85179421 corrosao induzida por microrganismo
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Acadmicos: Franciel Cantanhede Rameiro Layanne Jovita Oliveira Xavier
Layanne Vernica de Sousa Pereira Roberto Pereira da Silva
Caxias-MA
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CORROSO INDUZIDA POR
MICRORGANISMOS
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A corroso induzida por microrganismo, tambm chamada de microbiana ou microbiolgica;
Ambiente que podem proporcionar crescimento de bactrias, algas e fungos;
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CASOS
Deteriorao microbiana pode aparecer em diversos materiais,
metlicos e no-metlicos.
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CASOS Deteriorao de Mrmore e Concreto
H2SO4 No mrmore,com carbonato de clcio.
Com o concreto, destruindo o carter alcalino ou bsico, pH=12,5.
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CASOS
O cido sulfrico pode ser proveniente de:
1. Ar poludo contendo dixido de enxofre;
2. Ao microbiana devido presena de bactrias oxidante de enxofre.
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CASOS Deteriorao microbiolgica de madeira
Tubulaes de distribuio de gua
Sistema de refrigerao
gua aerada
Exposio a luz solar
pH entre 7 e 8
Temperatura entre 27 e 60c
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CASOS Tubulaes para conduo de gs e gasmetros
Reduo do sulfato a sulfeto
Corroso do material metlico e contaminao do gs
Recuperao secundria de petrleo
Odor caracterstico do gs sulfdrico
Aquecedores e vlvulas de cobre
Tubulaes enterradas
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CASOS Tanques de armazenamento de combustveis
gua pode ser proveniente de:
1. Usinas durante a operao de lavagem dos combustveis;
2. Usa gua para evitar a perda por evaporao de produtos leves;
3. Condensao de vapor dgua existente na atmosfera dos tanques de armazenamento.
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CASOS Possveis razes para a deteriorao ou corroso
relacionadas com os combustveis:
1. Crescimento microbiano;
2. Biodegradao de aditivos orgnicos usado nos combustveis para melhorar seu desempenho;
3. Formao de gs sulfdrico, devido as bactrias redutoras de sulfato presentes em gua contendo sulfato;
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CASOS Biodeteriorao de tintas, plsticos e lentes
Industria de papel e celulose
Bactrias oxidante de ferro
30% dos custos de manuteno na industria de celulose e papel esta relacionado a corroso
Linhas de incndio
Tanques de gua desmineralizada
Recomendvel uso de perxido de hidrognio
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CASOS Linhas de incndio
Teste hidrosttico
Tanques de gua desmineralizada
Recomendvel uso de perxido de hidrognio
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MECANISMOS Quando uma superficie metlica imersa
em gua, comea a formao de um
biofilme. Isso ocorre de acordo com as
seguintes etapas:
Compostos orgnicos dissolvidos na gua so adsorvidos iniciando a formao do
biofilme;
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MECANISMOS Bactrias da fase aquosa se depositam, so as
bactrias ssseis;
Bactrias ssseis formam um biofilme atravs da elaborao de polmeros extracelulares, que podem ser polissacardeos;
Aps a fixao , e havendo nutrientes, as bactrias se multiplicam, o biofilme vai crescendo e outros organismos podem aderir ao mesmo.
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MECANISMOS As condies operacionais tm grande
influncia no desenvolvimento do biofilme e,
entre elas, devem ser consideradas:
Temperaturas o aumento da temperatura (30-40C) facilita o crescimento;
Velocidade do fluxo biofilmes formados a velocidades baixas tendem a ser mais
volumosos e facilmente destacveis;
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MECANISMOS pH a elevao de pH impede o
desenvolvimento de bactrias; as redutoras de
sulfato no se desenvolvem em pH = 11;
Oxignio a ausncia de oxignio possibilita o desenvolvimento anaerbicas como as
redutoras de sulfato;
Limpeza e sanitizao impedem a formao do biofilme
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MECANISMO A corroso induzida por microorganismos
pode ser classificada em quarto tipos:
Devida a formao de cidos;
Por despolarizao catdica;
Por aerao diferencial;
Por ao conjunta de bactrias.
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CORROSO DEVIDO A FORMAO DE CIDOS Esse tipo de corroso pode soer classificado
em trs tipos. So eles:
Oxidao de compostos inorgnicos de enxofre pelo gnero Thiobacillus;
Oxidao de piritas a cido sulfrico por ferrobacillus ferrooxidans;
Fungos ou bactrias celulolticas que fermentam material celulsico a cidos
orgnicos.
