Biocorrosión

1. Resumen
2. Introducción y
   antecedentes
3. Métodos de
   Detección y Control
4. Conclusiones y
   Perspectivas

Resumen

Los
microorganismos tienen la capacidad de modificar por diferentes
acciones
bioquímicas la estructura
fisicoquímica de la materia. Las
aleaciones
fueron diseñadas para tolerar la acción
microbiológica de transformación
fisicoquímica. Sin embargo los microorganismos estimulados
por el ambiente
pueden desestabilizar la aleación debido a los diversos
mecanismos bioquímicos que poseen para ello. El
propósito de esta revisión es mostrar la
importancia de los microorganismos sobre las aleaciones y
sus componentes metálicos.

Palabras clave: microorganismos, ambiente,
transformaciones químicas.

I. INTRODUCCIÓN Y ANTECEDENTES

A finales del siglo XIX pioneros de la microbiología, de los conocidos cazadores
de microbios; como S. Winogradsky describió la existencia
de microorganismos del suelo que usan la
energía de elementos y compuesto inorgánicos para
crecer, este procariote de ambientes inorgánicos
también cambio su
metabolismo
para usar materia
orgánica (Bolivin et al., 1990; Furussaka et
al., 1991). Las bacterias que
oxidan minerales que
contienen (Gaylarde y Videla) fijan CO2 son
autótrofas como las plantas, se les
conoce como quimiolitotroficos (Kearns y Little, 1994) o que come
piedra, la siguiente ecuación describe esta clase de
bacterias
(Alexander, 1977).

MS + 2O2 microorganismo
MSO4+ H2 +S04

En donde M es un metal divalente y S el azufre elemental
o formas reducidas. El producto M es
un metal oxidado y el ácido sulfúrico, la
razón de que ese ambiente, el pH sea menor
de 2, este es un grupo
especializado, en "acidez extrema" (Booth, 1971), además
de su tolerancia al
metal, que solubiliza en este valor de
pH iones
metálicos son solubles y tóxicos para la vida,
microbiana (Costello, 1969; Iverson, 1987).

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Figura 1. Aspecto de la superficie de una
aleación (A) normal y en ataque microbiano (B,
C)

Cuando BC se sucede en la superficie de una
aleación, la reacción de los elementos que la
constituya con el ambiente, resulta en un deterioro o corrosión (Lowes et al., 1993) como
se esquematiza en la figura 2, por lo anterior Winogradsky
sugirió que se trabaja de un grupo
altamente especializado (Duquette, 1986).

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Figura 2. Fenómeno de corrosión causada por
microorganismos.

El segundo grupo microbiano investigado, los
microorganismos heterotróficos, que en ausencia de oxigena
molecular, usan formas combinados de estos elementos como los
sulfatos (Sanders y Hamilton, 1986), los nitratos (Touvinen y
Mair, 1986) o los fosfatos, en consecuencia al producto de la
reducción es otro agente oxidante fuerte él:
H2S responsable del deterioro localizado en la
superficie de la aleación del metal (Pintado y Moreno,
1986), en donde se ubican los microorganismos al establecer la
biopelicula (Silva et al., 1986), la ecuación que
resume está capacidad en bacteria, referida al sulfato es
la siguiente (Costello, 1969).

SO=4 microorganismo
H2 S + S=

En donde el anión sulfato es el compuesto
inorgánico usado como aceptor final de electrones (Hill
et al., 1987), y el ácido sulfhídrico el
producto fuerte corrosivo que reacciona con elementos reducidos
como el ion ferroso (Kearns y Little, 1994; Torres-Sánchez
et al., 1997), común en aleaciones y que genera
pirita (sulfuro ferroso), un indicador característico de BC (Blumentals et
al., 1990), como se describe en la figura 2.

Historia de los agentes biológicos causantes
de corrosión.

La BC la describió Garret al final del siglo XIX,
cuando reportó la actividad de deterioro, debida a
productos
microbianos como: amoniaco, nitritos y nitratos, en superficie de
plomo. En 1895 Beijerinck uno de los pioneros de la microbiología de suelo,
investigó la actividad corrosiva de mezclas de
cultivos microbianos sobre aceros (Costerton y Bolivin, 1989;
Videla, 1989). Van Deldel en 1903 aisló y analizó
un cultivo axenico de Spirillum dessulfuricans, bacteria
anaerobia reductora de sulfatos (Dexter, 1976), asociada con la
corrosión de estructuras
metálicas (Duquette, 1986). En 1936 Kluyer y Van Niel
identificaron Desulfovidrio desulfuricans (Characklis,
1986) otra anaeróbica del ciclo del azufre nativa del
suelo, (Coleman et al., 1993), responsable de la corrosión
de aleaciones dé acero (Videla y
Salvarezza, 1984), ello se supuso la existencia de una amplia
diversidad de bacterias reductoras de sulfato, como presenta la
figura 3.

