Compuestos coloidales verdes a partir del extracto de la pared de Putranjiva roxburghii (PRWE) para la prevención de la corrosión del acero dulce en un medio ácido de 1,0 M HCl

Protegiendo los metales cotidianos con plantas no deseadas

Puentes, tuberías y equipos industriales están en riesgo por la corrosión: el desgaste gradual del metal por entornos agresivos. Evitar este daño suele depender de productos químicos sintéticos que pueden ser costosos y dañinos para los ecosistemas. Este estudio explora a un héroe inesperado: una maleza común, Putranjiva roxburghii, cuyo extracto de semillas forma un escudo natural que protege el acero dulce frente a ácidos fuertes. El trabajo sugiere que plantas normalmente tratadas como molestias agrícolas podrían ayudar a la industria a reducir a la vez la corrosión y la contaminación.

Por qué el óxido en líquidos agresivos es un gran problema

El acero dulce se usa ampliamente porque es resistente, barato y fácil de moldear, por lo que aparece en refinerías de petróleo, plantas químicas, líneas de procesamiento de alimentos y en la construcción. Pero en muchos de estos entornos el metal está expuesto a líquidos ácidos que le arrancan la superficie y generan picaduras, grietas y partes debilitadas. La corrosión no solo acorta la vida útil del equipo y provoca costosos paros; también puede desencadenar fugas, vertidos y accidentes. Durante décadas, las industrias han añadido inhibidores químicos a las soluciones ácidas para frenar este daño. Muchos de esos inhibidores funcionan bien, pero algunos son tóxicos, difíciles de eliminar de forma segura o están derivados de recursos no renovables.

Convertir una maleza problemática en un escudo protector

Los investigadores se centraron en Putranjiva roxburghii, una planta de la familia Euphorbiaceae que crece abundantemente y suele considerarse una maleza. Sus semillas son ricas en moléculas naturales como fenoles, ácidos y compuestos siloxanos que se sabe que se adhieren a superficies metálicas. El equipo secó y trituró las semillas y luego empleó un proceso estándar de extracción con metanol y eliminación del disolvente para obtener un extracto vegetal concentrado, denominado PRWE. Cuando este extracto se mezcló en una solución de ácido clorhídrico concentrado, formó pequeñas partículas coloidales que podían depositarse sobre superficies de acero dulce. La idea era simple: si estas moléculas de origen vegetal podían cubrir el acero, podrían impedir que el ácido alcanzara y disolviera el metal subyacente.

Medir qué tan bien la capa vegetal protege el acero

Los autores evaluaron el rendimiento del extracto usando varios enfoques complementarios. Primero, sumergieron cupones de acero cuidadosamente pesados en ácido con y sin PRWE y midieron cuánto metal se perdía. A temperatura ambiente, aumentar la cantidad de extracto redujo de forma constante la pérdida: en la dosis más alta, la tasa de corrosión bajó de alrededor de 75 unidades a menos de 2, lo que corresponde a aproximadamente un 97% de inhibición. Técnicas electroquímicas, que registran la facilidad con que la carga eléctrica se mueve durante la corrosión, contaron la misma historia. En soluciones que contenían PRWE, la resistencia a la transferencia de carga a través de la superficie del acero aumentó fuertemente, mientras que los indicios de corrientes activas de corrosión disminuyeron. Estos cambios muestran que el extracto forma una barrera que obstaculiza tanto las reacciones de disolución del metal como las reacciones que generan gas hidrógeno, clasificándolo como un inhibidor de “tipo mixto”.

Mirando más de cerca la superficie y las moléculas

Para ver qué ocurría en el metal, el equipo utilizó microscopía electrónica y pruebas de gota de agua. El acero desnudo expuesto al ácido mostró una superficie fuertemente picada y rugosa, y el agua se extendía con facilidad, indicando una capa dañada y mojable. Con PRWE presente, el acero parecía mucho más liso y el ángulo de contacto de una gota de agua aumentó, lo que significa que la superficie se volvió más repelente al agua. Este comportamiento encaja con una película orgánica delgada que cubre el metal y bloquea el ácido. El análisis químico del extracto identificó varios componentes principales, incluyendo un compuesto fenólico voluminoso y ácidos y siloxanos de cadena larga, todos con átomos y regiones ricas en electrones capaces de fijarse al acero. Simulaciones por ordenador basadas en química cuántica respaldaron además este cuadro: las moléculas clave mostraron estructuras electrónicas favorables para donar y aceptar electrones con la superficie metálica, con brechas de energía relativamente pequeñas que indican una adsorción fuerte y estable.

De la visión de laboratorio a una industria más verde

En conjunto, los datos de pérdida de masa, las medidas eléctricas, las imágenes microscópicas y los cálculos teóricos trazan un cuadro coherente: las moléculas de las semillas de Putranjiva roxburghii se extienden sobre el acero dulce en ácido, formando una película compacta que frena considerablemente la corrosión. La protección es más fuerte a temperaturas moderadas y con alta concentración de extracto, alcanzando eficiencias de inhibición superiores al 95%. Para un lector no especialista, la implicación es directa: una maleza no deseada puede convertirse en un recubrimiento protector valioso, reduciendo la necesidad de químicos sintéticos peligrosos. Si se escala, estrategias como esta podrían ayudar a las industrias a prolongar la vida útil del equipo de acero mientras recortan tanto los costes como el impacto ambiental —empleando la propia química de la naturaleza para mantener el óxido a raya.

Cita: Sihmar, A., Kumar, S., Assad, H. et al. Green colloidal composites from Putranjiva roxburghii wall extract (PRWE) for the prevention of mild steel corrosion in an acidic medium of 1.0 M HCl. Sci Rep 16, 14203 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-43481-0

Palabras clave: inhibidores de corrosión verdes, protección del acero dulce, recubrimientos de origen vegetal, corrosión ácida, extracto de Putranjiva roxburghii