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Previous issue date: 2013-08-27 / Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq / In Brazil, ethanol fuel is marketed in the hydrated form (HEAF– Hydrated Ethyl
Alcohol Fuel). The adulterations found in HEAF can generate fines, and possible
risks to society. With this perspective, this work proposes developing new analytical
methods based on the use of infrared spectroscopy (NIR and MIR), and Cyclic
Voltammetry (copper electrode), and chemometric pattern recognition techniques, to
identify HEAF adulterations (with water or methanol). A total of 184 HEAF samples
collected from different gasoline stations were analyzed. These samples were
divided in three classes: (1) unadulterated, (2) adulterated with water (0.5% to
10%mm-1), and (3) adulterated with methanol (2% to 13% mm-1). Principal
Components Analysis (PCA) was applied, permitting verification of a tendency to
form clusters for unadulterated and adulterated samples. Classification models based
on Linear Discriminant Analysis (LDA), with variable selection algorithms: SPA
(Successive Projections Algorithm), GA (Genetic Algorithm), and SW (Stepwise)
were employed. PLS-DA (Discriminant Analysis by Partial Least Squares) was
applied to the data. Assessing the MIR spectra, 100% correct classification was
achieved for all models. For NIR data, SPA-LDA and LDA-SW achieved a correct
classification rate (RCC) of 84.4%, and 97.8%, respectively, while PLS-DA and GALDA
correctly classified all test samples. In the evaluation of voltammetric data, as
SPA-LDA as PLS-DA achieved a 93% RCC, but the GA-LDA and SW-LDA models
showed better results, correctly classifying all test samples. The results suggest that
the proposed methods are promising alternatives for identifying HEAF samples
adulterated with water or methanol both quickly and securely. / No Brasil, uma das formas de comercialização do etanol combustível é na
forma hidratada (AEHC - Álcool Etílico Hidratado Combustível). As adulterações
encontradas nas amostras de AEHC são preocupantes, pois podem gerar prejuízos
fiscais e à sociedade. Dentro dessa perspectiva, este trabalho propõe o
desenvolvimento de novas metodologias analíticas baseadas no uso da
espectroscopia no infravermelho (próximo - NIR e médio - MIR) e Voltametria Cíclica
(com eletrodo cobre), em conjunto com técnicas quimiométricas de reconhecimento
de padrões, visando à identificação das adulterações de AEHC com água ou
metanol. Um total de 184 amostras de AEHC, coletadas de diferentes postos de
combustíveis foram analisadas. Estas amostras foram divididas em três classes: (1)
não adulteradas; (2) adulteradas com água (0,5% a 10,0%) e (3) adulteradas com
metanol (2,0% a 13,0% m.m-1). A análise por componentes principais (PCA) foi
aplicada aos dados, sendo possível verificar, principalmente, uma tendência à
formação de agrupamentos das classes de amostras não adulteradas e adulteradas.
Modelos de classificação foram baseados na análise discriminante linear (LDA) com
prévia seleção de variáveis pelos algoritmos: SPA (Algoritmo das projeções
sucessivas), GA (Algoritmo genético), SW (Stepwise). A técnica de PLS-DA (Análise
discriminante pelos mínimos quadrados parciais) também foi aplicada nos dados.
Avaliando os espectros MIR, 100% de acerto de classificação foram alcançados com
todos os modelos. Para os dados NIR, utilizando SPA-LDA e SW-LDA houve uma
taxa de classificação correta (TCC) de 84,4% e 97,8%, respectivamente, enquanto
em PLS-DA e GA-LDA classificaram-se corretamente todas as amostras de teste.
Na avaliação dos dados voltamétricos, tanto o SPA-LDA como o PLS-DA
alcançaram uma TCC de 93%, mas os modelos GA-LDA e SW-LDA apresentaram
melhores resultados, classificando corretamente todas as amostras de teste.
Portanto, os métodos propostos são alternativas promissoras para a identificação,
de forma rápida e segura, de adulteração em amostras de AEHC com água ou
metanol.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:tede.biblioteca.ufpb.br:tede/8167 |
| Date | 27 August 2013 |
| Creators | Silva, Adenilton Camilo da |
| Contributors | Pontes, Márcio José Coelho de |
| Publisher | Universidade Federal da Paraíba, Programa de Pós-Graduação em Química, UFPB, Brasil, Química |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFPB, instname:Universidade Federal da Paraíba, instacron:UFPB |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | 2303771813034662790, 600, 600, 600, 600, 5836755852549858582, 1571700325303117195, 1802873727776104890 |
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