Resumo: No presente trabalho, blendas de diesel e biodiesel, com concentrações de éster metílico de soja entre 0 e 100%, foram preparadas e submetidas a medidas de espectroscopia de impedância. Além disso, medidas de ressonância magnética nuclear de hidrogênio (1H-RMN) e espectroscopia no infravermelho (FTIR) foram realizadas com o objetivo de identificar a composição das amostras e determinar a concentração de éster metílico em cada uma delas. Os resultados de RMN e FTIR mostraram que a amostra de biodiesel continha uma concentração alta, entre 25% e 30%, de matéria-prima não transesterificada. Analisando os resultados de epectroscopia de impedância, realizada no intervalo de freqüências de 20 Hz a 2 MHz, observa-se que a impedância do sistema diminui com o aumento da concentração de biodiesel. Os resultados foram analisados empregando-se um circuito equivalente composto por dois circuitos RC em paralelo associados em série. Este modelo sugere a existência de dois processos de relaxação dipolar ocorrendo nas amostras. Acredita-se que esses processos estejam relacionados à orientação de moléculas de éster metílico e de gliceróis em relação ao campo aplicado. Também observou-se que os espectros de amostras com diferentes concentrações de biodiesel apresentam diferenças significativas em baixas freqüências (de 20 Hz a 1 kHz). Nesta faixa de freqüências, a impedância complexa das amostras contendo maiores concentrações de diesel mineral apresentam desvios consideráveis em relação ao circuito equivalente utilizado. Este comportamento sugere que fenômenos relacionados aos componentes do diesel ocorrem nesta faixa de freqüências. Entretanto, a realização de outros estudos é necessária para elucidar as origens do comportamento observado. Por fim, foi possível desenvolver um modelo empírico que correlaciona o módulo da impedância com a concentração de biodiesel presente na amostra. Porem, estudos adicionais devem ser realizados para avaliar a veracidade e a aplicabilidade deste modelo empírico.
Abstract: In this work, biodiesel/diesel blends, with concentrations of methyl soyate between 0 and 100% have been prepared and studied by impedance spectroscopy. Nuclear magnetic resonance spectroscopy (1H-NMR) and infrared spectroscopy (FTIR) were also used to identify samples' compositions and quantify methyl esters in the samples. The NMR and FTIR results have showed that a high concentration of non transesterified feedstock (from 25% to 30%) was present in the biodiesel sample. Impedance spectroscopy results showed that │Z│assumes lower values for samples with higher biodiesel concentration. A equivalent circuit composed by two parallel RC circuits in series has been used in data analysis. This model implies the existence of two dipolar relaxation processes happening in the samples. It is believed that the orientation of methyl ester molecules and acylglicerols are responsible for this behavior. It has also been observed that the diferences between samples' spectra are more prominent at low frequencies (20 Hz to 1kHz). In this frequency range the complex impedance of samples containing high concentrations o petrodiesel tend to deviate from the behavior of the equivalent circuit. This comportment suggests that a phenomenon related to diesel constituents may takes places at low frequencies. However, more research is needed in order to clarify the origin of the observed behavior. Finally, it has been possible to develop an empirical model that correlates impedance and biodiesel concentration in the samples. However, other studies should be conducted in order to attest the veracity and applicability of this empirical model. |
