ÁREA
Química de Materiais
Autores
Leite, A.S.S. (UFAL - CAMPUS ARAPIRACA) ; Lucena, A.C.L. (UFAL - CAMPUS ARAPIRACA - UNIDADE EDUCACIONAL PENE) ; Cavalcante, L.J.C. (UECE - CENTRO DE CIÊNCIA E TECNOLOGIA) ; Oliveira, M.S.C. (UECE - CENTRO DE CIÊNCIA E TECNOLOGIA) ; Teixeira, D.G. (UECE) ; Meneses, D. (UFAL - CAMPUS ARAPIRACA)
RESUMO
O trabalho apresenta um estudo sobre a utilização do extrato de semente de jambo como inibidor de corrosão em cupons metálicos de aço carbono 1020 expostos a soluções agressivas. A corrosão de metais é uma questão significativa para as indústria, com custos elevados associados aos danos causados pela corrosão. A metodologia empregada consistiu na preparação do extrato etanólico das sementes de jambo, seguido de tratamento térmico para a utilização como inibidor. Foram preparadas soluções agressivas de NaCl a 3,5 % e NaClO a 3,0 % para testar a eficácia do inibidor em diferentes concentrações. Os resultados mostraram que o extrato tem potencial como inibidor, reduzindo a taxa de corrosão e perda de massa dos cupons em concentrações específicas
Palavras Chaves
Corrosão; Inibidores naturais; Semente de jambo
Introdução
A maior parte da corrosão dos metais são resultados das reações eletroquímicas com o meio e a superfície. Assim, a criação de novas metodologia que se baseiam em inibir a cinética dessas reações vem sendo de grande interesse para as indústrias químicas e petrolíferas (SANTOS, 2016). Pesquisas apontam que os custos anuais vinculados aos danos da corrosão se encontram em torno de 4% do Produto Interno Bruto (PIB) de um país industrializado, o valor estimado gasto com reparos provocados pela corrosão no Brasil chegou aos R$ 250 milhões (PORTAL FATOR BRASIL, 2016). Os inibidores são substâncias orgânicas ou inorgânicas, que presentes em meios agressivos, como locais litorâneos, têm o potencial de diminuir ou suprimir a corrosão. Essa prevenção é alcançada ao atrasar a atividade da reação oxidante (compostos oxidantes inibidores), redutora (compostos redutores inibidores), ou de ambos (compostos inibidores combinados) (SHARMA e SHARMA, 2012). A procura por inibidores nas indústrias aumenta a cada ano, pois é um dos melhores métodos de proteção, porém os riscos de toxicidades de alguns inibidores inorgânicos vem gerando preocupações, pois além de afetar os seres humanos também agride o meio ambiente, podendo gerar consequência para o ecossistema. Assim, a utilização dos inibidores naturais são altamente requisitados, pois não agridem o meio ambiente. Os inibidores desta classe são obtidos, principalmente, a partir de produtos naturais, tais como extratos de plantas (SANTOS, 2016). O jambo vermelho (Syzygium malaccense) é uma planta cultivada nas regiões norte e nordeste do Brasil, a qual produz um fruto vermelho que pode ser consumido puro, sendo utilizado amplamente em indústrias alimentícias, pois é um antioxidante natural e possui compostos fenólicos (AUGUSTA, 2010; ZAMBELLI et al., 2006). Neste sentido, este trabalho tem como objetivo o estudo da utilização do extrato de semente de jambo como inibidor de corrosão em cupons metálicos de aço carbono 1020 em soluções agressivas de cloreto de sódio a 3,5 % e hipoclorito de sódio 3,0 %.
