como sorvente1,20,21. A granulometria selecionada facilitou a aplicação da fibra no ambiente de derramamento simulado onde permaneceu em todos os procedimentos na superfície da água.
Tabela 1: Granulometria, flutuabilidade e densidade da fibra de coco.
AMOSTRAS GRANULOMETRIA FLUTUABILIDADE DENSIDADE C/ Trat. Térmico 1,00-2,00mm Positiva <1g/mL
S/ Trat. Térmico 1,00-2,00mm Positiva <1g/mL
Parâmetros físico-químicos das amostras de petróleo
A amostra A01 foi classificada como óleo leve em função de seu grau API (33,19°) e densidade (0,8533g/mL), com ponto de fluidez a 34°C. Já a amostra A02 foi classificada como óleo médio em função seu grau API (28,39°) e densidade (0,8836g/mL), com ponto de fluidez a 4°C permanecendo este completamente fluido a temperatura ambiente.
Os resultados apresentados ajudaram a interpretar o comportamento da fibra de coco no momento da sorção, visto que, óleos com maior grau API e maior ponto de fluidez tem o tempo de espalhamento mais rápido, o que cabe a necessidade de uma resposta mais rápida na aplicação dos processos de remediação. 3,14,22
Testes de Sorção
Os testes de sorção foram interpretados com base na sorção das amostras de petróleo frente à fibra com tratamento térmico e sem tratamento térmico (Tabela 2).
O comparativo entre as amostras evidenciou que para amostra A01 a fibra com tratamento térmico apresentou um maior grau de sorção (Figura 1). Enquanto para amostra A02 este tratamento não apresentou variação significativa (Figura 2). O equilíbrio foi alcançado a partir de 60 minutos para ambas.
Tabela 2: Testes de sorção para a amostra A 01 e A 02 da fibra com e sem tratamento
térmico.
TESTES DE SORÇÃO - g de óleo sorvido / 0,5g de fibra de coco
Tempo (min.) A 01 C/ TRAT A 01 S/ TRAT A 02 C/ TRAT A 02 S/ TRAT
30 4.611 3.364 4.523 4.220
45 6.460 5.479 4.597 4.703
60 7.208 6.341 5.283 5.342
120 7.538 6.379 5.340 5.401
240 7.650 6.396 5.562 5.436
Figura 1: Comparativo de sorção para a amostra A 01da fibra com e sem tratamento térmico.
Avaliação de sorção dos hidrocarbonetos
Os resultados da cromatografia líquida clássica das amostras A01 e A02 (Tabela 2) são apresentados no diagrama ternário, feito com auxílio do programa Tridraw 2.6, no qual cada vértice expressa a concentração máxima de sua respectiva fração (Figura 3). Ao comparar a composição do petróleo antes e após os testes de sorção, para fibra com tratamento térmico e sem tratamento térmico, ficou evidenciado que sem o tratamento térmico a fibra sorveu mais hidrocarbonetos totais de petróleo em relação a fibra com tratamento térmico, que teve mais afinidade com as frações pesadas do óleo. 23
Tabela 2: Composição (%) das amostras de óleo.
AMOSTRAS SAT ARO NSO
A 01 81% 11% 8% A 01 S/Trat. 70% 9% 21% A 01 C/ trat. 57% 9% 34% A2 72% 16% 12% A2 S/ trat. 64% 19% 16% A2 C/trat. 48% 7% 45%
Figura 3: Diagrama ternário das amostras de óleo A01 e A02, antes e após os testes de sorção com
A fração de hidrocarbonetos saturados das amostras de petróleo A01 e A02 (Figura 4; Figura 5) apresentaram um maior decréscimo após a utilização de fibra com tratamento térmico, embora a quantidade de óleo sorvido nesse caso tenha sido maior quando comparado à fibra sem tratamento. Isso provavelmente ocorreu devido ao tratamento térmico expor as fibrilas da fibra e proporcionar uma maior área de contato disponível para o processo de sorção de outros componentes do petróleo.
Figura 5: Cromatograma dos hidrocarbonetos saturados – Amostra 02.
2.4 CONCLUSÃO
A fibra de coco apresentou resultados satisfatórios para ser utilizada como sorvente de hidrocarbonetos em derramamento de petróleo. Perante as amostras de óleo utilizadas no estudo, a fibra de coco teve uma maior afinidade com a amostra A01, óleo leve, com elevado ponto de fluidez e menor densidade quando comparada com a amostra A02, óleo médio, menor ponto de fluidez e maior densidade. No geral, a fibra de coco sem o tratamento térmico, apresentou maior sorção de hidrocarbonetos totais de petróleo, com relação à fibra tratada termicamente,
embora a última tenha apresentado maior quantidade de sorção do óleo. Para utilizar a fibra de coco em um eventual derrame de petróleo, foi concluído que para amostras de óleo mais leve, com maior presença de n-alcanos é recomendada a utilização da fibra sem o tratamento térmico e para amostras de óleo com maior presença de resinas e asfaltenos é recomendada o uso da fibra com o tratamento térmico.
