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Andrés Chowanczak

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CORROSIÓN EN LAS INSTALACIONES CONTRA INCENDIOS

La corrosión es el proceso de deterioro de un metal donde una zona se reduce y otra se oxida. Con el correr del tiempo el avance de la corrosión puede llegar a inutilizar una instalación. Es por ello que resulta de vital importancia conocer su velocidad de avance a fin de lograr evitarla o al menos disminuirla. La corrosión se puede clasificar: 17.1 Según el medio: (importante cuando se estudian los mecanismos de ataque y protección).

• Corrosión química (en medio no iónico) • Corrosión electroquímica (en medio iónico) • Corrosión microbiológica (en presencia de microorganismos, o de productos de

su metabolismo normal).

17.2 Según la morfología: (clasificación útil para evaluar los daños) • Corrosión uniforme: el ataque se extiende sobre toda la superficie

homogéneamente, un ataque de este tipo permite calcular la vida útil de la instalación en forma sencilla.

• Corrosión por picado también denominada “pitting”: cuando la corrosión se circunscribe a zonas muy pequeñas, puede avanzar en profundidad y los orificios suelen taparse con los mismos productos de la corrosión. En estos casos es difícil notar la falla y esta puede perforar la pared y provocar un accidente. La corrosión por picado puede presentarse en piezas protegidas por pasivación. Si la capa de óxido protector se rompe, se produce un sitio anódico de pequeña área que se corroe en profundidad. Esto ocurre especialmente en presencia de ácidos reductores como el HCL que dificultan la reposición de la capa de óxido.

• Corrosión en placas: el ataque se extiende en algunas zonas, pero en éstas se presenta en forma uniforme.

Diseño de Instalaciones Contra Incendio

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• Corrosión ínter granular: este tipo de corrosión se presenta como una franja estrecha de ataque que se propaga a lo largo de los límites de los granos y se da en los aceros inoxidables. Se produce cuando se calienta una pieza de acero inoxidable con alto contenido de cromo (Cr) a una temperatura entre 600 y 800°C. A dicha temperatura precipitan los carburos de cromo y lo hacen preferentemente en los bordes de los granos. Cuando esto sucede disminuye la concentración de cromo disuelto en las proximidades de los bordes de los granos. Si disminuye por debajo del 12 %, el acero se vuelve oxidable, de este modo, en los bordes de los granos hay acero común, que se hace anódico respecto al acero inoxidable del resto de la superficie metálica y se corroe. Par eliminar la corrosión intergranular se calienta la pieza hasta redisolver los granos de cromo y se templa. El fenómeno de corrosión intergranular se suele dar en la soldadura de los aceros inoxidables, se lo suele evitar agregando al acero estabilizadores de carburos como el Niobio (Nb), (anteriormente llamado Columbio Cb).

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• Corrosión por tensión: los materiales metálicos pueden fisurarse por acción combinada de corrosión y tensión. Se produce principalmente en las soldaduras y en los trabajos de deformación en frío. El proceso suele tener comienzo en los “pits” o sitios de corrosión localizada, como fisuras intergranulares o por entalla o grietas o cualquier sitio de nivel energético mas alto que el resto del material y por lo tanto susceptible de corroerse. Se evita o reduce este proceso con un alivio de tensiones aplicado al material antes de exponerlo al medio, con un adecuado diseño para evitar grietas, ángulos o entallas de todo tipo, o bajando la corrosividad del medio con el agregado de inhibidores de corrosión.

• Corrosión por fatiga: en caso de intervenir tensiones alternadas, el proceso de corrosión por tensión, se denomina corrosión bajo fatiga.

• Corrosión bajo erosión: ocurre cuando existe un movimiento relativo entre el metal y el medio corrosivo, el ataque confiere a la superficie del material un aspecto característico de hendiduras paralelas. Este proceso se denomina corrosión por erosión. Es frecuente en piezas de bombas centrífugas y válvulas. Se produce sobre todo en los metales blandos y en aquellos que se encuentran pasivados por una película de óxido. Son determinantes en este proceso los sólidos en suspensión y la velocidad de circulación del fluido sobre la superficie del metal en cuestión. El mismo se evita con la elección del material apropiado y con el diseño adecuado del equipo, por ejemplo: aumentando los diámetros de las cañerías y accesorios y aumentando el ángulo de los codos.

• Corrosión por cavitación: este tipo de corrosión se produce por la formación y ruptura (implosión), de burbujas de vapor provenientes del líquido en contacto con el metal. Este fenómeno se da frecuentemente en la succión de una bomba. La ruptura de las burbujas deteriora la película protectora de los metales pasivados y da origen a una corrosión localizada que con el tiempo progresa en profundidad.

• Corrosión selectiva: sucede cuando a consecuencia del proceso de corrosión se elimina uno de los componentes químicos de una aleación metálica. Los más comunes son la descinficación y la gratifización.

• Descinficación: es un proceso de corrosión selectiva que se da en el latón (aleación de Sn-Zn, estaño-zinc), que en determinados medios corrosivos, como por ejemplo del agua de mar pierden parte de su contenido de zinc.

• Grafitización: es también un proceso de corrosión selectiva pero que se da en las cañerías de fundición gris. El caño conserva su forma y el aspecto de la fundición con su superficie corroída, pero en su interior pierde sus propiedades metálicas.

17.3 Corrosión química: la corrosión química se debe a la reacción entre el metal y el agente corrosivo en contacto directo. Es una reacción de oxidación – reducción en la que no hay corrientes eléctricas que recorran el metal.

