1, Maria Wilma Nunes Cordeiro Carvalho



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Figura 6. Aspecto visual dos óleos (a) antes e (b) após o envelhecimento acelerado
O óleo mineral produziu um precipitado marrom escuro, quase preto, ao contrário do óleo vegetal que durante a oxidação não produziu borra. Sob este aspecto o óleo vegetal apresenta-se vantajoso com relação ao mineral, já que a borra pode se depositar sobre a parte ativa ou nos trocadores de calor do transformador dificultando a transferência de calor para o meio ambiente, conduzindo a sobreaquecimento e, como conseqüência, à redução de vida útil do equipamento.

Os resultados das análises de viscosidade e índice de acidez das amostras envelhecidas por 72 horas em fluxo de ar podem ser visualizados na Tabela 4 .


TABELA 4

Propriedades dos óleos não neutralizados após envelhecimento acelerado por 72 horas a 110°C



Tipo de Óleo

Índice de acidez

(mgKOH/g)

Viscosidade a 100°C (cSt)

Algodão

2,52±0,02

96,43±0,00

Milho

2,22±0,09

149,36±0,58

Soja

4,46±0,11

184,90±1,19

Mineral

2,03±0,01

2,74±0,00

O processo de oxidação dos óleos produziu uma expressiva quantidade de produtos ácidos, caracterizada pelo elevado índice de acidez (IA). Os valores dos índices de acidez mostrados na Tabela 4 excedem os limites especificados pela ASTM D3487, 0,3 mgKOH/g para o óleo inibido e 0,5 mgKOH/g para o óleo não inibido.

Analisando os valores médios dos índices de acidez verifica-se que o óleo de soja apresentou aumento de 22 vezes, seguido pelos óleos de algodão (18 vezes), milho (10 vezes) e mineral (9 vezes). É fato que os óleos vegetais foram mais afetados que o mineral durante a oxidação, apesar de este último ser um óleo regenerado. Tal comportamento pode ter justificativas nas diferenças de composição química e antioxidantes de cada espécie.

Fazendo os cálculos verifica-se que a viscosidade do óleo de soja aumenta mais que 22 vezes, seguido pelos óleos de milho (mais que 17 vezes), algodão (mais que 11 vezes). O Óleo mineral não apresentou alteração na viscosidade após 72 horas de envelhecimento acelerado.



Os dados de condutividade elétrica foram coletados durante o aquecimento contínuo em fluxo de ar (figura 7).



Figura 7. Medição de condutividade
Para a medida da estabilidade oxidativa foram plotadas as curvas de condutividade elétrica x tempo apresentadas na Figura 8.


Figura 8. Determinação do tempo de indução por retas tangentes
A partir das curvas de condutividade elétrica vs tempo apresentadas na Figura 7 foi determinado o período de indução (em minutos) de cada espécie. Os resultados foram listados na Tabela 5.
TABELA 5:

Períodos de indução obtidos pela medida de condutividade elétrica durante envelhecimento



Tipo de Óleo

Período de Indução (min)

Algodão

125

Milho

195

Soja

130

Mineral

> 400

De acordo com o período de indução apresentado por cada espécie pode-se elencar a seguinte ordem de resistência a oxidação: algodão < soja < milho .Sendo que os óleos de soja e algodão não apresentou o período de indução mínimo exigido (195min) para aplicação em transformadores.

Diante do exposto, fica claro que os óleos vegetais são mais susceptíveis a oxidação que o óleo mineral. Dessa forma faz-se necessário desenvolver estudos relacionados a adição de antioxidantes. Além disso, é prudente recomendar que unidades preenchidas com óleos vegetais sejam cuidadosamente seladas para evitar contato com umidade e oxigênio do ar atmosférico.


CONCLUSÕES
Os óleos de soja, milho e algodão possuem densidade a 20°C e viscosidades a 20, 40 e 100°C dentro do limite recomendado pela NBR 15422.

As três espécies de óleos vegetais apresentaram comportamento não corrosivo quando testadas sob as condições da NBR 10505.

Os óleos vegetais comerciais apresentam acidez elevada para níveis de isolamento elétrico.

É possível estabelecer valores de índice de acidez dentro do limite estabelecido pela NBR 15422 procedendo a neutralização dos óleos com solução de hidróxido de sódio.

Quanto às propriedades dielétricas, verificou-se que óleos vegetais comerciais apresentam baixa rigidez dielétrica, não satisfazendo o mínimo aceitável especificado na NBR 15422 para sistemas de isolamento elétrico. Apenas o óleo de soja não neutralizados apresentou fator de perdas superior ao limite estabelecido pela norma.

