TMS320F243 Tabanlı Asenkron Motor Sürücüsü ile Yapılan

AMOSTRAS

A análise de componentes principais surge como uma alternativa para se estudar uma grande quantidade e variedade de dados, minimizando a dimensão do conjunto de dados originais. A Figura 25 mostra o comportamento do Potencial de Circuito Aberto (OCP), potencial entre eletrodo de trabalho (aço carbono AISI 1020) e de referência (fio de prata) para as amostras avaliadas no meio corrosivo. O eletrodo de trabalho foi produzido em aço carbono AISI 1020. Este aço foi selecionado por oferecer características semelhantes aos materiais usados em dutos de petróleo. Observa se no registro do potencial o ruído provocado pelas interações heterogêneas e dinâmicas promovidas pela agitação da solução (300 rpm).

2 !+ 6 Comportamento do Potencial do Circuito Aberto (OCP) das nanoemulsões NE OS1 até NE OS5c utilizando aço carbono AISI 1020 em meio

Analisando o voltamograma resultante (Figura 25) fica evidente a dificuldade de se encontrar um padrão quantitativamente satisfatório neste conjunto de dados, já que há a ocorrência de intersecção de potenciais. Os registros iniciam em potenciais positivos e decaem até estabilização, não seguindo uma correlação linear em função das variações das concentrações do inibidor NE OS. No entanto, este decaimento pode ser justificado pelo equilíbrio de sorção dos agregados micelares de NE OS (e suas variações) na superfície metálica, que interfere na diferença de potencial entre o eletrodo de trabalho (aço carbono AISI 1020) e o eletrodo de referência (fio de prata).

A disposição dos sinais de potencial das amostras avaliadas (NE OS e suas variações) impossibilita a total caracterização do sistema NE OS; portanto, não contribui de forma relevante com as análises do mecanismo interfacial. Por este motivo, foi aplicada a Análise de Componente Principal (ACP) nos resultados obtidos do potencial de circuito aberto, que se apresentam mais precisos em relação à descrição e apresentação de mais informações sobre uma matriz de dados. Desta forma, uma matriz de informações foi organizada com N linhas, que são correspondentes à concentração do tensoativo Tween 80 nas amostras avaliadas, e M colunas, correspondentes ao tempo de análise de OCP, ou dimensões do sistema.

A vantagem de se utilizar ACP no tratamento estatístico de OCP é justificada por apresentar as informações em uma nova dimensão de forma prática e dinâmica, ficando fácil observar as correlações entre as amostras. Isto não poderia ser visualizado no voltamograma (Figura 25). A transcrição da matriz de dados do voltamograma em um novo plano dimensional conteve 99% de informação descritiva das amostras, sendo necessários apenas dois componentes principais para

descrever todo o conjunto de dados de OCP. O gráfico dos corresponde à

análise de 12 amostras de NE OS por OCP, em que os descritores de S5a e S5c estão sobrepostos no quadrante (II) (Figura 26).

Ciro José Ferreira Rodrigues

2 !+ : Gráfico dos correspondente a 12 amostras analisadas por OCP. .

No plano cartesiano, o CP1 (93%) é responsável pela diferenciação de potencial, e o CP2 (6%) explica a distinção por concentração do tensoativo Tween 80. Na primeira CP (93%) as amostras NaCl 3,5%, S1, S2 , S2b, S2c em valores negativos apresentam potenciais anódicos, contrastando com as amostras NE OS5, S4, S5a, S5c, e S2a de valores positivos, apresentando potenciais catódicos. As amostras NE OS3 e NE OS5b apresentaram valores intermediários. Na CP2 (6%) as soluções de menores concentrações (NE OS2b, S2c, S5a, S5b, S5c) apresentam valores positivos, para maiores concentrações de Tween 80 (NE OS1, S2, S3, S4 e S5) as amostras apresentam valores negativos; nas soluções contendo somente o meio corrosivo, observou se que a amostra referência NaCl 3,5% e a amostra de menor concentração de inibidor NE OS2a (0,10% (m/v) com 0,15% de Tween 80) apresentaram valores intermediários.

Da ACP foram identificadas e classificadas todas as amostras pelas suas distribuições espaciais nos componentes principais (CP). Fazendo uma correlação entre concentração de tensoativo nas amostras de NE OS e Potencial de Circuito Aberto nos quadrantes (I, II, III, IV), com NaCl 3,5%, para NE OS2a, S3 e S5b

(IV) _(III)

(II) (I)

observam se valores intermediários, com insignificante interferência nos potenciais observados.

Para as amostras NE OS1 e NE OS2 (quadrante IV) e suas variações S2b e S2c (quadrante I), S5b e S5c (quadrante II), S4 e S5 (quadrante III), observou se que se apresentam de forma “espelhada” independente dos teores de Tween 80. Portanto, as amostras NE OS1, S2 e S5 (e suas variações) interferiram de forma equivalente nos potenciais. De fato, os descritores de NE OS5a e NE OS5c no quadrante II estão sobrepostos, indicando que, independente da diferença de concentração de Tween 80, estas amostras de NE OS apresentam o mesmo comportamento de OCP. No entanto, os descritores intermediários, que apresentam valores próximos a zero, possuem características antagonistas entre si em relação aos seus respectivos eixos. Analisando o eixo CP1 (93%), os descritores S3 (1,0 ppm Tween 80) e S5b (0,61 ppm Tween 80) apresentam mesmos OCP apesar da considerável diferença de concentração. Pelo eixo CP2 (6%), a amostra NaCl 3,5% (0,0 ppm Tween 80) e NE OS2a (0,15 ppm Tween 80) apresentam OCP em regiões distintas em relação a todo o conjunto de amostras.

