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Os ésteres naturais isolantes (ENIs) são uma alternativa que vem sendo desenvolvida para o óleo mineral isolante, proveniente do pétroleo. As principais vantagens dos ENIs são a sua biodegradabilidade, melhor segurança contra fogo e explosão e sua procedência de fontes renováveis (óleos-base vegetais). A grande desvantagem dos ENIs é, no entanto, sua menor resistência a oxidação. Além disso, hoje não existe consenso entre órgãos normativos sobre qual é o melhor ensaio para se determinar a resistência a oxidação. Neste trabalho foram determinadas as variações químicas (composição e espectro infravermelho) de diferentes ENIs após a realização de diferentes ensaios de envelhecimento acelerado (Rancimat, ASTM D2440 e IEC 61125). Os resultados indicaram que os métodos mais agressivos em termos de alterações químicas nos ENIs envelhecidos foram o ASTM, IEC e Rancimat respectivamente. Os dados da composição química se correlacionaram bem (R2>0,85) com o aumento de viscosidade cinemática e o índice de neutralização. As variações nos espectros de infravermelho se mostraram coerentes com a literatura revisada sobre óleos comestíveis oxidados. Finalmente, dados de 23 artigos foram utilizados para criar um modelo preditivo via Redes Neurais Artificiais (RNA) para calcular a resistência a oxidação do óleo vegetal base do ENI. O modelo otimizado teve coeficiente de determinação globla de 0.995 com erro médio a 4 desvios-padrão de 1,5 h. Calculando o período de indução (PI) dos ENIs por esse modelo, chegou-se a valores inferiores aos medidos em laboratório, indicando um impacto significativo da aditivação do ENI no valor final do PI.
The insulating natural esters (NEIs) were developed as an alternative to mineral insulating oil. The NEIs main advantages are their renewable sources (vegetable base oils), as well as their high biodegradability and greater safety against fire and explosion. The major drawback of NEIs is, however, its lower oxidative resistance. Moreover, today there is no consensus among regulatory agencies on which is the best test to determine the oxidative resistance. In this work, the chemical changes were determined (fatty acid composition and infrared spectrum) after conducting different accelerated aging tests (Rancimat, ASTM D2440 and IEC 61125). The results indicated that the most aggressive methods towards the NEIs in terms of chemical changes were ASTM, IEC and Rancimat respectively. The data from the chemical composition determination correlated well (R2> 0.85) to the increase in kinematic viscosity and acid number. Variations in the IR spectra are shown to be consistent with the literature review on the oxidation of edible oils. Finally, data from 23 articles was used to create a predictive model using Artificial Neural Networks (ANN) to calculate the oxidation resistance of vegetable base oils. The optimized model had a determination coefficient of 0.995 with an average error (4 standard deviations) of 1.5 hours. The calculated values of induction period (IP) for the NEIs were found to be lower than the measured ones, indicating a significant impact of the additives in the NEIs in the final IP.
Data da defesa: 29/02/2016
Banca Examinadora
Orientador(a): Helena Maria Wilhelm (Lactec)
Membro da Banca: Heloisa Nunes Da Motta (Lactec)
Membro da Banca: Juliano de Andrade (Lactec)
Membro da Banca: Pedro Ramos da Costa Neto (UTFPR)