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Figura 3. Actividad de bacterias anaeróbicas
sobre una aleación que causa disolución del metal
derivado de la corrosión al emplear compuestos
inorgánicos como aceptores finales de
electores.

Disolución del Metal

El origen de los microorganismos, actúan en
transformaciones orgánicas y minerales en
suelo (Alexander, 1965; Brock y Gustafson, 1976; Furussaka et
al., 1991), estos agentes biológicos son parte de una
comunidad con
capacidad metabólica extraordinaria (Dexter, 1976;
Inverson, 1987), como usar elementos y compuestos
orgánicos como fuente de energía ó como
aceptores finales de electrones, para la latencia, crecimiento
que involucra resistencia a
factores ambientales adversos, ausencia de oxigeno
molecular, en anaerobiosis. La actividad microorganismos del
suelo, permite el reciclaje de lo
inorgánico a orgánico, en la conversión de
materia en energía y viceversa (Characklis, 1986; Burdige
y Nelson, 1986).

Figura 4. Biofilm de bacterias reductoras de sulfatos,
el sulfuro de hierro
representa el producto de su actividad corrosiva que disuelve
el o los metales de la
aleación como el hierro.

Bacterias Anaerobias

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 Ánodo

Las bacterias del suelo usan el ión ferroso,
azufre elemental (Daumas et al., 1988) formas reducidas
(Alexander, 1977) y sulfatos (Furussaka et al., 1991).
Cobre, cobalto
y níquel (Kearns et al., 1994; King, 1995) y otros
elementos (Kobrin, 1993; Videla et al., 1994), esto
explica tipo de aleación severamente dañados por su
actividad (Videla, 1989) cuando el ambiente es favorable;
limitada aeración (Sanders, 1986), bajo potencial redox
(Characklis y Cooksey, 1983; King, 1995), pH ácido
(Ballesteros-Almanza et al., 2000), temperatura de
50C ó mayor estimula está actividad
(Belkin et al, 1986), humedad alta en la BC es critica en
ambiente acuático (Chapelle y Loevley, 1992; Childers
et al., 1992), la figura 4 muestra las
reacciones
químicas en la BC. Lo anterior significa que la BC
afecta a la infraestructura industrial: petroquímica (Hill et al., 1987;
Videla, 1989), automotriz, hidráulica (Brankevich et
al., 1990; Touvinen y Mair, 1986), alimenticia (Silva et
al., 1986), eléctrica (Torres-Sánchez et
al., 1997), portuaria o marina, nuclear, (Duquette, 1986)
etc. las perdidas son cuantiosas, e incluso incalculables en
países en desarrollo
(Pintado y Moreno, 1986).

Cuadro 1 Principales características de
archeobacteriahipertermofilas asociadas con la
biocorrosión.

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Figura 5. Actividad de bacterias reductoras de sulfato
sobre una superficie de aleación, las fuentes de
carbono
estimulan la corrosión biológica que disuelve el
metal.

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Desde finales del siglo XIX se usan métodos
para detectar y prevenir la BC, con agentes químicos
(Duquette, 1986). La BC sucede sus elevadas temperaturas o
ambientes externos como los que se presentan en la tabla
1.

Biocorrosión y bioensuciamiento
(biofouling)

La BC y bioensuciamiento (BE), se ilustran en la figura
6, ambos procesos
dependen de una propiedad
genética
microbiana para la síntesis
muco polisacáridos (MPS), compuestos
orgánicos (Characklis, 1981) necesarios para que los
microorganismos se adhieran a la superficie de la
aleación, que sirve para retener minerales circundantes
estimulantes de la BC localizada en el sitio, (Licina, 1988). Los
MPS microbianos facilitan las reacciones de
oxido-reducción (ánodo-cátodo), entre
aleación material y minerales del agua
(fenómenos electroquímicos), lo que cíclica
estimula la BC (Silva et al., 1986) con mayor
secreción de MPS, minerales en circulación se
retienen en ese sitio y momento, esto atrapa mayor número
y variedad de microorganismos (Videla et al., 1994)
suspendidos en el agua,
así la dinámica del daño por BC aumenta en
el área y en profundidad. Bajo esta condición los
microorganismos inducen la formación de un bioflim o
biopelicula (BP), en donde coexisten tipos microbianos, que
representan: quimiolitotróficos obligados y facultativos,
heterotróficos poco exigentes, aerobios y anaerobios, como
se describe en la figura 6. Lo anterior demuestra que para
prevenir y controlar un problema de BC, en la aleación la
que tiene una condición fisicoquímica (Videla y
Salvarezza, 1984), que en nada está relacionada con
corrosión química (Kearns y
Little, 1994), la comprensión de esta diferencia reduce o
elimina el problema o fracaso de la estrategia de
prevención (Kobrin, 1988; Touvinen y Mair, 1986). En el
pasado sin restricciones ambientales en biocidas de inhibidores
de corrosión (De Beer et al., 1994), se usaron
detergentes aniónicos (Leal et al., 1994) y
cataónicos (Booth, 1971; Dester, et al., 1976),
metales
pesados (plomo, mercurio, zinc), metaloides: arsenatos, cromatos,
etc. reduce incrustaciones de sales minerales: tipo carbonatos y
calcio con ácido sulfúrico, hoy no se usan por
razón de protección ambiental, el control del BE se
recomienda con cloro y/o pentaclorofenol, así como
cuaternarios de amonio (Duquette, 1986).

