Desenvolvimento de dispositivo para extração e coleta de fumos de asfalto e aplicação na determinação de hidrocarbonetos policíclicos aromáticos

The given work presents the development and usage of a device (DEC Device for Extraction and Collection) capable of generate and collect fumes produced by the heating of asphalt cement samples. The DEC was elaborated aiming its employment on laboratory bench. The heating of the asphalt binder in a c...

Nível de Acesso:openAccess
Publication Date:2015
Main Author: Ferraz, Luis Manoel do Rosário lattes
Orientador/a: Nascimento, Paulo Cícero do lattes
Banca: Carvalho, Leandro Machado de lattes, Leite, Leni Figueiredo Mathias lattes, Specht, Luciano Pivoto lattes, Mortari, Sergio Roberto lattes
Format: Tese
Language:por
Published: Universidade Federal de Santa Maria
Programa: Programa de Pós-Graduação em Química
Department: Química
Assuntos em Português:
Assuntos em Inglês:
Oil
Áreas de Conhecimento:
Online Access:http://repositorio.ufsm.br/handle/1/4265
Citação:FERRAZ, Luis Manoel do Rosário. Device development for extraction and collection of asphalt fumes and application in determination of polycyclic aromatic hydrocarbons. 2015. 116 f. Tese (Doutorado em Química) - Universidade Federal de Santa Maria, Santa Maria, 2015.
Resumo Português:O presente trabalho trata da construção e utilização de um dispositivo (DEC-Dispositivo de Extracão e Coleta) capaz de gerar e coletar fumos produzidos pelo aquecimento de amostras de cimento asfáltico. O DEC foi desenvolvido para utilização em bancada de laboratório, e a geração dos fumos se da através do aquecimento do ligante asfáltico em sistema fechado, com temperatura controlada em atmosfera não oxidante utilizando-se para isso argônio aquecido como gás de arraste. As extrações dos fumos são feitas a partir de pequenas massas de ligante asfáltico. O sistema desenvolvido foi aplicado na geração e coleta de fumos de ligantes asfálticos comercializados no Brasil. Os fumos coletados foram analisados quanto aos teores de alguns hidrocarbonetos policíclicos aromáticos (HPA) cujo monitoramento é recomendado pela Organização Mundial da Saúde devido ao seu potencial carcinogênico. O DEC pode ser operado numa ampla faixa de temperaturas que cobre todas as temperaturas usuais de aplicação de asfalto, sem perdas significativas dos analitos e sem risco de ignição em virtude da atmosfera inerte presente. O dispositivo pode operar com diferentes solventes em contato com a massa de cimento asfáltico, e também sem a presença destes solventes, pelo aquecimento direto da amostra. A influencia do efeito da temperatura da massa de cimento asfáltico sobre o teor de HPA observado, foi discutido neste trabalho. O DEC permite a coleta dos fumos tanto diretamente em fase liquida (soluções absorventes) quanto em fase solida (adsorventes sólidos). Na análise dos fumos coletados no DEC foram encontrados 14 dos 16 HPA considerados prioritários pela EPA (Environmental Protection agency).
Resumo inglês:The given work presents the development and usage of a device (DEC Device for Extraction and Collection) capable of generate and collect fumes produced by the heating of asphalt cement samples. The DEC was elaborated aiming its employment on laboratory bench. The heating of the asphalt binder in a closed system generates the fumes. This process occurs under controlled temperature and non-oxidizing atmosphere with hot argon gas as carrier. The fumes are then extracted from small portions of asphalt binder. The developed system was applied on the generation and collection of asphalt binder fumes commercially available in Brazil. The levels of some polycyclic aromatic hydrocarbons (PAH) for the collected fumes were determined. According to the World Health Organization, these compounds must be monitored, regarding their carcinogenic potential. The DEC can operate over a wide temperature range that covers all usual asphalt application temperatures, without any significant losses of the components and without risk of ignition, due to the inert atmosphere. Besides, the present device may operate using different solvents for extraction or even no solvents, through the heating of the sample in question. In addition, the effect of the asphalt cement mass temperature on the PAH levels was discussed in this work. The DEC allows the fume collection either straight from the liquid phase (absorbent solutions) or in solid phase (adsorbent solids). The analysis of the collected fumes using the DEC reported 14 out of the 16 PAH considered high priority by the EPA (Environmental Protection Agency).