Evaluación electroquímica de soluciones acuosas de jugos de frutas – Inhibidores de corrosión

Objetivos de la monografía

Objetivo General

Realizar la selección de diferentes compuestos orgánicos, con características de inhibición de la corrosión, utilizando técnicas de electroquímica.

Objetivos Específicos

• Proponer una método que permita seleccionar los compuestos adecuado para desarrollar inhibidores de corrosión

• Evaluar la respuesta electroquímica que presentan los compuestos orgánicos (jugo de frutas de corredor andino), utilizando la técnica de polarización potencio dinámica.

• Evaluar la eficiencia del jugo de frutas como inhibidores de corrosión a través de las corrientes de las corrientes de corrosión.

• Determinar las características de los jugos naturales que pudieran ser precursores para la síntesis de inhibidores de corrosión, de acuerdo con los resultados obtenidos por las técnicas electroquímicas y tomando en cuenta su estructura química.

• CAPÍTULO 1

Resumen

La corrosión es una de los principales problemas que causan pérdidas económicas en el ámbito industrial. La industria petrolera no está exenta de este fenómeno.

La perdida de una pequeña porción del material representa una pérdida millonaria anualmente, por el efecto de la corrosión de tuberías, codos, empaques o cualquier otro material metálico que se encuentre en contacto con el medio ambiente.

El uso de inhibidores de corrosión ha proporcionado, por mucho tiempo, una solución a los daños ocasionados por la corrosión de la industria petrolera, sin embargo, debido a la gran cantidad de ambientes corrosivos, la selección de un inhibidor de corrosión es un trabajo duro. Ya que existe una gran variedad de inhibidores, y su elección dependerá del tipo de metal que se quiera proteger, de la corrosión.

El diseño, desarrollo y selección de los inhibidores de corrosión para este tipo de medios, es un trabajo que requiere de mucho conocimiento, en las técnicas experimentales utilizadas para la evaluación del porcentaje de inhibición, que generalmente se ven afectadas por el medio usado y las etapas predominantes, del mecanismo global de corrosión.

Actual mente el campo de desarrollo de inhibidores se encuentra en la etapa de evaluación de diferentes compuestos heterocíclicos, con fuertes características inhibidoras de corrosión, los cuales promete ser una excelente materia prima para el desarrollo de inhibidores de corrosión eficiente.

Los jugos de frutas del corredor andino tienen una gran cantidad de compuestos heterocíclicos por lo que les hacen un buena fuente de para producir un inhibidor de corrosión que es orgánico y amigable con el ambiente.

• Introducción

Los metales están constantemente expuestos a la acción de la atmósfera, que como se sabe, está compuesta principalmente de 79 partes de nitrógeno y 21 partes de oxígeno. Como el nitrógeno es un gas muy poco activo, puede decirse que prácticamente inerte, toda la acción atmosférica depende de la actividad del oxígeno, que no es mucha por estar en estado molecular (con enlaces homopolares formando moléculas de O2).

Y como, por otra parte, los metales son muy estables, resulta que, sin la intervención de otro agente, la acción del oxigeno solo sobre los metales resulta muy débil. Los agentes colaboradores del oxigeno son principalmente dos: el calor y la humedad.

El oxígeno con el calor produce la oxidación de los metales. Y el oxígeno con la humedad produce la corrosión.

Ambos procesos son completamente distintos, aunque se emplean generalmente protecciones comunes para prevenirlos.

• Conceptos Fundamentales

• Corrosión

Se define la corrosión, en general, como la destrucción lenta y progresiva de un metal por la acción de un agente exterior. Uno de los factores que limitan la vida de las piezas metálicas en servicio es el ataque químico o físico-químico que sufren en el medio que les rodea.

Los metales están continuamente expuestos a la acción atmosférica, que, como ya se ha dicho, está compuesta principalmente de 79 partes de nitrógeno y 21 partes de oxígeno. También sabemos que el nitrógeno es un gas prácticamente inerte, por lo que la acción atmosférica depende prácticamente del oxígeno. Los metales son por lo general bastante estables por lo que sin colaboración de otro agente la acción del oxígeno sobre estos es muy débil.

• Tipos de Corrosión

• Corrosión atmosférica: Es la producida por la acción combinada del oxigeno del aire y la humedad. Pero existe también la corrosión química, producida por la acción de los ácidos y los álcalis.

