Clase VIII. Microorganismos en sistemas de enfriamiento.

Corrosión microbiológica Es el deterioro del metal causado directa o indirectamente por bacterias, moho y hongos en forma individual y combinada. Puede ocurrir en diversos sistemas de conducción de aguas, ver tabla 1. Tabla 1. Sitios y daños más comunes de los microorganismos en sistemas de conducción de agua.

Corrosión por influencia biológica en sistemas de enfriamiento Mecanismos básicos de corrosión son: -Ataque activo de sustancias producidas biológicamente -Ataque pasivo de sustancias producidas biológicamente. En la corrosión biológica activa, es la interacción de organismos con materiales para producir reacciones químicas corrosivas, acelera directamente o establece nuevas reacciones electroquímicas corrosivas también se pueden formar sustancias corrosivas como ácidos y amoníaco. En el ataque pasivo el desgaste es una consecuencia indirecta de la biomasa y los productos biológicos, implica una corrosión

debajo de los depósitos y abarca grandes áreas con una mayor cantidad de pérdida de metal por peso. Mientras que el ataque activo produce una corrosión intensa y localizada con una mayor incidencia de perforaciones. Corrosión biológica activa Participan principalmente microorganismos aerobios o anaerobios, pueden crecer cambiando subprocesos metabólicos y concomitantes características químicas, la dinámica de la biopelícula cambia en el tiempo, cada variedad de bacterias causa una corrosión cuando nuevas reacciones que ocurren en ánodos y/o cátodos en una celda electroquímica. Entre los factores que afectan la agresividad de las bacterias corrosivas están: temperatura, concentraciones de carbono orgánico total y de nitrógeno, el flujo, las concentraciones de oxígeno o de amoníaco, el tratamiento químico, pH y otras. Existen cuatro clases principales de bacterias implicadas en la corrosión en los sistemas de agua de enfriamiento. -Sulfatoreductoras (Reductoras de sulfatos) -Productoras de ácido -Depositadoras de metales -Formadoras de babaza -Otras bacterias Sulfatoreductoras Exhiben una amplia diversidad de características morfológicas y bioquímicas. Uno de los grupos de bacterias sulfato-reductoras consiste principalmente de formas unicelulares que crecen anaeróbicamente y reducen sulfatos, SO4

2- a sulfuro de hidrogeno, H2S. Un miembro de este grupo es la Desulfonema, es multicelular. Las bacterias sulfatoreductoras son las más importantes en aguas y aguas de desecho, incluyen Desulfovibrio. Las bacterias sulfato-reductoras contribuyen a la tuberculación y corrosión galvánica en acueductos principales y problemas de sabor y olor en el agua, Causan la mayor parte de la corrosión. Desulfuvibrio, Desulfuromonas y desulfotomaculum, tres géneros, anaeróbias sobreviven al oxígeno, habitat aguas naturales, dulces, de mar, suelos y sedimentos. Necesariamente están

Sitio Daño Sistemas de enfriamiento

Corrosión en tubos intercambiadores de calor con picadura severa

Sistemas de Distribución

Paquetes de agua de mala calidad, biocorrosión y biofouling

Tanques o en las mismas formaciones de yacimientos por aguas provenientes de operaciones de la producción de Petroleo

