Extrato de Carqueja como potencial inibidor de corrosão para aço inoxidável.

ISBN 978-85-85905-25-5

Área

Iniciação Científica

Autores

Nascimento Dantas, M.C. (IFRJ - CAMPUS NILÓPOLIS) ; Pressentin Cardoso, S. (IFRJ - CAMPUS NILÓPOLIS)

Resumo

Nos últimos anos extratos de plantas passaram a ser avaliados como potenciais matérias ativas na formulação de inibidores de corrosão, visando otimizar a eficiência na proteção de metais contra a corrosão, aliando alta eficiência, baixo custo e reduzida toxicidade ao ambiente. Nessa pesquisa o extrato aquoso da carqueja foi avaliado como inibidor de corrosão para o aço inoxidável duplex na presença de HCl 1 mol.L-1. A eficiência de inibição do extrato foi obtida a partir das taxas de corrosão do metal, sendo observada uma redução na velocidade do processo corrosivo, indicando o promissor uso deste extrato na formulação de inibidores de corrosão para o aço testado.

Palavras chaves

Inibidor; Carqueja; Aço inoxidável

Introdução

Corrosão pode ser definida como o processo de deterioração de um material, de natureza metálica ou não, que depende da natureza do material, do meio no qual ele está inserido, e das condições operacionais as qual é submetido (temperatura, pressão, agitação, tensão, tração, etc). No caso dos metais, a maior parte dos processos corrosivos é proveniente de reações de oxi-redução que ocorrem espontaneamente fazendo com que os objetos se deteriorem gerando altos gastos com perdas, manutenção e reposição. Para a indústria, o processo de corrosão é extremamente desvantajoso, gerando prejuízos na produção por motivos de contaminação e perda de produção, mal funcionamento de máquinas e riscos de acidentes. Desta forma, torna-se necessário o uso de métodos de proteção que podem minimizar ou evitar o processo corrosivo. Em ambientes ácidos o ferro se oxida originando óxidos (ferrugem), enquanto o cátion hidrogênio se reduz produzindo hidrogênio gasoso. Neste ambiente os inibidores de corrosão, principalmente os de adsorção, se destacam como método de proteção. Os inibidores de adsorção são formados por moléculas orgânicas que possuem grupamento fortemente polares responsáveis pela adsorção da molécula sobre a superfície metálica, formando um filme protetor que reduz o contato do metal com o meio ácido. Extratos de plantas são testados como potenciais inibidores de corrosão por possuírem compostos orgânicos que podem se adsorver sobre o metal, apresentando alta eficiência de inibição a um custo mais baixo e com menos toxicidade ao ambiente, quando comparados aos inibidores comerciais. O objetivo deste trabalho foi avaliar o uso do extrato aquoso de carqueja como potencial inibidor de corrosão para o aço inoxidável 22Cr- 7Ni-3Mo (duplex 22% Cr) na presença de HCl 1 mol.L

Material e métodos

O extrato aquoso da carqueja foi obtido com o uso de cascas da planta adquiridas em lojas de chás ou produtos naturais, usadas sem qualquer preparo prévio. Foi preparado pela técnica de decocção, a partir de 100 g da planta em 2000 mL de água destilada, permanecendo o sistema em aquecimento por 15 minutos após fervura e posteriormente de repouso de 30 minutos, sendo então filtrado, congelado e liofilizado. O extrato liofilizado foi testado nas concentrações de 0,5; 1,0; 1,5; 2,0 g/L, de modo a identificar a melhor eficiência a partir da menor concentração possível. Tal eficiencia foi calculada a partir das taxas de corrosão do aço inoxidável, obtidas a partir de ensaios de perda de massa realizados a 25ºC, tendo o HCl 1 mol/L-1 como meio corrosivo. Os ensaios de gravimetria envolvem a determinação da massa dos corpos de prova do metal antes e depois de seu contato com o meio corrosivo, na ausência e na presença do inibidor. A diferença na massa do metal é utilizada para calcular sua a taxa de corrosão (velocidade do processo corrosivo) expressa em mm/ano segundo a norma ASTM G1-03. Os ensaios são realizados individualmente para cada uma das concentrações testadas, e para o ensaio em branco no qual não se adiciona o extrato. Foram feitos em recipientes contendo 150 mL do ácido, sendo então adicionado o extrato liofilizado e inseridos dois corpos de prova do aço que permaneceram totalmente imersos por um período de 2 h. A taxa de corrosão do aço foi obtida a partir da média dos valores de perda de massa calculada para os dois corpos de prova utilizados em cada ensaio. De modo a obter informações quando a natureza do processo de adsorção entre o metal e as moléculas do inibidor foram traçadas as isotermas de adsorção de Langmuir, Temkin, Frumkin e Flory-Huggins.

Resultado e discussão

O ensaio de perda de massa realizado na ausência do extrato (ensaio em branco) revelou a agressividade do meio corrosivo. Na presença de HCl os aços inoxidáveis sofrem um processo de corrosão mais intenso, quando comparados aos aços carbono. A adição do extrato da carqueja acarretou uma significativa redução nas taxas de corrosão, sendo observado que esta redução está diretamente ligada a concentração do extrato, ou seja, quanto maior a concentração do extrato, menor a da taxa de corrosão. O extrato da carqueja apresentou eficiências de inibição superiores a 70%, dependendo da concentração usada, sendo estes valores considerados bons devido à dificuldade de se obter um inibidor de corrosão para aço inoxidável em HCl. Quanto ao processo de adsorção, das quatro isotermas testadas a de isoterma de Frumkin foi a que melhor se ajustou aos dados obtidos, indicando que existe uma interação lateral atrativa entre as moléculas (metabólitos) do extrato adsorvidos sobre a superfície metálica, havendo a formação de uma monocamada.

Conclusões

O extrato aquoso da Carqueja se apresenta como um potencial inibidor de corrosão para o aço inoxidável 22Cr-7Ni-3Mo (duplex 22% Cr) na presença de HCl 1 mol.L-1, possuindo eficiência de inibição superior a 70%, em um processo de adsorção que é caracterizado por ser espontâneo de natureza física. Novos ensaios necessitam ser realizados de modo a otimizar o processo de extração e melhor compreender o processo de proteção que ocorre no sistema, visando efetivar seu uso comercial.

Agradecimentos

Ao IFRJ pelo auxílio financeiro e CNPq pela bolsa de iniciação científica.

Referências

AMERICAN SOCIETY FOR TESTING AND MATERIALS. ASTM G1-03: standard practice for preparing, cleaning, and evaluating corrosion test specimens. Pensilvânia, 2011.
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FELIPE, M. B. M. C.; MACIEL, M. A. M.; MEDEIROS, S. R. B.; SILVA, D. R. Aspectos gerais sobre corrosão e inibidores vegetais. Revista Virtual de Química, v. 5, n. 4, p. 746-758, 2013.
GENTIL, V. Corrosão. 6ª ed. Rio de janeiro: LTC - Livros Técnicos e Científicos, 2011.
SILVA, P. F. Introdução à corrosão e proteção das superfícies metálica. Belo Horizonte: Imprensa Universitária da UFMG, 1981.