Digestão assistida por irradiação UV como um método de preparação alternativo para a determinação de metais em biodiesel e bio-óleo por espectrometria de absorção atômica com chama

Abstract

Biodiesel e bio-óleo são combustíveis obtidos de fonte renovável, considerados ambientalmente atraentes e uma ótima alternativa em substituição ao diesel. A determinação dos metais presentes nestes biocombustíveis é necessária a fim de garantir a sua qualidade, pois podem causar problemas ao motor, mesmo em baixas concentrações. Este trabalho propõe o desenvolvimento de um método alternativo de digestão assistida por irradiação UV (fotodigestão) para biodiesel e bio-óleo e uma comparação com os métodos de preparo de amostras de combustíveis mais utilizados na literatura, visando a determinação de metais por espectrometria de absorção atômica com chama (FAAS). As amostras de biodiesel foram obtidas por quatro métodos distintos por meio da reação de transesterificação do óleo de soja. O bio-óleo foi obtido a partir do óleo de soja pelo processo de craqueamento térmico. Estes biocombustíveis foram caracterizados de acordo com os métodos estabelecidos pela ANP. As amostras de gasolina comum e diesel comum foram adquiridas em posto comercial de abastecimento. Foram utilizados cinco métodos distintos de preparação para os combustíveis: diluição em solvente orgânico (apenas para o biodiesel), decomposição por via seca, digestão assistida por irradiação microondas, digestão em bloco e digestão assistida por UV. A digestão em bloco do biodiesel e do bio-óleo foi muito lenta, uma vez que o tempo gasto foi de 50 e 174 h, respectivamente. Os resultados da decomposição por via seca sugerem que o emprego deste método não é o mais adequado, pois os limites de detecção (LOD) e de quantificação (LOQ) foram superiores aos valores dos outros métodos. Na análise do biodiesel, a diluição em solvente orgânico apresentou os menores LOD e LOQ. No caso do bio-óleo, gasolina e diesel, os melhores resultados foram obtidos pela digestão em microondas, que é um método rápido. Porém, sua desvantagem é o elevado custo do forno microondas analítico. Os resultados da digestão assistida por irradiação UV do biodiesel e bio-óleo foram coerentes com a diluição em solvente orgânico, digestão em bloco e em microondas, apresentando LOD e LOQ semelhantes a estes métodos. Além de apresentar um custo menor do que a digestão em microondas (foi usado um foto-reator artesanal) e ser um método mais simples do que a digestão em bloco, a fotodigestão consiste numa alternativa elegante que pode contribuir para estabelecer, propor e ou/ aperfeiçoar uma normatização adequada para a determinação de metais nestes biocombustíveis. ______________________________________________________________________________ ABSTRACT

Biodiesel and diesel-like are fuels derived from renewable sources and are considered environmentally attractive and an excellent alternative to diesel. The determination of the metals present in these biofuels is important in order to ensure their quality, once they can cause problems to the engine, even at low concentrations. This work proposes the development of a digestion assisted by UV irradiation (photodigestion) as an alternative preparation method for biodiesel and diesel-like, and a comparison with the most used preparation methods of fuels in literature, aiming the determination of metals by flame atomic absorption spectrometry (FAAS). Biodiesel samples were obtained by transesterification of soybean oil by four distinct methods. Diesel-like was obtained by thermal cracking of soybean oil. These biofuels were characterized according to ANP standards. Gasoline and diesel have been purchased from gas station. Five distinct preparation methods for the fuels were used: dilution in organic solvents (only for biodiesel), dry decomposition, wet heating digestion, digestion assisted by microwave radiation and digestion assisted by UV radiation. Wet heating digestion of biodiesel and diesel-like was very slow, since the time consumed for their digestion was 50 and 174 h, respectively. The results obtained for dry decomposition suggest that the use of this method is not the most appropriate once its detection (LOD) and quantification (LOQ) limits were higher than the other methods. In biodiesel analysis, the dilution in organic solvents presented the lowest LOD and LOQ values. For diesel-like, gasoline and diesel, the best results were obtained by microwave digestion, which is a quick method. However, its disadvantage is high cost of the analytical microwave oven. The results obtained by digestion assisted by UV radiation of biodiesel and diesel-like were in accordance to dilution in organic solvents, wet heating digestion and digestion assisted by microwave radiation, presenting LOD and LOQ values similar to these preparation methods. Besides presenting a lower cost in comparison to microwave digestion (a homemade photo-reactor was used) and it is a simpler method in comparison to wet heating digestion, the photodigestion is an elegant alternative that can contribute to establish, propose and/or improve an adequate process for the metal analysis in these biofuels.