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Investigadores de la Universidad de Manchester y TWI han descubierto formas de utilizar el grafeno para prolongar la vida útil de las tuberías utilizadas en la industria del petróleo y el gas.
Publicado en Interfaces de materiales avanzados , el equipo ha encontrado una forma de incorporar grafeno en un revestimiento de polímero utilizado en tuberías que transportan petróleo crudo y gas desde el fondo del mar.
Los tubos generalmente están hechos de capas internas de polímero o acero compuesto y de refuerzo externo. Dentro de estas tuberías, Los fluidos pueden estar a muy alta presión y temperatura elevada.
En situaciones donde el dióxido de carbono (CO 2 ), sulfuro de hidrógeno (H 2 S) y el agua penetran a través de la capa de barrera protectora de la tubería, el acero puede corroerse haciendo que la tubería pierda resistencia con el tiempo, conduciendo a un riesgo de falla catastrófica.
Los investigadores encontraron que si el grafeno se mezclaba mecánicamente con el plástico, o si se aplicara una sola capa de grafeno, los gases todavía podían pasar.
Sin embargo, al laminar una capa delgada de nanoplaquetas de grafeno a poliamida 11 (PA11), un plástico que se usa 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 o C y a presiones de hasta 400 veces la presión atmosférica, y se demostró que reducen el CO 2 permeación en más del 90% en comparación con PA11 solo, mientras que la permeación de H 2 S se puede reducir a niveles indetectables.
El grafeno es el primer material bidimensional del mundo, flexible, transparente, más conductivo que el cobre, y se sabe que bloquea el paso del helio, el gas más difícil de bloquear.
La corrosión le cuesta a la industria del petróleo y el gas solo en los EE. UU. 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.
Profesor Peter Budd, quien lideró el equipo de Manchester, dijo:"El grafeno tiene muchas propiedades asombrosas, pero no siempre es fácil realizarlos a gran escala. Nuestro trabajo representa un paso importante para sacar el grafeno del laboratorio y llevarlo al mundo real ".
Dr. Paul Woollin, Director de investigacion, TWI, dijo:"Esta investigación es un ejemplo de cómo TWI puede trabajar eficazmente con universidades líderes en el mundo a través de su Red de Innovación, y aproveche nuestra capacidad de prueba de vanguardia y nuestros expertos internos, para identificar soluciones únicas y novedosas a los problemas más desafiantes de la industria.
Las membranas de grafeno como estas tienen el potencial de abrir vastos mercados nuevos y revolucionar innumerables procesos industriales. como el envasado de alimentos, filtración de agua y separación de gases.
