Composición anticorrosiva aditiva para productos descongelantes y anticongelantes, producto que lo comprende y método de preparación de los mismos.

Composición anticorrosiva aditiva para productos descongelantes y anticongelantes,

producto que lo comprende y método de preparación de los mismos.

Se describe una composición anticorrosiva aditiva para productos que eliminan y/o reducen el hielo y/o la nieve en una superficie u objeto o previenen su formación y/o acumulación sobre los mismos, caracterizado porque comprende al menos: hidratos de carbono, en un porcentaje comprendido entre 5% y 22% en peso del total de composición; Nitrógeno en forma de catión amonio, en un porcentaje comprendido entre 1% y 2% en peso del total de composición; y agua en cantidad suficiente para completar la formulación además de proteínas y sales minerales. La fuente de hidratos de carbono es preferiblemente melaza industrial procedente de la industria azucarera. Se define también el producto anticongelante y descongelante aditivado con la composición anterior, que comprende sales de ión cloruro en una cantidad comprendida entre 20%-23%, la composición aditiva en una cantidad entre 10%-44% y agua, así como el uso de dicha composición para aditivar estas composiciones.

Composición anticorrosiva aditiva para productos descongelantes y anticongelantes, producto que lo comprende y método de preparación de los mismos

Sector técnico de la invención

Esta invención se engloba en el campo de la Química aplicada a la fabricación de productos y desarrollo de métodos de prevención y remediación de superficies u objetos sobre los que se ha acumulado o podría acumularse nieve y/o hielo, tales como pavimentos o vehículos, particularmente aunque no de forma limitativa a composiciones anticongelantes, descongelantes y con propiedades anticorrosivas y los aditivos que incorporan.

Antecedentes de la invención

Existe una amplia diversidad de compuestos útiles para eliminar o impedir que se forme la nieve y el hielo en superficies u objetos expuestos a este fenómeno meteorológico. Los más comunes son las sales del ion cloruro, tales como las de calcio, magnesio o sodio. La sustanciamás común es el cloruro de sodio o sal. Ésta, como sal de roca o sal evaporada, es un material barato y abundante, siendo muy rentable y efectiva. Sin embargo, hay varias limitaciones o efectos perjudiciales bien conocidos resultantes del uso de sales del ion cloruro, como es su efecto perjudicial para el medio ambiente y su limitado intervalo de temperatura a la que es efectivo, restringiéndose a temperaturas justo por debajo de la congelación.

Por esta razón, se han buscado nuevas alternativas en el campo técnico. Entre ellas, se ha descrito recientemente la utilización de azúcar en composiciones fundentes basadas en sales químicas. Una de las más novedosas se divulga en la patente europea EP 1680476 B1, donde se cubren composiciones que comprenden hidratos de carbono de bajo peso molecular para incrementar su efecto descongelante, dichos carbohidratos pudiendo provenir de una gran diversidad de fuentes, como coproductos de la fabricación de azúcar de caña o de remolacha.

Entre otro de los inconvenientes más importantes de las sales descongelantes se encuentra su efecto corrosivo en la superficie sobre la que se aplica, por ej., para las partes metálicas de los vehículos, pretiles metálicos de los viaductos, infraestructuras, estructuras de hormigón reforzadas y soportes de carreteras, sistemas eléctricos y servicios públicos subterráneos y similares.