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Oxidao de compostos inorgnicos de enxofre pelo gnero Thiobacillus Um grupo de bactrias do gnero
Thiobacillusoxida enxofre ou compostos de
enxofre, a sulfato, com a simultnea produo
de cido sulfrico;
Algumas bactrias metabolizam sulfetos solveis se a concentrao de H2S estiver
abaixo de 200 ppm.;
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Oxidao de compostos inorgnicos de enxofre pelo gnero Thiobacillus A energia para essa sntese proveniente da
oxidao do enxofre, ou seus composto, como mostra a reao:
2S + 3O2 + 2H2O 2H2SO4(H = - 286,6 cal)
No caso do gs sulfdrico, ou cido sulfrico, tem-se:
2H2S + 2O2 H2S2O3 + H2O
5H2S2O3 + 4O2 + H2O 6H2SO4 + 4S
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Oxidao de compostos inorgnicos de enxofre pelo gnero Thiobacillus
A temperatura ideal para o crescimento dessas bactrias est na faixa de 25 30C e no
sobrevivem na faixa de 55 60C
Seus processos metablicos ocasionam, em alguns casos, valores de pH em torno de 2,
podendo alcanar valores ainda menores.
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Oxidao de compostos inorgnicos de enxofre pelo gnero Thiobacillus
Como exemplos para esse tipo de corroso,
podemos citar:
A destruio da parte superior interna de tubos de concreto ou de ao carbono para a conduo
de guas de esgotos ou guas poludas;
Em certos casos a borracha vulcanizada atacada por essas bactrias, bem como
concretos ornamentais contendo enxofre.
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Oxidao de compostos inorgnicos de enxofre pelo gnero Thiobacillus
A proteo contra esse tipo de corroso
deve ser no sentido de:
Eliminar a fonte de enxofre;
Empregar proteo catdica;
Substituir as tubulaes de ao, ou de concreto, por tubos plsticos como, por exemplo,
polietileno, polister reforado com fibra de
vidro (PRFV) ou PVC.
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Oxidao de piritas a cido sulfrico por ferrobacillus ferroxidans
Ferrobacillus ferroxidans so bactrias capazes de acelerar a oxidao de depsitos pirticos
(FeS) para cido sulfrico, em pH cido;
Pode-se admitir srie de reaes, considerando-se a pirita como FeS2
Oxidao da pirita: 2FeS2 + 7O2 + 2H2O 2FeSO4 + 2H2SO4
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Oxidao de piritas a cido sulfrico por ferrobacillus ferroxidans
Oxidao do sulfato ferroso: 4FeSO4 + 2H2SO4 + O2 2Fe(SO4)3 + 2H2O
Hidrlise do sulfato frrico:
Fe(SO4)3 + 6 H2O 2Fe(OH)3 + 3H2SO4
ou
Fe(SO4)3 + 2H2O 2FeOHSO4 + H2SO4
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Oxidao de piritas a cido sulfrico por ferrobacillus ferroxidans
Oxidao da pirita pelo sulfato frrico:
FeS2 + Fe(OH)3 3FeSO4 + 2S
Oxidao direta a sulfato frrico:
4FeS2 + 15O2 + 2H2O 2Fe(SO4)3 + 2H2SO4
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Oxidao de piritas a cido sulfrico por ferrobacillus ferroxidans
Essas bactrias so responsveis pela a natureza cida das guas de minas de ouro e de
carvo, pois oxidam a pirita presente nessas
minas a cido sulfrico;
Essas guas, devido ao seu carter cido, so corrosivas para as mquinas de bombeamento
bem como pra as instalaes das minas.
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Oxidao de piritas a cido sulfrico por ferrobacillus ferroxidans
A proteo contra essa corroso pode ser orinteda pra os seguintes pontos:
Neutralizao da acidez com xido de clcio (cal);
Uso de material resistente a cido sulfricopara as bombas e tubulaes.
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Fungos ou bactrias celulolticas que fermentam material celulsico a cidos orgnicos
Em alguns casos, tubulaes enterradas so revestidadas com material celulsico, como,
por exemplo, aniagem, impregnado com asfalto
ou betume.
A celulose pode ser oxidada por certas bactrias produzindo cido actico, butrico e
dixido de carbnico
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Fungos ou bactrias celulolticas que fermentam material celulsico a cidos orgnicos
Ocorre, portanto, alm da deteriorao do revestimento, a corroso da tubulao devida
aos cidos formados;
Essa corroso ocorre, mais frequentemente, em meio anaerbio ou muito pouco aerado.
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Vrios microorganismos como:
algas, fungos e bactria;
formam produtos insolveis que
ficam aderidos na superfcie metlica
sob a forma de filmes ou tubrculos.
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Troscinski e Watson apresentaram
uma relao com os principais tipos
de microorganismos que podem
ocasionar depsitos e corroso em
sistema de refrigerao
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nas torres de refrigerao, quando as
algas so arrastadas elas se depositam
constituindo o chamado fouling.
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Bactrias de ferro, aerbias, como
Gallionela ferraginea ou a dos gneros
Crenotrix, Leptothrix, Siderocapsa e
Sideromonas, aceleram a oxidao de
on Fe2+ dissolvido na gua para formar
os ons Fe3+ que formam ento o Fe2O3 .
H2O ou Fe(OH)3, insolveis.