Material e métodos
Preparo do inibidor Para o preparo do extrato etanólico das sementes de jambo foi seguida a metodologia de Cavalcante (2022), consistindo na limpeza das sementes, secas em estufas a 80ºC por 30 minutos. Em seguida as sementes foram trituradas e imersas em álcool etílico 95%, onde ficaram durante sete dias. Após esse tempo, o material foi filtrado em rotaevaporadora, formando um extrato com consistência pastosa e de grande viscosidade.Para a utilização como inibidor foi necessário realizar tratamento térmico. Portanto, o extrato adquirido foi aquecido na estufa a 50º C durante 24 horas, em seguida a 100º C durante 1 hora, e por fim a 150º por mais 1 hora. Preparo das soluções Foram pesados 35 g de cloreto de sódio (NaCl) a 3,5%, em um béquer de 50 mL. Aos poucos foi adicionada água destilada ao béquer até dissolver o soluto. A solução foi transferida para um balão volumétrico de 1 L. O béquer utilizado para o preparo da solução foi então lavado com água destilada, para o aproveitamento dos resíduos da solução, sendo essa adicionada ao balão volumétrico. Feito isso, o menisco do balão volumétrico foi aferido e completado até a medida de 1 L. Para o preparo da solução de hipoclorito de sódio (NaClO) a 3,0%, foram pipetados 272,7 mL de 10 - 12% PA, utilizando uma pipeta volumétrica de 50 mL e uma pipeta graduada de 25 mL, sendo essas ambientadas antes da utilização. Por fim, o menisco do balão volumétrico foi aferido e completado até a medida de 1 L. Tratamento dos cupons de aço carbono 1020 Os cupons de aço carbono 1020 foram confeccionados a partir de uma barra chata, os quais foram cortados com medidas aproximadas de 24 mm x 20 mm, com 4 mm de espessura. Após isso, foram tratados com lixas d’água com granulometrias de 320, 400, 600 e 1200 mesh, respectivamente, sempre no mesmo sentido para cada granulometria, mudando a direção em 90° a cada mudança de lixa. Limpeza As peças foram limpas antes de serem submergidas nas soluções e quando retiradas para serem pesadas e medidas. A limpeza foi feita utilizando o procedimento mecânico, com um escova, água destilada, álcool etílico e acetona, respectivamente. Procedimento dos cupons em soluções agressivas Foram adicionados 20 mL da solução em um béquer, logo em seguida foi adicionado o cupom metálico. Este procedimento foi feito em triplicata para as peças como recebida e também para as peças tratadas, sendo utilizado dois tipos de solução agressiva, NaCl a 3,5% e NaClO a 3,0%. Foi repetido o procedimento com a adição do inibidor, variando a concentração, sendo essa de 300, 500, 1000 e 3000 ppm.
Resultado e discussão
A partir da Tabela 1, inicialmente apenas para as peças imersas em NaCl, observa-se
as médias dos valores da perda de massa dos cupons como recebidos e tratados sendo
de 0,00884 mg/ cm2.h e 0,01067 mg/cm2.h, bem como da taxa de corrosão, sendo de
35,5 mg e 45,4 mg, respectivamente. Percebe-se que os cupons não tratados tiveram
uma taxa de corrosão menor. O contrário acontece com as peças em solução de NaClO,
essas que tem característica de ganharem massa, devido ao acúmulo de O2 na
estrutura, assim formando óxido de ferro, que não se desprendeu do material para
gerar perda de massa, devido a saturação da solução (JONES, 1996).
Ao se adicionar o inibidor nas soluções, Tabela 2, para algumas peças houve uma
diminuição na taxa de corrosão e uma menor perda de massa, mostrando que em algumas
da concentração o inibidor teve uma maior taxa de eficiência.
Durante os testes, as soluções de NaCl, sendo essa uma solução neutra com pH 7,
mostrou uma taxa de corrosão maior que o meio básico, ou seja, o NaClO. Nesse meio
provavelmente houve a formação de cloreto férrico (FeCl3) gerado a partir da reação
entre os íons de ferro do metal e os íons de cloro liberados na solução, podendo
ser notado pela coloração alaranjada das soluções (BEZERRA, 2022).
O pH do hipoclorito de sódio varia entre 11,5 e 13,5. Desta forma, a taxa de
corrosão diminui devido a alcalinidade do meio, que faz com que o ferro entre em
uma região conhecida como domínio da passividade, adquirindo uma tendência a formar
um óxido insolúvel em água que tem como função proteger o metal de futuras
oxidações, normalmente esse óxido se apresenta na forma de uma camada protetora
(BEZERRA, 2022).
