Desenvolvimento de inibidor de corrosão a partir de óleo vegetal de erva cidreira

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Título 
 
Desenvolvimento de inibidor de corrosão a partir de óleo vegetal de erva cidreira 
 
 
 
 
Resumo 
(máximo 3 páginas 
A definição de corrosão mais destacada na literatura é a que a conceitua como sendo a 
deterioração de um material metálico ou não-metálico, ou ainda, a deterioração das 
propriedades desses materiais por ação química ou eletroquímica do meio ambiente ao 
qual estejam expostos, bem como por esforço mecânico (GENTIL, 1996). Inibidores de 
corrosão são uma das ferramentas para minimizar os problemas causados pela corrosão. 
O objetivo desse estudo é o de avaliar o aumento da resistência à corrosão de diferentes 
metais em solução salina e de ácido clorídrico, em diferentes concentrações, com e sem 
a presença de inibidor de corrosão produzido à base de óleo vegetal. A meta inicial a ser 
alcançada é extrair o óleo essencial da erva cidreira. Após a extração, testes serão 
realizados para a verificação da inibição da corrosão em diferentes metais e ligas 
metálicas. Utilizou-se a erva cidreira (espécie: Lippia alba (Mill.) N. E. Br. ) coletada no 
município de Cabo Frio no estado do Rio de Janeiro. O método de extração do óleo 
essencial utilizado foi a hidrodestilação em aparelho Clevenger. As folhas frescas da erva 
cidreira foram colocadas em balão contendo água destilada, aquecido por manta 
aquecedora. Vapores de água resultantes da ebulição e de óleo extraído das folhas 
foram conduzidos ao condensador. O óleo foi recolhido juntamente com a água e 
separado devido à diferença de densidade. O planejamento inicial do projeto foi realizado 
e o teor do óleo, de 0,31%v/m, está de acordo com valores pesquisados na literatura. 
Diferentes condições para a execução da extração serão empregadas para otimização da 
mesma. No momento, o comportamento de diferentes metais em meio corrosivo está 
sendo estudado por meio de ensaios de perda de massa. Esse estudo será 
complementado com ensaios eletroquímicos a serem realizados após a instalação do 
equipamento Potenciostato-Galvanostato com módulo de Impedância Eletroquímica. 
 
 
 
 
 
 
 
Introdução 
 
A corrosão é um problema presente na indústria petrolífera, custando a produtores 
de petróleo milhões de dólares anualmente. Os ataques corrosivos provocam a 
deterioração dos materiais que compõem os equipamentos e estruturas metálicas, e, 
consequentemente, a necessidade de paralizações para a substituição de peças, além da 
perda de óleo ou gás por tubulações. A presença de CO2, H2S, oxigênio (O2), cloretos, 
ácidos e a atividade biológica, são fatores responsáveis por esse fenômeno nos poços de 
petróleo. Apesar da ampla utilização dos aços inoxidáveis, que devem sua resistência à 
corrosão a formação de um filme superficial protetor de óxido de cromo (Cr2O3) e a sua 
composição química, estes são suscetíveis à corrosão localizada. Além disso, aços 
carbonos, amplamente utilizados nas plataformas de petróleo, estão sempre suscetíveis a 
processos de degradação, principalmente devido sua baixa resistência à corrosão e à 
formação de filme não protetor. Assim, torna-se necessário o emprego de inibidores, que 
eliminem ou reduzem drasticamente o processo corrosivo. 
 
Inibidores de corrosão são uma das ferramentas para minimizar os problemas 
causados pela corrosão. Compostos orgânicos com características polares, contendo 
nitrogênio, oxigênio ou enxofre, como por exemplo, as aminas, mercaptanas e compostos 
acetilênicos podem ser utilizados como inibidores de corrosão. No entanto, a maioria dos 
inibidores comerciais possui deposição moderada e detém elevada toxicidade. A 
utilização de extratos vegetais como inibidores de corrosão surge como alternativa ao 
empregar tecnologia limpa, por ser de fonte renovável, biodegradável, de fácil aquisição, 
baixo custo e, especialmente, por não conter metais pesados. 
 
O emprego de inibidores naturais apresenta-se como uma alternativa significativa 
para o combate à corrosão de forma sustentável. Popularmente conhecida como erva-
cidreira, o gênero Lippia contém 200 espécies de plantas aromáticas, que podem ser 
herbáceas, subarbustivas e até árvores de pequeno porte. A espécie Lippia alba (Mill.) N. 
E. Br. é nativa da América do Sul (Brasil) e desenvolve-se em solos arenosos nas 
margens de rios e lagos, em regiões de clima tropical e subtropical (ATTI-SERAFINI, 
2002). 
 