Graves problemas de corrosión, taponamiento de líneas,

presentes sulfatos o sulfitos para el crecimiento activo, toleran hasta 80 °C, pH entre 5-9. Un cuarto grupo, las oxidadoras de sulfuro aeróbicas, los sulfitos son oxidados de sulfuros a sulfatos, oxidan compuestos de sulfuro reducidos aeróbicamente para obtener energía en su crecimiento quimioautotrófico. Las sulfuro-oxidadoras aeróbicas del género Thiobacillus por su producción de ácido sulfúrico contribuye a la destrucción del concreto de alcantarillas y corrosión ácida de metales. Recolección de muestras e identificación Usualmente se hace con base en la identificación microscópica. Se reconocen microscópicamente tres grupos de bacterias sulfurosas púrpuras y verdes, las filamentosas grandes sin color y las no filamentosas sin color. El cuarto grupo son las sulfato-reductoras y las sulfuro-oxidadoras del género Thiobacillus puede requerir otros métodos de identificación. a. Sulfa bacterias verdes y púrpuras: Se encuentran en aguas con presencia de H2S. 1) Sulfa bacterias verdes, formas bacilares, nomoviles, con un diámetro de 1 µm, con masas amarilloverdosas. 2) Sulfo bacterias púrpuras, son grandes, a menudo están intensamente pigmentadas aparecen de color rojo la presencia de bacterias fotosintéticas concentradas por extracción de la masa con un escaneo en la región de absorbancia infrarroja. La clorofila bacteriana se absorbe fuertemente en el rango de 660-870 nm, ver figura 6. b. Sulfo bacterias incoloras filamentosas: Se encuentran en aguas donde hay presencia de oxígeno y H2O. Debido a la deposición de glóbulos internos de sulfuro, aparece un color amarillo blanco en su interior, generalmente son grandes y con motilidad. Ver figuras 7,8,9.

Figura 6. Sulfa bacterias púrpuras fotosintéticas, grandes masas de células tienen un color de café-naranja a púrpura, a la izquierda Chromatium okenii ( 5.0-6.5 µm ancho x 8-15 µm de largo) contiene glóbulos de sulfuro, a la derecha Thiospirillum jenense ( 3.5 a 4.0 µm de ancho x 30-40 µm de largo) contienen glóbulos de sulfuro y flagelos polares (1).

Figura 7. Formación en roseta de Thiothrix nivea. Filamentos de 1-1.5 µm de diámetro y largo variable. Las células individuales son de 1-1.5 µm ancho x 2.0-4.0 µm de largo (1).

Figura 8. Sulfa bacterias filamentosas incoloras: tricomas de Beggiatoa alba, contiene glóbulos de sulfuro. Los filamentos son compuestos de series lineales de células bacilares individuales. Son de 2-15 µm de diámetro y hasta 1500 µm de largo, células individuales son 4-16 µm de largo (1).

Figura 9. Sulfa bacterias incoloras filamentosas, porción de una colonia mostrando un brazo de un filamento mucoide. Thiodendron mucosum, el uso de

su nombre no es correcto, actualmente permanece sin nombre, células individuales son 1.0-2.5 µm de ancho x 3.0-9.0 µm de largo, se han encontrado entre material gelatinoso de los filamentos (1). c. Bacterias sulfurosas no filamentosas incoloras, usualmente asociadas con algas, móviles, forma ovoide, con glóbulos de sulfuro y depósitos de carbonato de calcio, son generalmente grandes, ver figura 10.

Figura 10. Sulfa bacteria incolora no filamentosa, división de Thiovolum majus, con glóbulos de sulfuro. Miden de 9-17 µm de largo x 11-18 µm de largo. Se encuentran en la zona del litoral marino rica en materia orgánica y sulfito de hidrógeno (1). d. Bacterias pequeñas sulfurosas y sulfato reductoras: La pequeña célula, Thiobacillus spp, y las sulfato-reductoras Desulfovibrio no pueden identificarse por examen microscópico directo. Los tipos de Thiobacillus son pequeños incoloros, móviles, bacilares y se encuentran en ambientes que contienen H2S, ausencia de glóbulos sulfurosos. Su identificación es fisiológica. Enumeración, enriquecimiento y aislamiento de bacterias de sulfuro y de hierro. No hay un buen medio enumeración de bacterias de sulfuro y de hierro. El cultivo de laboratorio y el aislamiento es incierto. Para los medio ver Métodos Normatizados páginas 9-79, 9-80, 9-81, 9-82, 9-83, 9-84.

