AVALIAÇÃO DA EFICIÊNCIA DO EXTRATO DA ESPÉCIE Ocimum basilicum var. citriodorum COMO INIBIDOR DE CORROSÃO EM MEIO ÁCIDO.

ISBN 978-85-85905-23-1

Área

Físico-Química

Autores

Costa, M.F.P. (UNIFANOR) ; Moreira, C.S. (UNIFANOR) ; Junior, J.M.F.J. (UNIFANOR) ; Barros, A.S. (UECE) ; Pinto, C.C.C. (UECE) ; Ribeiro, L.M. (UECE)

Resumo

Apesar da grande diversidade genética vegetal, apenas uma pequena parcela da flora brasileira foi estudada em busca de compostos bioativos. Portanto, este trabalho procura caracterizar e verificar a eficiência da atividade do extrato da espécie vegetal de manjericão Ocimum basilicum var. citriodorum, como inibidor de corrosão para o aço carbono SAE 1010 em meio de HCL 0,5 mol.L-1. Foram utilizados os principais métodos e técnicas: prospecção fitoquímica, análise gravimétrica, teste de potencial de circuito aberto e microscopia de reflexão. Curvas de potencial de circuito aberto e ensaios de imersão evidenciaram melhor eficiência de inibição para a concentração de solução inibidora a 1000ppm. Obteve-se uma eficiência máxima de 78,19% para o extrato Hidroalcoólico das folhas de manjericão.

Palavras chaves

Corrosão; Manjericão; Inibidores de corrosão

Introdução

No que diz respeito aos processos industriais, as perdas de eficiência e gastos relacionados à manutenção de linhas de produção se encontram como uma das grandes preocupações. Diversos setores de exploração e beneficiamento de recursos naturais se encontram sujeitos aos diferentes mecanismos corrosivos existentes. Nesta questão, a manutenção preventiva da indústria nacional movimente anualmente o equivalente a 3,5% do valor do PIB de países industrializados, sendo assim um dos grandes desafios enfrentados por gestores na redução do elevado custo de recuperação envolvido (MACIEL et al., 2013). Dentre os diferentes conceitos de corrosão, um dos mais aplicados define-a como sendo a deterioração de um material metálico ou não metálico, ou ainda, a deterioração das propriedades destes materiais por ação química ou eletroquímica do meio ambiente no qual estão expostos, bem como por mecanismos físicos e mecânicos existentes (GENTIL,1996). Estas ações que os materiais são submetidos podem resultar em alterações prejudiciais indesejáveis do mesmo, tais como: desgaste, variações químicas e modificações estruturais. Levando em consideração a grande faixa de empregabilidade de estruturas produzidas a partir de aço carbono, a degradação deste material de alto valor agregado deve ser amplamente reduzida por meio de mecanismos e ações preventivas a fim de manter a adequação do uso. Frente ao crescente avanço tecnológico e produtivo, a demanda por produtos resistentes à corrosão é significativa. Neste contexto, as práticas de gerenciamento de corrosão podem reduzir por volta de 20% os custos relacionados aos aspectos diretos de manutenção, substituição e proteção. Podemos incluir também a minimização de gastos indiretos por função de paralisações acidentais por perda de eficiência dos equipamentos, contaminação do produto, perda total da produção e eventual comprometimento da segurança pessoal e ambiental (MACIEL et al., 2013). Em relação aos métodos de proteção, destacam-se: pinturas de primers, revestimentos, proteções catódicas, fosfatização, cromagem e inibidores de corrosão dos mais variados tipos. Os inibidores de corrosão são substâncias adicionadas ao meio corrosivo, em quantidade ou concentrações adequadas, com o intuito de reduzir ou até mesmo eliminar a degradação de estruturas metálicas devido a influencia da cinética das reações eletroquímicas (GENTIL, 1996). Para que a utilização de um inibidor seja satisfatória, devem-se considerar as causas da corrosão no sistema, os custos relacionados à sua utilização e obtenção, as propriedades e mecanismos de ação do mesmo, assim como as condições adequadas de adição e controle para evitar mecanismos inconvenientes. Uma grande variedade de produtos químicos são usados como inibidores de corrosão, entretanto a maior parte destes produtos são de natureza nitrogenada, fosforada, obtidos de aminas, a base de enxofre ou metais pesados, sendo caracterizados como tóxicos e prejudiciais ao meio ambiente. Estes fatores tornam necessário maiores cuidados na logística quanto ao processo de armazenagem, aplicação e descarte. Alguns produtos são altamente eficazes, porém muito perigosos, e os riscos não devem ser desconsiderados. Atualmente as pesquisas de inibidores de corrosão naturais vêm se destacando devido à possibilidade do uso e descarte Seguro. A vantagem dos “inibidores verdes” está no fato de que, são provenientes de um recurso natural renovável, biodegradáveis, de baixo custo e não contêm metais pesados (MACIEL et al., 2013), agregando a sua utilização não só fatores ambientais como econômicos. Em sistemas aquosos estudos envolvendo a utilização de inibidores atóxicos em tintas acrílicas a base de água já receberam grande apoio. Pesquisas realizadas nos últimos anos relatam que a atividade dos inibidores de corrosão em muitos desses extratos de plantas pode ser devido à presença de constituintes heterocíclicos como alcaloides, flavonoides, ou, igualmente, à presença de taninos, celulose e compostos policíclicos, que podem levar à formação de um filme sobre a superfície metálica, atuando como inibidor catódico ou anódico de um sistema corrosivo, evitando assim a degradação (RAJA, P. B., SETHURAMAN., M. G, 2008). O Brasil é o país com a maior diversidade genética vegetal do mundo, contando com mais de 55.000 espécies catalogadas de um total estimado entre 350.000 e 550.000. Em contrapartida, apenas 8% das espécies vegetais da flora brasileira foram estudadas em busca de compostos bioativos e 1.100 espécies vegetais foram avaliadas em suas propriedades medicinais (SIMÕES et al., 2003). Com a crescente implantação de leis ambientais rígidas, este tipo de inibição comprovadamente eficiente é muito promissor e se estabelece como o futuro do segmento preventivo de corrosão metálica, principalmente se levarmos em consideração os elevados investimentos programados em infraestrutura.