Aunque la presión de
las legislaciones vigente para la protección ambiental,
han cambiado drásticamente el tipo de inhibidor vigente
para la protección ambiental, ha cambiado
drásticamente el tipo de inhibidor de BC, pues ya no se
permiten la aplicación de cromotos debido a su toxicidad
(Burdige y Nealson, 1976; Characklis, 1981).

Desafortunadamente los nuevos tratamientos no han sido
lo eficaces que se esperaba, debido a la variedad y cantidad de
microorganismo que se involucran en la BC. Además de que
factores físicos como la temperatura
para evitar y control el BE
(Childers, 1992; Fiala y Stetter, 1986). Lo anterior significa
que en un área esencial para evitar la BC, es la investigación sobre biocida, que controlen
el problema con eficacia, a un
bajo costo, a
tóxicos para humanos sin riesgo de
daño ambiental.

Figura 6. Formación de biopelicula (biofilm), que
involucra la incorporación de nutrientes y microorganismos
en zonas localizadas con corrosión en una superficie de
aleación.

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 Interacción entre Biocorrosión y
Bioensuciamiento.

La manera como el BE influye en la BC ha sido descrita
claramente por Characklis como sigue (Characklis,
1981):

1) Su impacto es dependiente del metabolismo
microbiano involucrado en la BP.

2) Es dependiente de la concentración productos
metabólicos liberados por los microorganismos en la
BP.

3) Depende del tipo de compuestos químicos
reducidos por los microorganismos adheridos por los MPS, en
contacto con la superficie metálica (reacciones de oxido
reducción).

4) Esta regulada por la capacidad quelante de la BP,
para atrapar selectivamente iónes que influyen en la
actividad biológicas el consorcio.

5) Da como resultado la reacción de al
superficie metálica en el ambiente de la BP, con cambios
en la conductividad eléctrica de la zona
involucrada.

6) Así el BE influye en la gravedad de la BC,
ya que bloquea o disminuye la acción de los biocidas, al
neutralizarlos con la gama de compuestos microbianos producidos
por su actividad metabólica.

7) en consecuencia se reduce la efectividad de
biocidas, al bajar su concentración critica.

Previamente a la colonización de una superficie
metálica por microorganismos se absorbe una BP que atrapa
las micromoleculas en la interfase metal-solución (Videla
et al., 1994).

Este proceso de
adsorción espontánea modifica la sensibilidad y
distribución de cargas eléctricas en
la superficie metálica. (Daumas et al., 1988), lo
cual contribuye a la creación de un ambiente adecuada para
la actividad microbiana.

La adsorción posterior de células
microbianas y en consecuencia su actividad metabólica
básicamente sucede en esa interfase
aleación-solución. Las células
que producen esta interfase, inician la colonización
irregular de la superficie metálica, para establecer zonas
localizadas heterogenias (Ballesteros et al., 1995;
Ballesteros-Almanza et al., 2000; Dexter, 1976), en donde
existen áreas que actúan como ánodos o
cátodos sobre la superficie de metal (Videla, 1989) lo
cual permite la solubilización de minerales que en
consecuencia atraen a otros tipos de microorganismos. Esta
localización no informe induce
celdas de aeración diferencial, mientras que de bajo de
esas zonas los microorganismos sobreviven en anaerobiosis, ya que
en la superficie la elevada actividad respiratoria aeróbia
de los microorganismos de la BP y/o en las área
circundantes causan una diferencia de potencial redox (Sanders y
Hamilton, 1986), en las cuales la concentración de
oxigeno es
mayor. Así tiene una zona anódica que favorece la
disolución de la aleación, simultáneamente
la mayor concentración de oxígeno
causa una zona de reacción catódica (Alexander,
1965; Bolivin et al., 1990; Bryant et al., 1991)
que acelera la incorporación de iónes a la
interfase y en consecuencia la BC con picaduras que crecen en
área y profundidad.

