Los tubos laminados con grafeno podrían reducir la corrosión en la industria del petróleo y el gas

Publicado en Advanced Materials Interfaces, el equipo ha encontrado una manera de incorporar grafeno en un revestimiento de polímero utilizado en tuberías que transportan petróleo crudo y gas desde el fondo del mar.

Las tuberías generalmente están hechas de capas internas de polímero o compuesto y acero de refuerzo externo. Dentro de estas tuberías, los fluidos pueden estar a muy alta presión y temperatura elevada.

En situaciones en las que el dióxido de carbono (CO2), el sulfuro de hidrógeno (H2S) y el agua atraviesan la capa de barrera protectora de la tubería, el acero puede corroerse y provocar que la tubería pierda resistencia con el tiempo, lo que genera un riesgo de falla catastrófica.

Los investigadores descubrieron que si el grafeno se mezclaba mecánicamente con el plástico, o si se aplicaba una sola capa de grafeno, los gases aún podían pasar.

Sin embargo, al laminar una fina capa de nanoplaquetas de grafeno con poliamida 11 (PA11), un plástico que se utiliza a menudo en estos revestimientos, el equipo pudo producir estructuras que se comportan como barreras excepcionalmente buenas.

Las estructuras laminadas multicapa se probaron a 60 °C y a presiones de hasta 400 veces la presión atmosférica, y se demostró que reducen la permeación de CO2 en más del 90 % en comparación con la PA11 sola, mientras que la permeación de H2S se puede reducir a niveles indetectables.

El grafeno es el primer material bidimensional del mundo, flexible, transparente, más conductor que el cobre y conocido por bloquear el paso del helio, el gas más difícil de bloquear.

La corrosión le cuesta a la industria del petróleo y el gas sólo en Estados Unidos 1.400 millones de dólares. Esta tecnología tiene el potencial de extender la vida útil de las tuberías submarinas y, por lo tanto, reducir el tiempo entre reparaciones.

El profesor Peter Budd, que dirigió el equipo de Manchester, dijo: “El grafeno tiene muchas propiedades sorprendentes, pero no siempre es fácil realizarlas a gran escala. Nuestro trabajo representa un paso importante para sacar el grafeno del laboratorio y llevarlo al mundo real”.

El Dr. Paul Woollin, Director de Investigación de TWI, dijo: "Esta investigación es un ejemplo de cómo TWI puede trabajar de manera efectiva con universidades líderes en el mundo a través de su Red de Innovación y aprovechar nuestra capacidad de prueba de vanguardia y nuestros expertos internos para identificar soluciones únicas y soluciones novedosas a los problemas más desafiantes de la industria.

Las membranas de grafeno como estas tienen el potencial de abrir nuevos mercados y revolucionar innumerables procesos industriales, como el envasado de alimentos, la filtración de agua y la separación de gases.

Los materiales avanzados son uno de los faros de investigación de la Universidad de Manchester: ejemplos de descubrimientos pioneros, colaboración interdisciplinaria y asociaciones intersectoriales que están abordando algunas de las preguntas más importantes que enfrenta el planeta. #Beacons de investigación