Türkiye’de Ġçeriden Öğrenenlerin Ticaretinin GeliĢimi ve Sermaye Piyasası Suçları ile Ġlgili Değerlendirmeler

PROCESSO DE ELETROCOAGULAÇÃO PARA REMOÇÃO DE Cr6+ _EM

ÁCIDO SULFÚRICO 0,5 mol.L-1

Os resultados experimentais para remoção de cromo hexavalente em efluentes simulados, com H2SO4 0,5 mol.L-1 como eletrólito suporte, foram obtidos

de acordo com as variáveis de controle dos parâmetros de processo de eletrocoagulação, conforme mostrado na Tabela 4. Embora, o processo tenha ocorrido no tempo máximo de 20 min, foi destacado o percentual de remoção, calculado através da Equação 24, para o tempo de 5 min, pois foi observado uma remoção considerável neste tempo.

Conforme a Tabela 1 (descrita na metodologia) e utilizando o programa Design-Expert foram calculados os valores de efeito de cada parâmetro aplicado no processo de EC para remoção de Cr6+ em efluente simulado. Com isto foi possível determinar quais os parâmetros que realmente apresentam influencia estatística significativa, o que pode ser observado através do Diagrama de Pareto, na Figura 33, pois conforme o resultado mostrado através deste diagrama, todas as variáveis apresentaram significância estatística na resposta de percentual de remoção, ao nível de significância de 95%.

Figura 33 _{– Diagrama de Pareto mostrando os principais efeitos e interações dos parâmetros para a resposta (percentual de remoção de Cr}6+_{), onde: A =}

Tabela 4 – Matriz das variáveis e valores operacionais para o planejamento fatorial 24 _{com 4 pontos} centrais. Experimento Variáveis A B C D Resposta - Y 1 +1 +1 -1 +1 97,30 2 -1 -1 -1 -1 70,14 3 +1 -1 -1 +1 70,30 4 0 0 0 0 89,00 5 -1 +1 -1 -1 96,80 6 -1 +1 +1 -1 100,00 7 +1 +1 +1 -1 94,10 8 0 0 0 0 89,00 9 +1 -1 -1 -1 68,72 10 -1 -1 +1 -1 20,14 11 -1 -1 +1 +1 27,51 12 +1 -1 +1 -1 34,96 13 -1 -1 -1 +1 34,48 14 +1 +1 +1 +1 54.61 15 -1 +1 -1 +1 95,70 16 0 0 0 0 89,02 17 -1 +1 +1 +1 99,00 18 0 0 0 0 89,12 19 +1 -1 +1 +1 61,19 20 +1 +1 -1 -1 98,10

A = Densidade de corrente; B = Temperatura; C = Concentração; D = Velocidade de agitação; Y = % Remoção.

O efeito positivo apresentado no Diagrama de Pareto (Figura 33), correspondendo as variáveis A e B, e interações AD, BC e CD. As variáveis de C e D, bem como as interações AB, AC e BC, ABC, ABD, ACD, BCD e ABCD mostraram valor negativo sobre a resposta do percentual de remoção de Cr6+.

A Tabela 5 mostra a avaliação do modelo de pureza obtido, descrevendo a análise de variância, a análise de regressão e teste de Fischer (ANOVA). Uma vez que os valores de p (probabilidade) foram utilizados para determinar a significância estatística do efeito dos parâmetros de processo sobre a variável dependente. Conforme observado na Tabela 5, os coeficientes de regressão R2 e R2 ajustado convergiram para valores próximos a 1, indicando um nível de concordância e ajuste entre os valores previstos pelo modelo estatístico proposto e os valores obtidos experimentalmente. O nível de precisão adequado neste caso é 1.505,866 (uma relação adequada de precisão superior a 4 indica que o modelo quadrático é adequado).

Segundo o valor do teste de Fischer (F-calculado = 2,491 x 10+5_{) (Tabela 6), o}

modelo matemático de segunda ordem pode ser utilizado para a previsão dos valores experimentais, com uma probabilidade de erro inferior a 0,01%. Comprova- se também (Tabela 5) que os fatores A, B, C, D, AB, AC, AD, BC, BD, CD, ABC, ABD, ACD, BCD, ABCD apresentaram valores de p abaixo de 0,05, exibindo significância estatística sobre a resposta do percentual de remoção de Cr6+ com o nível de confiança acima de 95%, o que foi comprovado previamente no diagrama de Pareto (Figura 33), pois os valores superiores a 0,1 indicam os termos do modelo não são significativos. Note-se que a ordem dos efeitos que significância estatística no modelo é B>C>AB>BCD>ABD>ABC>BC>ACD>D>BD>AC>A>CD>ABCD>AD (Figura 33). De acordo com os resultados obtidos na análise estatística (ANOVA), a obtenção dos valores de remoção de Cr6+ em efluente simulado pode ser modelado matematicamente em termos codificados por superfície de respostas pela Equação (35):

% removal = +70,19 + 2,22A + 21,76B – 8,75C – 2,68D – 8,14AB – 2,44AC +

1,12AD + 3,73BC – 2,62BD + 1,82CD – 4,21ABC – 5,89ABD – 3,57ACD – 6,64BCD

– 1,28ABCD (35)

A Figura 34 mostra a relação entre os valores experimentais encontrados (observados) e previstos para o percentual de remoção de Cr6+_{. Os valores previstos}

pelo modelo foram representados pela reta e os valores observados pelos pontos. Verifica-se que a diferença dos valores observados aproximou-se dos valores previstos, o que pode ser comprovado pelo elevado valor do coeficiente de regressão obtido pelo modelo (R2 = 1,000).

