Os PCBs, do inglês Polychlorinated Biphenyls (bifenilas policloradas), é o nome genérico dado à classe de compostos organoclorados resultante da reação do grupo bifenila com cloro anidro na presença de catalisador. São tóxicos, persistentes, bioacumulativos e representam o risco de provocar efeitos nocivos à saúde humana e ao meio ambiente. Grandes quantidades de PCBs foram produzidos em vários países entre 1927 e 1977. Nos Estados Unidos a proibição ocorreu em 1977. Utilizados como fluidos dielétricos em transformadores elétricos e capacitores em todo o mundo, comercialmente conhecidos como Ascarel, dentre outras denominações, tais como Aroclor, Pyralene, Clorophen, Inerteen, Asbestol e Kneclor. Devido à alta toxicidade, a produção e comercialização dos PCBs foram proibidas no mundo todo a partir de 1980. No Brasil, transformadores que tiveram o óleo mineral isolante, contaminado por PCBs, estando em uso ou em armazenamento, segundo os critérios da Norma ABNT NBR 13882, a destinação final do óleo isolante deverá ser feita por incineração e ou descontaminação a valores inferiores a 50mg/kg. Neste trabalho realizado no Instituto de Química de São Carlos - Universidade de São Paulo, desenvolveu-se um procedimento para a descontaminação de óleo contaminado com valor conhecido acima de 50mg/kg, por percolação em coluna contendo espuma de poliuretano derivada de óleo de mamona, produzida pelo Laboratório de Química Analítica e Tecnologia de Polímeros (GQATP), obtendo-se uma redução de 55% dos níveis de PCBs em óleo contaminado. As espumas foram funcionalizadas com tiodiglicol e polissulfeto de amônio, obtendo-se respectivamente 24% e 11% de redução dos níveis de PCBs em óleo contaminado. Observou-se que a espuma de poliuretano produzida pelo GQATP, funciona como um adsorvente eficaz na remoção de PCBs, e que a utilização de n-hexano na dessorção da espuma, permite remover praticamente todos os PCBs adsorvidos. Portanto, esses tipos de espumas podem servir como adsorventes altamente eficazes na remoção dos PCBs presentes nos óleos minerais isolantes e, portanto, contribuir significativamente para a proteção do meio ambiente. / PCBs, (polychlorinated biphenyls), is the generic name given to the class of organochlorine compounds resulting from the reaction of the biphenyl group with anhydrous chlorine in the presence of catalyst. They are toxic, persistent, bioaccumulative and pose the risk of causing harm to human health and the environment. Large quantities of PCBs were produced in several countries between 1927 and 1977. In the United States the prohibition occurred in 1977. Used as dielectric fluids in electrical transformers and capacitors in the world, commercially known as Ascarel, among other names such as Aroclor, Pyralene, Clorophen, Inerteen, and Asbestol Kneclor. Due to high toxicity, production and marketing of PCBs have been banned worldwide since 1980. In Brazil, transformers that had insulating mineral oil, contaminated with PCBs, while in use or in storage, according to the criteria of the Standard NBR 13,882, the final destination of insulating oil should be by incineration or decontamination and the values below 50mg/kg. In a previous work carried out at the Chemistry Institute of Sao Carlos - University of Sao Paulo, a procedure was developed for the decontamination of oil contaminated with known value above 50 mg / kg of percolation column containing polyurethane foam derived from castor oil produced Laboratory of Analytical Chemistry and Technology of Polymers (GQATP), resulting in a 55% reduction in the levels of PCBs in contaminated oil. Foams were functionalized with thiodiglycol and Ammonium polysulfide, yielding respectively 24% and 11% reduction in the levels of PCBs in contaminated oil. It was observed that the polyurethane foam produced by GQATP function as an effective adsorbent for removal of PCBs, and that the use of n-hexane desorption of the foam allows to remove virtually all PCBs adsorbed. So these types of foam can serve as highly efficient adsorbents for the removal of PCBs present in the insulating mineral oil, and thus contribute significantly to environmental protection.

