Avaliação do resíduo de fibras de polipropileno do processo de fabricação de não tecido como agente de contenção de petróleo e óleo de xisto

Orientadora : Profª. Drª. Regina WeinschutzCoorientador: Prof. Dr. Alvaro Luiz MathiasDissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Programa de Mestrado Profissional em Meio Ambiente Urbano e Industrial, em parceria com o Serviço Nacional de Aprendizagem Industrial e a Universität Stuttgart. Defesa: Curitiba, 27/10/2015Inclui referências : f. 104-111Resumo: A contenção de petróleo e de óleo de xisto se faz necessária para evitar maiores danos ao meio ambiente. Essa operação pode ser realizada com uso de material sorvente. Alguns sorventes constituídos de polipropileno são usados na contenção de óleos por possuírem características oleofílicas e hidrofóbicas. Fibras de polipropileno podem ser obtidas pelo processo de derretimento por fluxo de ar quente (meltblown) e sua trama ser usada para produzir não tecido comumente aplicado como sorvente em fraldas. As sobras geradas geralmente são destinadas para reciclagem na produção de baldes, vassouras, potes entre outros materiais plásticos. Esse estudo contribuiu para valorizar esse resíduo como material sorvente de petróleo e óleo de xisto com potencial uso para casos de derramamentos. Por análise de microscopia do resíduo, as fibras apresentaram superfície não uniforme com variação do diâmetro das fibras e diferenças entre a disposição das tramas possuindo morfologia de aspecto visual rugoso. O teor de umidade e da hidrofobicidade no resíduo in natura foram de 0,11% e 99,56%, respectivamente, sendo resultados satisfatórios de acordo com as normas ABCP M 1 e ASTM 726-12. A avaliação do desempenho de sorção do resíduo gerado foi realizada laboratorialmente em meio estático e aquoso bem como dinâmico aquoso. A capacidade de sorção foi calculada pela diferença de massa inicial e após a sorção, proposta pela norma ASTM 726-12. Nos ensaios realizados, o sistema que apresentou melhor desempenho foi o estático seco, atingindo as capacidades de sorção do petróleo e óleo de xisto em 28,2 e 22,9 g.g-1, respectivamente. Em todos os ensaios, a capacidade de sorção aumentou à medida que se manteve o sorvente e o sorvato em contato por um período maior. Os ensaios em coluna de leito fixo, recheado com o resíduo sobreposto na forma livre, foram utilizados para a verificação da capacidade de limpeza de águas contaminadas. A preparação das misturas óleo e água deionizada foram na proporção de 1:7 sendo os resultados determinados por cromatografia gasosa. O recheio da coluna apresentou saturação no mecanismo de limpeza ao transcorrer cada intervalo de coleta de amostra. As correntes de saída inicial para a mistura petróleo e água apresentou redução de 99% da concentração de BTEX e para a mistura óleo de xisto e água apresentou redução de 97%. Os ensaios realizados com o resíduo de polipropileno demonstraram a possibilidade de aplicação como um material sorvente para mitigação em derramamentos de petróleo e óleo de xisto. Palavras-chave: sorção, meltblown, derramamento de petróleo.Abstract: The containment of oil and shale oil is needed to prevent further damage to the environment. This operation can be performed using a sorbent material. Some sorbents made of polypropylene are used as barriers to oil spills because of their oilphilic and hydrophobic characteristics. Polypropylene fibers can be obtained by a hot air flow melting process (meltblown) and its frame can be used to produce nonwoven, commonly used in diapers as a sorbent. The wastes generated generally are meant for recycling in the production of buckets, brooms, pots and other plastic materials. This study contributed to value that waste as a sorbent soil and shale soil material with potential use in case of spills. The microscope analysis of the residue revealed uneven surface fibers with diameter variation and differences on the layout of the plots furthermore with a morphology of rough visual aspect. The moisture content and the residue hydrophobicity in nature were 0.11% and 99.56%, respectively, these results are considered satisfactory by the ABCP M1 and ASTM 726-12 standards. The evaluation of the waste sorption performance was carried out in laboratory in a static and aqueous medium and in a dynamic and aqueous medium. The sorption capacity was calculated by the difference between the initial mass and after sorption mass, proposed by ASTM 726-12. In the performed tests, the system with the best performance was the static and dry, reaching the oil and shale oil sorption capacity of 28.2 and 22.9 g.g-1, respectively. In all tests, the sorption capacity increased as the sorbent and the sorvato contact were maintained for a longer period. The fixed-bed column tests, filled with residue in free form, were used for verification of the ability of cleaning contaminated water. The oil and deionized water mixtures were prepared in ratio of 1:7 and the results were determined by gas chromatography. The filling of the column were saturated in the cleaning mechanism for each sample collection interval. The initial output flow for oil and water mixture showed 99% reduction in the concentration of BTEX and for the mixture of shale oil and water a decreased of 97%. The tests conducted in this study with polypropylene residue demonstrated the possibility of its application as a sorbent material for mitigation of oil and shale oil spills. Key-words: sorption, meltblown, oil spill