2.5 AGRADECIMENTOS
À bolsa recebida pela CAPES, ao LAPEG – Laboratório de Petróleo e Gás da UNIFACS, pela realização das análises de densidade, Grau API e ponto de fluidez das amostras e ao NEA – Núcleo de Estudos Ambientais/UFBA, pela realização das cromatografias.
2.6 REFERÊNCIAS
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3. UTILIZATION OF GREEN WASTE OF COCONUT (Cocos nucifera L.) AS
SORBENTS IN OIL SPILLIN THE MARINE ENVIRONMENT
Alex S. Caldas1, Vera L. C. S. Santos2
1. Núcleo de Estudos Ambientais, Instituto de Geociências, Universidade Federal da Bahia, Campus de Ondina, 40170-290, Salvador-BA, Brasil.
2. Instituto de Química, Universidade Federal da Bahia (UFBA), Campus de Ondina, 40170-290, Salvador-BA, Brasil.
Autor: Tel: +55 71 8797 4022, Fax +55 71 xxxx xxxx, e-mail: alex.eng3@yahoo.com.br
ABSTRACT
Despite the widespread exploitation be in places of difficult access, is in the upper part of the production chain that includes exploration, transportation and refining of crude oil where the main impacts occur in these ecosystems. Any oil spills, especially after the disaster in the Gulf of Mexico in 2010, increased global environmental concern in the development of materials and methods that have the ability to remove, recover and degrade the oil. This study aimed to harness the residue of coconut (Cocos nucifera L.) as sorbent in oil spill in marine environment. The results show that, in addition to good sorption capacity for oil with great presence of n-alkanes the use of coconut fiber without heat treatment is best, while the fiber with heat treatment is more suitable for oil with great presence ofresins and asphaltenes.
Key Words: Oil spill, clean water, remediation, plant fibers, natural sorbent, coconut fiber.
3.1 INTRODUCTION
Eventual oil spills, especially after the disaster in the Gulf of Mexico in 2010, have raised concerns in the development of global environmental materials and methods that have the ability to remove, retrieve, and degrade oil (RADETIC et al., 2008).
The oil industry is recognized worldwide as one of economic activities with the greatest potential impact on the environment. Despite the widespread exploitation be in places of difficult access, the main impacts on these ecosystems occur in the
upper part of the chain of production that includes exploration, transportation and refining of crude oil (ANNUNCIADO et al., 2005).
Crude oils are complex mixtures of hydrocarbons of varying molecular weight. The main groups of components of the oils are saturated hydrocarbons, aromatic hydrocarbons, resins and asphaltenes. The saturated hydrocarbons constitute the largest group. They consist of normal alkanes, naphthenic and isoalcanos, with total concentrations ranging from 15 to 20%. However, in degraded oils show lower values of these compounds or high (35%) in light oils (TISSOT & Welt, 1984).
The aromatic hydrocarbons are those compounds consisting of at least one benzene ring. The aromatic compounds of low molecular weight such as benzene and toluene, are water soluble and volatile at room temperature while the Polycyclic Aromatic Hydrocarbons (PAH's) have condensed benzene ring of high molecular weight. The HPA's tend to be associated with solid particles, due to its low solubility in water, they are less volatilized, so they are considered recalcitrant (Thomas, 2004; PAES, 2005). The resins and asphaltenes are a group of compounds of high molecular weight complex structures with cores of polycyclic aromatics or naphthenes-aromatics. These components represent the more polar fraction of oil and are considered as the final members of oil degradation. They consist of 80-95% carbon and hydrogen with oxygen always present. Sulfur, nitrogen and metals are normally present in the structure (Barker, 1979; Walp, 1981, PAES, 2005).
The most rapid and effective containment and remediation of the supernatant oil in marine environment has been the application of materials that have the ability to retain liquid, named sorbents, which are mostly made by synthetic materials, high cost, non-renewable and non-biodegradable. Some important features and desirable in these materials include ease of application, low density, high retention rate of oil (WIGGERS et al., 2004; ANNUNCIADO, et al., 2005; CERQUEIRA, 2010). Nevertheless, the need for an economically viable remediation mechanism, using raw materials recyclable, biodegradable with high retention capacity of oil, it is essential today. For this, knowledge of some properties of oil such as API degree, fluidity point and the composition is necessary, since weathering processes such as spreading, evaporation, emulsification, dissolution, biodegradation and photo-oxidation, act on the spilled oil (FINGAS, 1998; WEI et al., 2003; CERQUEIRA, 2010).