• La corrosión por acción electroquímica: Es la que tiene lugar sobre los metales expuestos a la atmósfera húmeda, o sumergidos en agua, o enterrados. Este tipo de corrosión se refiere, principalmente, a los casos en que el metal es atacado por el agente corrosivo en presencia de un electrolito. Esta clase de corrosión puede producirse sin fuerza electromotriz exterior, constituyendo la corrosión galvánica, y por la acción además, de una fuerza electromotriz exterior, constituyendo la corrosión electroquímica, propiamente dicha.

• La corrosión química Es la producida por los ácidos y álcalis, y tiene interés para la construcción de aparatos resistentes a la corrosión de los productos químicos que intervienen en el proceso de fabricación.

• La corrosión bioquímica: Producida por bacterias, suele tener lugar en objetos metálicos enterrados. Es específica de cada metal o aleación. Las bacterias no atacan directamente a los metales; sin embargo, pueden estimular reacciones que destruyen capas protectoras de la corrosión. Así, en las tuberías de hierro, la pared interior se recubre de una fina película de hidróxido de hierro calcáreo, que le protege, pero ciertas bacterias aerobias, como la gallionella ferruginea, oxidando los iones ferrosos a férricos se provee de la energía necesaria para asimilar el CO2 y formar su materia orgánica, al mismo tiempo que disminuye el pH e impiden la formación de la película protectora, con lo que se produce una corrosión localizada.

1.3.2. Corrosión Electroquímica

La corrosión electroquímica es un proceso espontáneo que denota siempre la existencia de una zona anódica (la que sufre la corrosión), una zona catódica y un electrolito, y es imprescindible la existencia de estos tres elementos, además de una buena unión eléctrica entre ánodos y cátodos, para que este tipo de corrosión pueda tener lugar. La corrosión más frecuente siempre es de naturaleza electroquímica y resulta de la formación sobre la superficie metálica de multitud de zonas anódicas y catódicas; el electrolito es, en caso de no estar sumergido o enterrado el metal, el agua condensada de la atmósfera, para lo que la humedad relativa deberá ser del 70%.

El proceso de disolución de un metal en un ácido es igualmente un proceso electroquímico. La infinidad de burbujas que aparecen sobre la superficie metálica revela la existencia de infinitos cátodos, mientras que en los ánodos se va disolviendo el metal. A simple vista es imposible distinguir entre una zona anódica y una catódica, dada la naturaleza microscópica de las mismas (micropilas galvánicas). Al cambiar continuamente de posición las zonas anódicas y catódicas, llega un momento en que el metal se disuelve totalmente.

Las reacciones que tienen lugar en las zonas anódicas y catódicas son las siguientes: 

Ya que la corrosión de los metales en ambientes húmedos es de naturaleza electroquímica, una aproximación lógica para intentar parar la corrosión sería mediante métodos electroquímicos. Los métodos electroquímicos para la protección contra la corrosión requieren de un cambio en el potencial del metal para prevenir o al menos disminuir su disolución.

La protección catódica, en este sentido, es un tipo de protección (electroquímico) contra la corrosión, en el cual el potencial del electrodo del metal en cuestión se desplaza en la dirección negativa. Los principios de la protección catódica pueden ilustrarse mediante un diagrama termodinámico potencial – pH, como se muestra en la figura 10, en el caso del hierro (Fe).

1.3.3. Formas de Corrosión

• Corrosión uniforme: La corrosión uniforme se caracteriza por un ataque corrosivo sobre toda la superficie, o una gran parte de la superficie. La corrosión uniforme se presenta cuando el material no exhibe diferencias en su microestructura y el ambiente que lo rodea tiene una composición uniforme. Toda el área superficial se corroe a la misma velocidad y podemos predecir la pérdida de material en un cierto período de tiempo. El hecho de que el daño que se produce sea previsible hace que la corrosión uniforme sea menos seria que la localizada.

• Corrosión galvánica:  Es un proceso electroquímico en el que un metal se corroe preferentemente cuando está en contacto eléctrico con un tipo diferente de metal (más noble) y ambos metales se encuentran inmersos en un electrolito o medio húmedo.1 Por el contrario, una reacción galvánica se aprovecha en baterías y pilas para generar una corriente eléctrica de cierto voltaje. Un ejemplo común es la pila de carbono-zinc donde el zinc se corroe preferentemente para producir una corriente. La batería de limón es otro ejemplo sencillo de cómo los metales diferentes reaccionan para producir una corriente eléctrica.