Material e métodos

O processo experimental pode ser dividido em cinco etapas, a de obtenção do extrato etanólico de manjericão da espécie Ocimum basilicum var. citriodorum, prospecção fitoquímica, quantificação de flavonóides e fenóis totais, preparo das amostras metálicas, análise gravimétrica, teste de potencial de circuito aberto e microscopia de superfície dos corpos de prova. Fez-se uso dos principais materiais: Extrato das folhas da espécie Ocimum basilucum var. citriodorum, Arruelas de Aço carbono SAE 1010 e solução de Ácido Clorídrico à 0,5 Mol/L. OBTENÇÃO DO EXTRATO: A obtenção do extrato foi realizada por meio de maceração mediante uso de solvente extrator hidroalcoólico a 70%, filtracão e armazenagem à temperatura ambiente. CONCETRAÇÃO E LIOFILIZAÇÃO: fez-se por meio de evaporador rotativo de bancada modelo Q344B e liofilização em liofilizador modelo LD 3000 de bomba a vácuo de 7CFM. PROSPECÇAO FITOQUÍMICA: Para análise qualitativa dos componentes químicos presentes no extrato, utilizou-se o método denominado por Matos (1997) e Honda (1990) como técnica de prospecção de constituintes químicos de extratos de plantas. QUANTIFICAÇÃO DE FENÓIS TOTAIS: A determinação do teor de fenóis totais presente nas amostras de extrato etanólico foi obtida por meio de espectroscopia na região do visível pelo método de Folin-Ciocalteu, e mensuração da absorbância da amostra em espectrofotômetro no comprimento de onda à 750nm. QUANTIFICAÇÃO DE FLAVONÓIDES: Para este teste foi utilizada a metodologia descrita por Funari e Ferro (2006). As leituras foram tomadas em espectrofotômetro no comprimento de onda de 425nm. PREPARO DOS CORPOS DE PROVA: O zinco superficial das arruelas foi removido por um leve processo de decapagem em ácido clorídrico à 1 mol/L. Posteriormente, realizou-se processo de lixagem, lavagem e pesagem das arruelas em balança analítica com precisão de cinco casas decimais. A área exposta dos corpos de prova foi dimensionada com uso de um paquímetro. ANÁLISE GRAVIMÉTRICA: Foram preparadas soluções na presença e ausência do extrato estudado. Determinou-se a concentração de 1000ppm e 500ppm para a solução inibidora etanólica do extrato. Foram postas para completa imersão 3 arruelas em solução ácida e outras 3 arruelas em solução contendo 80% de meio corrosivo + 20% de solução inibidora em estudo. O período de análise compreendeu-se de 1, 2, 3 e 4 dias. Ao término de cada um destes tempos, os corpos de prova foram lavados em água destilada, secos e pesados. TESTE POTENCIAL DE CIRCUITO ABERTO (ECA): fez-se do uso de um multímetro digital modelo DT830D com posição de chave na faixa de medição entre 200mv à 20v, utilização de eletrodo de referência de platina e amostra de corpo de prova como contra eletrodo. MICROGRAFIA: Para a verificação da superfície formada, contornos de grãos e os produtos de corrosão, os eletrodos foram analisados em microscópio de reflexão e transmissão da marca Laborama modelo 2200T com faixa de ampliação de 50x a 400x.