Com a adição do inibidor na solução de NaClO, para as peças sem tratamento, uma das
concentrações teve uma taxa de corrosão menor que as dos testes sem o inibidor,
sendo esta na concentração de 300 ppm. Já nas peças tratadas a concentração de 500
ppm foi a que teve a maior eficiência.
Os testes realizados revelaram que a eficiência do inibidor variou conforme a
concentração e o tipo de solução utilizada. Em soluções contendo cloreto de sódio,
o extrato da semente de jambo mostrou-se mais eficaz em concentrações de 500 ppm
para os cupons sem tratamento e 300 ppm para os cupons tratados. Já em soluções
contendo hipoclorito de sódio, a concentração de 300 ppm para as peças como
recebidas e 500 ppm para as tratadas foi a mais eficiente para os cupons tratados.
Conclusões
O estudo investigou a utilização do extrato de semente de jambo vermelho (Syzygium malaccense) como inibidor de corrosão em cupons metálicos de aço carbono 1020, em soluções agressivas de cloreto de sódio (NaCl) e hipoclorito de sódio (NaClO). Os resultados mostraram que o extrato de jambo apresentou potencial como inibidor, diminuindo a taxa de corrosão e perda de massa dos cupons em concentrações determinadas. Os testes realizados indicaram que a eficácia do inibidor variou de acordo com a concentração e o tipo de solução utilizada. Dessa forma, os resultados deste estudo motivaram o avanço das pesquisas na área de inibidores naturais, destacando o potencial do extrato de semente de jambo como uma alternativa viável e ecologicamente correta para a proteção de materiais metálicos sujeitos a ambientes corrosivos. Estudos futuros podem aprofundar as pesquisas com inibidores naturais e ampliar o conhecimento sobre suas propriedades e aplicações industriais, visando reduzir os custos e impactos ambientais associados à corrosão.
Agradecimentos
Ao Programa Institucional de Bolsas de Iniciação em Desenvolvimento Tecnológico e Inovação (PIBITI), ao Programa de Educação Tutorial (PET) Química e a Universidade federal de Alagoas-Campus Arapiraca.
Referências
AUGUSTA, Ivanilda Maria. Caracterização física e química da casca e polpa de jambo vermelho (Syzygium malaccensis,(L.) Merryl & Perry). Food Science and Technology, v. 30, p. 928-932, 2010.
BEZERRA, Sara Rizia Nunes. Estudo e avaliação da casca da laranja como inibidor verde no combate à corrosão em estruturas metálicas de aço carbono. 2022.
CAVALCANTE, Luara Jessika Celestino. estudo químico e biológico de frutos e sementes de jambo (syzygim jambos) com o intuito de desenvolver um biofármaco. XXVII Semana universitaria UECE. Fortaleza/CE: 2022.
JONES, Denny A.. Principles and prevention of corrosion. 2. ed. Reno: Prentice Hall, 1996. 583 p.
PORTAL FATOR BRASIL. Disponível em: http://www.revistafatorbrasil.com.br/ver_noticia.php?not=334281, 2016. Acesso em 10 jun. 2023
SANTOS, Jorge Edson Pinheiro dos et al. Estudo da Inibição de Corrosão do aço carbono em ácido clorídricona presença de mangiferina. Matéria (Rio de Janeiro), v. 21, p. 1045-1053, 2016.
SHARMA, S. K.; SHARMA A. Green corrosion chemistry and engineering, opportunities and challenges. Jaipur, ED. WILEY-VCH, 2012. 401p.
ZAMBELLI, Ariadna Ribeiro; AGUIAR, Liza Araújo; CUNHA, Arcelina Pacheco; VIEIRA, Mariano George Sousa; CAVALCANTI, Eveline Solon Barreira; MORAIS, Selene Maia de. Avaliação do potencial antioxidante e análise do teor de taninos totais de Syzygium malaccense. Anais da 58a Reunião Anual da SBPC, Florianópolis, 2006.
