En la actualidad, las industrias están adoptando estrategias de eco friendly corrosion control (control ecológico de la corrosión) como alternativa a los inhibidores tradicionales. Esta transición responde a la necesidad de reemplazar inhibidores convencionales formados por compuestos tóxicos como cromatos y plomo, cuya baja biodegradabilidad y persistencia representan riesgos significativos para el ambiente y la salud humana.
Los inhibidores de corrosión convencionales actúan formando una barrera protectora o reduciendo la velocidad del proceso electroquímico, pero las exigencias regulatorias y de sostenibilidad han impulsado el uso de extractos vegetales conocidos como green corrosion inhibitors. Sectores como Oil & Gas, petroquímico, marítimo y tratamiento de aguas están adoptando estas soluciones para proteger activos sin comprometer la eficiencia operativa.
La química verde y los avances en ciencia de materiales han permitido desarrollar biodegradable corrosion inhibitors derivados de plantas, han demostrado ser una alternativa eficaz y sostenible. Este artículo analiza sus fundamentos, mecanismos de adsorción y acción sobre superficies metálicas, ventajas, limitaciones y métodos de evaluación experimental, destacando cómo la innovación sostenible está transformando la gestión de corrosión hacia modelos más responsables, eficientes y seguros.
¿Qué son los eco friendly corrosion control?
Los eco friendly corrosion control (métodos ecológicos de control de la corrosión) se definen como estrategias, cientificas tecnologícas basadas en agentes inhibidores sintetizados conocidos como Inibidores verdes para mitigar o prevenir la degradación electroquímica de metales utilizando compuestos ambientalmente seguros, biodegradables y no tóxicos.
Como actun los Inibidores verdes sobre las superficies metálicas
Desde el punto de vista electroquímico, los métodos eco-amigables actúan mediante mecanismos de adsorción física o química sobre la superficie metálica, formación de capas pasivas orgánicas. Estas procesos permiten disminuir la densidad de corriente corrosiva, reducir la tasa de penetración metálica y estabilizar el potencial de corrosión sin alterar los parámetros operativos del sistema.
Mecanismos de acción de los inhibidores orgánicos verdes
Los inhibidores de corrosión de origen vegetal actúan formando una capa protectora sobre la superficie metálica, evitando que especies corrosivas (como H₃O⁺ o iones cloruro) entren en contacto directo con el metal. Aunque el mecanismo exacto puede variar según el tipo de planta, concentración, pH y metal, en general siguen tres procesos clave:
1. Adsorción sobre la superficie metálica: Las moléculas orgánicas presentes en los extractos vegetales se adhieren al metal, ocupando los sitios donde normalmente ocurriría la corrosión. En esta etapa, los compuestos naturales compiten con los iones agresivos e impiden que se unan al metal. (Etapa del centro de la imagen)
2. Bloqueo de sitios activos y aumento de la resistencia superficial: Al cubrir los puntos donde se generan las reacciones electroquímicas, el inhibidor reduce tanto la pérdida de metal (reacción anódica) como la generación de hidrógeno (reacción catódica). Esto disminuye la velocidad de corrosión y aumenta la resistencia eléctrica de la superficie.
3. Formación de una película protectora: Finalmente, las moléculas orgánicas forman una película estable y continua, creando una barrera física que limita el acceso de agua, oxígeno e iones corrosivos al metal.
Los inhibidores verdes funcionan como un escudo molecular natural, que reduce la transferencia de electrones, evita la oxidación del metal y disminuye el proceso de corrosión. La siguiente figura se muestra el proceso de adsorción del inhibidor hasta la superficie completamente protegida.
Los inhibidores orgánicos actúan principalmente mediante la adsorción sobre la superficie metálica, formando una capa barrera hidrofóbica que limita el acceso de especies corrosivas y retrasa las reacciones electroquímicas responsables de la degradación del metal. El proceso ocurre en tres etapas principales:
En la primera etapa, el metal expuesto presenta interacción directa con especies agresivas como iones H₃O⁺, lo cual favorece la liberación de iones metálicos (Fe²⁺) y la progresión del proceso corrosivo. Durante la etapa de adsorción del inhibidor, las moléculas orgánicas provenientes del extracto vegetal migran hacia la superficie metálica y comienzan a adherirse físicamente o químicamente, desplazando parcialmente a los iones corrosivos presentes en la interfase metal/medio.
Finalmente, una vez establecida la película protectora continua, el inhibidor forma una barrera molecular compacta y hidrofóbica que dificulta la transferencia de iones y electrones entre el metal y el medio corrosivo. Esta capa impide la difusión de especies como H₃O⁺ y limita la disolución del hierro, reduciendo así la velocidad de corrosión.
