Autor: Inspector Jose G. López M, 27 agosto 2023.
Introducción
Los inhibidores orgánicos sostenibles y eficientes son compuestos que pueden usarse para mitigar la corrosión en diversas aplicaciones industriales. Estos son respetuosos con el medio ambiente y ofrecen una eficacia de inhibición aceptable.
Son sustancias químicas que, añadidas en concentraciones pequeñas al medio corrosivo, actúan en la interface metal-solución, disminuyendo sensiblemente la velocidad de corrosión del material metálico, expuesto al mismo.
Estos compuestos constituyen agentes químicos empleados con el propósito de prevenir o retardar el proceso corrosivo en sustratos metálicos. Estos operan al adsorberse en la interfaz del metal y desarrollar una película protectora que atenúa la interacción del metal con su entorno corrosivo.
En comparación con otras técnicas de protección contra la corrosión, como recubrimientos especiales o aleaciones resistentes a este proceso corrosivo, estos suelen ser más económicos y fáciles de aplicar. Esto aumenta su viabilidad en diversas aplicaciones industriales.
Tambien pueden extender significativamente la vida útil de los materiales, lo que reduce la necesidad de reemplazo frecuente y, por lo tanto, el desperdicio de recursos.
Además, pueden ser diseñados para ser menos tóxicos y más biodegradables, lo que disminuye su impacto en el medio ambiente en comparación con los convencionales más dañinos.
Inhibidores orgánicos sostenibles y corrosión: tendencias y desafíos actuales
Los materiales metálicos se utilizan ampliamente para diversas aplicaciones, por ejemplo, como materiales de construcción, especialmente en las industrias del petróleo y el gas. Sin embargo, la mayoría de los metales en su forma pura son termodinámicamente inestables y, por lo tanto, sufren fácilmente una degradación corrosiva por la reacción de los constituyentes del entorno circundante.
Problemas de seguridad y daños económicos
Según una estimación reciente de la NACE (Asociación Nacional de Ingenieros de Corrosión), el coste global de la corrosión ronda los 2,5 billones de dólares, lo que constituye alrededor del 3,5% del PIB mundial.
Este costo puede ser de tipo directo o indirecto. El costo directo incluye la reparación, almacenamiento y reposición de los equipos metálicos corroídos, modificando las aleaciones en metales y viceversa.
Los costos indirectos incluyen las fugas de líquidos (petróleo) y gases de las tuberías de transporte que afectan negativamente el rendimiento de las maquinarias y la eficiencia del transporte.
Este fenómeno también surge debido a la presencia de depósitos sólidos, arena, incrustaciones y productos de agentes corrosivos (Figura 1). Construye una capa extra que el inhibidor tiene que superar. También adsorbe los componentes activos y promueve el crecimiento de bacterias, lo que provoca la corrosión microbiana.
Por lo tanto, se requiere el inhibidor mas adecuado para la protección. Se requieren dos tipos según el tipo de medio agresivo (1) soluble en agua y (2) soluble en hidrocarburo.
Los solubles en agua se utilizan en el transporte y la producción de petróleo y en el proceso de eliminación de incrustaciones. La corrosión causada por CO2 (corrosión dulce) y H2S (corrosión agria) es la forma de ataque más frecuente en la producción de petróleo y gas.
Actualmente, los compuestos orgánicos se establecen como uno de los métodos más eficaces y rentables de inhibición por su asociación con E4 (eficiencia, economía, ecología y respeto al medio ambiente).
Tendencias en inhibidores orgánicos amigables con el ambiente.
Las tendencias actuales en el desarrollo de inhibidores amigables con el medio ambiente se centran en la búsqueda de soluciones innovadoras y tecnológicas que promuevan la sostenibilidad y reduzcan el impacto ambiental. Algunas de estas tendencias incluyen:
1. Inhibidores biológicos: Se están investigando microorganismos y productos biológicos como alternativas a los inhibidores químicos tradicionales. Estos agentes biológicos aprovechan los procesos naturales para controlar la de manera sostenible.
2. Nanomateriales como inhibidores: Como nanopartículas metálicas y compuestos nanométricos, están siendo estudiados como inhibidores efectivos y respetuosos con el medio ambiente.
3. Inhibidores poliméricos: Los polímeros conductores y otros polímeros funcionales son explorados como inhibidores de corrosión.
4. Inhibidores de origen vegetal: Se desarrollan extractos y compuestos derivados de plantas por su capacidad para inhibir este proceso. Estos productos naturales son una alternativa sostenible a los químicos sintéticos.
5. Inhibidores basados en sales ecológicas: Se estudian sales inorgánicas menos tóxicas y respetuosas con el medio ambiente como inhibidores de corrosión. Estos compuestos son menos perjudiciales para los ecosistemas acuáticos y otras formas de vida.
6. Enfoque en durabilidad y eficiencia: Se busca desarrollar inhibidores con una vida útil prolongada y alta eficiencia en bajas concentraciones, lo que reduce la cantidad total requerida y minimiza el impacto ambiental.
7. Tecnologías de liberación controlada: Se investigan sistemas de liberación controlada para inhibidores, lo que aumenta su eficacia al liberarlos gradual y sostenidamente en el tiempo.
