Autores
Ramos, J.S. (UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARÁ) ; Monteiro, A.B.L. (UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARÁ) ; Lima, R.M. (UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARÁ) ; Monteiro, T.S. (UNIVERSIDADE DO ESTADO DO PARÁ) ; Paula, M.V.S. (UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARÁ) ; Ribeiro, A.F. (UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARÁ)
Resumo
A corrosão é um processo eletroquímico que leva a degradação do metal ou liga
metálica através de atividades químicas e/ou eletroquímica. Uma das formas de
minimizar os efeitos da corrosão em materiais metálicos é através da utilização de
inibidores de corrosão.Os inibidores tradicionalmente utilizados exibem certo
grau de toxicidade, uma alternativa a estes, seria o uso de inibidores naturais.
Nesta investigação foi realizada a avaliação do óleo essencial do cravo-da-Índia
como inibidor da corrosão do aço carbono SAE 1010 em meio de HCl 1M. Para a
concentração de inibidor igual a 2,5 g/L, o valor de eficiência de proteção da
corrosão foi igual a 82,83 %.
Palavras chaves
óleo essencial; corrosão; inibidor de corrosão
Introdução
O aço é definido como liga de ferro-carbono com teor de carbono de até 2% em
peso. É um material utilizado em grande escala na produção de bens de consumo e
bens de produção, em indústrias e na fabricação de veículos automotores, de
máquinas e na construção civil. O aço é utilizado para fabricar desde pregos até
tanques de armazenamento (COLPAERT, 2008).
Contudo as propriedades esperadas para o aço podem ser comprometidas através do
fenômeno conhecido como corrosão, que é um processo de deterioração de um
material metálico através da ação eletroquímica ou química do meio ambiente, com
atrelamento ou não a esforços mecânicos. A interação físico-química entre o
material e o meio onde ele se encontra gera modificações não desejadas, que
podem ser de natureza mecânica, como alterações e desgastes estruturais, ou de
natureza química. Estas alterações acabam refletindo na interface entre
meio/material, podendo fazer o material tornar-se inapropriado para a utilização
(ASSIS, 2000; GENTIL, 2007).
A maioria das aplicações de sistemas de inibidores aquosos ou parcialmente
aquosos, estão preocupados com três tipos principais de ambiente: 1) Águas
naturais, águas de abastecimento, águas industriais de refrigeração, e outros,
em faixa de pH quase neutra, com variação entre 5 a 9; 2) Soluções aquosas de
ácidos usadas em processos de limpeza de metais, como decapagem para remoção de
ferrugem ou carepa rolante durante a produção e fabricação de metais, ou na
limpeza pós-serviço de metais superfícies; 3) Produção primária e secundária de
petróleo e subsequente refino e processos de transporte (SHREIR et al., 1994).
Os inibidores de corrosão fazem a substituição das moléculas de água presentes
na camada de hidratação, realizando preferencialmente a adsorção e passando a
fazer o controle do índice de difusão dos íons na interface metal-eletrólito. Em
consequência, reduz a transferência de elétrons, o que afeta a cinética do
processo corrosivo (SASTRI, 2011; POPOV, 2015). Os inibidores inorgânicos e
orgânicos sintéticos tradicionalmente utilizados exibem certo grau de
toxicidade, contudo, uma alternativa mais econômica e ambientalmente viável é o
emprego de inibidores naturais contra o processo corrosivo (HOSSAIN et al.,
2019).
Como inibidor natural pode ser avaliado a utilização de óleos essenciais, os
mesmos estão entre os compostos oriundos do metabolismo de vegetais, também
chamados de essências ou óleos voláteis (SOUZA, 2007). Esses óleos são misturas
de vários compostos voláteis lipofílicos, geralmente com odor, no estado líquido
e de coloração verde amarelado ou incolor, miscível em solventes apolares e
instáveis à luz, calor, umidade e metais (SIMÕES; SPITZER, 2004). O óleo
essencial obtido da espécie Eugenia caryophyllus conhecido como óleo essencial
do cravo-da-índia tem sido usado em vários estudos e aplicações, dentre os
constituintes químicos desse óleo, é possível destacar o eugenol, o qual é
utilizado para o controle efetivo de fungos (CASTRO et al., 2016).
Na atividade antibacteriana, o eugenol tem apresentado eficiência no tratamento
de enfermidades cuja causa são os micro-organismos patogênicos, além de ser
atribuída a estrutura fenólica do eugenol que em elevadas concentrações acaba
degradando as proteínas das membranas celulares das bactérias, tendo como
resultado o dano da membrana, que gera a morte da bactéria (ESCOBAR, 2002;
LINARD, 2008).
