dc.creator | Baumann, Luiza | |
dc.date.accessioned | 2022-05-30T15:38:14Z | |
dc.date.available | 2022-05-30T15:38:14Z | |
dc.date.issued | 2022-03-18 | |
dc.identifier.uri | http://repositorio.ufsm.br/handle/1/24583 | |
dc.description.abstract | In this work, a method was developed for the determination of Ca in petroleum using
colorimetry with digital images with the PhotoMetrix application. For this purpose, a
portable system was used based on the capture of digital images by an endoscopic
camera and the processing and treatment of the images was done using the
PhotoMetrix PRO application. The colorimetric analysis was based on complexation
reactions with Ca using calcein, murexide and calcon. The pH parameters and
concentration of each complexing agent necessary for the formation of stable
complexes with Ca were evaluated. A three variable Doehlert matrix (DOE), quadratic
model, was also used to evaluate the influences of the total volume of solution (1 to 2
mL), camera focal length (2 to 20 mm) and light intensity (30 at 180 lx) for digital image
acquisition. Finally, the regions of interest for capturing digital images (32x32, 64x64
and 128x128 pixels) were optimized and the possible interference caused by the
presence of magnesium was evaluated. After the capture of the images, the data were
processed in the PhotoMetrix PRO application using the multivariate calibration model
by the partial least squares (PLS) method. ASTM D4807 was evaluated as a sample
preparation method for further determination of Ca in petroleum samples. Therefore,
the saline species contained in the crude oil were isolated in a 0.45 μm membrane
after filtration, as recommended by the ASTM D4807 standard. The proposed method
with optimized conditions was applied to 5 crude oil samples with Ca concentrations
ranging from 5 to approximately 900 mg kg-1, to evaluate the predictive capacity of the
model. The results of the proposed method were compared with the values obtained
by the solubilization of the petroleum samples with determination by ICP OES and also
with the values obtained by microwave-assisted wet digestion using single reaction
chamber (MAWD-SRC) with determination by ICP OES, as reference methods.
Determination coefficients greater than 0.997 were obtained for the calibration models
built for the three complexing agents, using 5 factors. RMSECV values of 0.26, 0.35
and 0.32 mg L-1 were obtained for the regression models for calcein, murexide and
calcon, respectively. No significant differences were observed between the proposed
method and the reference methods (ANOVA, 95% confidence interval). The detection
and quantification limits were 0.62 and 2.05 mg kg-1, 0.12 and 0.40 mg kg-1 and 0.15
and 0.51 mg kg-1, for the complexing agents calcein, murexide and calcon,
respectively. No significant interference of magnesium was observed in petroleum
samples used in this work. Finally, the colorimetric method by digital images with
PhotoMetrix is considered a viable alternative for the determination of Ca crude oil
samples, due to its possibility of miniaturization, low cost, operational ease and speed
in obtaining and processing digital images. | eng |
dc.description.sponsorship | Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq | por |
dc.language | por | por |
dc.publisher | Universidade Federal de Santa Maria | por |
dc.rights | Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International | * |
dc.rights.uri | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/ | * |
dc.subject | Petróleo | por |
dc.subject | Cálcio | por |
dc.subject | Imagens digitais | por |
dc.subject | Calibração multivariada | por |
dc.subject | PhotoMetrix | por |
dc.subject | Crude oil | por |
dc.subject | Calcium | eng |
dc.subject | Digital images | eng |
dc.subject | Multivariate calibration | eng |
dc.title | Determinação de cálcio em petróleo utilizando colorimetria com imagens digitais | por |
dc.title.alternative | Determination of calcium in crude oil using colorimetry with digital images | eng |
dc.type | Dissertação | por |
dc.description.resumo | Nesse trabalho foi desenvolvido um método para a determinação de Ca em petróleo
utilizando a colorimetria com imagens digitais com o aplicativo PhotoMetrix. Para isso, foi
utilizado um sistema portátil baseado na captura de imagens digitais por uma câmera
endoscópica e o processamento e tratamento das imagens foi feito utilizando o aplicativo
PhotoMetrix PRO. A análise colorimétrica foi baseada nas reações de complexação com
o Ca usando calceína, murexida e calcon. Foram avaliados os parâmetros de pH e
concentração de cada complexante necessária para a formação de complexos estáveis
com o Ca. Também foi utilizado um planejamento de experimentos do tipo Doehlert,
modelo quadrático, de três variáveis, para avaliar as influências do volume total de
solução (1 a 2 mL), distância focal da câmera (2 a 20 mm) e intensidade de luz (30 a 180
lx) para a aquisição das imagens digitais. Por último, foram otimizadas as regiões de
interesse para a captura das imagens digitais (32x32, 64x64 e 128x128 pixels) e avaliadas
as possíveis interferências causadas pela presença de magnésio. Após a captura das
imagens, os dados foram processados no aplicativo PhotoMetrix PRO utilizando o modelo
de calibração multivariada pelo método dos mínimos quadrados parciais (PLS). A norma
ASTM D4807 foi avaliada como método de preparo de amostras para posterior
determinação de Ca nas amostras de petróleo. Diante disso, foi feito o isolamento das
espécies salinas contidas no petróleo em membrana de 0,45 μm após filtração, como
preconizado pela norma ASTM D4807. O método proposto, com as condições otimizadas,
foi aplicado para 5 amostras de petróleo com concentrações de Ca variando de 5 até
aproximadamente 900 mg kg-1, para avaliar a capacidade preditiva do modelo. Os
resultados do método proposto foram comparados com os valores obtidos pelas
solubilizações das amostras de petróleo e também, com os valores obtidos pela digestão
por via úmida assistida por radiação micro-ondas em sistema com câmara única de
reação (MAWD-SRC) com determinação por ICP OES, como métodos de referência.
Coeficientes de determinação superiores a 0,997 foram obtidos para os modelos de
calibração construídos para os três complexantes, com a utilização de 5 fatores. Valores
de RMSECV de 0,26, 0,35 e 0,32 mg L-1 foram obtidos para os modelos de regressão
para a calceína, murexida e calcon, respectivamente. Não foram observadas diferenças
significativas entre o método proposto e os métodos de referência (ANOVA, intervalo de
95% de confiança). Os limites de detecção e quantificação foram 0,62 e 2,05 mg kg-1, 0,12
e 0,40 mg kg-1 e 0,15 e 0,51 mg kg-1, para os complexantes calceína, murexida e calcon,
respectivamente. Não foi observada interferência significativa do magnésio nas amostras
de petróleo utilizadas neste trabalho. Por fim, o método colorimétrico por imagens digitais
com PhotoMetrix é considerado uma alternativa viável para a determinação de Ca em
amostras de petróleo, devido a sua possibilidade de miniaturização, baixo custo, facilidade
operacional e rapidez na obtenção e processamento das imagens digitais. | por |
dc.contributor.advisor1 | Müller, Edson Irineu | |
dc.contributor.advisor1Lattes | http://lattes.cnpq.br/5994311290376153 | por |
dc.contributor.advisor-co1 | Bizzi, Cezar Augusto | |
dc.contributor.referee1 | Costa, Adilson Ben da | |
dc.contributor.referee2 | Duarte, Fábio Andrei | |
dc.creator.Lattes | http://lattes.cnpq.br/5182761845028144 | por |
dc.publisher.country | Brasil | por |
dc.publisher.department | Química | por |
dc.publisher.initials | UFSM | por |
dc.publisher.program | Programa de Pós-Graduação em Química | por |
dc.subject.cnpq | CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA | por |
dc.publisher.unidade | Centro de Ciências Naturais e Exatas | por |