• Corrosión por grietas: Más conocida por el nombre que se le da en inglés: corrosion crevice, es un fenómeno corrosivo que ocurre en espacios en los cuales el acceso del fluido con el que se está trabajado en el medio ve limitada su difusión. Estos espacios son llamados comúnmente como "rendijas", también se les conoce con el nombre que se les da en inglés, es decir, "crevices". Ejemplos de rendijas son los espacios y áreas de contactos entre piezas, en juntas o sellos, dentro de cavidades, grietas y costuras.

• Corrosión por picaduras o pitting: Es el ataque localizado (picaduras) que produce penetración en el acero inoxidable. El pitting se asocia con la discontinuidad local del film de pasivación, puede ser debido a condiciones extremas de agentes corrosivos o a imperfecciones mecánicas, tales como partículas extrañas, daño en la superficie del material, o por fallas en la película de óxido de cromo. El fenómeno ocurre cuando se rompe la capa pasivante y hay un ataque muy localizado. Es posible prevenir o retardar este efecto utilizando aceros inoxidables con contenido de molibdeno.

• Corrosión intergranular:  También conocida como ataque intergranular (IGC y IGA por sus siglas en inglés), es un fenómeno corrosivo que sucede en los aceros inoxidables, el mismo consiste en una decarburización del acero debido a un fenómeno difusivo del carbono hacia los bordes de grano, en el proceso el carbono arrastra átomos de cromo, lo cual hace que el acero pierda sus propiedades anticorrosivas. Este fenómeno es característico de los aceros inoxidables, sin embargo se puede presentar en otras aleaciones resistentes a la corrosión.

• Corrosión selectiva: La disolución selectiva es la eliminación preferencial de un elemento de una aleación sólida por procesos corrosivos. El ejemplo más común de este tipo de corrosión es la descincificado que tiene lugar en los latones, consistente en la eliminación selectiva del cinc que está aleado con cobre. Procesos similares también ocurren en otras aleaciones, como la pérdida observable de níquel, estaño y cromo de las aleaciones de cobre; de hierro en hierro fundido, de níquel en aceros y de cobalto en las estelitas.

• Corrosión por erosión: Es el efecto producido cuando el movimiento de un agente corrosivo sobre una superficie de metal acelera sus efectos destructivos a causa del desgaste mecánico. La importancia relativa del desgaste mecánico y de la corrosión es a menudo difícil de determinar, y varía considerablemente de una situación a otra. El papel de la erosión se atribuye generalmente a la eliminación de películas superficiales protectoras: por ejemplo, las películas protectoras formadas por el óxido generado por el aire. Un metal oxidado ralentiza su deterioro porque la superficie ya oxidada dificulta que el interior continúe oxidándose. Si por ejemplo el polvo o la arena, impulsadas por el viento, eliminan esa capa exterior de óxido, el metal continuará deteriorándose al haber perdido su protección.

• Corrosión bajo tensión: Es un proceso en el que la combinación de carga mecánica, ambiente corrosivo y temperaturas elevadas pueden llevar al deterioro.  Surgen delgadas grietas, que pueden extenderse bastante rápido, llegando al fallo de alguna parte e incluso de la estructura completa.  Las grietas son difícilmente visibles en la superficie y difíciles de detectar con un examen visual.

1.3.4. Formas de Combatir la Corrosión

La lucha contra la corrosión es un problema muy complejo, debido al gran número

De factores que entran en juego; por tanto, cada caso específico requiere un tratamiento particular y no es posible encontrar soluciones generales.

Se procurará proyectar la estructura de manera que por su forma o el ambiente en que se encuentre no se favorezcan las circunstancias corrosivas. Se tratará de evitar las zonas de estacionamiento de líquidos, las uniones remachadas, el contacto de metales muy separados en la serie galvánica, ángulos vivos, zonas con acritud, etc.

