Tubos laminados com grafeno podem reduzir a corrosão na indústria de petróleo e gás

Publicado na Advanced Materials Interfaces, a equipe descobriu uma maneira de incorporar grafeno em um revestimento de polímero usado em tubulações que transportam petróleo bruto e gás do fundo do mar.

Os tubos são geralmente feitos de camadas internas de polímero ou compósito e aço de reforço externo. Dentro desses tubos, os fluidos podem estar em pressões muito altas e em temperaturas elevadas.

Em situações em que o dióxido de carbono (CO2), o sulfeto de hidrogênio (H2S) e a água permeiam a camada de barreira protetora do tubo, o aço pode corroer, fazendo com que o tubo perca resistência ao longo do tempo, levando a um risco de falha catastrófica.

Os pesquisadores descobriram que se o grafeno fosse misturado mecanicamente com o plástico, ou se uma única camada de grafeno fosse aplicada, os gases ainda conseguiriam passar.

No entanto, ao laminar uma fina camada de nanoplacas de grafeno em poliamida 11 (PA11) – um plástico frequentemente utilizado nestes revestimentos – a equipa conseguiu produzir estruturas que se comportam como barreiras excepcionalmente boas.

As estruturas laminadas multicamadas foram testadas a 60oC e a pressões de até 400 vezes a pressão atmosférica, e demonstraram reduzir a permeação de CO2 em mais de 90% em comparação com o PA11 sozinho, enquanto a permeação de H2S pode ser reduzida a níveis indetectáveis.

O grafeno é o primeiro material bidimensional do mundo, flexível, transparente, mais condutor que o cobre, e é conhecido por bloquear a passagem do hélio, o gás mais difícil de bloquear.

A corrosão custa à indústria do petróleo e do gás, só nos EUA, 1,4 mil milhões de dólares. Esta tecnologia tem o potencial de prolongar a vida útil da tubagem subaquática e, portanto, reduzir o tempo entre as reparações.

O professor Peter Budd, que liderou a equipe de Manchester, disse: “O grafeno tem muitas propriedades incríveis, mas nem sempre é fácil realizá-las em grande escala. Nosso trabalho representa um passo importante para tirar o grafeno do laboratório e levá-lo ao mundo real.”

Dr Paul Woollin, Diretor de Pesquisa, TWI, disse: “Esta pesquisa é um exemplo de como o TWI pode trabalhar de forma eficaz com universidades líderes mundiais através de sua Rede de Inovação, e aproveitar nossa capacidade de teste de ponta e especialistas internos, para identificar únicos e soluções inovadoras para os problemas mais desafiadores da indústria.

Membranas de grafeno como estas têm o potencial de abrir novos e vastos mercados e revolucionar inúmeros processos industriais, como embalagens de alimentos, filtração de água e separação de gases.

Os materiais avançados são um dos faróis de investigação da Universidade de Manchester - exemplos de descobertas pioneiras, colaboração interdisciplinar e parcerias intersectoriais que estão a abordar algumas das maiores questões que o planeta enfrenta. #ResearchBeacons