00 CAMPUS ARISTÓTELES CALAZANS SIMÕES (CAMPUS A. C. SIMÕES) CTEC - CENTRO DE TECNOLOGIA Dissertações e Teses defendidas na UFAL - CTEC
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Tipo: Tese
Título: Caracterização e avaliação das fibras de paina (Ceiba pentandra (L.) Gaertn) do nordeste brasileiro na sorção de óleo diesel
Título(s) alternativo(s): Characterization and evaluation of kapok fibers (Ceiba pentandra (L.) Gaertn) from Brazilian Northeastern in diesel oil sorption
Autor(es): Oliveira, Leonardo Mendonça Tenório de Magalhães
Primeiro Orientador: Meili, Lucas
metadata.dc.contributor.advisor-co1: Ribeiro, Lívia Maria de Oliveira
metadata.dc.contributor.referee1: Silva, Antônio Osimar Sousa da
metadata.dc.contributor.referee2: Fonseca, Eduardo Jorge da Silva
metadata.dc.contributor.referee3: Zanta, Carmem Lúcia de Paiva e Silva
metadata.dc.contributor.referee4: Dotto, Guilherme Luiz
Resumo: Com a elevada demanda por transporte e armazenamento de petróleo e derivados, a problemática de sinistros de derramamentos em corpos d’água tem se mostrado frequente no mundo, e com sérios danos à fauna e flora marinha. Desse modo, inúmeros métodos de remediação ambiental e recuperação de óleo vem sendo desenvolvidos, onde o uso de materiais sorventes se destaca devido ao baixo custo, elevada eficiência de recuperação e capacidade regenerativa. Dentre os sorventes naturais, se distinguem as fibras de paina (Ceiba pentandra (L.) Gaertn) por serem materiais de origem agrícola e possuírem características de oleofilicidade (afinidade ao óleo), hidrofobicidade (aversão à água), boa flutuabilidade e, por serem biomassas, também apresentam biodegradabilidade. Portanto, neste trabalho a capacidade de sorção em óleo diesel das fibras de paina (Ceiba pentandra (L.) Gaertn) do nordeste brasileiro foi testada através da metodologia do teste de gotejamento. O material foi também caracterizado via Análise Termogravimétria (TGA/DTG), Espectroscopia no Infravermelho com Transformada de Fourier (FTIR) e Espectroscopia de Luminescência (PLE), e Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV). Avaliou-se ainda a cinética de sorção das fibras de paina, e seu potencial de captura estável de óleo mesmo quando submetido à agitação. Foram feitos testes qualitativos para atestar o desempenho prático do material diante de um sistema monofásico de diesel e bifásico (óleo e água). Para compreender as contribuições funcionais da superfície no processo sorptivo, esta foi submetida a extração de seu conteúdo ceroso e sua posterior caracterização em Cromatografia Gasosa com Espectrometria de Massas (CG-EM), procedendo o material pós extração a novo teste de sorção. As fibras naturais demonstraram elevado potencial sorptivo, dentro de uma média de 58,5 g de diesel/g de sorvente, e a cinética de sorção indicou rápida taxa ainda nos primeiros 10 segundos de contato, e o material se mostrou excepcionalmente estável, mantendo 86% do óleo retido mesmo após agitação por 30 minutos. As caracterizações comprovaram a oleofilicidade funcional e um caráter fluorescente na região de 390 a 400 nm. Comprovou-se também uma morfologia microfibrosa tubular, que sugeriu grande porosidade e poder de flutuação. A extração das ceras superficiais indicou que elas estão diretamente ligadas ao potencial oleofílico das fibras com grupos alcanos e aromáticos identificados, porém não se mostraram grande contribuintes na capacidade sorptiva total, sendo a morfologia da paina o fator mais determinante para este processo.
Abstract: Considering the high demand for transportation and storage of oil and oil products, the problem of spills in water bodies has been frequent in the world, and with serious damage to marine fauna and flora. Thus, numerous environmental remediation and oil recovery methods have been developed, where the use of sorbent materials stands out due to the low cost, high recovery efficiency and regenerative capacity. Among the natural sorbents, the kapok fibers (Ceiba pentandra (L.) Gaertn) are distinguished for being materials from agricultural origin and have characteristics of oleophilicity (oil affinity), hydrophobicity (water aversion), good buoyancy and, for being biomass, also present biodegradability. Therefore, in this work the diesel oil sorption capacity of the kapok fibers (Ceiba pentandra (L.) Gaertn) from northeastern Brazil was tested by dripping test methodology. The material was characterized by Thermogravimetric Analysis (TGA / DTG), Infrared Spectroscopy with Fourier Transform (FTIR) and Photoluminescence Spectroscopy (PLE), and Scanning Electron Microscopy (SEM). The sorption kinetics of the kapok fibers and their stable oil capture potential were also evaluated even when subjected to agitation. Qualitative tests were performed to attest to the practical performance of the material against a single-phase diesel and two-phase system (diesel and water). To understand the functional contributions of the surface in the sorptive process, it was subjected to extraction of its waxy content and its subsequent characterization in Gas Chromatography with Mass Spectrometry (GC-MS), and the material post-extracted to a new sorption test. Natural fibers showed high sorptive potential, within an average of 58.5 g of diesel / g of sorbent, and sorption kinetics indicated rapid rate within the first 10 seconds of contact, and the material was exceptionally stable, maintaining 86% of the oil retained after agitation by 30 minutes. The characterizations proved, the functional oleophilicity and a fluorescent character in the region at 390 to 400 nm. A tubular microfibrous morphology was also verified, which suggested great porosity and buoyancy. The extraction of the superficial waxes indicated that they are directly linked to the oleophilic potential of the fibers with alkane and aromatic groups, but they do not have shown great contribution in the sorptive capacity, being the morphology of the fibers the most determining factor for this process.
Palavras-chave: Derramamento de óleo
Fibras naturais
Cinética - Absorção e adsorção
Biorremediação
Gotejamento - Tempo de
Oil spill
Natural fiber
Sorption kinetics
Dripping time
CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA
Idioma: por
País: Brasil
Editor: Universidade Federal de Alagoas
Sigla da Instituição: UFAL
metadata.dc.publisher.program: Programa de Pós-Graduação em Materiais
Citação: OLIVEIRA, Leonardo Mendonça Tenório de Magalhães. Caracterização e avaliação das fibras de paina (Ceiba pentandra (L.) Gaertn) do nordeste brasileiro na sorção de óleo diesel. 2020. 131 f. Tese (Doutorado em Materiais) - Centro de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Materiais, Universidade Federal de Alagoas, Maceió, 2020
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
URI: http://www.repositorio.ufal.br/handle/riufal/6934
Data do documento: 15-abr-2020
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