In tropical countries the consumption of coconut is intense, generating large quantities of waste to the environment. This residue takes more than eight years to complete biodegradation, making it a possible tool for the proliferation of vectors that can transmit diseases to the population. Moreover, this residue carries a large volume to be collected in urban centers, with subsequent disposal in landfills (STEPS, 2005; MONTEIRO, 2009). However, the coir has some features that make this special fiber. That is, high lignin content (20-45%), a substance that confers rigidity and resistance to microbiological attack, a reasonable level of cellulose (36-43%), hemicellulose (0.15-0.25%), a component responsible for biodegradation of the fiber. However, the coir has some features that make this special fiber. That is, high lignin content (20-45%), a substance that confers rigidity and resistance to microbiological attack, a reasonable level of cellulose (36-43%), hemicellulose (0.15-0.25%), a component responsible for biodegradation of the fiber. In its composition is also observed the presence of wax that provides a protective layer, increasing the oleofilidade and hydrophobicity (77%) of the fiber surface, being mentioned for having a strong relationship with the sorption of oil. This fiber after sorption of oil can still be reused because it has a high amount of silica content (1.1%), which can be transformed into silicon carbide (SiC) and used as reinforcement of metals and ceramics (SJOSTROM, 1993; FONSECA, 1998; VAN DAM et al., 2004; ANNUNCIADO et al., 2005; PASSOS, 2005; LEÃO, 2008; SELVAN et al., 2008; BRÍGIDA, 2010).
This paper aims to present and discuss the study of the use of fibers of the residue of coconut in the development of a sorbent to be used in oil spill in marine environment, making this material more harmless to the environment.
3.2 MATERIALS AND METHODS Coconut fiber
Coconut fiber was obtained through the processes of disruption, pre-drying, grinding and drying at room temperature with the aid of a knife mill (ROSE et al., 2002). Then the fiber was packed in polyethylene bags for subsequent particle size classification. In order to improve sorption of oil and to promote their use in a real case of oil spills at sea, the particle size chosen was 1.00 mm - 2.00 mm, using 10 Tyler sieve.
The buoyancy test (Ribeiro, 2000) was conducted in dynamic regime using glass tanks of sea water (5L), using aeration pumps to simulate wave motion. In the reservoir, the fiber was submerged for a time and later released. The portion of material that returned spontaneously to the surface was then observed.
The fiber density was measured only in the sense of buoyancy in contact with sea water; however, the value was not estimated because of the vegetable fibers present very heterogeneous surfaces (CERQUEIRA, 2010).
The thermal treatment was performed by subjecting the fiber in distilled water and raising the temperature to 80°C for 1h. Then, drying was carried out in an incubator (temperature 60°C) until reaching constant weight (SANTIAGO et al., 2007).
The fiber samples were subjected to Scanning Electron Microscopy (SEM) for the micro structural observations, using a microscope SHIMADZU, SS 500. The samples were coated with a thin layer of gold plating SHIMADZU, CHF 50.
Samples of oil
Two different samples of oil (A01 and A02) were used in this experiment. The characterization of these samples was initiated by determining the fluidity point according to ASTM D97. Each sample was preheated in the oven until the temperature of 40°C to make it capable of analysis. Immediately after heating, a 45ml aliquot was taken and injected into the digital device model HCP HERZOG 852. To determine the density, degree API was used, which was performed according to ASTM 5002 and ISO 12185. Each sample was heated to a temperature of 40°C to make it capable of analysis. Then, an aliquot of the sample (5mL) was taken and injected into the densimeter Anton Paar digital counter, model 4500 where the DMA configuration steps following the standards for this analysis were followed.
The oil composition was determined before and after sorption tests using classical liquid chromatography column (50mL) filled with activated silica (4g) and hexane with the aid of light touches the column to help the process of compression.
The oil sample (~ 0.02 g) was weighed on an analytical balance and quantitatively transferred to the top of the column with the aid of a Pasteur pipette. The saturated hydrocarbon fraction was obtained by eluting 40mL of hexane. The fraction of the aromatics was eluted with 40mL of dicloromethane / hexane (1:1) and
to elute the fraction of asphaltenes and resins was used dicloromethane 40mL / methanol (8:2). The program Tridraw 2.6 was used for the preparation of a ternary diagram with the results.