A neutralização dos óleos vegetais promoveu melhoria na rigidez dielétrica e no fator de perdas quando comparados aos originais.

Dentre os óleos vegetais testados apenas o óleo de milho neutralizado apresentou rigidez dielétrica mínima recomendada para uso como isolante elétrico, mesmo com teor de água supostamente superior ao recomendado.

Os óleos vegetais não produzem borra durante o envelhecimento.

Quanto à resistência a oxidação, verificou-se a seguinte ordem de estabilidade para os óleos vegetais comestíveis não neutralizados: algodão


  • Os óleos vegetais comestíveis de algodão, soja e milho apresentam aspecto claro, límpido e isento de materiais em suspensão.

  • Os óleos de soja, milho ealgodão possuem densidade a 20°C e viscosidades a 20, 40 e 100°C dentro do limite recomendado pela NBR 15422.

  • As três espécies de óleos vegetais apresentaram comportamento não corrosivo quando testadas sob as condições da NBR 10505.

  • Os óleos vegetais comerciais apresentam acidez elevada para níveis de isolamento elétrico.

  • É possível estabelecer valores de índice de acidez dentro do limite estabelecido pela NBR 15422 procedendo a neutralização dos óleos com solução de hidróxido de sódio.

  • Quanto às propriedades dielétricas, verificou-se que óleos vegetais comerciais apresentam baixa rigidez dielétrica, não satisfazendo o mínimo aceitável especificado na NBR 15422 para sistemas de isolamento elétrico. Apenas o óleo de soja não neutralizados apresentou fator de perdas superior ao limite estabelecido pela norma.

  • A neutralização dos óleos vegetais promoveu melhoria na rigidez dielétrica e no fator de perdas quando comparados aos originais.

  • Dentre os óleos vegetais testados apenas o óleo de milho neutralizado apresentou rigidez dielétrica mínima recomendada para uso como isolante elétrico, mesmo com teor de água supostamente superior ao recomendado.

  • Os óleos vegetais não produzem borra durante o envelhecimento.

  • Quanto à resistência a oxidação, verificou-se a seguinte ordem de estabilidade para os óleos vegetais comestíveis não neutralizados: algodão




AGRADECIMENTOS
Ao CNPq pela bolsa de Iniciação Científica.

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

ABNT – Associação Brasileira de Normas Técnicas: NBR 7037. Rio de Janeiro,1993. 17 p.


ABNT – Associação Brasileira de Normas Técnicas: NBR 5356-1:Transformadores de Potência. Rio de Janeiro, 2008. 95 p.
ABNT – Associação Brasileira de Normas Técnicas: NBR 15422: Óleos vegetais para equipamentos elétricos. São Paulo,2006.
ABNT – Associação Brasileira de Normas Técnicas: NBR 10505: Óleo mineral isolante – Determinação de enxofre corrosivo. 2006.
ABNT – Associação Brasileira de Normas Técnicas: NBR 6869: Líquidos isolantes dielétricos – Determinação da rigidez dielétrica (eletrodos de disco). 2006.
ABNT – Associação Brasileira de Normas Técnicas: NBR 12133: Líquidos isolantes dielétricos – Determinação do fator de perdas dielétricas e da permissividade relativa (constante dielétrica).2006.
ABNT – Associação Brasileira de Normas Técnicas: NBR 10710: Líquidos isolantes elétricos. 1997.
AMANULLAH, MD.; ISLAM, S. M.; CHAMI, S.; IENCO G. Analyses of Physical Characteristics of Vegetable oils as an Alternative Source to Mineral Oil-based Dielectric Fluid, In: International Conference on Web Services. 07, 2005. Orlando – Florida. Anais...IEEE, p. 397-400. Disponível em: < http://ieeexplore.ieee.org/xpls/abs_all.jsp?arnum
FOFANA, I.; WASSERBERG, V.; BORSI, H.; GOCKENBACH, E. Challenge of Mixed Insulating Liquids for Use in High-Voltage Transformers, Part 1: Investigation of Mixed Liquid, IEEE Electrical Insulation Magazine, v. 18, n. 3, p. 18-31, 2002.
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MORETTO, E.; FETT, R. Tecnologia de óleos e gorduras vegetais na indústria de alimentos. 1 ed. São Paulo: Livraria Varela. 1998. 150p.


1 Aluna de Curso de Engenharia Química, Unidade Acadêmica de Engenharia Agrícola, UFCG, Campina Gande , PB, E-mail: krsthianna_cg@hotmail.com

2 Engenheira Química, Profa, Unidade acadêmica de Engenharia Química, UFCG, Campina Grande, PB, E-mail: wilma@deq.ufcg.edu.br


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