Mecanismo de Corrosión Despolarización catódica removiendo el hidrógeno de los sitios catódicos (enzimas capaces de convertir el hidrógeno) H+

Sulfatos inorgánicos → Sulfuros reducen El ataque ocurre con mayor facilidad en las superficies metálicas. Principales reacciones en la corrosión de acero: Anodo: 4Fe0 → 4Fe++ + 8 e- (1) Disociación del agua 8H2O → 8H+ + 8OH- (2) Cátodo 8H+ + 8 e- → 8H (3) ( adsorbido en la superficie del metal) Conversión de sulfato por las bacterias* 8H (adsorbido) + SO4

-- → S-- + 4H2O (4) Productos finales de corrosion 4Fe++ + S-- + 6OH- → FeS + 3Fe(OH)2 (5) Reacción total general 4Fe+++SO4

--+4H2O→3Fe(OH)2+FeS+2OH- (6) *Única reacción en la cual las bacterias desempeñan una función directa. Identificación de bacterias del hierro Introducción El grupo de los nocivos microorganismos llamados colectivamente «bacterias del hierro y el azufre» no es homogéneo desde los puntos de vista morfológico y fisiológico, pero puede caracterizarse por su capacidad para transformar o depositar cantidades significativas de hierro o azufre, en general en forma de cienos. Sin embargo, las

bacterias del hierro y el azufre no son las únicas productoras de cienos bacterianos. Los microorganismos de este grupo se pueden clasificar en filamentosos o unicelulares, autótrofos y heterótrofos, aerobios o anaerobios. En función de la clasificación bacteriana convencional, se incluyen en diversos órdenes, familias; géneros. Son estudiadas por su eventual importancia en el tratamiento de aguas y sistemas de distribución y especialmente molestas en aguas para uso industrial como calderas y torres de enfriamiento donde ocasionan oxidación del agua y tuberculación, en el agua causan olor, sabor, color y espuma e incrementan la turbidez en agua, el suministro de nutrientes puede ser total o parcialmente inorgánico, ejemplo la Gallionella que obtiene su energía de la oxidación del hierro ferroso, otras utilizan pequeñas cantidades de sulfuro de hidrogeno. Thiobacillus ferroxidans contribuye al problema del drenaje de minas ácidas, se identifica por pruebas de transformación de hiero ferroso a férrico u oxidación de sulfuros reducidos a pH bajo, la temperatura, luz, ph y suministro de oxígeno son críticos para el crecimiento de estos microorganismos. Bacterias del hierro Características generales Las bacterias ferruginosas son capaces de metabolizar el hierro reducido presente en habitat acuoso y depositarlo en forma de oxido férrico hidratado o en sus secreciones mucilaginosas, similar a las bacterias que utilizan manganeso. Un lodo café produce un color rojizo y un desagradable olor al agua ocasionando un suministro inadecuado para fines domésticos e industriales. El hierro ferroso lo obtienen de la tubería o del agua en su interior, en la obtención de energía la forma férrica es precipitada como hidroxido férrico [Fe(OH)3]. Algunas bacterias que no oxidan el hierro ferroso pueden indirectamente disolverlo o depositarlo. En su crecimiento ellas liberan hierro por utilización de radicales orgánicos a los cuales el hierro esta unido o porque las condiciones ambientales permiten la solución

o depósito del hierro, bajo estas condiciones se produce menor hierro férrico, pero pude generarse el sabor, olor y obstrucción. Recolección de muestras e identificación La identificación generalmente se realiza bajo observación microscópica del material en fresco de muestras en: lodos activados, masas de crecimiento microbiano en lagos, rios y corrientes y en crecimientos en lama en aguas de torres de enfriamiento y en sistemas de distribución donde es más difícil identificarlas. Algunas de estas bacterias son mostradas en las figuras 1, 2, 3 , 5. El material atrapado en filtros situados en las válvulas presentan a menudo muchas bacterias de hierro, filtros de membrana de 0.45 µm, son analizados después de secos, adicionando aceite de inmersión directamente a la membrana. El microscopio de contraste de fases se utiliza para cultivos no coloreados, para el uso del microscopio convencional se usa azul de lactofenol, también ha sido usado el microscopio de epifluorescencia. Las células entre el filamento a menudo mueren y desintegran, el filamento tiende a fragmentarse por la masa de hierro precipitada. Para disolver los depósitos de hierro se depositan gotas de HCl al 0.1 N en un cubreobjetos. Para verificar si el material es hierro se adiciona una solución de ferrocianida de potasio y una gota de HCl al 0.1 N. Un precipitado de azul de Prusia se forma alrededor del hierro o de las células o filamentos. Existe un método de lámina flotante para determinar la presencia de filamentosas y otras ferruginosas. Una lámina de vidrio se fija a un corcho y se deja de 1 a 2 días en la superficie del agua, se remueve y se observa microscópicamente la presencia de la bacteria.