Gas chromatography was performed to evaluate the profile of n-alkanes and their behavior after oil sorption according to EPA 8015. The concentrate of the saturated fraction was directly injected, without division of the stream, in a column stationary phase 30m (DB-5) installed in an HP 6890 gas chromatograph with the injector at 280°C. The initial column temperature was 50°C (isotherm for 1 min), heating rate of 6°C / min until the final temperature of 310°C (isotherm 10 minutes). It is noteworthy that n-alkanes are the first compounds to be degraded in an oil spill in marine environment.
Sorption tests
The experiment, in triplicate, was conducted in glass containers, similar, initially containing 5L of seawater. One of them was added 0.5g of fiber and called control. In the other units were carried out simulation of oil spills at sea, in which were added 15mL of oil and then 0.5g of coconut fiber with heat treatment on the oil slick formed (Figure 1). The entire procedure was repeated in a second step, using fiber without heat treatment. Aeration pumps were used to simulate the hydrodynamic effect.
The sorption tests were performed at room temperature, exposed to weathering processes in order to simulate a real spill situation. The selected reaction times were 30min, 45min, 60min, 120min and 240min in order to identify the moment of greatest sorption of oil in the fiber. After the expiration of their time, aeration pump was turned off and then the fiber was removed with tweezers stainless steel and placed in a beaker.
The sample of green coconut fiber (more emulsion oil / water trapped in it) was left in chapel, and then your weight was carried out up to constant weight. The sorption capacity (CS) was obtained by using the formula CS = (mf-mo) / mo, where mf is the mass of sorbent impregnated with oil and mo is the initial mass of dry sorbent. This was performed according to ASTM F-726 and Canadian Protocol "Oil Spill Sorbents: Testing Protocolans Certification Listing Program" that determines the mass of oil sorbed per gram of sorbent material.
Figure 1: (a) Side view of the assembly of the experiment, (b) Top view of simulation of the oil spill, (c) Top view of simulation of the application of coconut fiber, (d) Withdrawal of coconut fiber impregnated with oil.
3.3 RESULTS AND DISCUSSION
Density, Buoyancy and Particle Size of the Coconut fiber
The results of buoyancy, density and particle size of the green coconut fiber, both with and without heat treatment are presented in Table 1. The particle size was selected to facilitate the application of fiber in the environment (water surface) where the spill was simulated in all procedures (ANNUNCIADO et al., 2005; PINO, 2005; GONZÁLEZ et al., 2005; BRANDÃO, 2010).
Table 1: Particle size, buoyancy and density of coconut fiber
Sample Granulometry buoyancy Density
With heat treatment 1.00-2.00mm Positive <1g/mL No heat treatment 1.00-2.00mm Positive <1g/mL
The electronic scanning microscopy (MEV) performed in the green coconut fiber with and without heat treatment, can be observed in Figure 2. The fiber (heat treated) presented sorption points empty showing that this treatment partially removes waxes and fatty acids on the fiber surface (SANTIAGO et al., 2008; BRÍGIDA, 2010).
Figure 2: (a) MEV of coconut fiber without heat treatment, 45 x magnification, (b) MEV of coconut fiber with heat treatment, 50 x magnification. (c) MEV of coconut fiber without heat treatment, 350 x magnification, (d) MEV of coconut fiber with heat treatment, 400 x magnification.
In Figure 3, surface modification of the fiber with heat treatment, where the fibrils exposed (indentations) and globular marks (protrusions), without extracting the components inside the fiber was observed. The treatment resulted in a greater contact surface which contributed to join oil / fiber.
Figure 3: (a) MEV of untreated coconut fiber, 700 x magnification; (b) MEV of coconut fiber with treatment, x 700 magnification
Characterization of oil
The results of density, degree API and fluidity point of oil samples are shown in Table 2.
Table 2: Fluidity point, degree API , density and classification of oil samples NAME FLUIDITY
POINT API DEGREE DENSITY CLASSIFICATION A01 34°C 33,19°C 0.8533g/cm³ Light Paraffinic Oil A02 04 °C 28,39°C 0.8836g/cm³ Medium naphthenic oil
Sample A01 was classified as light oil according to their degree API and high fluidity point. However, sample A02 was classified as medium due to the degree API and fluidity point (4°C) while remaining completely liquid at room temperature (25 ° C).
It was observed that oils with lower density, higher degree API and higher fluidity point has the fastest time of scattering, which meets the need for a more effective response in the application of remediation processes (TISSOT et al., 1984; WONG, 2002; NORDVIK, 1995; WONG, et al., 2002).