Os PCBs, do inglês Polychlorinated Biphenyls (bifenilas policloradas), é o nome genérico dado à classe de compostos organoclorados resultante da reação do grupo bifenila com cloro anidro na presença de catalisador. São tóxicos, persistentes, bioacumulativos e representam o risco de provocar efeitos nocivos à saúde humana e ao meio ambiente. Grandes quantidades de PCBs foram produzidos em vários países entre 1927 e 1977. Nos Estados Unidos a proibição ocorreu em 1977. Utilizados como fluidos dielétricos em transformadores elétricos e capacitores em todo o mundo, comercialmente conhecidos como Ascarel, dentre outras denominações, tais como Aroclor, Pyralene, Clorophen, Inerteen, Asbestol e Kneclor. Devido à alta toxicidade, a produção e comercialização dos PCBs foram proibidas no mundo todo a partir de 1980. No Brasil, transformadores que tiveram o óleo mineral isolante, contaminado por PCBs, estando em uso ou em armazenamento, segundo os critérios da Norma ABNT NBR 13882, a destinação final do óleo isolante deverá ser feita por incineração e ou descontaminação a valores inferiores a 50mg/kg. Neste trabalho realizado no Instituto de Química de São Carlos - Universidade de São Paulo, desenvolveu-se um procedimento para a descontaminação de óleo contaminado com valor conhecido acima de 50mg/kg, por percolação em coluna contendo espuma de poliuretano derivada de óleo de mamona, produzida pelo Laboratório de Química Analítica e Tecnologia de Polímeros (GQATP), obtendo-se uma redução de 55% dos níveis de PCBs em óleo contaminado. As espumas foram funcionalizadas com tiodiglicol e polissulfeto de amônio, obtendo-se respectivamente 24% e 11% de redução dos níveis de PCBs em óleo contaminado. Observou-se que a espuma de poliuretano produzida pelo GQATP, funciona como um adsorvente eficaz na remoção de PCBs, e que a utilização de n-hexano na dessorção da espuma, permite remover praticamente todos os PCBs adsorvidos. Portanto, esses tipos de espumas podem servir como adsorventes altamente eficazes na remoção dos PCBs presentes nos óleos minerais isolantes e, portanto, contribuir significativamente para a proteção do meio ambiente. / PCBs, (polychlorinated biphenyls), is the generic name given to the class of organochlorine compounds resulting from the reaction of the biphenyl group with anhydrous chlorine in the presence of catalyst. They are toxic, persistent, bioaccumulative and pose the risk of causing harm to human health and the environment. Large quantities of PCBs were produced in several countries between 1927 and 1977. In the United States the prohibition occurred in 1977. Used as dielectric fluids in electrical transformers and capacitors in the world, commercially known as Ascarel, among other names such as Aroclor, Pyralene, Clorophen, Inerteen, and Asbestol Kneclor. Due to high toxicity, production and marketing of PCBs have been banned worldwide since 1980. In Brazil, transformers that had insulating mineral oil, contaminated with PCBs, while in use or in storage, according to the criteria of the Standard NBR 13,882, the final destination of insulating oil should be by incineration or decontamination and the values below 50mg/kg. In a previous work carried out at the Chemistry Institute of Sao Carlos - University of Sao Paulo, a procedure was developed for the decontamination of oil contaminated with known value above 50 mg / kg of percolation column containing polyurethane foam derived from castor oil produced Laboratory of Analytical Chemistry and Technology of Polymers (GQATP), resulting in a 55% reduction in the levels of PCBs in contaminated oil. Foams were functionalized with thiodiglycol and Ammonium polysulfide, yielding respectively 24% and 11% reduction in the levels of PCBs in contaminated oil. It was observed that the polyurethane foam produced by GQATP function as an effective adsorbent for removal of PCBs, and that the use of n-hexane desorption of the foam allows to remove virtually all PCBs adsorbed. So these types of foam can serve as highly efficient adsorbents for the removal of PCBs present in the insulating mineral oil, and thus contribute significantly to environmental protection.

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro / A análise de gases dissolvidos tem sido aplicada há décadas como a principal técnica de manutenção preditiva para diagnosticar defeitos incipientes em transformadores de potência, tendo em vista que a decomposição do óleo mineral isolante produz gases que permanecem dissolvidos na fase líquida. Entretanto, apesar da importância desta técnica, os métodos de diagnóstico mais conhecidos são baseados em constatações de modelos termodinâmicos e composicionais simplificados para a decomposição térmica do óleo mineral isolante, em conjunto com dados empíricos. Os resultados de simulação obtidos a partir desses modelos não reproduzem satisfatoriamente os dados empíricos. Este trabalho propõe um modelo termodinâmico flexível aprimorado para mimetizar o efeito da cinética de formação de sólidos como restrição ao equilíbrio e seleciona, entre quatro modelos composicionais, aquele que apresenta o melhor desempenho na simulação da decomposição térmica do óleo mineral isolante. Os resultados de simulação obtidos a partir do modelo proposto apresentaram uma melhor adequação a dados empíricos do que aqueles obtidos a partir dos modelos clássicos. O modelo propostofoi, ainda, aplicado ao desenvolvimento de um método de diagnóstico com base fenomenológica.Os desempenhos desta nova proposta fenomenológica e de métodos clássicos de diagnóstico por análise de gases dissolvidos foram comparados e discutidos; o método proposto alcançou desempenho superior a vários métodos usualmente empregados nessa área do conhecimento. E, ainda, um procedimento geral para a aplicação do novo método de diagnóstico é descrito / The dissolved gas analysis has been applied for decades as the main predictive maintenance technique for diagnosing incipient faults in power transformers since the decomposition of the mineral insulating oil produces gases that remain dissolved in the liquid phase. Nevertheless, the most known diagnostic methods are based on findings