1.3.4.1. Inhibidores de Corrosión

Producto químico, constituido generalmente por mezclas de substancias nitrogenadas o fosforadas, usado en el carburante para limitar o evitar el fenómeno de la corrosión en las partes metálicas del sistema de alimentación.Ejerce su función ya sea manteniendo en suspensión el agua (en forma de minúsculas gotas o partículas) o bien formando una película protectora sobre las paredes metálicas. La formación de óxido en el sistema de alimentación de la gasolina (depósito carburador y colector) puede crear algunos problemas, como la obstrucción del filtro y de los surtidores del carburador.Algunos inhibidores de corrosión poseen también propiedades detergentes y "antiicing' Esos inhibidores deben emplearse con cautela, ya que, en presencia de notables cantidades de agua, pueden formar emulsiones indeseables.

1.3.4.2. Protección por el Empleo de Inhibidores

Un inhibidor es una sustancia que se añade, generalmente en proporción muy pequeña, a un medio corrosivo, para detener o disminuir la velocidad de la corrosión formando un compuesto protector insoluble sobre la superficie del metal, bien sea catódica o anódica.

Los inhibidores se emplean mucho en el decapado ácido, para disminuir la velocidad de ataque del metal a decapar sin interferir la eliminación de la capa de oxido.

El principio de funcionamiento de los inhibidores es formar en la superficie misma del metal expuesto a corrosión, ya sea un compuesto insoluble o la fijación de una determinada materia orgánica, con el objetivo de polarizar la celda de corrosión y disminuir la velocidad de degradación del metal. Los inhibidores pueden clasificarse en pasivantes, anódico y catódicos.

• Inhibidores anódicos.

Los inhibidores anódicos reaccionan sobre las partes anódicas del metal, formando un compuesto protector. Se emplean como inhibidores anódicos el carbonato sódico, el bicarbonato sódico, el fosfato sódico, el silicato sódico y el cromato sódico. También se emplea el bicromato potásico en la proporción de 0,2 por ciento.

Los inhibidores anódicos producen una velocidad de corrosión pequeña, con alto potencial de electrodo.

Figura 1.3.4.2-1

Inhibidores Anódicos

Fuente: http://www.slideshare.net/acazro/inhibidores-de-la-corrosion

• Inhibidores catódicos.

Los inhibidores catódicos forman compuestos protectores sobre el cátodo, empleándose para este fin sulfato de magnesio, de níquel y de cinc. Los inhibidores catódicos se utilizan para evitar la corrosión del acero en aguas neutras.

Existen otros inhibidores denominados de absorción, que son sustancias coloidales

Que se fijan sobre el metal. Entre estos pueden citarse la gelatina, el tanino, el agar-agar, etc.

• Inhibidores pasivantes

Estos causan un cambio de potencial de corrosión, forzando la superficie metálica a presentar una conducta pasiva ante la corrosión. Los ejemplos de los inhibidores que provocan pasividad son aniones oxidantes, tales como iones de cromato, del nitritos, y del nitratos y los no oxidantes tales como fosfatos y molibdatos.

Protección por el empleo de pasivadores.

En algunos casos se forma una película en la superficie del metal que detiene la corrosión apenas iniciada. Se dice entonces que estos metales tienen pasividad natural contra la corrosión en el medio que ocurre esto. También puede conseguirse la pasividad tratando previamente el metal, y entonces se dice que la pasividad ha sido provocada por un pasivadores. Un ejemplo de pasividad provocada es la que se obtiene sumergiendo una pieza de acero en ácido nítrico concentrado, resultando así inatacable por el ácido nítrico diluido, que sin esta pasivación lo ataca fácilmente.

No se conocen bien las causas de la pasivación, pero se atribuye, en general, o bien a la formación de películas gaseosas protectoras, generalmente de oxígeno e hidrogeno, o bien a la formación de películas sólidas, generalmente de óxidos, que protegen el metal, como ocurre con el aluminio, que posee pasividad natural.

Los pasivadores mas empleados son el minio y el cromato de cinc, ambos muy usados como impregnadores de las piezas de acero antes de aplicar cualquier pintura sobre ellos.

• Minio

El minio es oxido de plomo (Pb3 O4), y es quizá el pigmento pasivador más empleado.

• Cromato de Cinc

El cromato de cinc (Cr O4 Zn) transforma los iones ferrosos generados en el agua en férricos, produciendo una capa bastante insoluble, en el ánodo, de bióxido férrico.

La diferencia entre un pasivador como el minio, por ejemplo, y una pintura antioxidante, preparada.

Figura 1.3.4.2-2

Inhibidores Pasivantes.

