Construção de coluna de absorção simulando descarga molhada de embarcações fluviais e marítimas para avaliação da emissão de gases e HPAs provenientes da combustão do diesel, biodiesel e suas misturas na ausência e presença de catalisador

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, Florianópolis, 2017Os motores movidos a diesel são a maior fonte de poluição atmosférica do planeta. Por intermédio desses tipos de motores, para além das emissões gasosas na atmosfera causadas por veículos automotores, geradores e câmaras de combustão em caldeiras, há também a descarga submersa de poluentes de embarcações, conhecida como saída molhada ou descarga molhada , na qual os gases provenientes da combustão são lançados diretamente na água, promovendo, de forma mais agressiva, a solubilização dos compostos da combustão no meio marinho, principalmente CO, CO2, NOx e hidrocarbonetos policíclicos aromáticos (HPA). Neste trabalho foram avaliadas as emissões gasosas oriundas da combustão do diesel, biodiesel e blendas desses combustíveis por meio da construção de uma coluna de absorção de leito fixo em aço inoxidável, de forma a absorver os gases de combustão. De acordo com os resultados obtidos, houve aumento do pH da água de 3,35 para 3,62 e redução da turbidez de 32,16 UNT para 25,88 UNT com a utilização de blendas de biodiesel. Os testes toxicológicos foram realizados tendo como bioindicador o microcrustáceo Daphnia magna e empregando-se as seguintes concentrações de diluição nos testes de toxicidade aguda: 0,1%; 0,5%; 1%; 2%; 5%. O controle ocorreu mediante coleta de amostras da coluna de absorção considerando a solubilização dos gases na água. Os resultados apontam que na concentração de 0,1% foi obtida a menor relação de imobilidade (inferior a 50%) entre as amostras analisadas. Já na condição experimental com diesel DS10 formulado com 25% de biodiesel (DS10B25K) utilizando conversor catalítico foi apresentada a menor relação referente à média da concentração de HPAs total (60,5767 µg L-1), menor imobilidade do microcrustáceo Daphnia magna para o intervalo de 48 horas de ensaio (0%), menor concentração de benzo[a]pireno (0,00 µg L-1) e menor valor para o fator de toxicidade equivalente (TEF) (0,4506 µg L-1 ). Quando os dados são comparados sob a mesma condição, pelo uso de diesel DS500K, são apresentados os seguintes valores: média da concentração de HPA (75,1900 µg L-1), menor imobilidade do microcrustáceo Daphnia magna para o intervalo de 48 horas de ensaio (0%), média da concentração de benzo[a]pireno (0,00 µg L-1) e fator de toxicidade equivalente (TEF= 0,6462 µg L-1).Abstract: Diesel-powered engines are the major source of air pollution in the planet. Through this type of motors, in addition to gaseous emissions to the atmosphere caused by motor vehicles, generators and combustion chambers in boilers, there is also submerged engine discharge, known as the wet exhaust system, in which the gases from combustion are released directly into the water, promoting more aggressively the solubilization of the combustion compounds into the aquatic environment, mainly CO, CO2, NOx and polycyclic aromatic hydrocarbons (PAH). In this study, gaseous emissions from the combustion of diesel, biodiesel and blends of such fuels were assessed through the building of a fixed bed absorption column in stainless steel, in order to absorb the exhaust gases. According to the results obtained, there was an increase in the water s pH from 3.35 to 3.62 and turbidity reduction from 32.16 UNT to 25.88 UNT with the use of blends of biodiesel. Toxicological tests were made with the microcrustacean Daphnia magna as bioindicator, the following concentrations of dilution having been employed in the acute toxicity tests: 0.1%; 0.5%; 1%; 2%; 5%. Control took place by collecting samples from the absorption column considering the dissolution of the gases in water. Results indicate that in the 0.1% concentration, the lowest relative immobility was obtained (less than 50%), among the samples analyzed. In the experimental condition with DS10 diesel formulated with 25% biodiesel using a catalytic converter, the lowest relation concerning the average concentration of total PAH (60.5767 µg L-1), the lowest immobility of the Daphnia magna microcrustacean for the 48-hour test range (0%), the lowest concentration of benzo[a]pyrene (0.0 µg L-1) and lowest value for the toxicity equivalent factor (TEF=0.4505 µg L-1) were obtained. When data are compared under the same condition, through the use of S500 diesel, the following values are presented: mean concentration of the PAH (75,1900 µg L-1), lowest mobility of the Daphnia magna microcrustacean for the 48-hour test range (0%), mean concentration of benzo[a]pyrene (0.00 µg L-1) and equivalent toxicity factor (TEF=0.6462 µg L-1)