El análisis "in situ" realizados en
superficie metálica con microelectrodos, revelan que un
medio liquido, el consumo de
oxigeno mas elevado por la BP realizada a un (Characklis, 1981;
Daumas et al., 1988; Navarrete-Bedolla et al.,
1999), profundidad de tan solo 180 micrimetros de espesor. Debajo
de esta zona en ese ambiente anaeróbico, se estimula la
actividad e las bacterias reductores de sulfato (BRS), las que
son capaces de proliferar, aun cuando la concentración de
oxigeno y la temperatura, en el agua
circundante sea elevadas (Furussaka et al., 1991). Esto se
explica en base a la existencia de una de barrera de
difusión de la BP (o de la matriz de MPS)
que apenas recientemente ha sido estudiada mediante
observaciones, con el uso de un microscopio
cofocal de rayos láser
(Characklis, 1986; Duquette, 1986). Con el cual se ha elaborado
un modelo de BP
constituido fundamentalmente por "clusteres" o acumulos
microbianos y canales de intercomunicación, por medio de
los cuales el flujo es esencial controlado por convección
más que por difusión como se muestra en la
figura 6. Estos nuevos hallazgos han establecido un nuevo
concepto de
BP, el cual puede ser modificado mediante la acción
generalizada de ciertos biocidas que actúan directamente
sobre los microorganismos adheridos al metal (Costerton y
Bolivin, 1989). Una BP esta constituido por células
microbianas que producen MPS capsulares, los que no solo aseguran
su adhesión al metal, también establecen un
gradiente de densidad de las
moléculas orgánicas que constutiyen, lo cual a su
vez modifican la concentración de los iónes, que
como los cloruros, que estimulan la BC, o que impiden la salida
hacia la interfase de productos metabolitos de naturaleza
ácida, y con ello generan a su vez áreas con pH
ácido en le internase (Elsgaard y Jorgensen, 1992; Sanders
y Hamilton, 1986) , fenómenos similares se suceden el ene
suelo cuando materia orgánica de diversas complejidad se
mineralizan en el suelo (Bolivin et al., 1990) y en el
agua (Touvinen
y Mair, 1986). La magnitud de estos ingredientes de pH
(Costerton, 1994; Costerton y Bolivin, 1989) es dependiente de la
capacidad amortiguadores del ambiente líquido circundante
y otras variables
(temperatura, oxigeno, concentración de minerales, etc) en
forma analógica a loe que se observa en el suelo durante
la mineralización de carbono y
nitrógeno orgánico (Furussaka et al., 1991),
o bien durante la transformación de minerales (Alexander,
1965; Burdige y Nealson, 1986). Recientemente se publico la
distribución no homogénea de una BP
sobre superficies metalizas (Videla et al., 1994)
determina la resistencia a la
corrosión en aleaciones de cobre
níquel expuestas a agua de mar (Videla, 1989). Estas
aleaciones colonizadas por bacterias y otros microorganismos
después de periodos de exposición
de agua de salada, a pesar de sus conocidas propiedades
anti-ensuciamiento. En este caso, la distribución de la BP
sobre la superficie metálica, es claramente dependiente de
la composición y distribución de los productos de
corrosión en la interfase metal-solución (Touvienen
y Mair 1986) y por supuestos de la composición química de la
aleación (Sanders y Hamilton, 1986). La disposición
de las películas pasivas sobre el metal, se caracterizan
por una distribución estratificada que facilita su
posterior desprendimiento, causada por el moviento turbulento del
agua.

En consecuencia se observa una distribución no
homogénea de la BP, con un incremento de la
corrosión por aeración diferencial (Videla y
Salvarezza, 1984). Estos efectos se ven facilitados en los casos
de BE por especies microbianas de mayor tamaño que las
bacterias, como los protozoarios (Costerton y Bolivin, 1989), los
cuales también poseen organelos con adhesión, que
constituyen adecuadamente los MPS de las bacterias. Estos
organismos son luego desprendidos por el efecto de corte del
flujo líquido (Dexter, 1976), dejando áreas
descubiertas de metal expuestas y sensibilizadas a la
acción corrosiva del agua del mar. Los microorganismos que
forman consorcios o comunidades mixtas en el espesor de las BP
que producen efectos sinérgicos, que no son causados por
especies microbianas individuales (Brankevich et al.,
1990). Por ejemplo la coexistencia de especies aeróbicas y
anaeróbicas sobre la superficie de acero al carbono,
permite que bacterias capaces de reducir los compuestos
férricos (insolubles) a ferrosos (solubles) causen la
disolución de capas de pasivamente del hierro (Brock y
Gustafson, 1976; King, 1995) constituidas predominantemente por
óxidos e hidróxidos férricos (Videla et
al., 1994). De esta manera se facilita el acceso a al
superficie metálica de los sulfatos y otros productos
corrosivos generados por las BRS anaeróbicas (Kearns y
Little, 1994), que conforman consorcios microbianos en el espesor
de la BP como se ilustra en la figura 6.