Figura 1. Filamentos de Crenothrix polyspora, observese la variación de tamaño y forma. Note especialmente las pequeñas células redondeadas, múltiples “conidias” en el interior de un filamento, por esto es polyspora , las cuales se incrustan en el hierro o el manganeso, tienen 1.0-2.0 µm ancho por 2.4-5.6 µm de largo; las conidias son del orden de 0.6 µm (1). Figura 2. Cultivo en laboratorio de Gallionella ferruginea, mostrando los tallos excretados por las células y la ramificación de tallos donde las células han sido divididas. Un precipitado de hierro inorgánico sobre y alrededor de los tallos a menudo contornea las líneas, los tallos tienen un promedio de 0.4-0.6 µm ancho por 0.7-1.1 de largo (1).

Figura 3. Filamentos de Sphaerotilus natans, mostrando las células entre los filamentos y algunas células libres. Las células individuales varían en tamaño en promedio 0.6-2.4 µm en ancho por 1.0-12 µm de largo; muchas cepas son de 1.1-1.6 ancho por 2.0-4.0 de largo µm (1).

Figura 4. Bacteria del hierro unicelular de Siderocapsa treubii. Las células están rodeadas por depósitos de hierro hidratado, su tamaño es 0.4-1.50 µm ancho por 0.8-2.5 µm de largo (1). Figura 5. Mezcla de fragmentos de tallo de Gallionella ferrugínea y precipitados de hierro-manganeso inorgánico de manantiales, aparecen de color amarillo oro a naranja bajo el microscopio (1). Productoras de ácido Los ácidos producidos disminuyen el pH, aceleran el ataque, las especies Thiobacillus thioxidans y Clostridium son las más relacionadas con la corrosión en acero. T. thioxidans, aerobio, oxida varios compuestos que contienen azufre para formar ácido sulfúrico. Se encuentra en la parte superior de los tubérculos, se asocia simbióticamente con las sulforreductoras, oxida sulfuros a sulfatos mientras que las

sulforreductoras convierten sulfatos a sulfuros. Las Clostridia, anaeróbicas, producen ácidos orgánicos de cadena corta pueden ser bastante agresivos hacia el acero, se encuentran cerca de las superficies de corrosión y en el interior de los tubérculos. Depositadoras de metales Oxidan el hierro ferroso (Fe++) a hierro férrico (Fe+++) el resultado hidróxido férrico. Algunas oxidan manganeso y otros metales. Gallionella asociada a la acumulación de óxidos de hierro en los tubérculos (90% del peso seco puede ser FeOH), de aspecto filamentoso. El FeOH se acumula en las colas o tallos de las excreciones, sim embargo no hay suficiente evidencia para la picadura en acero inoxidable por causa de este microorganismo. La cloración también causa la oxidación del hierro y el manganeso, otros que oxidan el hierro Sphaerotillus, Crenothrix, Leptothrix, todas filamentosas. Formadoras de babaza Son en su mayoria aerobias excepto Pseudomonas. Son mezclas de secreciones denominados polímeros extracelulares done el 99% es agua. Las capas de babaza contribuyen a la corrosión tanto activa como pasiva, consumen oxígeno y estimulan la formación de celdas de oxígeno diferenciales. Por ser aerobias están presentes encima de los productos de corrosión y los depósitos próximos a las aguas oxigenadas, muchas veces debajo de la babaza se encuentran anaerobias y frecuentemente Sulfarreductoras y productoras de ácido. Otras bacterias Las nitrificantes, aerobias principalmente, oxidan NH3 a nitratos NO3

–, Nitrosomonas y Nitrobacter, disminuye el pH y [O2], presentes en plantas de amoníaco. Nitrobacter disminuye el pH oxidando nitritos NO2