 
 
 
 
 
O objetivo desse estudo é o de avaliar o aumento da resistência à corrosão de 
diferentes metais em solução salina e de ácido clorídrico em diferentes concentrações 
com e sem a presença de inibidor de corrosão produzido à base de óleo vegetal. 
 
 
 
Objetivos 
 
- Geral: 
 
Extrair o óleo essencial da erva cidreira utilizando o método Clevenger e avaliar o extrato 
como inibidor de corrosão em diferentes metais. 
 
- Específico(s): 
 
- Caracterizar o óleo essencial extraído da erva cidreira. 
- Avaliar o comportamento de ligas metálicas em diferentes sistemas de corrosão. 
- Estudar os métodos de extração de óleo essencial de vegetais. 
- Avaliar o Potencial de circuito aberto para sistemas corrosivos. 
- Determinar a perda de massa de sistemas com e sem inibidor. 
- Avaliar a inibição da corrosão com diferentes técnicas eletroquímicas. 
 
 
Material e Métodos 
 
 
- Extração do óleo essencial da erva cidreira: 
 
A erva cidreira está sendo coletada em Cabo Frio-RJ. Para a extração do óleo 
essencial, uma massa de 100 g de folhas secas é submetida à hidrodestilação em 
sistema Clevenger por duas horas. A densidade do óleo é medida em um densímetro 
automático digital, modelo A23810 DDM 291. A determinação do índice de refração será 
realizada em refratômetro de bancada tipo ABBE. A identificação dos constituintes 
químicos do óleo essencial, por CG-EM, será realizada comparando-se com os espectros 
da biblioteca do (NIST). 
 
 
 
 
 
 
- Ensaios de perda de massa: 
 
Os ensaios de perda de massa serão realizados para os sistemas: 
 Metal ou liga metálica/NaCl em 6 intervalos de tempo ( 1h, 3h, 8h, 24h, 48h, 72h). 
 Metal ou liga metálica/NaCl + extrato em 6 intervalos de tempo ( 1h, 3h, 8h, 24h, 
48h, 72h). 
 Metal ou liga metálica/NaCl + extrato em diferentes concentrações após 1h de 
incubação do corpo de prova. 
 Metal ou liga metálica/HCl em 6 intervalos de tempo ( 1h, 3h, 8h, 24h, 48h, 72h). 
 Metal ou liga metálica/HCl + extrato em 6 intervalos de tempo ( 1h, 3h, 8h, 24h, 
48h, 72h). 
 Metal ou liga metálica/HCl + extrato em diferentes concentrações após 1h de 
incubação do corpo de prova. 
 
Antes de cada ensaio a superfície metálica será polida em politriz lixadeira metalográfica 
PL01, usando-se lixas com diferentes granulometrias. Após o polimento, a superfície 
será lavada com água, álcool e seca. 
 
- Ensaios eletroquímicos: 
 
O material usado para os ensaios eletroquímicos será uma célula eletroquímica de 
três eletrodos: eletrodo de trabalho, que será feito com um metal puro e uma liga metálica 
a serem analisados, contra-eletrodo em espiral de platina e eletrodo de referência de 
Ag/AgCl. Os eletrólitos serão compostos por uma solução salina e uma solução ácida de 
HCl com e sem inibidor. A concentração das soluções de NaCl e de HCl será variada na 
fase inicial do projeto. 
O estudo pode ser feito através da relação entre o potencial aplicado e a corrente 
gerada nas reações eletroquímicas (anódicas e catódicas) que se desenvolvem. Deste 
modo, a varredura contínua de potencial e o correspondente registro da corrente gerada 
permitem o estudo do comportamento eletroquímico de um material. O resultado obtido éa curva de polarização (WOLYNEC, 2003). 
 
 
 
 
 
 
A seguir, estão as técnicas que serão realizadas nessa etapa. 
 
 Medidas de Potencial de circuito aberto para o sistema: Metal ou liga metálica 
/solução salina ou ácida. 
 Medidas de Potencial de circuito aberto para o sistema: Metal ou liga metálica / 
solução salina ou ácida + extrato em concentração escolhida de acordo com 
resultados anteriores. 
 Curva de polarização do sistema: Metal ou liga metálica / solução salina ou ácida. 
 Curvas de polarização do sistema: Metal ou liga metálica/ solução salina ou ácida 
+ extrato em concentração escolhida de acordo com resultados anteriores. 
 Diagramas de impedância eletroquímica do sistema: Metal ou liga metálica / 
solução salina ou ácida. 
 Diagramas de impedância eletroquímica do sistema: Metal ou liga metálica / 
solução salina ou ácida + extrato em concentração escolhida de acordo com 
resultados anteriores. 
 