As amostras NE OS1, S2, S3, S4 e S5 são as que contêm maiores concentrações de Tween 80 dentre os quadrantes IV e III, apresentando se em uma sequência linear, de modo que o potencial fica mais catódico quanto maior a concentração de tensoativo. Este fenômeno não é observado para os demais descritores a baixa concentração, no qual, as amostras NE OS2a e NE OS5a não se enquadram. Estas amostras deveriam estar localizadas em valores mais negativos

de CP1. Para a construção do gráfico de foram utilizadas 1000 dimensões na

variável (s). Na Figura 27, apresenta se o gráfico de ou de pesos das

variáveis que representa a influência que cada variável da dimensão exercer para descrever todas as amostras na ACP.

Ciro José Ferreira Rodrigues

2 !+ 9 Gráfico de das amostras NE OS.

De acordo com a Figura 26, observa se que as variáveis na faixa 0 e 400 s

possuem maior peso. O resultado do gráfico de mostra o menor período de

tempo que possibilita a distinção das amostras no decorrer do registro potencial (OCP). As demais variáveis (401 a 1000 s) indicam a ocorrência do potencial de equilíbrio, adsorção parcial ou total do nanossistema NE OS e suas variações sobre a superfície dos eletrodos: o de referência (fio de prata) e o eletrodo de trabalho (aço carbono AISI 1020).

43 3 %) $ % 01%

No estudo da interface adsorvida pelos inibidores em temperatura constante, foram aplicados modelos matemáticos que descrevem o comportamento dos agregados micelares sobre a superfície metálica. Na Figura 28 está apresentada a influência da concentração do tensoativo Tween 80 em relação o grau de cobertura das isotermas de Langmuir e de Frumkin.

Os dados adquiridos para o estudo da isoterma foram originados da média dos valores do potencial de equilíbrio de OCP no intervalo entre 401 a 1000 s, com exclusão das amostras NE OS2a e NE OS5a por apresentarem comportamentos anômalos por comparação com as demais amostras.

2 !+ ; – Isoterma de adsorção de Langmuir (a) e Frumkin (b).

(a)

(b) R² = 0,98

Ciro José Ferreira Rodrigues

Na análise da Figura 28 (a) (isoterma de Langmuir), observou se que a correlação entre os valores do grau de cobertura (θ) e das concentrações do tensoativo nos agregados micelares não é significativa. Na Figura 28 (b), referente à isoterma de Frumkin, a partir dos dados obtidos no intervalo 401 a 1000 s para as amostras NE OS e suas variações, observou se que o parâmetro lateral (A) contribui para explicar o fenômeno de adsorção dos agregados micelares na interface sólido líquido. Os resultados dos parâmetros físico químicos (OCP) dos dois modelos encontram se descritos na Tabela 11. De acordo com esta tabela, a isoterma de Frumkin foi a que melhor se ajustou ao fenômeno de adsorção dos agregados micelares NE OS avaliados na superfície metálica. No entanto, os melhores parâmetros de interação foram evidenciados para a isoterma de Langmuir.

Parâmetros físico químicos encontrados para as isotermas estudadas.

Isotermas R² A Kads (kJ/mol) adsG (kJ/mol)

Frumkin 0,98 15,7 4,20.103 3,55

Langmuir 0,95 1,11.101 15,6

Com base nos dados da constante de adsorção (Kads), sugere se a possibilidade

de competição na formação das camadas de adsorção sobre a superfície do

eletrodo. Apesar da isoterma de Frumkin apresentar R2 maior que a de Langmuir, o

fenômeno de adsorção (1,11.101 kJ/mol) observado comparativamente, indicou a

formação de monocamada apresentando valor maior do que a dessorção de

multicamadas (4,20.103kJ/mol).

A área superficial exposta do aço carbono AISI 1020 ao meio corrosivo sob agitação possui heterogeneidade de densidade eletrônica. A adsorção dos agregados micelares de NE OS entram em competição por interação eletrostática contribuindo para os prováveis mecanismos com a superfície metálica.

Analisando os parâmetros físico químicos de ambas as isotermas, a formação de monocamada com base no modelo de Langmuir é energeticamente mais

favorável por apresentar adsG negativo, em relação a possíveis formações de

multicamadas do modelo de Frumkin, por apresentar adsG positivo. Outro fator

multicamadas que está vinculado ao valor positivo de A (15,7) indicando interações laterais repulsivas entre os agregados micelares, que pode ser explicado pelo índice de polidispersão. A agitação da solução promove uma competição por interação com a superfície metálica, que é função do índice de polidispersão e distorção do tamanho dos diâmetros dos agregados. As micelas que interagirem primeiro com a superfície formará a primeira camada, e seguidamente de forma não espontânea, a segunda camada de proteção.