El impacto de los metabolitos extractados por los
microorganismos sobre la reacción de corrosión se
ven intensificados en las zonas de contacto entre microorganismos
y la superficie metálica (Daumas et al., 1988). Por
ejemplo, los metabolitos ácidos que
inducen la corrosión localizadas de las aleaciones de
aluminio de
uso aeronáutico, por la actividad fúngica que
contamina los turbo combustible (Videla, 1989), en esos casos,
ocurre la preferencia en el lugar donde el micelio se fija en el
metal como sucede cuando los microorganismos mineralizan
metería orgánica y distribuyen a la
formación de agregados en el suelo (Characklis, 1981).
Esta adhesión se producen en zonas donde coexisten tres
fases: agua, combustión y metal en condiciones adecuadas
para inducir la BC. El ataque biológico, reproducen el
contorno del micelio fúngico y causa una disolución
preferencial de os componentes minerales o metálicos de la
aleación, en las zonas de fijación, en consecuencia
picaduras serán observadas posteriormente (Videla,
1992).

II. MÉTODOS DE
DETECCIÓN Y CONTROL DE LA
BIOCORROSIÓN.

La inevitable presencia y posterior actividad de los
microorganismos en el agua de alimentación causa BE
ya sea en agua de pozo de rió, estatuario o marina
(Inverson, 1987). El resultado del BE, es función de
la carga microbiana y de las características operacionales
del sistema (velocidad de
flujo, temperatura, diseño
estructural), por ello la secuencia de los procesos
correspondientes a su establecimiento y en consecuencia de los
problemas de
corrosión (Touvinen y Mair, 1986).

Generalmente los tratamientos químico
implementados en a industria, no
contemplan las interacciones entra los depósitos
biológicos e inorgánicos, ni la compatibilidad
entre un tratamiento inhibidor de corrosión y un biocida
de aplicación simultanea (Kobrin, 1993).

Las medidas para eliminar el BE, coinciden con el
control de los depósitos orgánicos, aunque
generalmente son estrategias que
deben adecuarse al problema (Kearns y Little, 1994). El registro del
sistema debe
incluir variable métodos que permitan medir el proceso dela
BC y el BE. El método mas
frecuente utilizado en el control de BE es por clorinación
periódica o continua del agua de alimentación, para
matar los microorganismos de la BP y solubilizar parcialmente el
MPE (De Beer et al., 1994), que cohesiona los componentes
dela BP. En ciertos sistemas la
cloración no se emplea por razones de incompatibilidad
química y ambiental. Lo cual ha llevado a implementar
tratamiento biocidas y dispersantes de concepción mas
moderna con especula énfasis en la preservación del
ambiente (Leal et al., 1994). En investigaciones
recientes se ha comprobado que la concentración de cloro
en el interior de la BP, con solo alcanza a los estratos mas
superficiales (De Beer et al., 1994) y se limitan a una
concentración efectiva que representa solo el 20% del
nivel del cloro en la fase liquida. Estas limitaciones en el uso
del cloro en los ultimo años, ha concentrado la atención en otros biocidas alternativos de
mejor compatibilidad con el ambiente (Leal et al., 1994).
Entre ellos, el ozono es un biocida prometedor. La calidad de un
biocida se evalúa en función de
que no se pierda rápidamente se máxima actividad
contra los microorganismos de una BP, responsables de la
corrosión, periodo breve, por ello se considera que los
mejores biocidas, deben tener propiedades pasavantes
(protección), sobre ciertos metales y relaciones comunes
en la industria e
incluso acción antiincrustante, para evitar la
acumulación de nutrientes que atraen a los causantes de BC
(Kobrin, 1993). En los últimos años el interés
por el ozono como biocida en el sistema de enfriamiento, ha
aumentado y numerosos reportes, así u factibilidad
económica ha sido recomienda por NACE.

Identificación de la BC.

Aspecto superficial de la
aleación.