A importância do estudo das propriedades anticorrosivas dos óleos essenciais que
não prejudiquem o ambiente, direciona a realização deste trabalho sobre as
propriedades do óleo essencial do cravo-da-índia como inibidor de corrosão para
o aço carbono SAE 1010 em meio ácido corrosivo (HCl 1M), que é um ácido
comumente utilizado no setor industrial. Dessa forma, o objetivo principal desta
pesquisa é estudar a propriedades anticorrosiva do óleo essencial do cravo-da-
índia em meio ácido (HCl 1M) através de ensaios gravimétricos de perda de massa.
Material e métodos
Para a realização da análise laboratorial, utilizou-se como corpo de prova
pregos TimelyTM de aço carbono SAE 1010. Quanto ao meio corrosivo do sistema,
foi empregado o ácido clorídrico (HCL) em concentração de 1M.. Além disso, nesse
procedimento, foi usado o óleo essencial do cravo-da-índia da marca Terra Flor,
uma lixa D’água 3M de granulometria de 600 mesh e acetona P. A. da empresa
Dinâmica Química contemporânea Ltda.
A princípio, houve a preparação dos pregos para o ensaio de perda de massa, no
Laboratório de Química pertencente à UFPA, iniciando com lixamento destes e
seguindo para sua limpeza com água destilada e acetona, para remoção das
impurezas presentes na superfície do material. Posteriormente, os pregos foram
secados na estufa à temperatura de 80°C, ao longo de 20 minutos, para então
serem pesados com auxílio de uma balança analítica do modelo JK-200, da marca
Chyo.
Posterior a isso, o óleo essencial foi disposto em erlenmeyers de 250 ml para
serem pesadas as massas de 0,05g, 0,10g, 0,15g, 0,20g e 0,25g. É pertinente
destacar que as análises foram realizadas em triplicata, sendo assim considerou-
se cinco concentrações de óleo do cravo-da-índia, totalizando 15 análises, às
quais adicionou-se uma alíquota de 100 ml do HCl em cada erlenmeyer. Ademais,
preparou-se três análises do sistema em branco, que consiste na ausência do
agente inibidor.
Em seguida, os pregos foram inseridos dentro dos erlenmeyers durante o período
de 24 horas, após isso, os corpos de prova foram lavados com água destilada e
acetona, para serem direcionados à estufa a temperatura de 80°C ao longo de 20
minutos. Os pregos secos foram pesados com auxílio de uma balança analítica, a
fim de calcular a Eficiência do Inibidor, que se deu pela seguinte expressão:
n(%)= (1-Mf/M0) x 100
onde n(%) é a eficiência de proteção.
Mf: é a média das massas finais dos corpos de prova de cada meio corrosivo com
óleo essencial.
M0: é a média das massas iniciais dos corpos de prova.
Resultado e discussão
Neste trabalho foi utilizado o experimento de perda de massa com objetivo de
determinar a eficiência do óleo essencial cravo folha, como inibidor de corrosão
em meio ácido. Para isso, foram estudados os parâmetros: concentração do
inibidor e tempo de ensaio. Os corpos de prova foram pregos de aço carbono, SAE
1010, que tiveram suas medidas de perda de massa determinadas no sistema de
trabalho: branco, 0 g/L, até o de concentração 2,5 g/L de óleo essencial nos
tempos de 1 dia.
A partir da Tabela 01, observa-se que a eficiência de proteção é diretamente
proporcional à concentração do óleo essencial no sistema de trabalho. A
concentração de 0,5 g/L mostrou-se 44,53% eficiente na proteção de corrosão,
chegando a 82,37% para a concentração de 2,5g/L de óleo essencial. É possível
inferir também, pelo Gráfico 01, que para a concentração de 0,5 g/L de óleo
essencial a eficiência de proteção é muito baixa em relação à concentração de
1,0 g/L e as demais concentrações.
Para o tempo de 24 horas, notou-se que a partir da concentração de 1 g/L de óleo
essencial a eficiência de proteção à corrosão não variou tanto quanto em
concentração menor (Gráfico 01). Entre 0,5 g/L a 1,0 g/L do inibidor a variação
na eficiência de proteção foi de 31,92%, já da concentração de 1,0 g/L a 2,5 g/L
a variação na eficiência de proteção foi somente de 5,93%. Logo, a melhor
concentração de trabalho, visando a economia de óleo essencial, para esse
inibidor em HCl 1M é em torno de 1,0 g/L. Nossos resultados estão de acordo com
os observados por Bouyanzer et al. (2006), onde eles utilizando óleo essencial
de menta obtiveram uma eficiência de proteção de corrosão igual a 80% para uma
concentração do óleo de 2,76 g/L, indicando que este óleo é um bom inibidor da
corrosão para o aço.