8. Evaluación del ciclo de vida y sostenibilidad: Además de la efectividad en la inhibición, se presta atención a la evaluación del ciclo de vida de los inhibidores, considerando su producción, uso y eliminación para determinar su impacto ambiental general.
Las tendencias actuales en el campo de los inhibidores que son respetuosos con el medio ambiente se centran en la utilización de compuestos orgánicos derivados de fuentes renovables, específicamente biopolímeros y bioresinas.
Estos compuestos demuestran atributos mejorados de sostenibilidad debido a su biodegradabilidad, lo que mitiga significativamente su huella ecológica total.
Otra dirección prominente en la investigación se refiere al desarrollo de “inhibidores verdes”. Esto implica la búsqueda de compuestos desprovistos de metales pesados o sustancias químicas peligrosas, fortaleciendo así la seguridad tanto de los trabajadores que manipulan estos productos como del entorno ecológico en el que se aplican estos compuestos.
Además, una innovadora línea que se está explorando implica la incorporación de mecanismos de liberación controlada en los sistemas. Esta integración estratégica tiene como objetivo optimizar la eficiencia de estos compuestos al mismo tiempo que se minimizan las frecuencias de consumo.
Esto, a su vez, mejora la eficiencia operativa y disminuye la necesidad de aplicaciones recurrentes.
Aquí hay algunos puntos clave:
1. Propósito: Están diseñados para crear una capa protectora en la superficie del material, actuando como una barrera contra agentes corrosivos o factores que podrían causar degradación.
2. Mecanismo: Funcionan adsorbiendo en la superficie del material, formando una película delgada que evita el contacto directo con el entorno agresivo.
3. Tipos de inhibidores orgánicos:
– De corrosión orgánica: Estos incluyen compuestos orgánicos como aminoácidos, alcoholes y aminas. Se usan comúnmente en industrias como petróleo y gas, petroquímica y aplicaciones marinas.
– De nitritos: Estos contienen iones de nitrito como ingrediente activo y se usan a menudo en sistemas de agua de enfriamiento y calderas.
– Ecológicos: Con la creciente preocupación por el impacto ambiental de estos compuestos químicos, hay un interés progresivo en desarrollarlos del tipo ecológicos.
“Inhibidores de orgánicos sostenibles con el ecosistema”
Durante las dos últimas décadas se ha tenido un aumento considerable en la investigación y desarrollo de nuevos compuestos de baja toxicidad. Esfuerzos en todo el mundo han sido encaminados a la búsqueda de compuestos más adecuados que cumplan con las restricciones impuestas a sustancias peligrosas.
Dada la reciente atención hacia el desarrollo de nuevos compuestos , es importante destacar que, además de enfocarse en su eficacia anticorrosiva, se debe considerar tanto la toxicidad como las cada vez más rigurosas regulaciones ambientales que rodean su aplicación y disposición.
Los inhibidores de corrosion eco-amigables son biodegradables, de baja toxicidad, baja volatilidad, bajo costo, buenos para la solubilidad en agua, buenos adsorbentes y no contienen metales pesados ni otros compuestos tóxicos.
Son compatibles con la naturaleza y ofrecen una eficiencia de inhibición aceptable. Se pueden usar en diversas aplicaciones industriales, como petróleo y gas, petroquímica y aplicaciones marinas.
En respuesta a esta necesidad, diversas investigaciones han abordado la implementación de enfoques ambientalmente benignos mediante la incorporación del tipo naturales.
En el mercado actual, se encuentran disponibles diversos tipos ecológicos que buscan brindar una protección más amigable con el medio ambiente para prevenir o reducir la degradación de metales y materiales en entornos corrosivos.
Algunos ejemplos de inhibidores de corrosión comunes incluyen
1. A base de polímeros: Utilizan polímeros que forman una película protectora en la superficie del metal, creando una barrera física que aísla el metal del entorno corrosivo.
2. A base de aminas: Compuestos orgánicos, pueden adsorberse en la superficie del metal y formar una capa protectora. Algunas aminas utilizadas son biodegradables y menos dañinas para el medio ambiente.
3. A base de compuestos vegetales: Algunos extractos vegetales contienen compuestos naturales que han demostrado propiedades inhibidoras. Estos extractos pueden ser menos tóxicos y más sostenibles que los inhibidores químicos convencionales.
4. A base de nanopartículas: Se utilizan en formulaciones de recubrimientos o se dispersan en fluidos para proporcionar protección .
5. A base de enzimas: Tienen la capacidad de modificar la superficie del metal y formar películas protectoras. Estos pueden presentar ventajas en términos de sostenibilidad y reducción de toxicidad en comparación con las alternativas químicas convencionales.
Conclusión
Estas tecnologías son biodegradables, libres de metales pesados y respetuosas con el medio ambiente, lo que las convierte en una solución sostenible y rentable para la prevención de la corrosión. Al adoptar estas tecnologías verdes, podemos promover resultados sostenibles. En general, los inhibidores de corrosión encuentran un amplio campo de aplicación prácticamente en todo tipo de industrias.
Referencias
- Journal of Adhesion Science and Technology.https://www.tandfonline.com/
- https://inspenet.com/articulo/inhibidores-ecologicos-control-la-corrosion/
- W.von Baeckmann, W. Prinz, W. Schwenk/ Handbook of Cathodic Corrosion Protection /Gulf Publishing Company.
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