Una de las formas de identificar la BC es la
inspección microscópica de la muestra (Cragnolino,
1983).Varios tipos de cambios en la superficie del metal puede
ser atribuidos a la presencia de microorganismos: depósito
característicos, blandos y/o mucilaginosos (Dester et
al., 1991) tubérculos o excrecencias del matal
(Cragnolino, 1983; Kearns y Little, 1994) que contiene
microorganismos vivos y perforaciones en las superficie de
aleación de acero inoxidable (Ballesteros et al.,
1995; Ballesteros-Almanza et al., 2000) acero ala
carbón aleaciones de cobre (Cragnolino, 1983), en general
distribuidos irregularmente, pequeños orificios con
cavidades formadas por debajo de la superficie (Daumas et
al., 1988). Estas estructuras
son frecuentes en el acero inoxidable por la actividad de
bacterias del genero Gallionella (Belkin et al,
1986; Belkin et al, 1986). Estrías brillantes,
visibles después de la remoción de depósitos
(Rossmoore y Rossmoore. 1993). El aspecto de los depósitos
pueden indicar cuales son los microorganismos participantes:
fibroso; hongos
filamentosos (Hill et al., 1987) negro: bacterias
reductoras de sulfato (Daumas et al., 1988) naranja o
castaño: bacterias oxidantes de hierro como Gallionella
spp,(King, 1995), mientras que las bacterias oxidantes de
azufre con el genero
Thiobacillus spp, grupo conocido que produce cambios en el
material de color amarrillo,
debido a la liberación de ácido sulfurillo que
causan la oxidación (corrosión del metal), o bien
el color
marrón del material capsular (mucopolisacáridos),
producidos por los microorganismos para adherirse y atrapar
nutrientes, lo cual le da un aspecto viscoso, de las bacteria
formadores de limo. Sin embargo esto es lo principio el análisis microbiológico, es
fundamental para confirmar que la causa tiene origen
biológico. Todo lo anterior esta resumido de manera
sencilla en el cuadro 2, lo cual permite realizar un diagnostico
rápido de la BC (Childers et al., 1992).

Dinámica de la
biocorrosión.

Es preciso identificar y enumerar los microorganismos
causantes de la corrosión. Así como: bacterias
aeróbicas totales, bacterias anaeróbicas, hongos, que son
indicadoras de la gravedad del problema (Sanders y Hamilton,
1986). Los microorganismos suspendidos en la fase
planctónica causan el deterioro de la superficie
metálica, por la producción de metabolito corrosivos o
indirectamente por el consumo de los
inhibidores de la corrosión (Duquette, 1986; Gaylarde). La
corrosión generalizada es una forma frecuente de
corrosión de los metales atacados por los microorganismos
adheridos a la superficie de la BP causan corrosión
localizada en general mas severa (Videla, 1989).

Se observa puntiforme, estrías o áreas
brillantez en el metal, acuerdo con la localización y el
tipo de depósito. La detección de los
microorganismos se realiza mediante muestreos, de los
depósitos de frase acuosa como se ha señalado en
los cuadros 2 y 3 (Blumentals et al., 1990; Kearns y
Lettle, 1994). Por ello existen laboratorios especializados en
análisis de muestras, para detectar la BC en base en
diferentes aspectos biológicos del deterioro de materiales, se
han desarrollado recientemente métodos como los empleados
en biología
molecular (Belkin et al., 1986; Fiala y Stetter, 1986) a
los métodos eléctricos (Dester et al., 1991)
y aquellos que se usan como indicación de la BC su
actividad metabólica: consumo de oxigeno, y producción de CO2,
cinéticamente enzimático. El análisis de los
depósitos pueden indicar el tipo de microorganismo de
actividad: compuestos de azufre reducido (Sanders y Hamilton,
1986). Azufre oxidado, bacterias quimiolitotroficas del azufre
(Alexander, 1995; Childers et al., 1992). Óxidos de
hierro por bacterias quimiolitotroficas de este elemento (Brock y
Gustafson, 1976). Las técnicas
empleadas son métodos de rutina en química
analítica y varían desde el microanálisis a
la espectrometría de masa. El análisis
microbiológico consta de dos partes (Kearns y Little,
1994): i) determinación de microorganismos totales como la
principal herramienta son los métodos ópticos o
inmunológicos. ii) detección, enumeración e
investigación de microorganismos especifico
como se presentan en los cuadros 2 y 4. Por ello de manera
convencional se han señalado básicamente tres
métodos de detección de la BC: i)
enumeración directa total: de célula
viables, activas y latentes incluyen las muertas ii)
células visibles (que se reproducen) en este caso se
utiliza el crecimiento de las células en medios de
cultivos generales y/o selectivos y iii) la actividad celular
(que no necesariamente es su cultivo artificial).

Cuadro 2. Técnicas
pruebas de
laboratorio
para el diagnóstico de la corrosión causada
por microorganismos.

B= bajo M= medio A= alto

ATP = Trifosfato de adenosina (compuesto de
transferencia de energia de las
células). ELISA ensayo
inmunoenzimatico (Manual
práctico de biocorrosión y biofoulling para la
industria, 1995).

