1. VIII LATINCORR 2012 (MAT-019-LATC2012)
Efecto de los extractos acuosos de Solanum melongena y Crescentia cujete en la
inhibición de la corrosión del acero al carbono en medio ácido
Pedro Meza1,2*, Lesly Tejeda2, Maria Berrocal2, Edgar Altamiranda2
1
Alianza Petroquímica-Plástica, Facultad de Ingeniería, Fundación Universitaria Tecnológico
COMFENALCO, Cartagena, Colombia
2
Departamento de Ingeniería Química, Facultad de Ingeniería, Universidad de Cartagena,
Cartagena, Colombia
*e-mail: pjmezac@gmail.com
RESUMEN
La inhibición de la corrosión del acero al carbono en HCl 1 M mediante el uso de los extractos
acuosos de Solanum melongena y Crescentia cujete fue estudiada por medio de técnicas
gravimétricas. Los resultados obtenidos indican que dichos extractos actúan como inhibidores
de la corrosión del acero al carbono en HCl 1 M. La eficiencia de la inhibición se incrementa con
el aumento de la concentración de los extractos. El efecto inhibidor fue atribuido a la adsorción
de las moléculas de los extractos en la superficie del metal acorde a las isotermas de Langmuir
obtenidas con los datos experimentales. Los extractos de Crescentia cujete mostraron mejor
eficiencia que los de Solanum melongena. Este comportamiento fue atribuido a la formación de
quelatos estables en la superficie del metal por parte de los extractos de Crescentia cujete.
Palabras clave: Acero al carbono, inhibidor de corrosión, medio acido, adsorción
INTRODUCCION
El empleo de inhibidores de corrosión es una técnica muy utilizada y efectiva para la prevención
y control de éste fenómeno(9,10). Estas sustancias se agregan en pequeñas concentraciones en
el medio corrosivo, disminuyendo así la velocidad de corrosión y la reacción entre el metal y el
medio(6). Sin embargo algunos de estos compuestos pueden ser demasiado costosos y
peligrosos para los seres vivos debido a su alta toxicidad(6).
El desarrollo de inhibidores de corrosión ambientalmente amigables obtenidos a partir de
extractos vegetales que lleven al reemplazo de los tradicionales basados en metales pesados,
compuestos orgánicos y aniones tóxicos, es una necesidad apremiante dada la alta toxicidad,

