Determinação de hidrocarbonetos policíclicos aromáticos, níquel e vanádio em frações ácidas, básicas e neutras de asfaltos virgens e envelhecidos
Fecha
2017-08-15Metadatos
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Cimento Asfáltico de petróleo (CAP) é um material aglutinante de cor escura, constituído de uma mistura de hidrocarbonetos derivados do petróleo de forma natural ou destilação, além de conter pequenas frações de enxofre, nitrogênio, oxigênio e metais (Ni, V, Fe). Durante a aplicação do CAP a emissão gerada da mistura aplicada a quente contém um grande número de compostos, sendo alguns potencialmente nocivos à saúde dos profissionais ligados nestes procedimentos. Além disso, a ocorrência de metais traços é de grande interesse analítico, uma vez que são corrosivos e causam poluição ambiental. Com o processo de envelhecimento, ocorrem mudanças na composição química do CAP envolvendo estes compostos, decorrentes de reações como oxidação, condensação e desalquilação que levam a alterações nas propriedades reológicas do mesmo. Neste trabalho, foi estudado o comportamento do CAP frente a essas modificações sofridas durante o envelhecimento (RTFOT/SUNTEST) para HPAs e derivados (NHPAs e OHPAs) e metais como Ni e V. Para isso, primeiramente as amostras (virgens e envelhecidas) foram separadas em frações ácidas, básicas e neutras de maltenos e asfaltenos. Em seguida, foi desenvolvido um método de limpeza da amostra para análise de HPAs e derivados por LC-ESI-MS/MS. Para o estudo de Ni e V, foi investigado a quantidade total destes compostos nas frações por GFAAS e mostrado a perda de metaloporfirinas (compostos voláteis) de Ni e V do CAP utilizando o DEC (Dispositivo de extração e coleta). Os resultados mostraram que os HPAs estão mais concentrados na fração maltênica e NHPAs e OHPAs na fração asfaltênica, tanto nas amostras virgens como nas envelhecidas. Além disso, HPAs estão mais concentrados na fração neutra, enquanto NHPAs e OHPAs estão em maior quantidade nas fações ácidas e básicas de maltenos e asfaltenos. Com o processo de envelhecimento, os NHPAs (nitroantraceno e nitropireno) e os OHPAs (fenantrenocarboxialdeído e hidroxipireno) são os que mais se alteram, principalmente na fração ácida, podendo ser considerados marcadores nesse processo. Em relação aos compostos de Ni e V, ambos diminuem com o processo de envelhecimento, tendo Ni uma perda entre 45 e 50% e V entre 35 e 40%, sendo mais significativa na fração ácida. Os resultados aqui mostrados são importantes no sentido de compreender um pouco mais dos fenômenos envolvidos no processo de envelhecimento do CAP e das contribuições que estes compostos têm nas modificações químicas. Baseado nisso, possíveis transformações químicas e físicas foram propostas com base no estudo de 6 diferentes ligantes asfálticos e nas reações previstas na literatura para CAP (oxidação, condensação e volatilização). Um total de 7 HPAs foram indicados como os mais reativos nos ligantes e 4 porfirinas de Ni e V foram estudadas como modelos de compostos orgânicos envolvidos no envelhecimento sob ação da radiação UV.
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