Aquí se considera a acción de una enzima,
o la liberación de un producto especifico del metabolismo
de los microorganismos involucrados, cultivarlos. Por ello las
enzimas como
sustrato para su transformación.

Cuadro 3. Pruebas
básicas para el diagnostico sencillo, rápido y
eficaz de biocorrosión en diversos
ambientes.

+ = ventaja – = desventaja 0 = normal

(Manual
práctico de biocorrosión y biofoulling para la
industria, 1995).

De tal forma que la codificación geneática
de ciertas enzimas en
bacterias relacionadas directamente con la corrosión, ha
permitido la elaboración de "Kits" que facilitan la
rápida detección de los microorganismos ejemplo de
ello, se presenta en la tabla 1. Kit hidrogenaza Rapidchek
MR. El Kit hidrogenasa se basa en la
determinación de la actividad de la hodrogenasa (Bolivin,
1990; Bryant et al., 1991; Burdige y Nelson, 1986), enzima
del metabolismo del Hidrógeno en un amplio numero de
bacterias anaeróbicas como: Desulfovidrio,
Desulfotomaculum, Clostridium, en la BC. Esta enzima cataliza
la reducción H2———2H+
+2 e- oxida el hidrógeno que proviene de la
acción catódica y es detectado por un indicador del
potencial redox (Kearns y Little, 1994; King, 1995), aunque un
aspecto importante que debe considerarse son las condiciones a
las cuales muestran deben someterse para el diagnostico de la BC
como se muestra en el cuadro 5.

Cuadro 4. Pruebas comerciales para el diagnostico de
biocorrosión en general..

(Manual práctico de biocorrosión y
biofoulling para la industria, 1995).

La utilización del sulfato por las BRS, requieren
la actividad de la enzima repara la reducción del sulfato
a sulfito, una reductasa de fosfo-sulfonato de adenosina.
Está enzima existe en todas las BRS y se detectan por
métodos inmunológicos con el Kit Rapidcheck.
La actividad de la enzima se demuestra por cambio de
color, un indicador.

Cuadro 5. Métodos de dispersión de
muestras para detectar biocorrosión.

(Manual práctico de biocorrosión y
biofoulling para la industria, 1995).

Prevención y control de biocorrosión y
bioensuciamiento.

La regla para prevenir y control la BC y BE en los
sistemas
industriales es mantener limpio el sistema: Una planta industrial
por ejemplo puede sufrir diversos problemas. Los
mas frecuentes: i) sistema de enfriamiento industrial (de
recirculación abierto o cerrado), ii) líneas de
inyección de agua, iii) tanques de almacenamiento,
iv) sistemas de tratamiento de aguas negras, v) sistemas de
filtración, vi) tuberías de uso diverso, vii)
membranas de ósmosis reversa, viii) sistema de
distribución de agua potable, etc. Como en la
mayoría de los sistemas industriales los depósitos
de BE están relacionados por diversos tipos de
ensuciamiento abiótico, para su prevención y
control se debe considerar no solo la actividad y crecimiento
microbiano, sino también las condiciones
fisicoquímicas de la interfase metal-solución, y
las relaciones químicas en el fluido circudantes. En la
prevención control de la BC y BE en sistemas industriales,
es primordial, un adecuado seguimiento de las condicione de
operación del sistema. Por ello una variación de
las variables de
origen biológico e inorgánico de la BC.

Métodos usados para prevenir y controlar la
BC:

Limpieza

Se considera que la limpieza en general esta originada a
la remoción de depósitos en la superficie
metálica de un sistema, en base a dos
criterios:

-Incrustaciones (depósitos o scaling)

-Sedimentos o limo (slime).

Aunque los sistemas mas empleados para prevenir la BC
considera mas el aspecto electroquímico del proceso
microbiológico. Los métodos convencionales, como
las cubiertas protectoras o la protección catódica,
son comunes. La eliminación de microorganismos causantes
es difícil en suelos o sistemas
abiertos, mientras que en taques o sistemas cerrados la
eliminación es más sencilla con bactericidas. Desde
el punto de vista microbiológico, se puede atacar el
problema en dos aspectos fundamentales.

1. Destruyen o inhiben crecimiento y/o actividad
   metabolismo de los microorganismos con agentes
   bacteriostáticos y bactericidas.
2. Modificando las características
   biológicas (aeración para inhibir las bacterias
   anaeróbicas, pH fuera del adecuado para el crecimiento,
   etc).

En el caso de los agentes bacteriostáticos y
bactericidas deben reunirse ciertos requisitos:

1) especificidad sobre la clase de BC. 2) capacidad para
mantener su acción inhibitoria frente a otras sustancias
en similares condiciones de temperatura, pH, sin inducir
resistencia. 3) no causar corrosión en el sistema donde se
aplica.