A Tabela 01 apresenta a eficiência de proteção do óleo essencial para o tempo de 1 dia nas diferentes concentrações avaliadas.
Fonte: própio autor (2022)
Conclusões
A partir deste trabalho foi possível concluir que o óleo essencial da folha do
cravo-da-índia (Eugenia Caryophyllus) apresentou ótimos resultados como inibidor
de corrosão, determinados através da técnica de perda de massa, com eficiência de
proteção à corrosão chegando a 82,37% em meio ácido (HCl 1M) para o tempo de 1
dia. variação da concentração do óleo essencial no experimento permitiu constatar
que a eficiência de proteção é diretamente proporcional a essa concentração e
ainda permite deduzir e otimizar os melhores valores de concentração a ser usado
dentro do intervalo estudado, visando custo/benefício do processo e economia do
óleo essencial. Portanto, nossos prévios resultados indicam que o óleo essencial
da folha do cravo-da-índia teve um comportamento satisfatório para ser utilizado
como inibidor natural da corrosão para o aço carbono em meio ácido (HCl 1M).
Agradecimentos
Referências
ASSIS, S. L. Estudo Comparativo de Ensaios Acelerados para Simulação da Corrosão Atmosférica. Dissertação (Mestrado em Ciência na Área de Reatores Nucleares de Potência e Tecnologia do Combustível Nuclear) IPEN, Autarquia Associada à Universidade de São Paulo, São Paulo, 2000.
A. Bouyanzer, B. Hammouti, L. Majidi, Pennyroyal oil from Mentha pulegium as corrosion inhibitor for steel in 1M HCl, Materials Letters, Volume 60, Issue 23, 2006, Pages 2840-2843.
CASTRO, J.C.; ENDO, E.H.; SOUZA, M.R.; ZANQUETA, E.B.; POLONIO, J.C.; PAMPHILE, J.A.; UEDA-NAKAMURA, T.; NAKAMURA, C.V.; DIAS FILHO, B.P.; ABREU FILHO, B.A. Bioactivity of essential oils in the control of Alternaria alternata in dragon fruit (Hylocereus undatus Haw.). Ind Crop Prod. 2017 Mar; 97:101-109.
COLPAERT, Hubertus. Metalografia dos produtos siderúrgicos comuns. 4. ed. São Paulo: Edgard Blucher, 2008.
ESCOBAR, Raimara Gonzalez. Eugenol: propiedades farmacológicas y toxicológicas. Ventajas y desventajas de su uso. Rev Cubana Estomatol. Ciudad de La Habana, V. 39 no. 2, agosto 2002. Disponível em: http://scielo.sld.cu/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0034- 75072002000200005&lng=es&nrm=iso. Acesso em: 23 jun. 2022.
GENTIL, V. Corrosão. LTC – Livros Técnicos e Científicos Editora: Rio de Janeiro, 2007.
GENTIL, Vicente. Corrosão. 6. ed. Estado. 2011. 360 p.
HOSSAIN, S. M. Zakir; AL-SHATER, A.; KAREEM, S. A.; SALMAN, A.; ALI, R. A.; EZUBER, H.; HOSSAIN, M. M.; RAZZAK, S. A.. Cinnamaldehyde as a Green Inhibitor in Mitigating AISI 1015 Carbon Steel Corrosion in HCl. Arabian Journal For Science And Engineering, v. 44, n. 6, p. 5489-5499, 2019.
LINARD, Cybelle Façanha Barreto Medeiros. Estudo do efeito antinociceptivo do Eugenol. 2008. 90p. Dissertação (mestrado) – Universidade Estadual do Ceará, Ceará, Fortaleza, 2008.
POPOV, B. N. Corrosion Engineering: Principles and Solved Problems. Elsevier, 2015.
SASTRI, V. S. Green Corrosion Inhibitors: Theory and Practice. 1 ed., New Jersey: Wiley, 2011, 310 p.
SHREIR, L., et al. (1994) Corrosion Metal/Environment Reactions. Vol. 1, 3rd Edition, Heinemann Ltd., Butterworth, London, 4-60.
SIMÕES, C. M. O.; SPITZER, V. óleos Essenciais. In: SIMÕES, C. M. O. et al. Farmacognosia da planta ao medicamento. 5a ed. Porto Alegre/Florianópolis: Editora da UFRGS / Editora da UFSC, p. 467-495. 2004.
SOUZA, Thaúsi Frota Sá Nogueira Neves de. Efeito antinociceptivo e antiedematogênico do Eugenol. 2007. 84p. Dissertação (mestrado) – Universidade Estadual do Ceará, Ceará, Fortaleza, 2007.