Sorption capacity
This test was interpreted based on the sorption of oil samples against the fiber with heat treatment and without heat treatment (Figure 4a and 4b). The comparison between samples showed that for oil sample A01, the fiber with heat treatment
showed a greater degree of sorption. While for sample A02 this treatment did not change significantly. The equilibrium was reached from 60 minutes for both.
According to ASTM F-726 and Canadian Protocol, the sorption capacity of sample A01 was satisfactory in achieving balance of approximately 13 g oil / g fiber 0.5 (Figure 4a). A02 sample presented a lower performance. Its sorption capacity reached in approximately 9 g oil / g fiber 0.5 at steady state (Figure 4b). This possibly is due to the physicochemical characteristics of this sample, although this does not prevent its use in an oil spill in marine environment.
The composition of oil samples
The various fractions of hydrocarbons (saturated and aromatic) and NSO (resins and asphaltenes) of the samples A01 and A02 (Table 2) obtained by classical liquid chromatography are presented in the ternary diagram (Figure 5), in which each vertex expresses the maximum concentration of their respective share.By comparing the composition of the oil before and after sorption tests for fiber with heat treatment and without heat treatment, it was evident that the fiber without heat treatment showed a higher retention capacity of alkanes,
while the fiber with the treatment thermal withheld the fraction of resins and asphaltenes.
Table 2: Composition of oil before and after the experiment using coconut fibers with and without thermal treatment as a sorbent
Samples SAT (%) ARO (%) NSO (%)
A 01 before the experiment 81 11 8
(A 01) No heat treatment 70 9 21
(A 01) with thermal treatment 57 9 34
A02 before the experiment 72 16 12
(A 02) No heat treatment 64 19 16
(A 02) with thermal treatment 48 7 45
SAT (saturated hydrocarbon); ARO (aromatic hydrocarbons); NSO (resins and asphaltenes)
The saturated hydrocarbon fraction of oil samples A01 and A02 (Figure 06, Figure 07) showed a greater decrease after the use of fiber with heat treatment, although the amount of oil sorbed in this case was higher when compared to the untreated fiber.This was probably due to heat treatment to expose the fibrils of the fiber and provide a larger contact area available for sorption of other components of the oil.
Figure 5: Ternary diagram showing the oil samples A01 and A02 after the experiment using coconut fibers with and without thermal treatment as a sorbent
3.4 CONCLUSION
The coconut fiber showed good results to be used as a sorbent material in the oil spill. The MEV results showed that heat treatment promotes a clean fiber surface, improving adhesion matrix / fiber. In view of the oil samples used in this study, the coconut fiber had a greater affinity for the sample A01, light oil, high fluidity point and lower density compared with the sample A02, medium oil, lower fluidity point and greater density. For oil with greater presence of alkanes is recommended to use the fiber without heat treatment and oil with higher content of asphaltenes and resins is most suitable use of the fiber with heat treatment. Under the conditions of the experiment was concluded that the use of coconut fiber on a possible oil spill, each gram of fiber used can be sorbed about 26 grams of light oil or 19 grams of oil.
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4. CONCLUSÕES
A Fibra de coco (Cocos nucifera L.) apresentou bons resultados para ser utilizada em remediação de derramamento de petróleo em ambiente marinho.
Os resultados de MEV evidenciaram que o tratamento térmico promove uma pequena limpeza na superfície da fibra, removendo ceras e ácidos graxos o que melhora a adesão oleo/fibra.
Perante as amostras de óleo utilizadas neste estudo, a fibra de coco teve uma maior afinidade com a amostra A01, óleo leve, com elevado ponto de fluidez e menor densidade, quando comparada com a amostra A02, óleo médio, menor ponto de fluidez e maior densidade.
Os resultados cromatográficos apresentaram satisfatórios para ser utilizada como sorvente de hidrocarbonetos em derramamento de petróleo, embora não tenha mostrado seletividade com relação a diferentes frações dos hidrocarbonetos saturados e aromáticos.
Para óleo com maior presença de HTP é recomendado o uso da fibra sem o tratamento térmico e para óleo com maior teor de NSO é mais favorável a utilização da fibra com o tratamento térmico.
Para utilizar a fibra de coco em um eventual derrame de petróleo, foi concluído que para cada grama de fibra utilizada pode ser sorvido aproximadamente 26g de óleo leve ou 19g de óleo médio, nessas condições.
Em trabalhos futuros sugere-se:
O estudo mais aprofundado sobre a sorção de hidrocarbonetos;
Um novo tratamento térmico da fibra de coco sem a utilização de água; A utilização de óleo pesado nos testes de sorção;
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