En conjunto, este mecanismo protege el material metálico al bloquear los sitios activos, reducir el transporte de especies agresivas y mitigar las reacciones electroquímicas tanto anódicas como catódicas, aumentando significativamente la resistencia a la corrosión en sistemas acuosos y medios agresivos.
Ciencia y eficiencia en el eco friendly corrosion control
La ciencia detrás del control de la corrosión ecológico se enfoca en minimizar el impacto ambiental usando materiales y procesos sostenibles1,evitando compuestos químicos peligrosos. El objetivo principal es proteger superficies metálicas sin comprometer la salud del entorno, recurriendo a inhibidores “verdes”, recubrimientos biodegradables o sistemas de protección catódica eficientes.
En este contexto, la investigación científica se ha orientado hacia el estudio de inhibidores de corrosión basados en plantas o inibidores verdes de compuestos naturales capaces de adsorberse sobre las superficies metálicas, formando películas protectoras biodegradables. Entre los compuestos más estudiados se incluyen polifenoles, taninos, flavonoides y terpenoides, presentes en diversas especies vegetales, especialmente plantas xerófitas.
Numerosos estudios han demostrado la eficacia de estos compuestos orgánicos naturales en la protección de aceros frente a distintos medios corrosivos. Los resultados de estas investigaciones, compilados a partir de diferentes fuentes, se presentan a continuación en la Tabla 1, mostrando la eficiencia de diversos extractos vegetales como inhibidores de corrosión en distintos tipos de acero.
Tabla 1: Resultados con extractos de plantas evaluadas como inhibidores de corrosión en acero2.
| Planta (nombre científico) | Solvente utilizado como medio de extracción | Metal | Medio corrosivo | Eficiencia (%) |
|---|---|---|---|---|
| Piña (Ananas comosus) | Agua | Acero al carbono | Ácido clorhídrico | 98 |
| Incienso de Canarias (Artemisia herba-alba) | Agua | Acero inoxidable | Ácido fosfórico | 88 |
| Hierba té (Bacopa monnieri / Lawsonia inermis) | Agua | Acero bajo en carbono | Hidróxido de sodio | 80 |
| Té verde (Camellia sinensis) | Agua | Acero al carbono | Cloruro de sodio | 80 |
| Peumo (Cryptocarya nigra) | Hexano, metanol | Acero dulce | Ácido clorhídrico | 91 |
| Eucalipto blanco (Eucalyptus globulus) | Agua | Acero bajo en carbono | Ácido sulfúrico | 88 |
| Golondrina (Euphorbia heterophylla Linneo) | Agua | Acero dulce | Ácido clorhídrico | 93 |
| Tabaco (Nicotiana tabacum) | Agua | Acero Q235 | Hidróxido de sodio | 88 |
| Rosal silvestre (Rosa canina) | Agua | Acero dulce | Ácido clorhídrico | 90 |
| Árbol de Buda (Saraca ashoka) | Agua | Acero dulce | Ácido sulfúrico | 93 |
| Tamarindo (Tamarindus indica) | Agua | Acero dulce | Cloruro de sodio | 96 |
Otros estudios desarrollados con extractos de Opuntia ficus, mediante la técnica electroquímica de polarización potenciodinámica, indican que tiene un efecto protector contra la corrosión del acero al carbono SAE 1020 en entornos ácidos. De HCl al 5 % y al 10 % (p/v), ya que reduce considerablemente la velocidad de corrosión del acero. En la siguiente imagen se observan las corridas potencialdinámicas donde se aprecia una disminución de la i de corrosión con el extracto vegetal.
Inhibidores tradicionales vs. inhibidores ecológicos
Los inibidores verdes con respecto a los inibidores tradicionales representan una opción ecológica que contribuye a reducir problemas ambientales asociados con el uso excesivo de productos químicos en la fabricación de inhibidores convencionales.
Los inhibidores ecológicos se obtienen a partir de fuentes naturales, son biodegradables y presentan baja toxicidad, mientras que los inhibidores convencionales suelen estar constituidos por compuestos químicos sintéticos que contienen heteroátomos como N, S, P y O, los cuales pueden generar impactos ambientales negativos. Aunque los inhibidores convencionales han mostrado históricamente mayor eficacia, La aplicación de los inhibidores ecológicos está aumentando debido a sus ventajas ambientales y a su eficiencia creciente en la protección frente a la corrosión.