Tabela 5 _{– Análise de variância (ANOVA) para a resposta (% remoção).} Fonte de

variação Soma quadrática

Nº de graus de liberdade Média quadrática F-calculado Probabilidade (p) Modelo 12.331,97 15 822,13 2,491 x 10+5 < 0,0001* A 78,81 1 78,81 2,388 x 10+4 < 0,0001 B 7.576,40 1 7576,40 2,296 x 106+ < 0,0001 C 1.225,53 1 1225,53 3,714 x 10+5 < 0,0001 D 114,86 1 114,86 3,481 x 10+4 < 0,0001 AB 1.060,97 1 1060,97 3,215 x 10+5 < 0,0001 AC 95,50 1 95,50 2,894 x 10+4 < 0,0001 AD 20,05 1 20,05 6,075 x 10+3 < 0,0001 BC 222,38 1 222,38 6,739 x 10+4 < 0,0001 BD 109,78 1 109,78 3,327 x 10+4 < 0,0001 CD 52,89 1 52,89 1,603 x 10+4 < 0,0001 ABC 283,00 1 283,00 8,576 x 10+4 < 0,0001 ABD 555,66 1 555,66 1,680 x 10+5 < 0,0001 ACD 204,28 1 204,28 6,190 x 10+4 < 0,0001 BCD 705,83 1 799,05 1,838 x 10 < 0,0001 ABCD 26,04 1 26,04 7,890 x 10+3 < 0,0001 Curvatura 1.136,35 1 1.136,35 3,443 x 10+5 < 0,0001 Resíduo 9,90 x 10-3 _{3 3,30 x 10}-3 _{--- ---} Total corrigido 13.468,33 19 --- --- ---

*Significante; Desvio padrão:0,057; R2: 1,000; R2 Ajustado: 1,000; CV%: 0,078; Precisão Adequada: 1.507,866.

Figura 34 _{– Valores observados em função dos valores previstos.}

Com os resultados obtidos a partir da análise do ANOVA, foram destacados os experimentos 6 e 10 (Tabela 4), porque apresentaram uma remoção de 100 e 20,14%, respectivamente, sendo o melhor e o pior resultado obtidos. A Tabela 6 mostra as condições aplicadas em cada experimento. Observando estes resultados (Tabela 5), confirma-se que o parâmetro de maior significância para o percentual de

remoção é a temperatura, com efeito positivo, como foi verificado através do Diagrama de Pareto (Figura 33). Na Tabela 7 são apresentados os valores previstos para o modelo com intervalo de confiança de 95% (IC) e intervalo de previsão (IP), para as condições ideias em que a eficiência de remoção de Cr6+ obtida foi de 100% (experimento 6, conforme a Tabela 4).

Tabela 6 – Parâmetros aplicados no experimento 6 e 11 no processo de eletrocoagulação.

Experimento Densidade de corrente Temperatura Concentração Velocidade de _agitação

6 5 mA.cm-2 60ºC 100 ppm 400 RPM

10 5 mA.cm-2 _{25ºC 100 ppm 400 RPM}

Tabela 7 _{– Valor previsto e observado com IC e IP de 95%, para o experimento 6.}

Resposta Previsto Observado 95% IC 95% IP

Nível (-1) Nível (+1) Nível (-1) Nível (+1)

% Remoção 100 100 99,82 110,18 99,74 100,26

Uma das vantagens em utilizar métodos estatísticos do tipo metodologia de superfície de resposta (MRS) para otimizar estudos envolvendo o processo de eletrocoagulação é a facilidade de entender as interações entre os parâmetros que envolve o processo de eletrocoagulação, visualizando as superfícies de contorno, como por exemplo, em representações gráficas do tipo 2D e 3D. Neste trabalho com os resultados obtidos através da análise MSR, foi possível otimizar o processo de eletrocoagulação visando melhor eficiência remoção de cromo hexavalente em efluente simulado. As Figuras 35, 36 e 37 representam as superfícies de respostas de acordo com o modelo matemático obtido (Equação 35).

De acordo com as Figuras 35, 36 e 37 observa-se um aumento significativo no percentual de remoção de Cr6+ variando os valores dos parâmetros estatisticamente mais importantes, nomeadamente; densidade de corrente e temperatura (para maior), concentração e velocidade de agitação (para menor). A temperatura foi a variável de maior significância em relação aos demais, pois o seu aumento é diretamente proporcional ao aumento no percentual de remoção de cromo, como verificamos nas Figuras 35, 36 e 37, enquanto que a densidade de corrente e a velocidade de agitação foram as variáveis de menor relevância, como observamos nas Figuras 36 e 37.

Figura 35 _{– Representação da superfície de contorno (3D) para o efeito da densidade de corrente e} temperatura na eficiência do percentual de remoção de Cr6+ através do processo de

eletrocoagulação.

Figura 36 – Representação da superfície de contorno (3D) para o efeito da concentração e

temperatura na eficiência do percentual de remoção de Cr6+ _{através do processo de}

Figura 37 – Representação da superfície de contorno (3D) para o efeito da velocidade de agitação e temperatura na eficiência do percentual de remoção de Cr6+ através do processo de

eletrocoagulação.

Após a análise e a determinação dos melhores parâmetros através da MSR, foi realizado a estimativa do consumo energético (Equação 25) e o custo operacional (Equação 26) de todo o processo de eletrocoagulação aplicado neste estudo de influência dos parâmetros, considerando a aplicação do processo no tempo de 5 min. (Tabela 8), em que se verificou que o consumo energético para a melhor condição experimental é de 8,3 10-6 _kWh.dm-3 _{(experimento 6), o menor valor obtido.}

Tabela 8 _{– Estimativa do consumo de energia e custo operacional dos processos de}