Avaliação do emprego da Espectroscopia no Infravermelho Próximo (NIR) na determinação de gases gerados pela decomposição de óleos minerais em equipamentos elétricos.

Abstract

Manter os sistemas elétricos operando em condições ótimas, reduzindo riscos de falhas e defeitos, é uma das principais necessidades do setor energético. Neste sentido, esforços têm sido envidados para o desenvolvimento de técnicas de monitoramento que permitam um acompanhamento em tempo real do estado operativo dos diversos componentes do sistema elétrico. Os efeitos de fadiga térmica, química, elétrica e mecânica, tais como pontos quentes, sobreaquecimentos, sobretensões e vibrações são responsáveis por alterações do sistema isolante e devem ser monitorados de forma a garantir a eficiência e o maior tempo de vida útil dos equipamentos, permitindo intervenções preventivas e preditivas, de forma a reduzir os custos com paradas não programadas dos equipamentos. Um importante parâmetro de identificação e de acompanhamento da degradação química que acomete nestes equipamentos é através das análises de hidrocarbonetos gasosos que são formados e que podem estar dissolvidos no óleo mineral ou na fase gasosa. Estes gases são indicativos de falhas nos transformadores e uma detecção precoce pode permitir ações preventivas que evitem um problema maior. Diante do exposto, este trabalho propõe o desenvolvimento de novos métodos de diagnóstico destes gases (metano, etano, etileno e acetileno) em equipamentos elétricos, baseado na espectroscopia de infravermelho próximo (NIR), como alternativa ao método clássico de análise de DGA por cromatografia gasosa. A espectroscopia NIR é uma técnica analítica rápida e com possibilidade de ser aplicada diretamente em linhas de produção, manutenção e controle de processos e equipamentos. Para a avaliação do método e de sua aplicação, foi construído um espectrofotômetro de Infravermelho próximo – NIR, sem partes móveis e com um sistema óptico baseado em filtro óptico acústico sintonizável – AOTF, adequado para ambientes agressivos. Devido a sobreposição das bandas espectrais foi necessária a construção de modelos de calibração multivariada baseada na Regressão de Mínimos Quadrados Parciais – PLS. Estes modelos foram construídos a partir de misturas gasosas cujas concentrações foram determinadas por cromatografia gasosa, considerada a técnica padrão.