 
Resultados esperados 
 
- Do Projeto 
 
Espera-se obter um eficiente inibidor de corrosão a partir de matriz natural de erva 
cidreira (Lippia alba (Mill.) N. E. Br.) e adquirir mais informações sobre a corrosão em 
metais puros e ligas importantes na área industrial em meio salino e em meio ácido. 
Desta forma, almeja-se contribuir com mais conhecimento sobre a corrosão desses 
materiais. 
 
- Benefícios a Sociedade 
 
Este projeto propõe-se em atender a uma demanda de estudo do combate à 
corrosão de metais de interesse industrial, usados em sistemas de extrema importância à 
sociedade e, corroborar para o aumento da inclusão de metodologias verdes. 
 
 
 
 
 
 
 
Referências Bibliográficas 
 
 
Gentil, V.; Corrosão, 3a.ed., LTC: Rio de Janeiro, 1996. 
 
ATTI-SERAFINI, L. et al. Variation in essential oil yield and composition of Lippia 
alba (Mill). N.E.Br grow in southern Brazil. Revista Brasileira de Plantas Medicinais, v.4, 
n.2, p.72-4, 2002. 
 
WOLYNEC, Stephan. Técnicas Eletroquímicas em Corrosão. São Paulo: Edusp, 2003. 
 
 
Viabilidade de Execução do Projeto 
 
 
Começamos a cumprir várias etapas em 2015/2016 e, ainda temos um longo 
percurso. Devido à dificuldade para financiar o projeto ainda estamos envolvidos com a 
implantação e estruturação de um laboratório de pesquisa na área de Materiais e 
Corrosão. 
Um passo muito importante foi dado ao conseguirmos adquirir o equipamento 
necessário para as medidas eletroquímicas propostas neste projeto e outros projetos 
futuros, o Potenciostato-Galvanostato com módulo de Impedância eletroquímica, que já 
está no nosso campus. Este equipamento foi adquirido com recursos do convênio criado 
entre a Petrobras e o IF Fluminense. Para sua instalação, necessitamos de dois 
eletrodos. Um processo de compra está sendo realizado com verba do campus Cabo Frio 
para adquirir esses eletrodos, para que não percamos a instalação e treinamento que a 
empresa que vendeu o Potenciostato nos fornecerá. Esta empresa deu o prazo até 
dezembro deste ano para terminar de cumprir o acordado em edital, ou seja, para dar o 
treinamento e fazer a instalação do equipamento. 
Outro equipamento importante adquirido pelo convênio criado entre a Petrobras e 
o IF Fluminense foi um No-break, de extrema necessidade, para estabilizar a tensão, já 
que trabalharemos com sinais de pequena grandeza. 
A extração do óleo essencial está sendo realizada com aparelho Clevenger, 
 
 
 
 
 
comprado com recursos próprios. 
Alguns reagentes e materiais foram adquiridos com verba do campus Cabo Frio. 
No entanto, são materiais de consumo, de reposição rápida, que está sendo realizada 
com recursos próprios. 
 
 
 
Relação entre Ensino, Pesquisa e Extensão 
 
Este projeto agrega conhecimentos da área de Química, Engenharia de Materiais, 
Engenharia Estrutural entre outras áreas, ou seja, trata-se de uma pesquisa que facilitará 
a criação de uma área de estudos de superfícies metálicas no nosso instituto. A Corrosão 
é uma das disciplinas do curso técnico de Química. Portanto, pesquisas nessa área, 
principalmente, com a colaboração de estudantes bolsistas e voluntários corroboram para 
o processo de ensino-aprendizagem. Os resultados positivos dessa pesquisa podem 
impactar substancialmente a sociedade, pois os danos causados pela Corrosão 
consomem parte dos recursos do país. 
 