En efecto, la corrosión es uno de los procesos de degradación más importantes que limitan la vida de los vehículos de motor y de las infraestructuras de carretera donde se utilizan compuestos para el control del hielo y la nieve para la vialidad invernal. Numerosos autores y estudios (Jenks C.W., Jencks C.F., Hedges C.J., Delaney E.P., Freer H., 2007, Guidelines for the Selection of Snow and Ice Control Materials to Mitigate Environmental Impacts, Report 577. National Cooperative Highway Research Program) han analizado las diversas formas de corrosión que pueden ocurrir en los vehículos de motor, las infraestructuras de carreteras y puentes de acero. La corrosión puede aparecer de varias formas: de manera uniforme o general, corrosión de grieta, de cataplasma, picaduras, corrosión galvánica de metales diferentes y corrosión filiforme de aluminio y aleaciones de magnesio. Todas estas formas se caracterizan por requerir agua y una especie iónica, como cloruros u otro electrolito que facilite la transferencia de electrones y que acelere en gran medida la corrosión. Todas ellas se producen debido a una diferencia en la concentración de oxígeno disuelto en un punto en comparación con otro punto sobre la superficie metálica. La dirección de la reacción de corrosión es siempre hacia el equilibrio, que se produce mediante la reducción de la concentración de oxígeno en el que es más alto, por lo tanto las superficies en contacto con la solución que contiene la mayor concentración de oxígeno disuelto se convertirán en catódicas y las superficies en contacto con la solución que contiene la menor concentración de oxígeno disuelto se convertirán en anódicas. Además, esta corrosión atmosférica se produce cuando las superficies están mojadas, como en el caso de la vialidad invernal de carreteras.

La corrosión general y corrosión de la grieta son las principales formas de corrosión observadas en las infraestructuras de las carreteras y puentes metálicos. Las infraestructuras y el acero de puentes sufren corrosión uniforme, especialmente en los fallos de revestimiento, y corrosión de grieta severa en uniones remachadas y atornilladas. También se puede detectar corrosión localizada debajo de los depósitos. Todas estas tipologías pueden causar fallos por tensión de sujetadores debido a la acumulación de estos fenómenos de corrosión (por ejemplo, secuestro de óxido) . En los Estados Unidos por ejemplo, aproximadamente el 15% de todos los puentes son estructuralmente deficientes debido a la corrosión, principalmente corrosión inducida, por los cloruros resultantes de los productos químicos para la nieve y control de hielo, al igual que por la posible exposición marina.

Cualquier sustancia que se añade en pequeñas cantidades a un ambiente corrosivo y que reduce eficazmente la velocidad de corrosión de un metal o aleación se conoce como inhibidor de la corrosión. Los inhibidores de corrosión son sustancias químicas o combinación de sustancias que, cuando están presentes, previenen o reducen la corrosión sin reacción significativa con los componentes del medio ambiente. Diferentes compuestos químicos a base de fosfatos, carbonatos y silicatos han sido utilizados para reducir los efectos de la corrosión, por ejemplo en pinturas.

Cabe resaltar la falta de unanimidad científica en relación con la eficacia de los diferentes compuestos anticorrosivos conocidos y sus mecanismos de acción, lo que se debe en gran medida a que los resultados de los diferentes ensayos que se han ido realizando a los compuestos para el control de nieve y hielo dependen en gran medida de los métodos de ensayo utilizados y los metales ensayados. Por esta razón, no existe consenso a día de hoy sobre cuáles son estos mecanismos de inhibición ni cuál es el compuesto o compuestos que en ciertas ocasiones inhiben el poder corrosivo de los cloruros. Estos hechos han llevado a numerosos conflictos para definir la clasificación de inhibidores de la corrosión aptos para productos químicos para el control de hielo y nieve. Por ejemplo:

1. Existe un consenso general de que el acetato de calcio y magnesio (CMA) es menos corrosivo para los componentes de acero que el cloruro de sodio, pero hay un cierto desacuerdo sobre si es menos corrosivo para los componentes de aluminio.

2. Algunos trabajos han demostrado que el cloruro de magnesio ha demostrado ser menos corrosivo que el cloruro de sodio, mientras que en otros trabajos se ha demostrado que es más corrosivo. La variación en el baremo probablemente es estrictamente debida a los procedimientos de prueba, dado que la infraestructura carretera y los vehículos permanecen húmedos más tiempo cuando se usa cloruro de magnesio.

