Desarrollo de agentes anticorrosivos de base nanotecnológica para pozos inyectores de agua en el sector petrolero
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Resumen
La corrosión es un problema recurrente en las industrias del petróleo y el gas. La aplicación de recubrimientos ha demostrado prevenir la corrosión de tuberías y reducir los costos de mantenimiento. En este estudio se evalúa un recubrimiento alquídico-uretánico basado en aceite de ricino con la adición de alúmina (Al₂O₃), puntos cuánticos de carbono (CQDs) y nanopartículas de sílice (SiO₂) como agentes anticorrosivos en tuberías de pozos de inyección. El uso de esta resina bio basada combinada con nanopartículas representa un enfoque sostenible e innovador. Se emplearon técnicas de polarización potenciodinámica (ASTM 59-97) con y sin CO₂, espectroscopía de impedancia electroquímica y pruebas de niebla salina para evaluar el efecto de los nanomateriales. Las propiedades reológicas se determinaron mediante reología estacionaria y dinámica, y la microestructura se analizó por microscopía electrónica de barrido (SEM). Los resultados de polarización mostraron que los recubrimientos con nanopartículas aumentaron el potencial y redujeron la tasa de corrosión. El recubrimiento con 100 mg/L de CQDs presentó el mejor desempeño, con una eficiencia de inhibición del 99,9%. En contraste, el recubrimiento con Al₂O₃ mostró mayor resistencia a la corrosión a lo largo del tiempo en pruebas de niebla salina e impedancia. La resina exhibió un comportamiento newtoniano con una viscosidad de 150 cP a 25 °C y un comportamiento viscoelástico con G’’ > G’. Los resultados de SEM confirmaron la incorporación de nanopartículas y modificaciones estructurales. En conjunto, los recubrimientos con nanomateriales basados en aceite de ricino se perfilan como alternativas sostenibles para prevenir la corrosión en pozos de inyección y otras aplicaciones industriales. (Texto tomado de la fuente)
Abstract
Corrosion is a recurring problem in the oil and gas industries. The application of coatings has proven effective in preventing pipeline corrosion and reducing maintenance costs. In this study, an alkyd–urethane coating based on castor oil was evaluated, incorporating alumina (Al₂O₃), carbon quantum dots (CQDs), and silica nanoparticles (SiO₂) as anticorrosive agents for injection well pipelines. The use of this bio-based resin combined with nanoparticles represents a sustainable and innovative approach. Potentiodynamic polarization tests (ASTM 59-97) with and without CO₂, electrochemical impedance spectroscopy, and salt spray tests were used to assess the effect of the nanomaterials. Rheological properties were determined through steady-state and dynamic rheology, and the microstructure was analyzed by scanning electron microscopy (SEM). Polarization results showed that coatings containing nanoparticles increased the corrosion potential and reduced the corrosion rate. The coating with 100 mg/L of CQDs exhibited the best performance, with a corrosion inhibition efficiency of 99.9%. In contrast, the coating containing Al₂O₃ demonstrated greater long-term corrosion resistance in salt spray and impedance tests. The resin displayed Newtonian behavior with a viscosity of 150 cP at 25 °C and viscoelastic behavior with G’’ > G’. SEM results confirmed the incorporation of nanoparticles and structural modifications. Overall, the nanomaterial-enhanced coatings based on castor oil emerge as sustainable alternatives for corrosion prevention in injection wells and other industrial applications.
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