Desarrollan inhibidores de corrosión a partir de líquidos iónicos

Si bien las tendencias apuntan hacia la disminución de los productos derivados del petróleo, ello como medida para mitigar el cambio climático, lo cierto es que la economía mundial aún depende de la producción, compra y venta de dicho insumo, así como de sus productos derivados.

Como ejemplo está el caso de México, en cuya economía la producción petrolera —y de productos relacionados con el petróleo— representa hasta seis por ciento del producto interno bruto (PIB). Ante ello, la investigación científica orientada a mejorar la producción petrolera y los procesos para la obtención de sus productos derivados a través de nuevas tecnologías cobra gran relevancia.

En ese contexto, el doctor Octavio Olivares Xometl, profesor investigador de la Facultad de Ingeniería Química de la Benemérita Universidad Autónoma de Puebla (BUAP), trabaja en un proyecto para el desarrollo de inhibidores de corrosión a partir de líquidos iónicos que sean amigables con el medio ambiente y aplicables a diversas industrias, principalmente la petrolera.

La Agencia Informativa Conacyt entrevistó en exclusiva al doctor Olivares Xometl, quien recientemente ingresó a la Academia Mexicana de Ciencias (AMC), en torno al proyecto para desarrollar inhibidores de corrosión a partir de líquidos iónicos, en el cual colabora con un equipo multidisciplinario e interinstitucional.

Agencia Informativa Conacyt (AIC): ¿En qué consiste el proyecto en el cual está participando?

Octavio Olivares Xometl (OOX): El proyecto consiste en el desarrollo de inhibidores de corrosión amigables con el medio ambiente, es decir, que no sean tóxicos, y se trata de un proyecto que surge eventualmente al diseño y síntesis de líquidos iónicos aplicables para disminuir nivel de corrosión.

El proyecto arranca durante mi tesis doctoral, pero en aquella etapa inicié el trabajo con el desarrollo de inhibidores de corrosión de tipo orgánico, en este caso, derivados de aminoácidos. Posteriormente, el trabajo evolucionó en el desarrollo de otros tipos de inhibidores, pero siempre en la categoría de los compuestos orgánicos, concretamente de clasificación “verdes”.

Al conjuntar la experiencia en el desarrollo de esos compuestos con un nuevo proyecto, comienzo a trabajar en los inhibidores de corrosión a partir de líquidos iónicos. Se trata de una propuesta nueva, amigables con el medio ambiente y con un alto potencial de aplicación a diferentes industrias, pero principalmente en la petrolera.

Básicamente este proyecto es resultado de siete años de trabajo experimental en torno al desarrollo de líquidos iónicos.

AIC: ¿Cuáles han sido las etapas que forman parte de este proyecto a lo largo de sus siete años de trabajo?

OOX: En la etapa inicial trabajamos el diseño molecular de líquidos iónicos, es decir, a través de cálculos moleculares se comienza a jugar con la estructura de los compuestos.

Como los líquidos iónicos básicamente son sales conformadas por un catión orgánico y anión del tipo orgánico o inorgánico, lo que nosotros hacemos en este caso es optimizar las moléculas, determinar las densidades electrónicas y ver en qué partes de su estructura son más ricas en cargas.

A partir de esas observaciones, comenzamos a jugar con su modelado molecular; la fase siguiente es lograr la síntesis de nuevas moléculas que llevamos a cabo en el laboratorio, donde trabajamos en la síntesis, esta es una etapa trascendental. Para este proyecto en particular, esta etapa nos tomó casi dos años de trabajo a mí y al grupo de investigadores con el cual colaboro.

Durante esos dos años de trabajo fuimos obteniendo moléculas cada vez más eficientes para combatir la corrosión, a través de una mejor selección del catión y anión. Esas moléculas las llevamos de síntesis convencional a síntesis por microondas, ultrasonido o en microrreactor; en la etapa siguiente realizamos la caracterización de los compuestos obtenidos para confirmar predichos anteriormente por los cálculos moleculares.