 
CRONOGRAMA DE EXECUÇÃO DO PROJETO 
2016/2017 
Descrição das Atividades Meses 
Atividade 1º 2º 3º 4º 5º 6º 7º 8º 9º 10º 11º 12º 
1. Compra de materiais 
 
x x x 
2. Análise da composição química do 
extrato já obtido da erva cidreira por 
cromatografia líquida. 
 
 x x 
3. Análise da composição química do 
extrato por cromatografia gasosa 
acoplada à espectrometria de 
massas. 
 
 x x 
4.Análise de resultados de medidas de 
potencial de circuito aberto para o 
sistema ácido. 
 x x 
 
 
 
 
 
5. Análise de resultados de medidas 
de curvas de polarização para o 
sistema ácido. 
 x x 
6. Análise de resultados de medidas 
de potencial de circuito aberto para o 
sistema salino. 
 x x 
7. Análise de resultados de medidas 
de curvas de polarização para o 
sistema salino. 
 x x 
8. Análise de resultados de medidas 
de Impedância Eletroquímica para o 
sistema ácido. 
 
 x x 
9. Análise de resultados de medidas 
de Impedância Eletroquímica para o 
sistema salino. 
 
 x x 
10. Artigo Científico 
 
 x x x 
11. Participação em feiras e 
congressos 
 x x x 
Observação: 
 
 
 
PLANO DE TRABALHO DO BOLSISTA 
2016/2017 
Modalidade da bolsa (PIBIC ou PIBITI ou Extensão Tecnológica): 
MESES (2016/2017) 
 
ATIVIDADES 
AGOSTO Revisão Bibliográfica 
SETEMBRO Extração de óleo vegetal para análise 
OUTUBRO Extração de óleo vegetal para análise 
NOVEMBRO Medidas de Potencial de circuito aberto para o sistema: Fe/HCl. 
 
Medidas de Potencial de circuito aberto para o sistema: Fe/HCl 
+ extrato em concentração escolhida de acordo com resultados 
anteriores. 
 
Medidas de Potencial de circuito aberto para o sistema: 
Cu/HCl. 
 
 
 
 
 
 
Medidas de Potencial de circuito aberto para o sistema: Cu/HCl 
+ extrato em concentração escolhida de acordo com resultados 
anteriores. 
 
Medidas de Potencial de circuito aberto para o sistema: Al/HCl 
 
Medidas de Potencial de circuito aberto para o sistema: Al/HCl 
+ extrato em concentração escolhida de acordo com resultados 
anteriores. 
 
DEZEMBRO Curva de polarização do sistema: Fe/HCl. 
 
Curvas de polarização do sistema: Fe/HCl + extrato em 
concentração escolhida de acordo com resultados anteriores. 
 
JANEIRO Curva de polarização do sistema: Cu/HCl. 
 
Curvas de polarização do sistema: Cu/HCl + extrato em 
concentração escolhida de acordo com resultados anteriores. 
 
FEVEREIRO Curva de polarização do sistema: Al/HCl. 
 
Curvas de polarização do sistema: Al/HCl + extrato em 
concentração de acordo com resultados anteriores. 
 
Medidas de Impedância Eletroquímica em meio ácido. 
MARÇO Medidas de Potencial de circuito aberto para o sistema: 
Fe/NaCl. 
 
Medidas de Potencial de circuito aberto para o sistema: Fe/ 
NaCl + extrato em concentração escolhida de acordo com 
resultados anteriores. 
 
Medidas de Potencial de circuito aberto para o sistema: Cu/ 
NaCl. 
 
Medidas de Potencial de circuito aberto para o sistema: Cu/ 
NaCl + extrato em concentração escolhida de acordo com 
resultados anteriores. 
 
Medidas de Potencial de circuito aberto para o sistema: Al/ 
NaCl 
 
Medidas de Potencial de circuito aberto para o sistema:Al/ 
NaCl + extrato em concentração escolhida de acordo com 
 
 
 
 
 
resultados anteriores. 
 
ABRIL Curva de polarização do sistema: Fe/NaCl. 
 
Curvas de polarização do sistema: Fe/ NaCl + extrato em 
concentração escolhida de acordo com resultados anteriores. 
 
 
MAIO Curva de polarização do sistema: Cu/NaCl. 
 
Curvas de polarização do sistema: Cu/ NaCl + extrato em 
concentração escolhida de acordo com resultados anteriores. 
 
 
 
JUNHO Curva de polarização do sistema: Al/NaCl. 
 
Curvas de polarização do sistema: Al/NaCl + extrato em 
concentração de acordo com resultados anteriores. 
 
Medidas de Impedância Eletroquímica em meio salino. 
 
JULHO Participação em feiras e congressos 
Entrega do relatório 
Observação: 
 
 
 
 
OBS: Elaborar um plano de trabalho para cada bolsista solicitado.