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Doctoral Thesis
DOI
10.11606/T.44.2003.tde-26062005-171404
Document
Author
Full name
Silvia Maria Ferreira
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Paulo, 2003
Supervisor
Committee
Duarte, Uriel (President)
Kiang, Chang Hung
Nascimento, Claudio Augusto Oller do
Taioli, Fabio
Vargas Junior, Euripedes do Amaral
Title in Portuguese
"Relação entre a espessura real e aparente da gasolina com etanol e da gasolina pura em colunas de laboratório"
Keywords in Portuguese
contaminação
etanol
gasolina
hidrocarbonetos
Abstract in Portuguese
A gasolina que é comercializada no Brasil sofre a adição de álcool etílico anidro, também conhecido como etanol, em frações que podem variar de 20 a 24%. O uso desse composto adicionado à gasolina serve para aumentar a octanagem e reduzir a emissão de monóxido de carbono para a atmosfera. Esta pesquisa teve como objetivo verificar e comparar a relação existente entre a espessura encontrada nos poços de monitoramento e no meio poroso, tanto para gasolina pura quanto para a gasolina com 20 % de etanol (E-20), após a simulação de um vazamento em subsuperfície, utilizando colunas de areia em laboratório, visto que esta relação é de extrema importância para o cálculo preciso do volume do contaminante a ser bombeado, no caso de vazamentos de combustível. As colunas foram confeccionadas utilizando-se 2 tubos de acrílico transparente com 100 cm de comprimento e 23cm de diâmetro interno que foram fixados a uma base de acrílico transparente com 0,60 cm de espessura. Um tubo de PVC branco com 100 cm de comprimento e 3,50 cm de diâmetro interno, com ranhuras horizontais de 0,10 cm de largura foi cortado longitudinalmente e cada metade foi fixada nas paredes dos tubos de acrílico para representar o poço de monitoramento. As colunas foram preenchidas com areia de granulometria muito fina (0,088 mm). Os resultados obtidos mostraram que a espessura aparente da gasolina pura foi 2,6 vezes superior à espessura real da fase livre e a espessura aparente da E-20 foi 0,6 vezes superior a espessura real da fase livre. A tensão interfacial da E-20 foi 67% inferior à tensão interfacial da gasolina pura, possibilitando que uma quantidade maior de poros fosse acessada, refletindo em valores de saturação total 54% superiores ao da gasolina pura. Parte da fase gasolina da E-20 deve ter sido depositada como glóbulos desconectados nos poros caracterizando uma saturação residual, devido ao particionamento preferencial do etanol para a água subterrânea e o conseqüente enriquecimento em gasolina na fase gasolina. Esta saturação residual deve ter dificultado o fluxo e consequentemente reduzido a permeabilidade relativa para a fase aquosa, causando o retardamento da chegada da E-20 no poço de monitoramento.
Title in English
Relationship of apparent and actual thickness of free phase gasoline and E-20 in column experiment
Keywords in English
contamination
ethanol
gasoline
hydrocarbons
Abstract in English
Commercial gasolines sold in Brazil are added ethanol from 20 to 24% by volume. This oxygenated additive raises the octane level and reduces carbon monoxide emissions to the atmosphere. Underground storage tanks and gasoline lines are a major potential problem for soil and groundwater contamination. Since ethanol has cosolvent properties that alter the behavior of phase distribution in subsurface, this research compares the existing relationship of apparent and actual thicknesses of free phase gasoline and E-20 (80% gasoline and 20% ethanol by volume) found respectively in monitoring wells and medium porous material using two column experiments. Two cylindrical plexiglass columns were used (100 cm long and 23 cm in internal diameter). The bottom ends were capped using two 35 x 35 cm plexiglass plates. A spout-like connection of PVC was fitted near the base of each column as an inlet/outlet end. One well screen (100 cm long and 3,5 cm in internal diameter) in white PVC was cut in half lengthwise and attached to the inside walls of columns to be used as monitoring wells. The columns were then filled with 0,088 mm grain size sand (very fine).The apparent thickness of pure gasoline was 2.6 times thicker than the actual thickness in the aquifer while it was only 0.6 thicker for E-20. The interfacial tension of E-20 is 67% lower than the that of the pure gasoline, allowing a larger quantity of pores to be accessed, which was reflected in an oil saturation 54% higher than that of pure gasoline. Part of the gasoline phase of E-20 must have been precipitated as disconnected doplets within the pores creating a residual saturation and consequently reducing the permeability with respect to the aqueous phase delaying the breakthrough of E-20 in the monitoring well.
 
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Publishing Date
2005-07-12
 
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