2. persistencia en el ambiente, bioacumulación y alto riesgo para la salud de los seres humanos
que éstos últimos ofrecen(1,4,6). Esta necesidad se ve también impulsada por las actuales
legislaciones ambientales y los altos costos de producción y uso de los inhibidores
tradicionales(3).
La mayoría de los extractos vegetales ofrecen algunas ventajas como no ser tóxicos, son
biodegradables, se encuentran fácilmente disponibles y provienen de fuentes renovables.
Muchos estudios han utilizado extractos de partes de plantas como semillas, frutas, hojas,
flores, como inhibidores de corrosión(5,7). En los extractos de plantas, se encuentran presentes
un gran número de compuestos químicos, especialmente heterocíclicos con presencia de
átomos de azufre, nitrógeno, oxigeno y/o fósforo que han demostrado inhibir la corrosión de
manera eficiente(13).
La adsorción de los extractos vegetales por parte del metal necesita de la existencia de fuerzas
atractivas entre el adsorbato y el metal. El principal tipo de interacción entre un inhibidor
orgánico y la superficie del metal son la quimiosorción y/o fisiosorción. Se ha sugerido que las
moléculas fisiadsorbidas se unen al metal en cátodos locales y la disolución de metal se retarda
cuando se impide la reacción catódica, mientras que las moléculas quimiadsorbidas protegen
las áreas anódicas y reducen la reactividad inherente del metal en los sitios donde están
unidos(12).
El presente trabajo se presenta como una contribución al estudio sobre inhibidores de corrosión
ambientalmente amigables al hacer una comparación de la eficiencia de inhibición de los
extractos de Solanum melongena y Crescentia cujete en medio acido mediante la técnica de
pérdida de peso.
ANTECEDENTES
Numerosas investigaciones se han venido realizando en el campo de los inhibidores de
corrosión ambientalmente amigables(2,3,4,5,6,11,12). Bothi y Saturaman(6) realizaron un review en el
cual algunos de los extractos evaluados para el acero en medio acido fueron Embilica
officianilis, Terminalia chebula, Terminalia belivia, Sapindus trifolianus, Accacia conicianna,
Swertia angustifolia, hojas de Eucalyptus, Eugenia jambolans, Pongamia glabra, Annona
squamosa, Accacia Arabica, Carica papaya, Azadirachta indica, Vernonia amydalina. En el caso
del acero al carbono en acido clorhídrico, se han realizado estudios similares utilizando
extractos de miel de abejas, ajo, cebolla y taninos de mimosa(6).
Para el acero de baja aleación en medio ácido, Umoren y colaboradores(15) reportaron el uso de
extractos de Andrographis paniculata, Spirulina platensis, Jasminum nudiflorum L., Pongamia
pinnata, Bridelia retusa, Dacryodis edulis, extractos acuosos de mango y naranja, Artemisia
pallens, Gongronema latifolium, Murraya koenigii, Azadirachta indica, Ananas comosus, Heinsia
crinata, Garcinia kola, Cola nítida y Kopsia singapurensis.
Los inhibidores presentes en los extractos vegetales son por lo general alcaloides y otros
compuestos a base de nitrógeno orgánico, carbohidratos, proteínas, taninos y sus productos de
hidrólisis ácida. El efecto inhibidor de los extractos vegetales se atribuye a la adsorción de estas
sustancias orgánicas sobre la superficie del metal, bloqueando los sitios activos o formando una
capa protectora. Los datos existentes demuestran que la mayoría de inhibidores orgánicos
actúan por adsorción en la interfase metal / solución(2).
Bouyanzer y Hammouti(8) en 2004 estudiaron los efectos del aceite de artemisa en la corrosión
del acero en ácido clorhídrico. El procedimiento consistió en cubrir con aceite de artemisa el
acero, luego sumergirlo en ácido clorhídrico y mediante pruebas gravimétricas y de pérdida de