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Exemplo do processo de oxidao do ferro:
2Fe(HCO3)2+ O2Fe2O3+2H2O +4CO2
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Os tubrculos ocasionam inconveniente:
Diminuio da capacidade de vazo da
tubulao;
Interferncia na troca de calor;
Criam condies para corroso por
aerao diferencial.
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Para se evitar inconvenientes originados
por essa bactrias, Pode-se:
Remover o ferro da agua oxidando-o por aerao ou clorao e posterior
filtrao;
Precipitar o ferro durante o processo de abrandamento por cal soldada;
Limpar periodicamente o sistema;
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Corroso por ao conjunta de
bactrias
Ocorrem casos de corroso microbiana
em que se observa a ao simultnea
de bactrias.
Assim pode-se ter:
Reduo de sulfato e formao de cido ( Thiobacillus thiooxidans)
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Reduo de sulfato e oxidao de sulfeto, (Thiobacilli).
Oxidao de enxofre elementar, produzindo mais cido, (Thiobacilli e
Ferrobacilli) simultaneamente.
Bactria redutora de sulfato e bacteria de ferro.
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Para que as medidas de proteo, temos:
Anlise da gua;
Anlise bacteriolgica do biofilme;
Uso de cupons que so retirados, periodicamente, para anlise: como na anlise so retirados os
depsitos, usar diversos cupons;
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Uso de tcnicas eletroqumicas. Como medidas gerais e
mais importantes para proteo contra corroso induzida
por microorganismos devem ser citadas:
Limpeza sistemtica e sanitizao;
Eliminao de reas de estagnao e de frestas;
Aerao;
Variao de pH;
Revestimentos;
Proteo catdica.
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A limpeza sistemtica pode ser feita por processos mecnicos
ou qumicos.
Limpeza mecnica pode ser por raspadores ou pigs ou por jato de gua com alta presso (hydroblast).
A eliminao de reas de estagnao evidentemente dificulta a
deposio do crescimento microbiano.
A seleo do biocida deve estar relacionada com:
Eficincia da ao biocida;
Custo;
Carter txicos dos efluentes.
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O tratamento com os biocidas pode ser feito comumente de
duas maneiras:
Adio contnua de pequenas quantidades;
Adio peridica de grandes quantidades de biocida o chamado tratamento de choque ou em bateladas, o que
possibilita a morte rpida das clulas presentes e a reduo
do aparecimento de formas resistentes.
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As substncias usadas podem ter ao bacteriosttica, isto ,
impedem o crescimento de bactrias, ou ao bactericida; em
outras palavras, matam as bactrias. Dependendo do tipo de
microorganismos combatidos, essas substncias so
chamadas de algicidas (algas), fungicidas (fungos) e
slimicidas (limos).
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Entre os tipos de produtos mais comumente usados para
controle de crescimento biolgico tm-se:
Aldedos acrolena, formaldedo (tambm chamado de formol, formalina ou aldedo frmico), glutaraldedo (1,5-
pentanedial);
Tiocianatos orgnicos metileno-bis-tiocianato e cloroetileno bis-tiocianato, o primeiro (SNC-CH2-CNS), sendo bom
biocia para bactrias redutoras de sulfato, algas e fungos;
Sais de amnio quternrio tm frmula geral:
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Onde R1, R2, R3 e R4 representam radicais alquil, aril ou hetereocclico, e X- representa
geralmente um halogeneto, comumente o cloreto (Cl-).
Como exemplo, tem-se o cloreto de cetildimetilbenzilamonio:
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Efeito da Proteo Para manter uma programao efetiva de adio dos
biocidas, visando controlar o desenvolvimento
microbiano, se faz necessrio medir o nmero total de
microorganismos presentes no sistema, alm de identific-
los. Essa medida pode ser feita pela contagem em placa
usando meios de cultura adequados.
Esses meios de cultura so:
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Para o preparo desse meio de cultura, deve-se aquec-lo at
completa solubilizao, passar para placa de Petri e
esterelizar por 15 minutos a 1 atm e 121C. Para mais
completa caracterizao do processo corrosivo ocasionado
por bactria redutora de sulfato, deve-se identific-la e
fazer a contagem bacteriana. Para isto, comum usar um
meio de cultura com as caractersticas adequadas:
Ser anaerbico e esterilizado;
Ter como nica fonte de enxofre um composto inorgnico, que em geral o sulfato de magnsio;
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Conter um substrato orgnico (geralmente o lactato de sdio), que oxidado para cido actico por bactrias do gnero
Desulvibrio.
pH entre 7,0 e 7,5 para condies ideais de crescimento das bactrias;
conter um composto de ferro(II), para servir de indicador da formao de H2S ou S2-: o Fe+2 reag com essas substncias
formando o FeS, sulfeto de ferro, que preto, caracterizado
pelo escurecimento do meio de cultura a presena das
bactrias redutoras de sulfato, pois somente elas podem
reduzir sulfato inorgnico a sulfeto 22 nas condies do meio
de cultura, em cultivo anaerbico.