Extrato de origem vegetal como inibidor de corrosão para aço inoxidável duplex

ISBN 978-85-85905-23-1

Área

Iniciação Científica

Autores

Santos, D.C. (INSTITUTO FEDERAL DO RIO DE JANEIRO) ; Castro, D.L. (INSTITUTO FEDERAL DO RIO DE JANEIRO) ; Cardoso, S.P. (INSTITUTO FEDERAL DO RIO DE JANEIRO)

Resumo

Processos industriais que utilizam ou geram ambientes ácidos causam corrosão em peças metálicas, tornando necessário o uso de métodos de proteção, sendo os inibidores de corrosão os indicados para meio ácido. Muitos inibidores são tóxicos ao ambiente, levando a investigação de inibidores feitos de extratos de plantas, que além de provenientes de fonte renovável, acarretam pouca ou nenhuma agressão ao ambiente. Nesta pesquisa extratos de folhas do botão-de-ouro foram avaliados como inibidores de corrosão para o aço inoxidável duplex 22% Cr em HCl 1 mol.L-1. As eficiências de inibição dos extratos foram obtidas por ensaios de perda de massa, com o etanólico e aquoso apresentando eficiências de, respectivamente, 84,23% e 81,16%, indicando o potencial dos extratos como inibidores de corrosão.

Palavras chaves

inibidor de corrosão; botão-de-ouro; Unxia kubitzkii H. ROB.

Introdução

Peças metálicas se deterioram em um processo chamado corrosão, gerando gastos que envolvem manutenção, proteção ou troca de peças, além de paralisações e risco de acidentes (GENTIL, 2011). O ácido clorídrico é muito utilizado nas indústrias, devendo ser controlada a corrosão nas peças metálicas que entram em contato com esse meio (RAYNER-CANHAM e OVERTON, 2006). Existem vários métodos de proteção, sendo os inibidores de corrosão os mais usados em ambientes ácidos. Apesar de eficientes em controlar a corrosão, alguns inibidores possuem elevado custo, e apresentam elevando grau de toxicidade, tornando-o desvantajoso (SILVA, 1981). Levando em conta a preocupação com o meio ambiente, estudos envolvendo extratos de plantas como potenciais inibidores passaram a ser desenvolvidos. A vantagem desses extratos é que além da baixa toxicidade, são um recurso natural renovável, biodegradável, não contendo metais pesados e de baixo custo. Vale destacar que a eficiência de um inibidor de corrosão está relacionada ao tipo de metal, por isso um inibidor que protege um aço-carbono pode não ser tão eficiente para proteção de um aço inoxidável. A natureza do meio corrosivo também influencia no grau de proteção, o que leva a constante necessidade de estudo para a identificação de inibidor específico para cada processo corrosivo (ATKINS, 1999). O botão-de-ouro (Unxia kubitzkii H. ROB) foi selecionado por ser uma planta nativa do Brasil, sendo um vegetal herbáceo ereto, perene, muito ramificado, de 30-50 cm de altura e de florescimento decorativo. Este trabalho procura contribuir para as pesquisas na área, avaliando a eficiência de extratos provenientes das folhas do botão-de-ouro como um potencial inibidor de corrosão para o aço inoxidável duplex 22% Cr em ácido clorídrico 1 mol.L-1.

