2. RESEARCH DESIGN AND METHOD
2.4 S AMPLING
literatura trabalhos que utilizem metodologias de triagem usando a espectroscopia e quimiometria para fins de classificação de combustíveis gasosos.
/4J +9"*'B # /4J4/ "&$(
Desenvolver uma metodologia de análise de triagem para gás natural veicular e gás liquefeito de petróleo usando espectroscopia do infravermelho próximo e quimiometria, a fim de verificar adulterações ou não&conformidades desses combustíveis.
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• Aquisição de equipamentos de manipulação de gases combustíveis; • Desenvolvimento de amostradores portáteis para coleta de gás natural; • Desenvolvimento de uma célula de fluxo para analise espectrométrica dos
gases;
• Desenvolvimento de um sistema de injeção para análise dos gases;
• Estudar parâmetros importantes para o registro dos espectros NIR, como o número de varreduras e resolução;
• Aquisição e análise de amostras e padrões;
• Aplicação de diferentes modelos de classificação para análise de triagem da qualidade de combustíveis gasosos (GLP e GNV).
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Foram adquiridas 26 amostras de GNV em diversos postos de combustíveis das cidades de João Pessoa (PB), Natal (RN) e Recife (PE). Outras 6 amostras de GNV foram cedidas pela distribuidora de GN na Paraíba (PBGÁS). As 37 amostras de GLP foram cedidas pela empresa 4 do grupo , 4 ) . Também foram utilizadas três misturas (padrões primários) de gás natural, usadas como amostras de referência (70,0/81,0/90,0% de metano; 3,0/6,0/11,0% de etano; 0,8/1,5/2,5% de propano e 0,4/0,7/1,5% de butano, respectivamente) e três amostras de gases quimicamente puros (metano (99,995%), etano (99,0%) e propano (99,5%)), as quais foram compradas e
certificadas pela empresa .
Foi criado um conjunto de amostras adulteradas a partir de amostras originais de GLP e GNV. As adulterações foram feitas por diluição gasosa (de 10 a 50%), utilizado o gás nitrogênio ultra puro (99,999%) como diluente, totalizando 20 amostras adulteradas por diluição; e por adição de propano ou butano na composição das amostras, somando 11 amostras adulteradas por contaminação.
As adulterações foram realizadas por adição seqüencial, com base nas pressões parciais dos componentes da mistura, utilizando o sistema de injeção de amostra descrito na "Z! -4-4L. Depois disso, a mistura adulterada ficou confinada na célula de análise, em repouso por 5 minutos, e em seguida é inicializada a análise espectrométrica e cromatográfica, seqüencialmente.
-4/4- 'B'#! 1 # ? 09)0* # 1" $> #*&$#
Os dados foram divididos em conjuntos de treinamento, teste e predição, utilizando o algoritmo ! 0 (! ). O ! que é um método clássico de seleção de amostras de uma matriz de dados. Esse algoritmo foi aplicado separadamente nos conjuntos de amostras de GNV e GLP. A $+"($ -4/ mostra o número de amostras selecionadas pelo ! para cada combustível gasoso.
$+"($ -4/4Divisão do co 'A 1" > #*&$ GLP GNV Padrões Adulteradas -4- @)'A$>"0* # Para aquisição Infravermelho com tra modelo Spectrum, Sér amostras gasosas, foi modelo CG, série 2014 '7)&$ -4/4 Fotografias do Para facilitar a m e adquiridos, alguns dispositivos utilizados s de GNV e o GLP. Os eq seções. <$= - R +
conjunto de amostras pelo algoritmo !
*$( &"'0$>"0* "
37 19
32 16
6 31
o dos espectros , foi utilizado um transformada de Fourier (*& ), da ma
érie GX ( '7)&$ -4/$). Para analisar oi utilizado um cromatógrafo gasoso, da
( '7)&$ -4/+).
do (a) Espectrômetro FTIR e do (b) Cromató
a manipulação das amostras foram proje ns equipamentos específicos ( '7)&$
s são resistentes a pressão e específicos equipamentos construídos serão detalh
<+= # ,( -M "#*" &"1'Z! 9 9 8 8 6 31 espectrômetro de marca Perkin Elmer, a composição das da marca ' 5 ,
atógrafo Gasoso
rojetados, construídos
&$ -4-). Todos os cos para manipulação alhados nas próximas
'7)&$ -4-4 Fotografias d (a) Mangueira flexível de (c) Recipiente de amostra Regulador de pressão; (f) de análise em linha com d
-4-4/ 6()($# 1" $ Durante o dese análise gasosa. Inicialm quartzo, com 1 mm características e limitaç L4/4/, foi confeccionad caminho óptico de 15 cm <$= <"= <3= <7= <E - R +
dos principais equipamentos usados para m de alta pressão (Inox); (b) Adaptador para t stragem de GNV; (d) Adaptador para transf (f) Sistema de injeção de amostra; (g) Flux
dois instrumentos ( e CG)
1" $05('#" 7$# #$
senvolvimento desse trabalho, foram usa ialmente foi utilizada uma célula de fl m de caminho óptico ( '7)&$ -4L). itações desta célula, que será melhor e nada uma célula de acrílico, com cone
cm ( '7)&$ -4N). <+= <?= <E= # ,( L. manipulação de gases: a transferência de GLP; nsferência de GNV; (e) luxômetro; (h) Sistema usadas três células de fluxo comercial, de Mas, diante das r explicado na #"Z!
onexões em teflon e <1=
'7)&$ -4L4 Fotografia da
'7)&$ -4N4 Fotografia e e
Visando aumen análise, foi desenvolvida aço inoxidável, conexõe caminho ótico de 10,0 c amostras e padrões fora
- R +
da célula de fluxo comercial
esquema gráfico com as dimensões da célu
entar a segurança e a qualidade dos ida uma nova célula de medida. A célula xões rosqueadas e janelas de vidro. Esta 0 cm e diâmetro interno de a 1,0 cm ( '7
oram analisadas utilizando esta célula de
# ,(
L/
élula de acrílico
os procedimentos de ula foi construída com sta célula possui um
'7)&$ -4P). Todas as de medida.
'7)&$ -4P4 Fotografia e e -4-4- "?'A'"0*"# Para realizar a necessário desenvolver GNV nesses postos, q recipientes coletores f cromatógrafo e no esp empresa 6' - R +
e esquema gráfico com as dimensões da célu
*"# ? ("* &"# 1"
a coleta do GNV em postos de combust er um sistema de amostragem que supor que é de aproximadamente 220 bar
facilitou a coleta e a adaptação pa espectrometro . Para tanto, foram
, sete cilindros amostradores adaptad
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L-
élula de aço inoxidável
ustíveis da região, foi portasse a pressão do ar. A utilização dos para as análises no encomendados, à tados para manuseio
- R + # ,(
LL (Catálogo de Cilindros para GNV, modelo 7.197.300 M), descrito na '7)&$ -4Q. Os cilindros suportam pressões de até 500 bar e foram confeccionados com uma liga de aço revestida por teflon, minimizando os vazamentos dos gases contidos. As adaptações permitiram que a coleta de amostras fosse feita diretamente nas bombas de GNV, uma vez que a entrada do gás é semelhante às utilizadas nos automóveis.
'7)&$ -4Q4 Fotografias e esquema gráfico dos cilindros amostradores para coleta de