Resultado e discussão

RENDIMENTO DO EXTRATO A partir da pesagem do extrato final obtido, constatou-se um rendimento de 15.51% em massa das 80 gramas de folhas inicialmente trituradas e maceradas. O mesmo foi armazenado em frasco âmbar hermeticamente fechado em temperatura ambiente. PROSPECÇÃO FITOQUÍMICA A verificação fitoquímica realizada segundo a metodologia de Matos revelou o a presença de flavonóis, flavonas, flavanonóis e demais compostos fenólicos, assim como catequinas, esteroides livres e taninos. RESULTADOS QUANTIFICAÇÃO DE FENÓIS E FLAVONÓIDES Dos específicos procedimentos de quantificação, verificou-se os seguintes teores dos compostos citados: Flavonóides (EQ/mg) - 0,00738mg, Fenóis Totais(EAG/mg) - 0,086mg. Tais resultados se encontram coerentes com outros encontrados na literatura para a espécie em questão. RESULTADOS TESTE DE IMERSÃO Os resultados de perda de massa nos corpos de prova imersos em meio ácido contendo 20% de solução inibidora se demonstraram menores com o uso de inibidor em maior concentração. O perfil da curva de imersão em solução inibidora na concentração de 500ppm evidenciou uma instabilidade na proteção da superfície metálica. O grau de eficiência de inibição ao longo dos dias de imersão se revelam coerentes se comparados com as respectivas perdas de massa durante cada tempo. Nota-se, que as curvas tendem a um significativo decréscimo a partir do terceiro dia de imersão. A partir dos resultados do somatório de perda de massa e velocidade de corrosão (Vcorr), percebeu-se que a eficiência tende a cair drasticamente quando reduzido pela metade a concentração de inibidor no meio. A velocidade de corrosão tende se elevar na proporção que se reduz a concentração de inibidor. DISCUSSÃO PARA POTENCIAL DE CIRCUITO ABERTO (ECA) Os resultados dos potenciais característicos de corrosão (Ecorr), obtidos nos testes de potencial de circuito aberto evidenciaram uma maior inibição da corrosão para maiores concentrações de extrato em solução ácida. A curva característica para a solução ácida de HCl 0,5M iniciada em -0,49v demonstrou um menor tempo de estabilidade relacionado a medida de potencial. Tal instabilidade pode estar relacionada a algum componente presente no aço que o torne favorável a uma passivação momentânea. Nota-se, para a solução com concentração de inibidor a 500ppm um leve decréscimo de inibição a partir dos 55 minutos de análise, enquanto que para a concentração de 1000ppm observamos uma elevada estabilidade na medida de potencial com relativo acréscimo de inibição aos 100 minutos de corrida. A estabilidade na inibição de corrosão tem relação aos componentes químicos capazes de agir por maior período com a solução ácida à medida que maiores concentrações de inibidor se tornam presentes. RESULTADOS AVALIAÇÃO MICROGRÁFICA As imagens obtidas na avaliação micrográfica dos corpos de prova revelaram resultados significativos nas amostras sujeitas ao ataque ácido com adição de maior concentração de inibidor ao meio. Tais imagens evidenciam uma relativa manutenção dos contornos de grãos, quanto na composição estrutural da peça. Nota-se uma maior degradação e formação de sucos e produtos de corrosão na superfície dos corpos de prova somente expostos ao meio corrosivo.

Conclusões

Dos resultados obtidos a partir das análises gravimétricas, de potencial de circuito aberto e microscopia de superfície, podemos verificar uma eficiência máxima de 78,19% na inibição de corrosão para o extrato das folhas de Ocimum basilicum var. citriodorum. Os ensaios de imersão demostraram uma baixa taxa de velocidade de corrosão (mm.ano-1) para o uso de inibidor na concentração de 1000ppm. Das imagens obtidas em análise micrográfica, verificou-se uma relativa manutenção da superfície metálica para as amostras imersas em solução inibidora, enquanto observamos o surgimento de pontos profundos de corrosão sobre as peças sujeitas ao ataque ácido. Constata-se, que a redução na velocidade do processo corrosivo está vinculada a maiores concentrações de inibidor. O estudo fitoquímico confirmou a presença de taninos e compostos fenólicos, metabolitos secundários estudados na literatura como agentes inibitórios na degradação metálica por ataque ácido. Tais resultados ainda se encontram abaixo dos valores de eficiência encontrados para os extratos de chá-preto (Camellia sinensis) e Cafeeiro (Coffea sp.). Os ensaios realizados neste trabalho demonstraram relativa atividade inibidora de corrosão para o extrato das folhas da espécie estudada, considerando o uso do mesmo a depender da concentração de solução ácida em questão.

Agradecimentos

Padetec – Parque de Desenvolvimento Tecnológico e UniFanor.

Referências

MACIEL; M., M. S., & SILVA, D. Aspectos gerais sobre corrosão e inibidores vegetais. Revista Virtual de Quimica. Nº 5, 2013.
GENTIL, V. Corrosão (3ª ed.). Rio de janeiro, LTC, 1996.
MATOS, F. J. Introdução à Fitoquímica Experimental. Fortaleza-Ceará: Ed.UFC, 2009.
RAJA, P.B.; SETHURAMAN, M.G. Natural Products as Corrosion Inhibitor for Metals in Corrosive Media: A Review. Materials Letters, Nº 62, 113-116, 2008.
SIMÕES, C. M. O; SCHENKEL, E. P; GOSMANN, G; MELLO J. C. P, MENTZ, L. A; PETROVICK, P. R. Farmacognosia: da planta ao medicamento. Nº 5 ed. Porto Alegre/Florianópolis, 2003.