– a NO3

– produciendo ácido nítrico alcanzando un pH entre 3-5, requiere altas concentraciones de oxígeno y causan problemas únicamente en los sistemas

oxigenados. Algunas algas producen tejidos densos y fibrosos que se comportan como fuentes pasivas de corrosión, además crean altas concentraciones de oxígeno disuelto debido a su crecimiento. Corrosión biológica pasiva Causada por sustancias químicamente inertes es la misma ya sea que la sustancia este viva o este muerta. La corrosión por celdas de concentración, la cinética incrementada en las reacciones de corrosión es influenciada por masas biológicas cuyos procesos metabólicos no influyen materialmente en los procesos corrosivos, entre estas masas se encuentran las capas de babazas o polímeros extracelulares como hebras entremezcladas con bacterias, agua, gases y materiales extraños, el tejido biológico tiende a formarse sobre la superficies y pegarse en ellas. Las bacterias reductoras de metales como las que convierten los iones férricos a ferrosos, se han propuesto como aceleradoras para la corrosión del acero, pero hay escasa evidencia de esto. En circunstancias especiales ciertas bacterias anaerobias que son capaces de producir hidrógeno pueden contribuir a la fragilización de aleaciones debida al hidrógeno. La descomposición puede generar amoníaco en concentraciones locales lo bastante altas como para producir un agrietamiento debido a corrosión y esfuerzo de los tubos de latón de los condensadores, figura 11. Cáscaras, almejas, fragmentos de madera y otros materiales biológicos también pueden producir corrosión por la formación de celdas de concentración.

Figura 11. Grietas por corrosión inducida por el esfuerzo en un tubo de latón de un condensador, que se debieron al amoníaco

de masas de babazas en descomposición alojadas en superficies internas (2). Lugares Ocurre donde hay material biológico depositado o adherido sobre las superficies. El ataque microbiológico suele ocurrir donde la temperatura del agua está por debajo de los 82°C (180 °F), las masas de babazas ensucian cajas de agua, tubos en los intercambiadores de calor y placas de tubos. El crecimiento de algas cubre a las torres de enfriamiento y obstruye coladores y entradas de agua. El crecimiento de hongos causa la podredumbre de la madera en torres de enfriamiento. Los tubérculos sobre el acero al carbono y los hierros vaciados a veces contienen bacterias sulforreductoras y productoras de ácidos. Las bacterias anaerobias corrosivas en potencia están presentes muchas veces debajo de capas de babazas y, en la ausencia de babazas o tubérculos, en sistemas que contengan poco oxígeno. Los sistemas sucios con aceites y grasas generalmente contienen números grandes de bacterias. Los organismos grandes (aquellos observables a simple vista) son un indicador seguro de la presencia bacterial y directamente pueden causar un ataque. Factores críticos El material biológico o los organismos ofensivos tienen que estar presentes en un sistema que sufra un ataque actual. Sin embargo, no todos los sistemas que contengan tales materiales u organismos serán atacados en forma perjudicial. Una presencia biológica (actual o pasada) es virtualmente una certeza en cualquier sistema de agua de enfriamiento, pero no todos los sistemas de agua de enfriamiento son atacados en forma significativa. La presencia de material biológico no es tan crítica al hacer un diagnóstico sobre el ataque con influencia biológica como lo son otros factores. Tienen que darse todas las siguientes condiciones: • El material biológico tiene que estar presente al ocurrir el ataque.

• La morfología de la corrosión debe ser consistente con el ataque biológico. • Los productos de la corrosión y los depósitos deben ser los característicos de una interacción biológica. Identificación Cada forma de corrosión con influencia biológica se puede reconocer mediante el examen de las morfologías del desgaste, la composición y distribución de los productos de corrosión, la composición y distribución de los depósitos, los análisis biológicos y las condiciones ambientales compatibles. Debe hacerse hincapié en que el conjunto de los cinco factores tienen que ser compatibles con el diagnóstico de una corrosión por influencia biológica. La sola presencia de bacterias corrosivas potenciales u otros organismos no es prueba de que la corrosión se relacione con estos organismos. El diagnóstico no se basa en una preponderancia de indicios; se basa en la compatibilidad completa de toda la evidencia. Corrosión activa Comúnmente el ataque activo la causan los microorganismos. Tienen que estar presentes cuatro factores para un diagnóstico de corrosión con influencia microbiológica: 1. La presencia de microorganismos o de sus subproductos 2. Morfologías de corrosión microbiológicamente únicas. 3. Productos y depósitos de corrosión específicos 4. Condiciones ambientales compatibles Cada uno de los factores mencionados es único para bacterias específicas. Sulfatorreductoras: Las sulfatorreductoras activas se encuentran en ambientes anaerobios. Estos ambientes pueden estar sumamente localizados, tal como dentro de un tubérculo o debajo de un depósito manchado. Es difícil percibir una biopelícula delgada y bastante regular en tales microambientes. Las acumulaciones de