Fuente: http://www.slideshare.net/acazro/inhibidores-de-la-corrosion

• Inhibidores orgánicos

Los inhibidores orgánicos son generalmente protectores en soluciones neutrales o alcalinas, pero ofrecen poco o nula protección en ácidos, salmueras medios reductores. En tales circunstancias, los compuestos orgánicos polares y los materiales orgánicos coloidales son más utilizados como inhibidores. Los inhibidores orgánicos protegen al metal mediante una película hidrofobia en la superficie del metal. Los inhibidores serán fijados por adsorción según la carga iónica del ion y la carga de la superficie.

Figura 1.3.4.2-3

Inhibidor Orgánico

Fuente: http://www.slideshare.net/acazro/inhibidores-de-la-corrosion

Tabla 1.3.4.2-1

Fuente: http://www.slideshare.net/acazro/inhibidores-de-la-corrosion

1.3.4.3. Inhibidores no Tóxicos y Biodegradables

El desarrollo de inhibidores de corrosión no tóxicos y compatibles con el medio ambiente es un área de gran importancia en el campo de la ciencia y la tecnología de la corrosión como alternativa al uso de cromatos, altamente contaminantes.

Una de las estrategias posibles consiste en la sustitución de dichas sustancias por compuestos que formen una capa auto-esmaltable (SAM) sobre el metal a proteger, preparadas a partir de compuestos no tóxicos y que puedan fusionarse convenientemente según el uso final. En este sentido, los desarrollos de SAM apuntan al empleo de ácidos grasos y ácidos órganos como inhibidores de corrosión en medios ácidos o neutros.

1.3.4.4. Elección de un Inhibidor

• Los materiales que se van a proteger

• Tiempo efectivo de protección

• Método de aplicación

• Tipo de protección requerida

• Manejo de la pieza y eliminación de huella dactilar

• Tipo y espesor de recubrimiento deseado

• Condiciones de almacenaje, empaque y/o embarque

• Condición de temperatura, humedad y condiciones ambientales

• Método de remoción

• Interacción con el proceso subsecuente, si no es removido

• Requerimiento ambiental, de salud y seguridad

• Tipos de productos deseados Bases aceites/Solventes o agua

1.3.5. Técnicas electroquímicas para la determinación de la velocidad de corrosión

La mayoría de los fenómenos de corrosión que afectan a los materiales metálicos son de naturaleza electroquímica, es decir, su desarrollo implica transferencia de carga.

El desarrollo de métodos electroquímicos permitió la detección precoz de la rotura de la pasividad de las armaduras y la adopción de medidas preventivas. Midiendo las variables eléctricas, es posible determinar las velocidades de corrosión y otros parámetros importantes.

Un gran avance tecnológico en este campo radica en el hecho de poder hacer ensayos no destructivos e "in situ". Como podremos ver a lo largo del presente trabajo, es posible la determinación de velocidades de corrosión, mediante combinación de técnicas electroquímicas, sin la necesidad de tener que proceder a la polarización de las muestras, lo que supondría la pérdida de material al formarse los productos de corrosión, y el ensayo de armaduras embebidas en mortero u hormigón, sin la necesidad de tener que propiciar la reacción de oxidación, que supondría dañar permanentemente la armadura.

Dentro de las técnicas electroquímicas, podemos obtener dos tipos de resultados:

• Datos cualitativos: Nos aportan información sobre las cualidades del sistema que estamos ensayando. Busca la explicación de los diferentes aspectos de un comportamiento. Responde a las preguntas de por qué y el cómo.

• Datos cuantitativos: Permite examinar los datos de manera numérica, apoyándose frecuentemente en la estadística, buscando modelos numéricos.

1.3.5.1 Técnicas Cualitativas

El método más utilizado es la medida del potencial del sistema a circuito abierto. En combinación con el pH del medio, el potencial de corrosión nos puede orientar sobre los estados activos o pasivos de la estructura.

No obstante, la variación de los potenciales de corrosión es muy amplia en función del grado de humectación de la red de poros del mortero u hormigón, pudiendo inducir a graves errores en la interpretación de los datos obtenidos. Este tipo de ensayos nos dan información del estado del proceso de corrosión pero es necesario la realización de ensayos cuantitativos que nos ayuden a obtener mayor información.

