17 de noviembre de 2021.- Un estudio publicado en Environmental Chemistry Letters discute los métodos novedosos y sostenibles de inhibición de la corrosión en acero.
El acero es una de las aleaciones más utilizadas debido a sus excelentes propiedades mecánicas. Estas propiedades incluyen maleabilidad, ductilidad, alta resistencia, conformabilidad y ductilidad. Las aleaciones de acero más comunes son el acero al carbono y el acero dulce. Según la investigación, el tratamiento térmico, el automóvil, la construcción naval, la arquitectura, la petroquímica y la metalurgia son los principales usuarios de acero en diversas formas, como componentes de proceso, materias primas y fabricación de equipos.
El sector de la construcción es el mayor consumidor, y representa más de la mitad del consumo mundial total de acero. La segunda industria es el transporte (automóviles, camiones, aviones, construcción naval y ferrocarril). Las industrias de equipos y productos metálicos utilizan cada una de alrededor del 14% del acero mundial.
Corrosión y sus efectos
La corrosión del acero es la degradación permanente y la pérdida de materiales de acero y sus importantes cualidades causada por la reactividad electroquímica o química de sus superficies a elementos ambientales como ácidos, humedad y oxígeno.
El estudio revela que la corrosión causa fragilización, cambios en las propiedades de la superficie y reduce la eficacia del uso del metal en aplicaciones industriales, por lo que debe regularse. Según las investigaciones, las pérdidas por oxidación en todo el mundo ascienden a 2,700 millones de dólares por año (aproximadamente el 4.3% del producto interno bruto).
La inhibición y prevención de la corrosión son dos técnicas distintas, siendo la primera la más utilizada. La inhibición de la corrosión es un método para proteger una superficie contra procesos electroquímicos mediante el uso de productos químicos sintéticos o naturales. Los inhibidores de la corrosión se emplean comúnmente en la industria del petróleo para prevenir la corrosión inducida por gases ácidos.
Aunque los inhibidores de corrosión vienen en una variedad de formas, los inhibidores de corrosión basados en fuentes naturales, también conocidos como inhibidores de corrosión verde, han ganado popularidad debido a su baja toxicidad, disponibilidad y bajo costo de producción.
Inhibidores de corrosión verdes
Según las últimas investigaciones, los inhibidores de corrosión verde se utilizan ampliamente y contienen componentes de origen vegetal. El método más típico para producir inhibidores de corrosión naturales es deshidratar las plantas a la luz del sol o la sombra y luego pulverizarlas. La extracción con solvente se utiliza para eliminar los compuestos activos del polvo de biomasa.
Los inhibidores de corrosión ecológicos son fácilmente biodegradables, ambientalmente benignos, a base de carbono y rentables. Los inhibidores de corrosión verde generalmente están hechos de materiales sostenibles y renovables.
Los dos tipos de inhibidores verdes incluyen inhibidores verdes orgánicos e inorgánicos. Los materiales orgánicos incluyen plantas, medicamentos, proteínas, tensioactivos, líquidos iónicos y biopolímeros, mientras que los inhibidores de corrosión verde inorgánicos incluyen metales de tierras raras.
Aplicaciones para la inhibición de la corrosión del acero
La efectividad de cada inhibidor se estimó cuidadosamente mediante una evaluación a través de una serie de experimentos, como experimentos de pérdida de masa, microscopía y estudios electroquímicos. Los estudios se realizaron extensamente en ambientes ácidos, alcalinos y marinos.
Hallazgos de investigación en medio ácido
El uso de fibra de coco como inhibidor de la corrosión verde para el acero dulce se examinó a temperaturas que oscilaban entre 303.15 y 333.15 K. La eficacia de la inhibición mejoró al aumentar la concentración de extracto, y la inhibición más alta fue de aproximadamente el 94.3 por ciento.
Los efectos del extracto de hoja de Morus alba pendula sobre la prevención de la corrosión del acero al carbono se probaron en una amplia gama de cambios de temperatura y cantidades de extracto. Con el uso de este extracto, se obtuvo una alta efectividad inhibitoria del 93% a 298,15 K.
Aplicaciones de investigación en medio marino y alcalino
En medio alcalino, los extractos de henna y Brahimi fueron útiles en la inhibición de la corrosión hasta un 65-80% con una variación de concentración de 0.5-2%. Las hojas de morera en el mismo ambiente tuvieron una eficacia del 88% para el acero al carbono.
En circunstancias alcalinas, se empleó cáscara de nuez de areca como inhibidor de corrosión y se probó con acero dulce. En circunstancias de trabajo ideales, la eficiencia máxima alcanzable fue del 91.66%. La eficiencia disminuyó a medida que aumentaba la temperatura, lo que confirma la naturaleza física de la capa protectora en la superficie del metal.
El alto contenido de oxígeno en entornos marinos aumenta las tasas de corrosión. Sin embargo, el estudio mostró que los extractos de hojas de ortiga verde tenían una eficiencia de inhibición de la corrosión del 95%. Además, el extracto de albahaca con la incorporación de nanotubos en un medio de sal común al 3.5% demostró una eficacia del 98%. Por lo tanto, en los tres medios, los inhibidores naturales sostenibles fueron altamente efectivos.
Futuro Prospecto
Aunque los investigadores han realizado un estudio exhaustivo, todavía quedan por investigar varios factores. Un aspecto importante es el estudio de los impactos de ambientes extremos como las altas temperaturas. Además, deben realizarse pruebas como el análisis termogravimétrico para demostrar la viabilidad en entornos exotérmicos. Las aplicaciones de inhibidores de corrosión verde deben investigarse en una atmósfera gaseosa.
En resumen, los medios sostenibles para evitar la corrosión del acero han sido el centro de atención durante bastante tiempo y el estudio reciente ha discutido aspectos esenciales a este respecto que serían fructíferos para aumentar la vida útil de dichas aleaciones y protegerlas del óxido y la corrosión.
Reportacero
