corrosión bacteriana . ingeniería mecanica

corrosión bacteriana 

Generalmente asociamos la corrosión a la acción del agua, ácidos o sales, pero existe un tipo de corrosión desconocido para la mayoría y que puede ser muy dañina bajo ciertas condiciones: la corrosión bacteriana.

Antes de construir grandes estructuras para uso industrial, se deben analizar los factores del entorno que puedan incidir en un nivel de corrosión acelerado para así definir los esquemas de pintura o revestimientos más adecuados para protegerlos.

Sin embargo un factor que puede ser pasado por alto en algunos casos es la presencia de elementos orgánicos imperceptibles para ciertos instrumentos y más aún para la vista, como ciertas microbacterias que se alimentan del acero y sales de hierro causando grandes daños a tuberías o estanques y como.

Entre las microbacterias más conocidas que causan este tipo de corrosión, se encuentran:

- Los tiobacilos aeróbicos, que generan ácido sulfuroso,

- Los lactobacilos anaeróbicos que forman ácidos orgánicos en las industrias azucareras, y

- Las bacterias reductoras de sulfato, presentes en medios anaeróbicos en presencia de sulfatos y materias orgánicas en descomposición.

Este tipo de corrosión se localiza con mayor frecuencia en elementos de acero que están en contacto permanente con líquidos contaminados o petróleo que son los focos preferenciales de germinación del tipo de bacterias señaladas.

Es posible evitar las consecuencias de esta corrosión a través de la oportuna identificación del tipo de colonias bacterianas presente mediante un análisis bacteriológico de los fluidos con el propósito de utilizar productos cuyos componentes no reaccionen en presencia de estos organismos.

Es aquella corrosión en la cual organismos biológicos son la causa única de la falla o actúan como aceleradores del proceso corrosivo localizado.La MIC se produce generalmente en medios acuosos en donde los metales están sumergidos o flotantes. Por lo mismo, es una clase común de corrosión. Los organismos biológicos presentes en el agua actúan en la superficie del metal, acelerando el transporte del oxígeno a la superficie del metal, acelerando o produciendo, en su defecto, el proceso de la corrosión

Generalmente las bacterias son descritas c1ínicamente por su actividad patógena para el ser humano, pero algunas no solamente lo atacan a él sino también a sus obras. En este grupo de organismos existen las que sin ser patógenas son responsables de la corrosión biológica, ya que algunas se desarrollan muy bien en presencia de sales minerales viviendo y sustentándose prácticamente de "aire" a falta de cualquier sustancia orgánica. Habitualmente estas bacterias se encuentran en medio acuoso, por lo cual, previo al uso industrial del agua, ésta es normalmente analizada desde un punto de vista químico pero no microbiológico y, cuando este aspecto es considerado, sólo se hace con la finalidad de detectar patógenos. Las bacterias de la corrosión actúan en cualquier parte que haya Fe, Mn, SO42- o derivados azufrados en presencia del agua, dentro o fuera de las tuberías o bien al aire libre en los depósitos, sin importar que el agua sea dulce o salada. Por su gran diversidad, proliferan aún en las condiciones más desfavorables si no se toman algunas precauciones. Algunas de estas bacterias se desarrollan particularmente en ciertos sitios del medio ambiente, los que son determinados por características específicas, como por ejemplo tensión de oxígeno, ambiente reductor, pH, etc. El transporte bacterial se realiza junto con los materiales afectados por ellas; por ejemplo, a Ferrobacilus se le encuentra preferentemente en las regiones mineras, pero ahora no es raro que esté en otras partes debido a que fue transportada a diferentes sitios con el carbón, asfalto, brea, etc

Algunas bacterias se encuentran ampliamente distribuidas en el suelo, agua y aire, pero también se les encuentra en medios específicos como ocurre con diversas especies de Gallionella y Thiotrix que sólo de desarrollan en agua de mar. Estas bacterias no provocan directamente la corrosión, pero sí la aceleran porque inciden en la cinética del mecanismo de reacción. Además con- , tribuyen a la formación de Iodos y depósitos que pueden llegar a obstruir por completo las tuberías; las hay aerobias y anaerobias. Por la incidencia e importancia que tienen las bacterias en procesos urbanos, ambientales, mineros e industriales es conveniente considerar su acción cuando se desarrollan proyectos de inversión o desarrollo.

factores que influyen en la corrosion bacteriana

l. ESTADO EN QUE SE ENCUENTRA EL MATERIAL:

La estructura, las alteraciones de la superficie, por mínimas que sean, o el deterioro mecánico del metal son factores que permiten el inicio de la corrosión, la que una vez iniciada continúa con la acción que desempeñan las bacterias.