3. peso, determinar la velocidad de corrosión para establecer su eficiencia. Los resultados
obtenidos mostraron que el aceite de artemisa reduce la velocidad de corrosión y su eficiencia
aumenta con la concentración del inhibidor.
Sethuraman y Bothi(14) en 2005 evaluaron el potencial de inhibición del extracto de Datura
metel, usando como medio ácido el HCl y el H2SO4. El procedimiento llevado a cabo consistió
en agregar 5g del extracto de la planta en 200 mL de una solución que contenía HCl al 10% y
de otra con H2SO4 al 10%, y durante un periodo aproximado de 3 horas se efectuaron los
primeros estudios de carácter analítico y gravimétrico para determinar la velocidad de corrosión.
Los cálculos por pérdida de peso se realizaron en intervalos de 2 horas variando la temperatura
del sistema desde 303 K hasta 313 K. La inhibición de la corrosión en el acero al carbono por
Datura metel depende directamente de la temperatura a la cual se aplica y la dosis del inhibidor.
La adsorción de los extractos de Datura metel en la superficie del acero al carbono siguen una
isoterma de Langmuir. La presencia de alcaloides como la escopolamina y la atropina en el
extracto puede ser la razón de la actividad inhibitoria de la corrosión.
En 2010, Nahle(11) encontró que el extracto de hojas de Neem (Azadirachta indica) es altamente
eficiente para inhibir la corrosión del acero al carbono en soluciones de HCl 1M, alcanzando
eficiencias de alrededor de 87% a temperatura ambiente con una concentración de 3g/L del
extracto. Incluso con la mitad de esta concentración, 1.0g/L la eficiencia de inhibición es del
80% a la misma temperatura. El porcentaje de inhibición disminuye con la temperatura lo que
indica que el mecanismo de adsorción predominante es el físico ya que la cantidad de inhibidor
adsorbido disminuye con el aumento de la temperatura.
Dong y colaboradores(9) en 2011 analizaron el uso de extractos acuosos de salvado de arroz
como un inhibidor de corrosión de acero al carbono en ácido clorhídrico (HCl). Los resultados
muestran que el extracto de arroz presenta un buen desempeño en HCl 1 M como inhibidor. La
eficiencia de inhibición se incrementó con el aumento de la concentración del inhibidor y se vio
afectada moderadamente por las variaciones de temperatura en el rango de 303 - 363 K.
Las curvas de polarización mostraron que el inhibidor tuvo una acción catódica y anódica. El
comportamiento de la adsorción seguido describe la isoterma de Langmuir
PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL
Preparación de los materiales
Laminas de acero al carbono de 0.04 cm de espesor fueron cortadas con dimensiones de 3 cm
x 4 cm, limpiadas con papel de lija y etanol absoluto. Posteriormente se sumergieron en
acetona y fueron secadas en un horno a 45°C durante 25 min. Una vez extraídas del horno, se
colocaron en un desecador durante una noche antes de ser pesadas en una balanza analítica.
Las soluciones con el agente corrosivo fueron preparadas por dilución de HCl al 36% con agua
bidestilada.
Las soluciones con los extractos de Solanum melongena y Crescentia cujete fueron preparadas
por reflujo de 10 g del mesocarpio de los frutos de estas dos plantas durante 2 h en 200 ml de
solución 1 M de HCl. La solución resultante del reflujo fue almacenada durante 24 h y
posteriormente filtrada para la preparación de las soluciones, las cuales se obtuvieron mediante
la dilución con HCl 1 M hasta lograr las concentraciones 5, 8, 10, 12, 15 y 20% v/v en un
volumen de 200 mL.

4. Determinación de la pérdida de peso
Las láminas de acero al carbono fueron previamente pesadas y sumergidas en beakers de 250
mL de capacidad conteniendo 200 mL de la solución de HCl con las concentraciones de los
extractos anteriormente preparados (5 – 20% v/v) a 30°C durante un periodo de 10 h. La
variación de peso fue monitoreada en intervalos de 2h hasta cumplir las 10 h de inmersión. Las
láminas antes de ser pesadas se limpiaban con un cepillo, hidróxido de sodio, agua destilada y
posteriormente secadas. Se realizaron experimentos por triplicado para cada uno de las
concentraciones de los extractos obtenidos de las dos plantas para un total de 39 muestras que
incluían 3 blancos. Valores promedios fueron obtenidos y utilizados para los cálculos de
velocidad de corrosión (v), eficiencia de inhibición (%I) y superfice cubierta ().
RESULTADOS Y DISCUSIONES
La pérdida en peso, expresada como velocidad de corrosión (mm/año), para las láminas de
acero al carbono sumergidas en HCl 1 M y a diferentes concentraciones de extractos de
Solanum melongena y Crescentia cujete se encuentran en la tabla 1. En ella se puede observar
que la velocidad de corrosión decrece a medida que se incrementa la concentración de los
extractos en las soluciones de HCl. Estos resultados muestran que los extractos actúan como
inhibidores de corrosión, siendo más eficiente los extractos de Crescentia cujete. Los valores de
eficiencia de inhibición (%I) y superfice cubierta () fueron determinadas para 10 h de inmersión
a partir de la velocidad de corrosión (v) mediante las siguientes ecuaciones:
%I 
vsi  vci
x100
vsi