1.3.5.2. Técnicas Electroquímicas Cuantitativas

Cualquier material metálico sumergido en un medio corrosivo tiene un potencial característico en ausencia de influencias externas, que se conoce como potencial de reposo o de corriente cero (OCP). Externamente se puede actuar sobre el elemento imponiéndole un potencial y registrando la intensidad de corriente que circula por el sistema. Si restamos al potencial aplicado al OCP, obtenemos la medida de la modificación impuesta, lo que se conoce como polarización, y a la relación que se establece entre el potencial e intensidad, como curva de polarización.

Existen dos métodos para la determinación de las velocidades de corrosión, método de intersección y el de resistencia a la polarización. En ambos métodos se emplea la técnica de la voltametría cíclica, que consiste en aplicar al electrodo un proceso de carga y descarga, normalmente con un mínimo de dos ciclos, comprobándose la respuesta del potencial en función de la intensidad de carga transmitida.

Para la realización del ensayo de voltametría cíclica es necesario trabajar con tres electrodos.

-Electrodo de trabajo: Es el elemento que queremos ensayar, por lo que propiciaremos su proceso de oxidación. Su nivel de Fermi estará por encima del nivel del contraelectrodo para que la retirada de electrones tenga lugar. Es necesario que el electrodo sea rotatorio para eliminar las burbujas de aire que puedan existir en la superficie, eliminar los productos de corrosión generados que pueden interferir en los resultados y provocar el movimiento de la disolución para que, por convección, el oxígeno pueda penetrar hasta la zona que se está polarizando.

– Contraelectrodo: Su función es propiciar la reacción redox. Debe tener un nivel de Fermi por debajo del nivel del electrodo de trabajo. Suelen utilizarse materiales nobles, como el platino, o no polarizables, como el acero inoxidable.

– Electrodo de referencia: Son elementos no polarizables que mantienen un potencial eléctrico constante independientemente de la naturaleza de la disolución. Se suelen utilizar electrodo de hidrógeno o calomelanos (conductor metálico de Ag embebido en una disolución de haluro solubre de Ag y KCl). En la gráfica nº podemos observar el doble ciclo de carga-descarga aplicado al electrodo:

Figura 1.3.5.2-1

Fase de carga y descarga de electrodo en ensayo de voltametría cíclica.

Fuente:http://www.uaeh.edu.mx/docencia/Tesis/icbi/licenciatura/documentos/Seleccion%20electroquimica.pdf

Donde E0 (v) es el potencial inicial, Emax (v) es el potencial máximo aplicado y Emin (v) es el potencial mínimo aplicado.

Las curvas de polarización nos aportan más información, por ejemplo, si se trata o no de materiales pasivables, ya que la forma de sus curvas es característica, el riesgo de ataque por picaduras, a través de la existencia de potenciales de ruptura, o el efecto de factores múltiples de corrosión a través de la modificación de las curvas.

Como principales ventajas de este tipo de técnicas podemos enumerar:

– Tienen una gran sensibilidad.

– Nos permiten conocer la velocidad instantánea de corrosión, al tratarse de métodos diferenciales.

– Se reduce en gran medida los tiempos de ensayos, en comparación con los métodos gravimétricos.

– No es necesario modificar las condiciones del medio (pH, temperatura, concentración de iones, etc.) para poder obtener datos.

Desde el punto de vista cinético, en un sistema donde tiene lugar la oxidación, existe un balance equilibrado entre las reacciones anódicas y las catódicas, dando lugar al potencial de equilibrio de la reacción. El fenómeno de la polarización es el desplazamiento del potencial de equilibrio. Una forma de representar esta reacción de polarización de un metal, es el diagrama de Evans, en el que se relaciona la intensidad de corriente con el potencial aplicado, o el de Tafel, cuando se representa el logaritmo de la intensidad con el potencial.

Figura 1.3.5.2-2

Proceso de realización de un diagrama de Evans.

Fuente: Corrosión de armaduras embebidas en hormigón carbonatado. Materiales de Construcción. Nº 181, pág. 50. (1981)

Figura 1.3.5.2-3

Polarización de materiales. Diagrama de Evans.

Fuente: Corrosión de armaduras embebidas en hormigón carbonatado. Materiales de Construcción. Nº 181, pág. 50. (1981)

La base electroquímica del método establece que la barrera de energía que debe vencerse en la transferencia de carga es afectada por el campo eléctrico.

