Análise Fingerprint em óleo mineral isolante.

Abstract

Mesmo com os avanços tecnológicos que induzem a evolução dos equipamentos utilizados pelo homem, ainda hoje o uso da energia elétrica se dá pela utilização de transformadores de tensão elétrica, seguindo o modelo proposto por Faraday em 1831, baseado na bobina de indução. Dentre as partes fundamentais de um transformador, o sistema de isolamento-refrigeração é composto pelo óleo mineral isolante (OMI) e o isolante sólido (papel tipo Kraft). Para uma distribuição eficiente de energia, é necessário ter equipamentos que operem em excelentes condições garantindo assim a qualidade do serviço prestado. Uma maneira de assegurar o bom funcionamento de um transformador é através de controles de qualidade do óleo isolante e de seu isolamento sólido. O óleo, quando exposto a temperaturas elevadas e estresse elétrico somado a um ambiente oxidante, se degrada, formando compostos polares como álcoois, ácidos carboxílicos, aldeídos e outras substâncias que podem levar a perdas de suas propriedades dielétricas e refrigerantes. Embora existam ensaios que avaliam os parâmetros físicos e químicos dos óleos, é importante o desenvolvimento de ensaios mais rápidos e seletivos como ensaios utilizando técnicas espectroscópicas e cromatográficas. As técnicas fingerprinting, que funcionam como uma impressão digital química são bastante utilizadas em matrizes complexas, como óleo. Esse método combinado com técnicas analíticas hifenadas como a cromatografia a gás acoplada à espectrometria de massas (CG-EM) possui um poderoso meio de identificar muitos compostos ali presentes. Neste trabalho foi otimizado uma metodologia analítica em CG-EM para obtenção dos perfis de um óleo novo e seus biomarcadores, para análise de fingerprinting comparando com amostras que foram envelhecidas termicamente, durante 17 dias, em temperatura fixada em 130°C. Esse envelhecimento acelerado foi feito comparando quatro sistemas composto de OL (somente óleo), P (papel +OMI), C (cobre + OMI) e P+C (papel + cobre + OMI). Para ter a certeza que o envelhecimento acelerado ocorreu, foi utilizado também técnicas espectroscópicas como UV/Vis e FTIR, foi possível observar a formação de compostos tais como cetonas, aldeídos e compostos insaturados. Através do UV/Vis foi obtido informações, os produtos de decaimento dissolvido (DDP), que possui relação direta com os valores de índice de acidez. O sistema P+C foi o que contribui mais para o processo de degradação do óleo, seguido do sistema que continha somente o cobre, que atua como catalisador das reações. O sistema P mostrou-se menos sensível as reações de degradação devido à capacidade das camadas de celulose de absorver compostos de degradação solúveis no OMI. Por análises cromatográficas foi possível obter os perfis da amostra do óleo novo no modo SCAN, no modo SIM, sendo que os perfis foram obtidos analisando os principais grupos de hidrocarbonetos presente no óleo e os biomarcadores como biciclanos, terpanos e esteranos. O grupo dos n-alcanos (m/z 85) mostrou ser uma boa alternativa no estudo da qualidade do óleo que os outros grupos estudados e os biomarcadores (terpanos e esteranos) mostraram-se ineficazes para inferência de qualidade de tal amostra. Essa caracterização química feita no OMI através de CG-EM é de fundamental importância para monitoramento e manutenção preventiva e preditiva dos sistemas de isolamento do óleo e devido à escassez de trabalhos científicos nesta área.