productos de corrosión que contengan recuentos de sulfatorreductoras de 104 o más unidades formadoras de colonias por gramo suelen asociarse con desgastes significativos. Si bien las sulfatorreductoras probablemente no estén distribuidas de manera uniforme por toda la masa de depósitos y productos de corrosión (especialmente en los sistemas aireados), son comunes los recuentos similares en grandes cantidades de material tomadas de superficies de acero corroídas. Los conteos en fluidos son casi siempre mucho más bajos, pero cualquier conteo positivo en fluidos suele indicar números grandes de bacterias sésiles viables en alguna parte del sistema. Recientemente se han desarrollado pruebas que no requieren del cultivo de las sulfatorreductoras. Estas pruebas se basan en la detección de ciertos compuestos producidos por las sulfatorreductoras y tienen aplicación (en algunos casos) aun si los organismos productores han muerto recientemente. Los estudios de laboratorio han mostrado una concordancia adecuada entre tales pruebas y los análisis por cultivos vivos cuando están presentes organismos viables. En la tabla 2 se da un análisis microbiológico típico en un sistema perturbado de acero al carbono para agua de servicio. En la tabla 3 se muestra un análisis similar para el condensador principal de cuproníquel de una termoeléctrica que no mostraba ninguna corrosión significativa asociada con sulfatorreductoras. Cuando los conteos biológicos de sulfatorreductoras: en los materiales sólidos raspados de las superficies corroídas son mayores que alrededor de 104, es posible un ataque significativo. Los conteos mayores de 105 son comunes sólo en los sistemas que se encuentran atacados severamente. Los conteos planctónicos (en muestras de agua) suelen ser poco confiables como indicadores de una corrosión activa. Sin embargo, la presencia de cualquier sulfatorreductora en el agua indica concentraciones mucho más altas de estos organismos sobre superficies en algún lugar del sistema.

Morfologías de corrosión Las bacterias sulfatorreductoras muchas veces causan un ataque localizado intenso, figuras 12 a 15. Se forman unas depresiones hemisféricas discontinuas con la mayoría de las aleaciones, incluyendo aceros inoxidables, aluminio, Carpenter 20 y aceros al carbono. Ocurren pocos casos con el titanio. No está bien definido el ataque sobre las aleaciones de cobre.

Figura 12. Tubo de aluminio de un intercambiador de calor picado severamente. Las picaduras se debieron a bacterias sulfatorreductoras debajo de una capa de babazas (2) .

Figura 13. Picadura en la superficie por el lado del agua de un tubo de Carpenter 20 en un intercambiador de calor, causado por las sulfatorreductoras (2).

Figura 14. Picaduras pequeñas en una placa de acero 316. Un área de color claro abarca el grupo de picaduras, marcando unas imágenes fantasmas de montículos de depósitos (2).

Figura 15. Detalle de la figura anterior. Observese los contornos hemisféricos tersos de las picaduras y la tendencia de las picaduras a formar grupos (2). Corrosión por bacterias de aguas provenientes de producción de petroleo Las bacterias presentes en el agua utilizada o proveniente de operaciones de la producción del petróleo pueden causar graves problemas de corrosión o taponamiento en líneas, tanques o en las mismas formaciones del yacimiento, se han identificado tanto bacterias como algas, ver tabla 2 y 3. Hay muchas especies de bacterias pero para propósitos de tratamiento de aguas de campos de petróleo, donde se utilizan sistemas cerrados o abiertos, las bacterias se clasifican de acuerdo a su requerimiento de oxígeno. Las bacterias aeróbicas crecen solamente sí el medio contiene oxígeno molecular, mientras que las anaeróbicas