3. No existen datos para los fundentes agrícolas.

La disponibilidad de oxígeno es también una variable importante porque las células de concentración de oxígeno se desarrollan bajo los depósitos, en las grietas y hoyos. Los procesos involucrados en la corrosión atmosférica son complejos e implican numerosos factores que interactúan y que varía constantemente (por ejemplo, las condiciones meteorológicas, los contaminantes del aire, las condiciones materiales, y la temperatura) de ahí la dificultad de determinar sus efectos. También es importante destacar que los inhibidores de la corrosión química que se prueban normalmente en el laboratorio pueden mostrar reducciones significativas en las tasas de corrosión de los metales sometidos a ensayos, pero pueden también mostrar poco o ningún efecto inhibidor sobre otros metales (incluso aquellos en el mismo grupo de metal) e incluso acelerar la corrosión de algunos metales. Para desarrollar datos óptimos sobre tasas de corrosión coherentes para compuestos utilizados para el deshielo las pruebas deben pasar sobre una amplia gama de concentraciones tanto para el inhibidor de la corrosión como para el producto de deshielo, y también bajo una serie de condiciones ambientales para simular condiciones de campo.

En vista de los problemas detectados en el estado de la técnica en cuanto al efecto corrosivo de los productos fundentes comercializados, la presente invención propone nuevas composiciones que presentan un efecto ventajoso inhibidor de la corrosión al incorporarse como aditivo a un producto del tipo descongelante y anticongelante, con intención de mejorar sus propiedades. Como se verá, sus ventajas se derivan de una formulación novedosa basada en la interacción...

1. Una composición anticorrosiva aditiva para productos que eliminan y/o reducen el hielo y/o la nieve en una superficie u objeto o previenen su formación y/o acumulación sobre los mismos, caracterizado por que comprende al menos:

- hidratos de carbono, en un porcentaje comprendido entre 5% y 22% en peso del total de composición;

- Nitrógeno en forma de catión amonio, en un porcentaje comprendido entre 1% y 2% en peso del total de composición;

- y agua q.s.

2. La composición anticorrosiva de la reivindicación 1, que comprende proteínas en un procentaje comprendido entre 3% y 5%, sales minerales entre 10% y 15% y una cantidad de materia seca comprendida entre 72% y 78% en peso del total.

3. La composición anticorrosiva de una cualquiera de las reivindicaciones 1 ó 2, donde los hidratos de carbono son azúcares seleccionados dentro del grupo que consiste en monosácaridos, disacáridos y una combinación de ambos.

4. La composición anticorrosiva de la reivindicación 3, donde los monosácaridos son glucosa y los disacáridos son sacarosa.

5. La composición anticorrosiva según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde la fuente de los hidratos de carbono es melaza.

6. La composición anticorrosiva de la reivindicación 5, donde la melaza es melaza industrial procedente de la industria azucarera seleccionada entre industria azucarera de remolacha o de caña de azúcar.

7. Un producto para eliminar y/o reducir el hielo y/o la nieve en una superficie u objeto y/o prevenir su formación y acumulación sobre los mismos, caracterizado por que contiene la composición aditiva descrita en una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, de tal forma que comprende:

- al menos una sal mineral que es una sal de ión cloruro en una cantidad comprendida entre 20% y 23% en peso o volumen del total de producto, -la composición aditiva anticorrosiva anterior, en una cantidad comprendida entre 10% y 44% en peso o volumen del total de producto, y -agua q.s.

8. El producto según la reivindicación 7, que comprende sales minerales adicionales seleccionadas dentro del grupo compuesto por sales de sodio, de calcio y de magnesio.

9. El producto según una cualquiera de las reivindicaciones 7 ú 8, donde la sal mineral es salmuera que presenta una concentración de cloruro de sodio del 23% en peso del total del producto.

10. El producto según una cualquiera de las reivindicaciones 7 a 9, donde su composición consiste en:

- cloruro de sodio al 23%, -una cantidad de melaza comprendida entr.

10. 44%, 13

- Nitrógeno en forma de catión amonio en una cantidad del 1%, y -agua q.s., en peso del total de producto.

11. El producto según una cualquiera de las reivindicaciones 7 a 10, que comprende una relación de 1, 91 g de melaza/g sal y 43 µL de Nitrógeno en catión amonio/g de sal.

12. Uso de la composición anticorrosiva según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6 como aditivo para productos que eliminan, reducen y/o previenen la formación y/o acumulación de nieve y/o hielo sobre una superficie u objeto.