Inhibición ecológica de la corrosión de materiales metálicos en agua de mar sintética

Resumen Se evaluaron individualmente Equisetum arvense y Plumbago auriculata como inhibidores de la corrosión, empleando cobre, latón y acero 1018 y como medio agresivo agua de mar sintética. Todos los estudios se realizaron a temperatura ambiente, en ausencia y presencia del inhibidor verde. El estudio electroquímico se realizó mediante curvas de polarización (CP), resistencia a la polarización lineal (RPL) y espectroscopía de impedancia electroquímica (EIE). La caracterización química de los inhibidores se realizó utilizando espectroscopía de infrarrojo por transformada de Fourier (EI-TF) y cromatografía de gases acoplada a espectrometría de masas (CG-EM). Mediante microscopia electrónica de barrido (SEM) y con emisión de campo (FE-SEM), se analizó la superficie del metal posterior a los tratamientos. La EI-TF mostró que Equisetum arvense tiene compuestos que contienen en su estructura química grupos funcionales como -OH, C-H, C=O y C-O y de acuerdo con el análisis de CG-EM se identificaron ocho compuestos de mayor abundancia. Mientras que para Plumbago auriculata se detectaron vibraciones de enlaces C-H, C-C y C-N y mediante CG-EM se identificaron 18 compuestos mayoritarios. Los resultados electroquímicos mostraron que Equisetum arvense tuvo un mayor efecto de inhibición sobre la corrosión del cobre inmerso en agua de mar sintética utilizando una concentración de 1000 ppm. Los datos de las curvas de polarización sugieren que Equisetum arvense tiene mayor efecto inhibidor en la reacción de reducción del oxígeno, alcanzando una eficiencia de inhibición del 86.74%. Por EIE fue posible determinar que el efecto de inhibición se produce durante 30 h, obteniéndose una eficiencia de inhibición a éste tiempo del 97.72%. La RPL mostró un comportamiento similar al obtenido con EIE. Plumbago auriculata mostró una eficiencia de inhibición del 82.67% y actuando como inhibidor de tipo catódico. Mediante la técnica de EIE se determinó que el efecto de inhibición se produce hasta por 48 h, alcanzando al final de éste tiempo una eficiencia de inhibición de 95.59% con 1000 ppm. Resumen Los resultados del latón con Equisetum arvense y Plumbago auriculata por EIE y RPL mostraron que el efecto de inhibición ocurre al momento de la inmersión, tanto a 250 como en 1000 ppm. Después de diez días de inmersión se observó mediante FE-SEM que ocurrió un ataque localizado, empleando individualmente cada uno de los inhibidores. La evaluación del acero 1018 inmerso en agua de mar sintética con Equisetum arvense y Plumbago auriculata mostró que este último inhibe mayormente la corrosión del acero. Plumbago auriculata actúo como un inhibidor de tipo mixto alcanzando una eficiencia de inhibición de 48.83%. Por EIE, Plumbago auriculata logró una eficiencia de inhibición de la corrosión de 94.41% a las 108 h de inmersión a 1000 ppm. La RPL mostró un comportamiento similar al observado por EIE. Por otra parte, se observó mediante FE-SEM que en la superficie del metal ocurrió corrosión general al finalizar los diez días de prueba sin y con inhibidor; con ambos inhibidores.

Abstract Equisetum arvense and Plumbago auriculata were individually evaluated as corrosion inhibitors on copper, brass and carbon steel 1018 immersed in synthetic seawater. All studies were conducted at room temperature in the absence and presence of the green inhibitor. The electrochemical study was performed using polarization curves (PC), linear polarization resistance (LPR) and electrochemical spectroscopy impedance (EIS). The chemical characterized of the inhibitors was performed using Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR) and gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS). By scanning electron microscope (SEM) or field emission scanning electron microscope (FE-SEM) the surface of the metal after the treatments was analyzed. FT-IR showed that E. arvense has in its chemical structures functional groups such as -OH, C-H, C-O and C-O, according to GC-MS analysis showed that eight compounds are present en the extract. Whereas, P. auriculata vibrations of C-H, C-C and C-N bonds were detected and 18 majority compounds were identified by CG-EM. The results of the electrochemical tests it was found that Equisetum arvense had a greater inhibition effect on the corrosion of copper immersed in synthetic seawater using a concentration of 1000 ppm. Polarization data suggested that the Equisetum arvense has a greater inhibitory effect on the oxygen reduction reaction, achieving a corrosion inhibition efficiency of 86.74%. By EIS it was possible to determine that the inhibition effect occurs during 30 hours, achieving an inhibition efficiency of 97.72%. The LPR showed similar behavior than EIS. Plumbago auriculata showed an inhibition efficiency of 82.67% by CP and it is acting as a cathodic type inhibitor. Using the EIS technique, it was determined that the inhibition effect occurs for up to 48 h reaching an efficiency of 95.59% at 1000 ppm. The results of brass with Equisetum arvense and Plumbago auriculata by EIS and LPR showed that the inhibition effect occurs at the time of immersion, both at 250 Resumen and at 1000 ppm. At the end of the immersion time was observed by FE-SEM that a localized attack occurred, using each of the inhibitors individuality. The evaluation of carbon steel 1018 immersed in synthetic seawater with Equisetum arvense and Plumbago auriculata showed that Plumbago auriculata had a greater inhibitory effect on the corrosion. Plumbago auriculata acts as mixed type inhibitor on carbon steel 1018, achieved an inhibition efficiency of 48.83%. Plumbago auriculata achieved a corrosion inhibition efficiency of 94.41% at 108 h immersion at 1000 ppm by EIS technique. LPR showed similar behavior than EIS. On the other hand, it was observed by FE-SEM that general corrosion occurred on the metal surface at the end of the ten days of testing without and with inhibitor; with both inhibitors.