1.4 Jugos Naturales

1.4.1. Composición de los jugos naturales

Hay una gran variedad de frutas que se cultivan en el corredor andino del ecuador. Durante todo el año hay una gran producción de diferentes frutas por ejemplo, la frutilla, manzana, papaya, tomate de árbol… se ofertan en este mes en grandes cantidades y a bajos precios con respecto a otras épocas del año. La frutilla y la manzana son otros productos que tienen gran demanda, al igual que la papaya y la piña. Estas frutas, aparte de ser ricas, tienen un alto poder nutritivo y medicinal. Por ejemplo, la piña ayuda a la circulación sanguínea; la guayaba destaca por su alto contenido de vitamina C, superior a los críticos, como la naranja. La composición de las frutas es muy variada pero tienen unos componentes en común como que está presente el acido cítrico y que están formados por compuestos heterocíclicos.

Constituye, en general, más del 80% del peso de la porción comestible, oscilando entre un 82% en las uvas, un 90% en las fresas y hasta un 93% en la sandía.

• Valor plástico

Viene dado en función de su contenido en proteínas, que habitualmente representa menos del 1% del peso fresco de las frutas. Las proteínas están compuestas por aminoácidos, diez de los cuales (leucina, isoleucina, valina, treonina, triptófano, metionia, lisina, fenilalanina, histidina y arginina) son esenciales para el ser humano. El término esencial hace referencia a que el organismo no los puede producir por sí mismo y, por tanto, debe obtenerlos necesariamente de la alimentación cotidiana. Una proteína que contenga, en cantidad y calidad, los diez aminoácidos esenciales se considera completa o de alto valor biológico. En las frutas, las proteínas son de bajo valor biológico. En los cítricos y fresas abundan sustancias nitrogenadas simples como la asparagina y la glutamina y los ácidos aspártico y glutámico. En las manzanas y las peras abunda la asparagina y las naranjas son ricas en prolina.

• Otros componentes no nutritivos pero también importantes

Fibra: parte de la que aportan las frutas son pectinas, un tipo de fibra soluble en agua que juega un papel fundamental en la consistencia de las frutas y que, asimismo, posee efectos beneficiosos para nuestra salud. La fibra en las frutas frescas se encuentra en una proporción entre el 0,7% y el 4,7%. Las frutas con un menor contenido de agua o cuya porción comestible contiene semillas, tienen valores de fibra dietética más elevados. El contenido de fibra se ve reducido con el pelado de la fruta. Así en las manzanas, se reduce en un 11% y en las peras, alrededor del 34%.Ácidos orgánicos: (0,5% – 6%): influyen en el sabor y aroma de las frutas. El ácido cítrico (cítricos, fresas, peras…), potencia la acción de la vitamina C y ejerce una acción desinfectante y alcalinizadora de la orina. Otros ácidos orgánicos de las frutas son el málico (manzanas, cerezas, ciruelas, albaricoques) y el salicílico (fresas y fresones), este último de acción anticoagulante y antiinflamatoria.Elementos fitoquímicos (colorantes, aromas y compuestos fenólicos): a pesar de estar presentes en muy bajas concentraciones, influyen decisivamente en la aceptación y apetencia por las frutas, y muchos de ellos son, además, antioxidantes que contribuyen a reducir el riesgo de enfermedades degenerativas, cardiovasculares e incluso del cáncer.

1.4.1.1. Composición Química de Algunos Jugos de Frutas

Tabla 1.4.1.1-1

Composición del jugo de piña

Fuente:http://www.uaeh.edu.mx/docencia/Tesis/icbi/licenciatura/documentos/Seleccion%20electroquimica.pdf

1.4.1.2. Compuestos Heterocíclicos

Los compuestos heterocíclicos son compuestos orgánicos cíclicos en los que al menos uno de los componentes del ciclo es de un elemento diferente al carbono. Los átomos distintos de carbono presentes en el ciclo se denominan heteroátomos, siendo más comunes los heteroátomos de nitrógeno, oxígeno y azufre. Ya que presentan cada una de los aminoácidos presentes.

La química de los compuestos heterocíclicos sigue siendo un campo activo en la química orgánica. Mucha tención se presta atención en la síntesis de compuestos heterocíclicos de nitrógeno y el oxígeno. Puede ser principalmente debido a su amplia gama de síntesis biológica. Principalmente en el desarrollo de medicamentos modernos y también hace hincapié en la actividad biológica de la modificación de la estructuras de los inhibidores.