Una vez confirmada esa estructura a través de distintos métodos espectroscópicos, comienzan las pruebas de solubilidad de estos compuestos en distintos medios acuosos y en caso de ser necesario la etapa de optimización de estructura, a veces retornando nuevamente al proceso de síntesis. Posteriormente, se preparan los medios corrosivos en específico, estamos hablando de medios ácidos o medios básicos y se realiza la evaluación de desempeño de los compuestos como inhibidor de la corrosión usando, entre otros, los métodos electroquímicos.

AIC: En la etapa actual, ¿qué es lo que están haciendo con los inhibidores de corrosión exactamente?

OOX: Estamos desarrollando los inhibidores de corrosión para aceros y otras aleaciones de uso industrial, tales como los aceros utilizados para la transportación de hidrocarburo, área en donde hemos desarrollado importantes líneas de investigación.

En la industria de hidrocarburos hay procesos donde se forman medios altamente corrosivos, así que nosotros utilizamos estos nuevos líquidos iónicos que desarrollamos para proteger el acero expuesto a estos medios corrosivos.

AIC: ¿Cuáles han sido los resultados más significativos del trabajo que han realizado?

OOX: Hasta el momento, los hallazgos más relevantes radican en la obtención de compuestos con un nivel de efectividad que van de 90 a 95 y hasta 99 por ciento en cuanto a efectividad de inhibición de la corrosión. Estos son porcentajes definitivamente muy altos; adicionalmente, hemos logrado patentar algunos de esos compuestos.

Pienso que estamos en una etapa muy avanzada en cuanto al diseño, síntesis y optimización de estos compuestos.

AIC: Y en la fase de prueba de los inhibidores de corrosión en los ductos de acero que transportan hidrocarburos, ¿cuáles han sido los resultados más relevantes?

OOX: Tenemos compuestos comprobados que inhiben la corrosión en medios ácidos hasta en 99 por ciento, los cuales pueden proteger el acero de ácido sulfúrico o clorhídrico. Además, contamos con compuestos que también pueden inhibir la corrosión de aluminio en medios ácidos, que es otro metal muy utilizado en la industria.

Básicamente esos son los resultados más importantes que hemos obtenido, que contamos con inhibidores de corrosión con base en líquidos iónicos que pueden contener la corrosión de acero utilizado en la industria. Asimismo, podemos decir que gracias a esos resultados, ahora estamos estudiando compuestos para inhibir la corrosión en aguas de producción, es decir, en aguas extraídas en conjunto con petróleo de los pozos y que contienen altos contenidos de sales disueltas.

AIC: ¿Cuáles son las siguientes etapas para las pruebas que se hacen en aguas de extracción de crudo?

OOX: Estamos buscando acercamientos con la industria, principalmente con Petróleos Mexicanos (Pemex), a quienes buscamos plantearles nuestras nuevas propuestas y ofrecerles nuevos compuestos para mitigar la corrosión. Nuestro objetivo final es lograr que la industria nos permita aplicar nuestros inhibidores a una escala mayor y nos permitan probar así su efectividad en condiciones reales, y de esta forma unir la capacidad de invención de universidades con la experiencia de la industria.

AIC: ¿Cuál es el impacto real de todo este trabajo que están desarrollando?

OOX: En la actualidad, la mayoría de los inhibidores de corrosión que se utilizan en la industria de hidrocarburos son de importación, o por lo menos contienen materia prima importada. En ese contexto, nosotros estamos produciendo tecnología nacional, la cual reducirá los costos e incrementará la efectividad.

Se trata de tecnología económica, de fácil aplicación y la materia prima es totalmente mexicana, eso incrementa el impacto en México.

AIC: ¿Existe en México producto similar al que han desarrollado?

OOX: De acuerdo con la búsqueda bibliográfica, no existe producto similar. De hecho, nosotros, el grupo que se conforma por la doctora Natalya Victorovna Likhanova (Instituto Mexicano del Petróleo) e Irina Victorovna Lijanova (IPN-CIITEC), estamos reconocidos a nivel internacional y nuestros trabajos sobre inhibidores de la corrosión son altamente citados, lo que nos cataloga como expertos a nivel internacional sobre el tema.

Para esto, estamos enfocándonos en superar un reto principal, que básicamente consiste en superar nuestro propio trabajo. Partimos de la idea de que no todo está dicho y que siempre hay cosas nuevas por encontrar.

Fuente: CONACYT.