Material e métodos

O extrato aquoso foi obtido com o uso de 200 g de folhas frescas da planta, trituradas e adicionadas em 200 mL de água destilada, com aquecido por 2h à 80 ºC. Já no extrato etanólico foram utilizas 200 g de folhas frescas maceradas e colocadas em recipiente com 200 mL de etanol PA, sendo o sistema tampado e colocado a temperatura ambiente por 30 dias. Após as etapas de extração, utilizou-se uma peneira para separar os materiais particulados dos extratos. A eficiência de inibição (EI%) dos extratos foi calculada a partir das taxas de corrosão (Tc) do metal obtidas a partir de ensaios de perda de massa, realizados na temperatura de 25 ºC por 2 h, em solução de HCl 1,0 mol.L-1. Os ensaios de perda de massa foram feitos através de ensaios isolados com dois corpos de prova do aço inoxidável duplex 22% Cr (22Cr-7Ni- 3Mo), usando os extratos nas concentrações 1%, 5%, 15% e 30% (v/v). O resultado foi calculado utilizando a média dos valores obtidos para os dois corpos de prova. A taxa de corrosão foi obtida a partir da expressão, Tc = (K.W)/ (A t ρ), onde K representa uma constante (no valor de 8,76 x 104 para obtenção da taxa de corrosão na unidade de mm.ano-1), W é a perda de massa em g, A à área exposta em cm2, t o tempo de exposição em horas, e ρ a massa específica do material em g/cm3. A eficiência de inibição dos extratos foi calculada a partir das taxas de corrosão no ensaio em branco (sem inibidor) e na presença dos extratos, sendo expressa em porcentagem.

Resultado e discussão

A taxa de corrosão do aço inoxidável em HCl 1 mol.L-1 (ensaio em branco) foi de 19,94 mm/ano, indicando a agressividade do meio corrosivo. A adição de 1% do extrato aquoso reduziu a taxa de corrosão do aço para 12,15 mm/ano, sendo observada uma progressiva redução nas taxas de corrosão conforme aumento na concentração do extrato, passando para 5,95 mm/ano, 4,78 mm/ano e 3,75 mm/ano com o uso de, respectivamente, 5%, 15% e 30% do extrato aquoso. O mesmo comportamento foi observado com o uso do extrato etanólico, que proporcionou para o aço inoxidável taxas de corrosão de 8,68 mm/ano, 6,75 mm/ano, 4,49 mm/ano e 3,14 mm/ano, para as concentrações do extrato de, respectivamente, 1%, 5%, 15% e 30%. Comparando os dois extratos, percebe-se que o etanólico proporcionou menores taxas de corrosão nas concentrações testadas, exceto para a concentração de 5% quando o extrato aquoso apresentou melhor resultado, revelando um desempenho mais significativo para o extrato etanólico. Os melhores resultados foram alcançados com o uso de 30% dos extratos, com o etanólico possuindo eficiência de inibição de 84,23% e o aquoso uma eficiência de inibição de 81,16%. Vale destacar que os valores de eficiência de inibição dos extratos das folhas do botão-de-ouro estão próximos de resultados apresentados na literatura para extratos de plantas já testados, o que torna os dados obtidos importantes, principalmente pelas características dos aços inoxidáveis que possuem baixa resistência a corrosão na presença de ácido clorídrico.

Conclusões

Os resultados indicam o potencial uso de extratos etanólico e aquoso do botão- de-ouro (Unxia kubitzkii H. ROB) como matéria ativa para a formulação de inibidores de corrosão para o aço inoxidável duplex 22% Cr. O extrato etanólico apresentou resultados levemente superiores ao aquoso, sendo necessário estudos complementares visando obter informações quanto ao filme protetor formado, a otimização do processo de obtenção dos extratos e o levantamento dos custos de produção, visando obter a melhor relação custo e benefício para o uso dos extratos como inibidores de corrosão.

Agradecimentos

Agradeço a minha orientadora por toda a ajuda nesse trabalho, minha mãe e minha namorada e aos colegas que sempre me apoiaram, ao IFRJ e ao CNPq pelo auxílio financei

Referências

ATKINS, P.W., Físico-Química Vol. 3, 6ª ed., Rio de Janeiro: LTC – Livros Técnicos e Científicos Editora S.A., 1999.
GENTIL, V. Corrosão. 6ª ed. Rio de janeiro: LTC - Livros Técnicos e Científicos, 2011.
RAYNER-CANHAM, G., OVERTON, T. Descriptive Inorganic Chemistry. 3ª Ed. New York: Editora W.H. Freeman, 2006.
SILVA, P. F. Introdução à corrosão e proteção das superfícies metálica. Belo Horizonte: Imprensa Universitária da UFMG, 1981.