Tabla 1.4.1.2-1

Composición de la Zanahoria

Fuente:http://www.uaeh.edu.mx/docencia/Tesis/icbi/licenciatura/documentos/Seleccion%20electroquimica.pdf

Figura 1.4.1.2-1

Compuesto Heterocíclico

Fuente:http://www.uaeh.edu.mx/docencia/Tesis/icbi/licenciatura/documentos/Seleccion%20electroquimica.pdf

• Compuestos heterociclos presentes en el jugo de frutas

• Alcaloides

Se llaman alcaloides (de álcali, carbonatos de alcalinos, y -oide, parecido a, en forma de) a aquellos metabolitos secundarios de las plantas sintetizados, generalmente, a partir de aminoácidos, que tienen en común su hidrosolubilidad a pH ácido y su solubilidad en solventes orgánicos a pH alcalino. Los alcaloides verdaderos derivan de un aminoácido, son por lo tanto nitrogenados. Todos los que presentan el grupo funcional amina o imina son básicos. La mayoría de los alcaloides poseen acción fisiológica intensa en los animales aun a bajas dosis con efectos psicoactivos, por lo que son muy usados en medicina para tratar problemas de la mente y calmar el dolor. Ejemplos conocidos son la cocaína, la morfina, la atropina, la colchicina, la quinina, cafeína, la estricnina y la nicotina.

Sus estructuras químicas son variadas.1 Se considera que un alcaloide es, por definición, un compuesto químico que posee un nitrógeno heterocíclico procedente del metabolismo de aminoácidos; de proceder de otra vía, se define como pseudoalcaloide.

Figura 1.4.1.2-2

Alcaloide

Fuente:http://www.uaeh.edu.mx/docencia/Tesis/icbi/licenciatura/documentos/Seleccion%20electroquimica.pdf

• Aminoácidos

Un aminoácido es una molécula orgánica con un grupo amino (-NH2) y un grupo carboxilo (-COOH). Los aminoácidos más frecuentes y de mayor interés son aquellos que forman parte de las proteínas. Dos aminoácidos se combinan en una reacción de condensación entre el grupo amino de uno y el carboxilo del otro, liberándose una molécula de agua y formando un enlace amida que se denomina enlace peptídico; estos dos "residuos" de aminoácido forman un dipéptido. Si se une un tercer aminoácido se forma un tripéptido y así, sucesivamente, hasta formar un polipéptido. Esta reacción tiene lugar de manera natural dentro de las células, en los ribosomas.

Todos los aminoácidos componentes de las proteínas son L-alfa-aminoácidos. Esto significa que el grupo amino está unido al carbono contiguo al grupo carboxilo (carbono alfa) o, dicho de otro modo, que tanto el carboxilo como el amino están unidos al mismo carbono; además, a este carbono alfa se unen un hidrógeno y una cadena (habitualmente denominada cadena lateral o radical R) de estructura variable, que determina la identidad y las propiedades de cada uno de los diferentes aminoácidos. Existen cientos de radicales por lo que se conocen cientos de aminoácidos diferentes, pero sólo 22 (los dos últimos fueron descubiertos en el año 2002) forman parte de las proteínas y tienen codones específicos en el código genético.

La unión de varios aminoácidos da lugar a cadenas llamadas péptidos o polipéptidos, que se denominan proteínas cuando la cadena polipeptídica supera una cierta longitud (entre 50 y 100 residuos aminoácidos, dependiendo de los autores) o la masa molecular total supera las 5000 uma y, especialmente, cuando tienen una estructura tridimensional estable definida.

CAPÍTULO 2

Metodología

2.1.1. Pasos de la Metodología

1° Elección de los compuestos a evaluar, el medio corrosivo a utilizar, las condiciones de operación que se evaluarán y las técnicas de evaluación. En este trabajo se utilizan los compuestos que se presentan en la tabla IV. , un medio corrosivo similar al propuesto en la norma NACE TM 0177 y se evalúan diferentes concentraciones de los compuestos, tiempos de inmersión y ausencia o presencia de agitación. Las técnicas de evaluación que se utilizan en este trabajo con la Polarización Lineal y las Curvas de Polarización o Polarización de Tafel.