2. COMPOSICIÓN DEL MEDIO:

 a. Contenido químico del agua: Los contenidos de O2 y CO2 son muy importantes para la formacion de óxidos y carbonatos, inicialmente en los puntos que presentan deterioro. Además el O2 favorece el desarrollo de los organismos aerobios y por otra parte el CO2 servirá como fuente de carbono a las bacterias autótrofas. La presencia de N2, P, S, Fe, Mn, Ca, etc. coq¡.otambién N03-, POl-, SOl-, S2-aportan los oligoelementos necesarios para su propia síntesis y obtienen de sus transformaciones la energía necesaria para su metabolismo. Del mismo modo las bacterias quimiorganótrofas utilizarán los compuestos orgánicos. Todas las aguas naturales sin alteración contienen sales minerales y materia orgánica que permite el crecimiento de las bacterias.

b. Temperatura: Cada microorganismo tiene una temperatura óptima en la cual se acelera su desarrollo, la cual generalmente es de 25°C a 30°C, pero ciertas esporas pueden resistir temperaturas mucho más altas o bajas.

c. pH: Es importante en el medio por su acción directa sobre el metal y por ser determinante en los potenciales de reacción, para luego, como se presenten, favorecer o inhibir el desarrollo bacterial. El pH óptimo está cercano a la neutralidad, a pesar de lo cual ciertas bacterias se adaptanmuy bien al pH cercano a 1, como es el caso de Thiobacillus,los que alsecretar H2SO4 cambian significativamenteel pH del mediohaciéndolo muy corrosivo para el metal.

d. Luz: Condiciona el desarrollo de las bacterias fotolitótrofas y de las fotoorganótrofas.

3. OTROS MICROORGANISMOS

Se considera conveniente mencionar también a: a. Hongos: Organismos heterótrofos que pueden causar daños importantes derivados de su actividad enzimática, manifestándose por el deterioro biológico de los derivados celulósicos o plásticos cuyos productos pueden servir para algunas bacterias. Secretan al medio muchos ácidos orgánicos. Algas: Organismos autótrofos, se desarrollan en presencia de luz, proporcionan la materia orgánica necesaria para el crecimiento de otros microorganismos. También secretan enzimas que atacan numerosos sustratos como la madera, papel, etc.; además pueden metabolizar sustancias ácidas corrosivas, incorporar metales y formar Iodos o sedimentos que pueden favorecer el desarrollo de las bacterias anaerobias

bacterias 

A. Quimiolitótrofas

Omiten toda sustancia orgánica como elemento de construcción molecular. Obtienen su energía a partir de elementos no orgánicos, como de la transformación de los compuestos reducidos del S, Fe, Mn, N2 e H2. Como tampoco son fotosintéticas, se pueden desarrollar en la oscuridad. De éstas, las ferrobacterias obtienen la energía necesaria para su síntesis a partir de la transformación de las sales ferrosas en férricas, por lo que tuberías con metal ferro so que estén desprotegidas y en contacto con el agua son atacadas, formándose hidróxido ferroso que rápidamente se transforma en hidróxido y carbonato férrico por el °2 y CO2 disueltos; generalmente el proceso se detiene ahí.

La presencia de ferrobacterias en el punto de ataque moviliza Fe2+ y su transformación en sales férricas, lo cual es muy rápido si el medio contiene ion ferroso. Se observa la formación de consistente "herrumbre", que contiene cuerpos bacterianos, a lo cual sigue la disolución ininterrumpida del metal. Por su parte, las sulfatorreductoras son bacterias que forman un solo grupo de Espiriláceas, representadas por Desulfovibrio desulfuricans. Son anaerobias obligadas, por lo que se les encuentra en las capas de herrumbre que están en contacto con el metal, allí donde no llega oxígeno. Además de afectar a los metales ferrosos, el H2S formado corroe muy especialmente las tuberías de plomo, independientemente si están o no bajo tierra

B. Sulfobacterias

a. Metabolizan el azufre a partir de compuestos azufrados reducidos y los almacenan o pasan al medio. Se forman Iodos.
b. O bien oxidan el azufre, lo mismo que a sus compuestos con formación de productos ácidos (H2SO4).Se produce acción corrosiva con modificación importante del pH del medio. Se ha observado que para prever dificultades en procesos industriales se requiere que, previo a la distribución de las aguas, se determine la presencia de estos tres grupos de bacterias.