%I
100
v (mm / año) 
87.6 w
DAt
Donde vsi es la velocidad de corrosión en ausencia del inhibidor, vci es la velocidad de corrosión
en presencia del inhibidor, w es la perdida en peso de las láminas de acero al carbono (mg), D
densidad de las láminas (g/cm3), A el área de las láminas (cm2), t el tiempo de inmersión (h).
Tabla 1. Velocidad de corrosión, eficiencia de inhibición y superficie cubierta para los
extractos de Solanum melongena y Crescentia cujete para un tiempo de inmersión de
10 h a 30°C
Solanum melongena
Concentración
Velocidad
Eficiencia
Superficie
(%v/v)
de corrosión (mm/año) de inhibición (%I) cubierta ()
0
214,4
5
86,8
59
0,59
8
86,2
60
0,60
10
80,4
62
0,62
12
72,7
66
0,66
15
72,3
66
0,66
20
67,5
68
0,68
Crescentia cujete
Concentración
Velocidad
Eficiencia
Superficie
(%v/v)
de corrosión (mm/año) de inhibición (%I) cubierta ()
0
176,6
5
47,6
73
0,73
8
45,5
74
0,74

5. 10
12
15
20
40,8
33,9
32,2
28,3
77
80
82
84
0,77
0,80
0,82
0,84
En la tabla 1 se puede observar que las eficiencias de inhibición aumentan con el incremento de
las concentraciones de los extractos presentando valores máximos de 68% para Solanum
melongena y 84% para Crescentia cujete. Esto indica que los compuestos orgánicos presentes
en los extractos son absorbidos en la superficie del acero al carbono bloqueando los sitios de
reacción y protegiéndolo del ataque los iones presentes en la solución. Las mejores eficiencias
de inhibición obtenidas por los extractos de Crescentia cujete se atribuyen a la formación de
quelatos estables debido a la presencia de mayores cantidades de taninos y acido caféico de
acuerdo a la fitoquímica del mesocarpio de esta planta.
En la tabla 1 se puede apreciar la disminución en la velocidad de corrosión con el incremento
de las concentraciones de los extractos debido al aumento de la superfice cubierta () por la
adsorción del inhibidor en la superficie del acero al carbono. En la figura 1 se grafican los
diferentes valores de  para las concentraciones de los extractos de las dos plantas. Las líneas
rectas que se obtienen confirman que la inhibición es debido a la adsorción de compuestos
orgánicos en la superficie del metal y obedece a isotermas de Langmuir expresadas como:
c

c
1
K
Donde c es la concentración del inhibidor y K la constante de equilibrio para el proceso de
adsorción/desorción del inhibidor sobre la superficie del metal.
Figura 1. Isotermas de Langmuir para los extractos de Solanum melongena y
Crescentia cujete en HCl 1 M

6. Las figuras 2 y 3 muestran la dependencia del peso (w) como una función del tiempo (t). Las
líneas rectas obtenidas corresponden a una cinética de orden cero para la corrosión de acero al
carbono en HCl en presencia y ausencia de extractos. Esta linealidad implica que la ausencia o
presencia de los extractos no cambian la cinética de la reacción de corrosión aunque existan
disminuciones significativas en la velocidad de corrosión, como se muestra en la tabla 1.
Figura 2. Variación del peso para las láminas de acero al carbono en HCl 1M a 30°C.
Extracto: Crescentia cujete
Figura 3. Variación del peso para las láminas de acero al carbono en HCl 1M a 30°C.
Extracto: Solanum melongena

7. CONCLUSIONES
Los extractos de Solanum melongena y Crescentia cujete inhiben la corrosión del acero al
carbono en soluciones de HCl 1 M a 30°C, con eficiencias de inhibición máximas de 68% y 84%
respectivamente a 20% v/v. La mayor eficiencia de inhibición de los extractos Crescentia cujete
se debe a la formación de quelatos estables que contribuyen a la disminución de la velocidad
de corrosión. La adsorción de los inhibidores fue consistente con las isotermas de Langmuir de
acuerdo a las gráficas obtenidas. Una cinética de orden cero fue obtenida del tratamiento de los
datos obtenidos por pérdida de peso, siendo esta linealidad más visible en los extractos de
Crescentia cujete.
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