of simplified thermodynamic and compositional models for the thermal decomposition of mineral insulating oil, in addition to empirical data. The simulations results obtained from these models do not satisfactorily reproduce the empirical data. This work proposes a flexible thermodynamic model enhanced to mimic the kinetic effect of solid formation as a restriction to equilibrium and selects, among four compositional models, the one offering the best performance on the simulation of the thermal decomposition of mineral insulating oil. The simulation results obtained from the proposed model showed better adequacy to reported data than the results obtained from the classical models. The proposed model was also applied in the development of a diagnostic method with a phenomenological basis. The performances of this new phenomenological proposition and of classical dissolved gas analysis diagnostic methods are compared and discussed; the proposed method achieved a performance superior to several methods usually employed in this area of knowledge.Also, a general procedure for the application of the new diagnostic method is described

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro / A análise de gases dissolvidos tem sido aplicada há décadas como a principal técnica de manutenção preditiva para diagnosticar defeitos incipientes em transformadores de potência, tendo em vista que a decomposição do óleo mineral isolante produz gases que permanecem dissolvidos na fase líquida. Entretanto, apesar da importância desta técnica, os métodos de diagnóstico mais conhecidos são baseados em constatações de modelos termodinâmicos e composicionais simplificados para a decomposição térmica do óleo mineral isolante, em conjunto com dados empíricos. Os resultados de simulação obtidos a partir desses modelos não reproduzem satisfatoriamente os dados empíricos. Este trabalho propõe um modelo termodinâmico flexível aprimorado para mimetizar o efeito da cinética de formação de sólidos como restrição ao equilíbrio e seleciona, entre quatro modelos composicionais, aquele que apresenta o melhor desempenho na simulação da decomposição térmica do óleo mineral isolante. Os resultados de simulação obtidos a partir do modelo proposto apresentaram uma melhor adequação a dados empíricos do que aqueles obtidos a partir dos modelos clássicos. O modelo propostofoi, ainda, aplicado ao desenvolvimento de um método de diagnóstico com base fenomenológica.Os desempenhos desta nova proposta fenomenológica e de métodos clássicos de diagnóstico por análise de gases dissolvidos foram comparados e discutidos; o método proposto alcançou desempenho superior a vários métodos usualmente empregados nessa área do conhecimento. E, ainda, um procedimento geral para a aplicação do novo método de diagnóstico é descrito / The dissolved gas analysis has been applied for decades as the main predictive maintenance technique for diagnosing incipient faults in power transformers since the decomposition of the mineral insulating oil produces gases that remain dissolved in the liquid phase. Nevertheless, the most known diagnostic methods are based on findings of simplified thermodynamic and compositional models for the thermal decomposition of mineral insulating oil, in addition to empirical data. The simulations results obtained from these models do not satisfactorily reproduce the empirical data. This work proposes a flexible thermodynamic model enhanced to mimic the kinetic effect of solid formation as a restriction to equilibrium and selects, among four compositional models, the one offering the best performance on the simulation of the thermal decomposition of mineral insulating oil. The simulation results obtained from the proposed model showed better adequacy to reported data than the results obtained from the classical models. The proposed model was also applied in the development of a diagnostic method with a phenomenological basis. The performances of this new phenomenological proposition and of classical dissolved gas analysis diagnostic methods are compared and discussed; the proposed method achieved a performance superior to several methods usually employed in this area of knowledge.Also, a general procedure for the application of the new diagnostic method is described

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / This dissertation introduces the study of the use of tin dioxide gas sensor array applied to fault detection in power transformers, through dissolved gas-in-oil. The aim of this research is to analyze the data obtained from gas sensors array, using pattern recognition techniques, and thus to determine if the use of gas sensor array allows the identification of faults. In order to facilitate the understanding of this research, the document was organized covering the following topics: power transformers, mineral insulating oil, analysis and interpretation of dissolved gás-in-oil, tin dioxide sensors and data acquisition instrument, techniques of pattern recognition and methodology for generating faults. In the end of this dissertation, the data from the sensor array are analyzed, in order to achieve the objective of verifying its application in the identification of faults. / Esta dissertação introduz o estudo do uso de uma matriz de sensores de gases de dióxido de estanho na detecção de falhas em transformadores de potência, através dos gases dissolvidos no óleo. O objetivo desta pesquisa é analisar os dados obtidos pelos sensores de gás, utilizando algumas técnicas de reconhecimento de padrão, e desta forma, verificar se o uso da matriz de sensores possibilita a identificação das falhas. Com o intuito de facilitar o entendimento da pesquisa, o presente documento foi organizado abordando os seguintes tópicos: transformadores de potência; óleo mineral isolante; análise e interpretação dos gases dissolvidos em óleo; sensores de dióxido de estanho e instrumento de aquisição de dados; técnicas de reconhecimento de padrões; e metodologia de geração de falhas. Ao final desta dissertação, os dados da matriz de sensores são analisados, a fim de atingir o objetivo de verificar sua aplicação na identificação das falhas.