crecen mejor en un medio ambiente carente de oxígeno. Las anaerobias facultativas viven tanto en ausencia como en presencia de oxígeno. Los microorganismos contribuyen a la corrosión en diferentes formas: algunos actúan como despolarizantes catódicos, mientras otros forman "lama " o crecimientos que cubren una parte del metal, produciendo celdas de concentración de oxígeno. Las bacterias sulfato reductoras pueden producir H2S, el cual es corrosivo. Tablas 2 y 3.

Bacterias sulforreductoras (desulfovibrio) Son las mas importantes y dañinas, desde el punto de vista de corrosión, de las que se encuentran en el agua de los campos de petróleo. Crecen en medios anaeróbicos, pero pueden sobrevivir en aguas oxigenadas, creciendo debajo de depósitos o crecimientos bacterianos donde el oxígeno no pueda penetrar. Las bacterias sulfato reductoras utilizan en su metabolismo hidrógeno atómico para reducir el ión sulfato existente en el agua y producir H2S. El hidrógeno lo obtienen del cátodo de los procesos de corrosión del hierro, causando por lo tanto en las celdas de corrosión una despolarización del cátodo, que incrementa la rata de corrosión. Además, el sulfuro de hidrógeno generado (H2S) en el proceso se combina con el ión ferroso producido en el ánodo para formar sulfuro ferroso FeS de color negro. Ferrobacterias (Gallionella) Pueden causar corrosión en sistemas que manejen agua. Los compuestos ferrosos provenientes de procesos de corrosión se oxidan a hidróxido férrico hidratado, removiendo el oxígeno del agua y causando condiciones anaeróbicas debajo de depósitos. En un segundo mecanismo, las ferrobacterias en áreas de baja concentración de oxígeno, convierten el ión ferroso a ión férrico, el cual se precipita como hidróxido férrico cubriendo las superficies del metal y produciendo celdas de concentración de oxígeno. Formadoras de lama ( Seudomonas, Flavobacteria, Aerobacteria, bacilos) Estos organismos proliferan sobre las superficies y producen grandes masas que impiden la penetración del oxígeno a las superficies metálicas, creando ambientes propicios para las sulforreductoras y celdas de concentración de oxígeno. Biofilm en sistemas de distribución de agua potable El biofilm se forma en las tuberías del sistema de distribución cuando las células se unen a la superficie de la tubería y se multiplican para formar una película o capa

de limo sobre la tubería, al observarse en microscopia electrónica de barrido (SEM) se muestran complejas comunidades de microorganismos sobre la superficie de las tuberías. Se han aislado principalmente bacterias del grupo coliforme, ver tabla 4.

Identificación de problemas microbiológicos La sola presencia de bacterias en el agua no necesariamente significa un problema grave y lo opuesto, un bajo conteo de bacterias tampoco significa necesariamente que no exista un grave problema, puesto que las bacterias pueden estar escondidas debajo de depósitos y solo aparecen cuando la corriente de fluido o un fenómeno mecánico las descubre. Por lo tanto para detectar problemas de corrosión por bacterias se deben tener en cuenta diferentes observaciones y no basarse solamente en los análisis microbiológicos. Estos son de gran ayuda ya que determinan la cantidad y tipo de bacterias existentes en una muestra dada de agua. De allí la importancia del cuidado en la toma de las muestras y que tan representativas son del sistema.

