Aspectos Moleculares da Solvatação de Asfaltenos

• Processo: 25/14969-0
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de setembro de 2025
• Data de Término da vigência: 31 de agosto de 2026
• Área de conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Química - Físico-química
• Pesquisador responsável: Leandro Martinez
• Beneficiário: Lucas Avila Pinheiro
• Instituição Sede: Instituto de Química (IQ). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Campinas , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 13/08293-7 - CECC - Centro de Engenharia e Ciências Computacionais, AP.CEPID
• Assunto(s): Petróleo Sistemas complexos Solvatação Química teórica
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: asfalteno | Petróleo | Simulações de Dinâmica Molecuar | Sistemas Complexos | Solvatação | Química Teórica

Resumo

A estabilidade de asfaltenos em solução é um dos principais desafios enfrentados pela indústria do petróleo, devido à sua tendência à agregação e precipitação em condições adversas de pressão, temperatura e composição. Essas moléculas, que compõem a fração mais pesada e polar do petróleo bruto, apresentam estruturas aromáticas complexas capazes de formar agregados supramoleculares via interações ¿-¿ e ligações de hidrogênio. A solubilidade diferencial dos asfaltenos em solventes aromáticos (como tolueno) e sua insolubilidade em solventes alifáticos (como n-heptano) reflete a importância das interações moleculares no processo de solvatação. Este projeto tem como objetivo investigar, por meio de simulações de dinâmica molecular, os mecanismos moleculares que regem a solvatação de asfaltenos, com foco na proposição de novos solventes e na compreensão do papel estabilizador das resinas naturais. Serão utilizadas ferramentas avançadas do pacote ComplexMixtures.jl, como as funções de distribuição de distância mínima (MDDF), análise de coordenação local e decomposição por grupos funcionais, para caracterizar quantitativamente as interações solvente-soluto em diferentes sistemas modelo. A partir da comparação entre solventes aromáticos e alifáticos, busca-se elucidar os fatores estruturais que favorecem ou inibem a auto-associação dos asfaltenos, com base em análises energéticas, estruturais e estatísticas. A atuação das resinas como barreiras estéricas e sua capacidade de alterar o ponto de floculação, condição em que os asfaltenos começam a se agregar e formar partículas visíveis (flóculos) que podem precipitar da solução, também será modelada. Os resultados esperados contribuirão tanto para o avanço do conhecimento fundamental em físico-química molecular quanto para aplicações práticas na formulação de aditivos estabilizantes. (AU)