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Título: Análise exploratória da qualidade dos combustíveis na região do Distrito Federal e entorno por meio da análise de componentes principais
Autor(es): Faria, Talita Magali de
Orientador(es): Braga, Jez Willian Batista
Assunto: Combustíveis
Petróleo
Quimiometria
Data de apresentação: 2019
Data de publicação: 24-Out-2019
Referência: FARIA, Talita Magali de. Análise exploratória da qualidade dos combustíveis na região do Distrito Federal e entorno por meio da análise de componentes principais. 2019. 38 f., il. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Química)—Universidade de Brasília, Brasília, 2019.
Resumo: Os combustíveis são utilizados na geração de energia em indústrias e meios de transporte. O órgão que regula as atividades dos combustíveis automotivos no Brasil é a Agência Nacional de Petróleo, gás natural e biocombustíveis (ANP). Com o intuito de se estabelecer o panorama da qualidade de combustíveis no País, foi criado o Programa de Monitoramento de Qualidade de Combustíveis (PMQC). Esse programa consiste na coleta, transporte e análise dos combustíveis etanol, gasolina e óleo diesel. Diversos ensaios físico-químicos são realizados regularmente pelos laboratórios credenciados pela ANP. Um de seus laboratórios, o Centro de Análises e Pesquisas Tecnológicas (CPT) está localizado em Brasília e analisa combustíveis do Distrito Federal e Tocantins. Neste trabalho foi realizada a análise exploratória dos resultados das análises realizadas no programa de monitoramento, disponibilizados pela ANP em seu portal online, utilizando Análise de Componentes Principais (PCA). As variáveis originais escolhidas foram ensaios (testes) como: cor, teor de etanol ou biodiesel, pontos específicos da curva de destilação e ponto de fulgor. O modelo PCA é uma das ferramentas da quimiometria que elimina a correlação entre as variáveis (ensaios realizados) e facilita a observação de padrões entre as amostras. Foram analisadas amostras de gasolina e óleo diesel, com base nos resultados disponíveis nos boletins do PMQC. Os cálculos foram realizados no software Matlab®, onde buscou-se informações de acordo com a UF onde as amostras foram coletadas, bem como distribuidora e tipo de combustível. Os modelos PCA criados para os combustíveis foram construídos com 4 PCs e capturaram variâncias acima de 80% dos dados. Com PCA foram gerados gráficos de escores e pesos que permitiram observar que as amostras de gasolina tiveram influência do local onde foram coletadas, provavelmente por terem vindo de refinarias diferentes. Além disso, a gasolina comum, aditivada e Premium apresentaram agrupamentos distintos principalmente devido à cor e teor de etanol. Já o diesel apresentou escores que dividiram as amostras entre S500 e S10. As variáveis cor e massa específica estão diretamente ligadas e basicamente capturaram a mesma informação. Foi possível observar como PCA possibilitou a análise exploratória de uma grande quantidade de dados, destacando a presença de amostras com comportamento anômalo. Os resultados mostram que a quimiometria é uma área imprescindível para obter informações sobre as análises realizadas em laboratórios e pode melhorar o estudo sobre a qualidade de combustíveis no Brasil.
Abstract: Fuels are used for energy generation in industries and means of transport. The official agency that regulates the activities of the automotive fuels in Brazil is the National Agency of Petroleum, natural gas and biofuels (ANP), in order to draw up a simplified overview of the quality of fuels in the country was created the Program of Monitoring of Quality of Fuels (PMQC). This program consists of the collection, transporting and analyzing of ethanol, gasoline and diesel fuels. Several physical-chemical tests have been running regularly by accredited laboratories by the ANP. One of them is the Center for Analysis and Technological Research (CPT) located in Brasília, which analyzes fuels from Federal District and Tocantins. This work has come out with the exploratory study of the results of the experiments of monitoring program, that are available on the ANP website and it was performed using Principal Component Analysis (PCA). The original variables chosen were tests called: color, ethanol or biodiesel content, specific points of the distillation curve and flash point. The PCA is one of the tools of chemometrics that eliminates the correlation between the variables (performed tests) and facilitates the observation of patterns between the samples. Gasoline and diesel oil samples were analyzed based on the results available in PMQC bulletins. The calculations were performed in the Matlab® software and patterns among the samples according to the location where the samples were collected, as well as distributor and fuel type were sought. The PCA models created for fuels was made with 4 PCs and captured variances above 80% of the data. The PCA scores and loadings plots allowed observing that the gas samples had influence of the place where they were collected, probably because they come from different refineries. In addition, gasoline with additives, regular or Premium presented distinct clusters, mainly due to the color and ethanol content. The diesel presented scores that divided the samples between S500 and S10. The variables color and specific mass were linked and it basically captured the same information. It was possible to observe how PCA was useful to enable an exploratory analysis of a large amount of data, highlighting the presence of few samples with anomalous behavior. The results show that chemometrics is an essential area for obtaining information about analyzes carried out in laboratories and can improve the study on the quality of fuels in Brazil.
Informações adicionais: Trabalho de Conclusão de Curso (graduação)—Universidade de Brasília, Instituto de Química, 2019.
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