La presencia de sulfuro de hidrogeno en el agua puede indicar la existencia de sulfato reductoras, si el agua a la entrada del sistema estaba libre de H2S. También la presencia de partículas negras de FeS el agua pueden indicar que el H2S se esta produciendo en el sistema. El sulfuro de hidrogeno obtenido del retroflujo de pozos inyectores de agua puede indicar que hay crecimiento de bacterias en el pozo. El examen de productos de corrosión encontrados en equipos, tuberías tanques, etc. es otra de las informaciones básicas para detectar problemas microbiológicos. La corrosión en forma de picado que se encuentra debajo de tubérculos y que da lugar a un producto de corrosión negro, en lugar de uno de color rojizo, puede indicar la presencia de sulfato reductoras. La forma de diferenciar el sulfuro de hierro de la magnetita Fe3O4 (ambos de color negro) se basa en que el FeS no es atraído por un imán, mientras que el FeO si. Otra forma de diferenciarlos es poniendo unas gotas de HCl en el deposito negro. Sí se desprende un olor o sulfuro el deposito es de sulfuro de hierro lo cual es una fuerte evidencia de la existencia de sulfato reductoras. Usando el término de corrosión en el mejor de los sentidos; los microorganismos causan corrosión por: a) Ataque químico de metales, concreto y otros materiales, debido a los subproductos de la vida microbiana, ácidos comunes (v.g. sulfúrico, carbónico u otros ácidos orgánicos), sulfuro de hidrogeno o amoníaco. b) Ataque microbiológico de materiales orgánicos (v. pinturas orgánicas de recubrimiento, conecciones de tubería plásticas y encamisados), algunas materias inorgánicas naturales, (v.g. azufre) o inhibidores. c) También causa la despasivación de superficies metálicas e induce celdas de corrosión. d) Ataca metales por un proceso en el cual los microbios y el metal cooperan entre sí para sostener la reacción de corrosión.

e) El ataque puede ser por combinación de bacterias. Control de microorganismos Existe una amplia variedad de productos químicos usados para controlar el crecimiento de bacterias en el agua. Se pueden clasificar en bactericidas o bacteriostatos de acuerdo a sí matan o retardan el crecimiento de las bacterias. Puede ser inorgánicos, como el cloro, los cromatos y compuestos de mercurio y plata u orgánicos como aminas, clorofenoles, derivados cuaternarios del amoníaco, etc. Las formulaciones propiedad de compañías de productos químicos pueden contener uno o varios de estos compuestos. Algunos bactericidas tienen una función dual en el sistema. Las aminas cuaternarias funcionan tanto como biocidas como inhibidores fílmicos de corrosión. La adición insuficiente de estos químicos para cubrir adecuadamente el sistema puede dejarlo desprotegido contra la corrosión. Los bactericidas no pueden matar las bacterias a menos que entren en contacto con ellas. Esto significa que las bacterias que crezcan debajo de depósitos no serán destruidas a menos que estos sean removidos. Por lo tanto, la operación de limpieza es fundamental antes de iniciar la aplicación de un biocida. Esto incluye limpieza de líneas, retrolavado de pozos y equipos, remoción de depósitos del fondo de tanques, etc. El procedimiento mas fácil de limpieza consiste en utilizar biocidas con propiedades detergentes. La aplicación debe comenzarse a dosis bajas e incrementarse a medida que el sistema se limpia hasta llegar a la dosis de mantenimiento. Esto se hace para evitar taponamientos por el desprendimiento de grandes cantidades de depósitos. También pueden aplicarse junto con el biocida productos que aumentan su penetración en los depósitos. Los biocidas pueden aplicarse en forma continua o por choques de acuerdo con las necesidades. Medidas Preventivas -Analizar con exactitud posibilidades de contaminación.

-Proveer para controlar el medio químico. -Inhibir o proveer adición de germicidas. -Propiciar ambiente no agresivo o asegurar la remoción controlada de nutrientes de microbios. -Seleccionar materiales de resistencia adecuada -Seleccionar materiales de recubrimiento. -Usar la protección catódica. -Preveer accesibilidad para limpieza frecuente. Bibliografía 1. Sthandard Methods for examinations of water and wastewater. 19TH edition. 1995. 2. Guia NALCO. pág 120-150. 3.Curso Básico de Corrosión Industrial. Sociedad Colombiana de Ingeniería Química. Capítulo Cundinamarca, Bogotá, pag 51, 131-137. 4. Seminar Publication: Growth in Drinking Water Distribution Systems. Office of Research and Development. Washinton, EPA, pags 55, Junio 1992. 5. Madigan, Martinko and Parker, Biology of Microorganisms, Eighth Edition by Southern Illinois University, Carbondale Sterilization, Cap XI, 1999.