En la Tabla 2, se presenta un resumen comparativo entre inhibidores tradicionales y ecológicos, destacando sus principales características, mecanismos de acción y desempeño en distintos medios corrosivos.
Tabla 2. Comparativa: Inhibidores tradicionales vs. inhibidores ecológicos
| Característica | Inhibidores Tradicionales | Green Inhibitors |
|---|---|---|
| Toxicidad | Alta (Cr, Zn, fosfatos) | Baja / Cero |
| Impacto ambiental | Eutrofización / Residuos peligrosos | Biodegradables |
| Costos | Moderados–Altos | Bajos (plant extracts) |
| Cumplimiento normativo | Restringidos | Alineados a regulaciones verdes |
| Vida útil | Alta | Alta (según formulación) |
Aplicaciones industriales
La adopción de inhibidores ecológicos ha ganado relevancia en diversas industrias debido a su eficacia en la protección contra la corrosión y su menor impacto ambiental.
- En la industria del Oil & Gas, estos compuestos naturales se utilizan principalmente para la protección interna de tuberías, mitigando la corrosión inducida por gases corrosivos como CO₂, H₂S y O₂, prolongando así la vida útil de los sistemas de transporte y evitando costosas interrupciones operativas.
- En el sector marítimo, los inhibidores verdes son aplicados para la reducción de corrosión en estructuras y componentes expuestos a agua salada, donde los efectos de la salinidad y la acción de microorganismos marinos aceleran los procesos corrosivos.
- Dentro del tratamiento de agua, estos inhibidores contribuyen a la prevención de depósitos y corrosión en sistemas cerrados, mejorando la eficiencia de intercambiadores de calor, calderas y redes de tuberías industriales, al mismo tiempo que minimizan la necesidad de productos químicos agresivos.
- En la industria química, los inhibidores ecológicos permiten el reemplazo de inhibidores tradicionales tóxicos en procesos que involucran medios ácidos, reduciendo riesgos ambientales y mejorando la seguridad operativa sin comprometer la protección del equipo metálico.
- Finalmente, en el sector energético, la aplicación de inhibidores verdes contribuye a la extensión de la vida útil de equipos industriales, incluyendo turbinas, intercambiadores de calor y sistemas de almacenamiento, ofreciendo una solución sostenible frente a la degradación por corrosión en condiciones operativas severas.
En conjunto, estas aplicaciones demuestran que los inhibidores ecológicos no solo cumplen un rol protector eficiente, sino que también representan una alternativa ambientalmente responsable frente a los compuestos sintéticos tradicionales, alineándose con los objetivos de sostenibilidad de la industria moderna.
Conclusiones
Los inhibidores orgánicos verdes ofrecen una alternativa sostenible y eficaz frente a los químicos tradicionales, proporcionando Eco friendly corrosion control mediante la formación de una película protectora que bloquea los sitios activos de corrosión y prolonga la vida útil de los materiales.
Su mecanismo de acción, dependiente de la composición molecular y las condiciones del medio, demuestra que los compuestos naturales son una opción confiable y ambientalmente responsable para implementar estrategias de Eco friendly corrosion control en distintos ambientes industriales.
Referencias
- Al-Amiery, A., Wan Isahak, W. N. R., & Al-Azzawi, W. K. (2024). Sustainable corrosion inhibitors: A key step towards environmentally responsible corrosion control. Ain Shams Engineering Journal, 15(5), Article 102672.
- Miralrio, A., & Espinoza Vázquez, A. (2020). Extractos de plantas como inhibidores de corrosión verdes para diferentes superficies metálicas y medios corrosivos: una revisión. Procesos, 8(8), 942. https://doi.org/10.3390/pr8080942
FAQs. Preguntas sobre eco-friendly corrosion inhibitors
What are eco-friendly corrosion inhibitors?
Son compuestos biodegradables, usualmente extraídos de plantas, que reducen la corrosión formando una película protectora sin contaminar el ambiente.
How effective are green corrosion control methods?
Dependiendo de la concentración y medio, pueden superar el 90% de eficiencia, similar o superior a inhibidores sintéticos.
¿En qué industrias se utilizan los inhibidores ecológicos?
Se aplican en sectores como Oil & Gas, energía, tratamiento de agua e industria marítima, donde contribuyen al eco-friendly corrosion control sin comprometer la integridad de los equipos.
¿Cómo actúan los inhibidores orgánicos sobre la superficie metálica?
Se adsorben y forman una película hidrofóbica que bloquea sitios activos, reduce el transporte de iones agresivos y desacelera las reacciones de corrosión.