En el caso de las BRS los cromatos se emplearon con
éxito
par evitar la CCM así como las sales cuaternarias de
amonio y el naranja de acridina, de igual manera los
clorofenoles, poliamidas y otros.

En los tanques de aviación, el etilenglicol
monometileter (EGME), compuestos orgánicos de Boro son
efectivos.

La otra manera de disminuir el efecto de la BC es: a)
eliminación de las fuentes de
azufre para los tiobacilos, b) cambios en la concentración
de oxigeno, en el caso delas bacterias anaeróbicas la
anaeróbicas la aeración puede ser efectiva y
economía,
la forma de conseguirlo, puede ser desde la aeración
forzada (en tanques y aguas estancadas) , hasta el diseño
de estructuras de grava con drenaje y aeración para el
lecho de redes de
cañería en suelo bajos, c) el pH influye en el
crecimiento máximo de cada especie bacteriana. Un pH igual
o menor que 5 inhibe el crecimiento de BRS, pero es muy
corrosivo. Las condiciones de ligera alcalinidad pueden ser
más útiles en el hierro y acero, mediante la
aplicación de carbonato de calcio o cal (Videla y
Charcklis, 1992).

Otros métodos empleados con frecuencias son las
cubiertas protectora, una capa que se separa o aísla el
metal o la aleación del ambiente corrosivo. Este método es
indicado el caso de que nos sea la aplicación de
bactericidas (en sistemas abiertos como las
cañerías).

Debe ser un tipo de cubierta que nos sea atacada por
bacterias, b) no debe sufrir proceso degradativo que causa la
liberación de sustancias corrosivas (Torres-Sánchez
et al., 1997).

La brea y el asfalto son convenientes para
tuberías enterradas. Así las camisas de polietileno
como capas protectoras en cañerías, siempre es
necesaria una adherencia de la cubierta protectora al metal, que
impida la humedad. Las cubiertas protectoras también
pueden ser naturales, como la detectada en piezas
arqueológicas del tipo fino, compacta llamada vivianita o
fosfato de ferroso básico que inhibe anodinamente el
proceso de BC. Finalmente la protección catódica,
así se ha sugerido que el ion ferrosos con un potencial de
–100mV por debajo de 850mV (vs. electrodo de
Cu/CuSo4) necesaria para proteger el acero en
condiciones normales (Sanders y Hamilton, 1986; Touvinen y Mair,
1986; Videla, 1989; Videla y Salvarezza, 1984).

III. CONCLUSIONES Y
PERSPECTIVAS

La colonización microbiana de metales y
aleaciones de uso industria a través de la
formación e biopeliculas (compuestas por células
sésiles, MPS y agua) modifican drásticamente de la
respuestas de los materiales a
la BC. Estos cambios se deben a modificaciones de sitio
localizados del tipo y concentración de iones, pH y
niveles de oxigeno, así como la introducción de barreras al transporte de
especies químicas desde y hacia la interfase
metal/solución. Se produce así un cambio en la
composición y estructura de
los productos de corrosión y películas pasivantes.
Así como de las variable electroquímicas utilizadas
en el seguimiento de la BC.

El uso de técnicas adecuadas de muestreo y
seguimiento complementario por métodos
microbiológicos y electroquímicos de campo y
laboratorio,
es necesario para entender los efectos derivados de la actividad
microbiana y el papel de las
biopeliculas en proceso de la BC. Por tanto se considera, que
esta evaluación
debe realizarse en cada sistema manera individual.

Principalmente por que hoy las leyes que regulan
1a calidad
ambiental, son cada vez más exigentes y restrictivas. El
registro de
nuevos biocidas y su instalación demanda el
estar sujeto a reglamentación. Cuanto más se
conozca sobre el efecto de biocidas y de otros agentes para el
control de bioensuciamiento y biopeliculas. Aunque para prevenir
la BC deben agotarse las alternativas no contaminantes: como la
eliminación de fuentes de nutrientes del consorcio que BC
provenientes de productos orgánicos así como la
utilización de biocidas no contaminantes como el ozono,
antes de emplear sustancias tóxicas que afectan
negativamente el ambiente..

IV.
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Biblioteca
Mosaico. Librería Agropecuaria, Buenos Aires.
Republica de Argentina.
127135.

Autor:

Dr. Juan Manuel
Sánchez-Yáñez

Profesor Investigador de tiempo completo
Titular "C". Perfil PROMEP

Laboratorio de Microbiología Ambiental

Instituto de Investigaciones
Químico-Biológicas Edif.. B-3

Universidad Michoacana de San Nicolás de Hidalgo,
Morelia, Michoacán, México.