ANÁLISE DA QUALIDADE DO ÁLCOOL COMBUSTÍVEL: UMA PROPOSTA DE APRENDIZAGEM

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1 ANÁLISE DA QUALIDADE DO ÁLCOOL COMBUSTÍVEL: UMA PROPOSTA DE APRENDIZAGEM ¹Márcia do Nascimento Portes ² Marcos Diniz ³Antônio Pizolato Neto 4 Noelle Silva Carneiro 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 , 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 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

2 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

3 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 C 2 H 5 OH (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

4 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: C 12 H 22 O 11 + H 2 O -> C 6 H 12 O 6 + C 6 H 12 O 6 C 6 H 12 O 6 -> 2CH 3 CH 2 OH + 2CO ,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 km 2, com uma população estimada de 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

5 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 /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 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 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 DOU Especificações do Álcool Etílico Anidro Combustível - AEAC e do Álcool Etílico Hidratado Combustível - AEHC, Padrões para Ensaios de Consumo e Emissões CARACTERÍSTICAS UNIDADES LIMITES MÉTODOS 5

6 AEAC AEHC ABNT NBR Aspecto Aprovada (1) (2) Cor (3) Acidez total (como ácido acético), mg/l 30,0 30, máx. Condutividade elétrica, máx µs/m Massa específica a 20ºC kg/m³ 790,9+-0,6 809,3+-1, Teor alcoólico INPM 99,5+-0,2 93,2+-0, Potencial hidrogeniônico (ph) - - 6,0 a 8, Resíduo por evaporação, máx. mg/100ml Ion Sulfato, máx mg/kg / Sódio, máx mg/kg Cobre, máx mg/kg 0, Aldeídos, máx. mg/l - 60 Cromatografia gasosa Ésteres, máx. mg/l - Álcoois Superiores, máx. mg/l (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

7 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 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

8 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

9 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 Petróleo e produtos de petróleo - Amostragem Manual ou ASTM D 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

10 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

11 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

12 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. RESULTADOS TEOR ALCOÓLICO GL TEOR ALCOÓLICO INPM* AMOSTRAS Amostra A 95,0 (± 0,5) 92,6 Amostra B 95,0 (± 0,5) 92,2 Amostra C 95,0 (± 0,5) 92,6 Amostra D 94,7 (± 0,5) 92,6 Amostra E 95,0 (± 0,5) 93,1 Amostra F 95,2 (± 0,5) 93,1 Amostra G 95,5 (± 0,5) 93,1 Amostra H 95,0 (± 0,5) 92,6 Amostra I 95,5 (± 0,5) 93,8 Amostra J 95,0 (± 0,5) 92,6 *O Teor INPM foi determinado a partir da MASSA ESPECÍFICA a 20,0 C. 12

13 Gráfico 1: Determinação de Teor alcoólico (º GL) em álcool etílico hidratado combustível. Determinação do Teor Alcoólico (º GL) em álcool etilico hidratado º GL 95,6 95,4 95,2 95,0 94,8 94,6 94,4 94,2 94,0 Série1 Amostra A Amostra B Amostra C Amostra D Amostra E Amostra F Amostra G Amostra H Amostra I Amostra J 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 RESULTADOS ph Amostra A 6,85 (± 0,05) Amostra B 7,41 (± 0,05) Amostra C 7,26 (± 0,05) Amostra D 7,22 (± 0,05) Amostra E 7,09 (± 0,05) Amostra F 7,14 (± 0,05) Amostra G 7,16 (± 0,05) Amostra H 7,09 (± 0,05) Amostra I 7,05 (± 0,05) Amostra J 7,13 (± 0,05) 13

14 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 Série1 Amostra A Amostra B Amostra C Amostra D Amostra E Amostra F Amostra G Amostra H Amostra I Amostra J 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. RESULTADOS CONDUTIVIDADE (µs/cm) CONDUTIVIDADE (µs/m) AMOSTRAS Amostra A 0,801(±0,005) 80,1 (±0,5) Amostra B 1,292(±0,005) 129,2 (±0,5) Amostra C 1,261(±0,005) 126,1 (±0,5) Amostra D 1,062 (±0,005) 106,2 (±0,5) Amostra E 0,853(±0,005) 85,3(±0,5) Amostra F 1,366(±0,005) 136,6(±0,5) Amostra G 1,172(±0,005) 117,2(±0,5) Amostra H 0,891(±0,005) 89,1(±0,5) Amostra I 1,669(±0,005) 166,9(±0,5) Amostra J 0,894(±0,005) 89,4 (±0,5) 14

15 Gráfico 3: Determinação da condutividade elétrica em álcool etílico hidratado combustível. Determinação da condutividade elétrica em álcool etílico hidratado Série1 Amostra A Amostra B Amostra C Amostra D Amostra E Amostra F Amostra G Amostra H Amostra I Amostra J 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. AMOSTRAS RESULTADOS DENSIDADE (g.cm -3 ) 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

16 Gráfico 4: Determinação da densidade em álcool etílico hidratado combustível. Densidade 0, , , , , , , , , ,80400 Série1 Amostra A Amostra B Amostra C Amostra D Amostra E Amostra F Amostra G Amostra H Amostra I Amostra J 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

17 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. Acidez Total mg/l Série1 Amostra A Amostra B Amostra C Amostra D Amostra E Amostra F Amostra G Amostra H Amostra I Amostra J 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

18 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

19 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. Determinação de material não volátil a 105º C em álcool etílico hidratado combustível mg/l Série1 Amostra A Amostra B Amostra C Amostra D Amostra E Amostra F Amostra G Amostra H Amostra I Amostra J 8- CONCLUSÃO 19

20 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

21 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 Acesso em: 03 de maio de ANP, 2009; Agencia Nacional do Petróleo, Gás Natural e Biocombustível; disponível em Acesso em: 20 de maio de ANP, 2009; Agencia Nacional do Petróleo, Gás Natural e Biocombustível; disponível em Acesso em: 05 de junho de

22 ANP, 2009; Agencia Nacional do Petróleo, Gás Natural e Biocombustível; disponível em Acesso em 25 de agosto de ANP, 2009; Agencia Nacional do Petróleo, Gás Natural e Biocombustível; disponível em Acesso em: 19 de junho de 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 Acesso em 21 de agosto de 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: acesso em 13 de março de 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: Acesso em: 03 de agosto de MINASPETRO, 2009; Associação dos Revendedores de Derivados de Petróleo de Uberaba; Disponível em: Acesso em 10 de Julho de

23 ROMERO, F., Biocombustíveis, Disponível em: eis.pdf. Acesso em :17 de agosto de SINDAÇUCAR, 2010; Sindicato da Indústria do Açúcar e do Álcool no Estado de Pernambuco. Acesso em 10 de março de 2010; disponível em: 23

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