4Fe (sólido) + 3 O2 (gaseoso) = 2Fe2O3 (sólido)

Una chapa de hierro sometida a alta temperatura en aire seco se oxida rápidamente en forma similar a una combustión.


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Este tipo de corrosión no es importante a temperatura ambiente. 17.4 Corrosión electroquímica: la corrosión electroquímica implica la circulación de iones en el medio agresivo y simultáneamente, de electrones libres en el metal agredido. Este tipo de corrosión es una reacción redox, como la que ocurre en las pilas electro químicas y en la electrólisis, en la que las áreas de oxidación-reducción no necesitan estar en contacto directo. Este tipo de reacción puede ocurrir por:

• par galvánico: se debe a la diferencia de potencial entre dos materiales diferentes que están en contacto, por ejemplo un tornillo de bronce inserto en una chapa de zinc. En las áreas anódicas ocurren las reacciones de oxidación y en las catódicas, las de reducción. La corrosión del hierro puede interpretarse como un proceso redox iónico.

• En las áreas anódicas el hierro pierde electrones: • Fe (sólido) = Fe 2++ 2 electrones (1) • Los iones hierro (II) se hidratan: • Fe2+ + n H2O = ( Fe (H2O)n)2+ (acuoso) (2) • Los electrones fluyen por el interior del metal hacia las áreas catódicas

y producen una reacción según el pH del medio y del grado de areación.

• A pH menor de 4,3 (medio relativamente ácido) y sin la presencia de oxígeno, la reacción catódica es la reducción del ión hidrógeno:

• 2 H+ + 2 electrones = H2 (gaseoso) (3) • En medios agresivos con pH mayor de 4,3 en presencia de oxígeno en

las áreas catódicas, el oxígeno es el que se reducirá con formación de iones hidróxido:

• O2 (gaseoso) + 2 H2O + 4 electrones = 4 OH- (4) • A pH menor de 4,3 y con buena aireación: • 4 H+ + O2 gaseoso) + 4 electrones = 2H2O (líquida) (5) • Los iones hierro (II) e hidróxido, generados en diferentes puntos de la

superficie de contacto metal-solución acuosa, se desplazarán en el medio líquido y en las zonas en que ambos se encuentran, formarán óxido hidratado (hidróxido de hierro (II)). Que se depositará en la superficie húmeda.

• Fe2+ + 2 OH- = Fe (OH)2 (6)

• El oxígeno interviene en la corrosión del hierro, excepto cuando el medio es tan ácido que permite la formación de hidrógeno gaseoso y, su desprendimiento en el cátodo. La corrosión se produce en las áreas en que el acceso de oxígeno es más limitado. La presencia de dióxido de carbono (C02) en el aire forma carbonatos ferrosos (FeCO3) y carbonatos férricos Fe2(CO3)3. En una oxidación posterior ajena al proceso de corrosión, la presencia de CO2 en el aire forma carbonatos ferrosos FeCO3 y carbonatos

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férricos Fe2(CO3)3. El depósito o mancha de hidróxidos y carbonatos se denomina herrumbre . En una oxidación posterior ajena al proceso de corrosión ocurre la reacción (7)

• 4Fe(OH)2 + O2 + 2 H2O= 4Fe(OH)3 (7) • Según los aniones presentes, los compuestos así formados serán más o

menos solubles en agua, y la evolución del ataque corrosivo dependerá en gran medida de la mencionada solubilidad; esto dependerá de que la capa formada sea floja y porosa o bien adherente y protectora. En general, iones como el cloruro (Cl-) originan productos inmediatos y fácilmente solubles, que tienden a penetrar en la película superficial sólida o impedir su formación, los iones hidróxido (OH-) pueden formar películas protectoras en algunos casos y los iones cromato (Cro4)

3- y fosfato (Po4)3- son aún mejores formadores de películas

protectoras. Cuando el hierro está expuesto a la humedad y al oxígeno atmosférico forma hidróxidos con poca capacidad protectora, incapaces de evitar la corrosión de las capas metálicas subyacentes. La capa de herrumbre no logra aislar al metal de la película de humedad y por otra parte, limita el acceso de oxígeno a la zona atacada con lo cual se vuelve más anódica. En cambio el aluminio; zinc, cromo forman películas de óxido que resultan realmente protectoras.

• Por in homogeneidades: originadas por alteraciones de la estructura cristalina

del metal debido a la presencia de impurezas de otros elementos o por tensiones acumuladas por la historia previa del material (trabajo en frío, accidentes; etc.) Las diferencias de potencial propias de la estructura de distintas áreas de la superficie (micro electrodos) convierten al cuerpo metálico, juntamente con el medio agresivo, en un gran conjunto de micro pilas electroquímicas.

• Lo podemos ver por ejemplo en un clavo que fue martillado en su cabeza y se encuentra a la intemperie, la zona que primero se va a oxidar es la cabeza debido a la diferencia de potencial que se formó por la acumulación de tensiones. Si doblamos otro clavo y lo exponemos a un medio agresivo podremos observar que el mismo se oxida primero en el lugar donde fue doblado.

• Por aireación diferencial: Las áreas con mayor presencia de O2 se convierten en cátodos (ver ecuación (4 y 5)) y las menos oxigenadas en ánodos (ver ecuación (1)). Por ejemplo la zona más propensa a oxidarse en un tanque metálico es la línea donde llega el nivel de agua. Esto también se puede dar en una cañería enterrada en zonas donde atraviesa terrenos de distinta porosidad o que en un determinado punto cruza un río.

• Por corrientes inducidas o vagabundas: cuando el sistema metálico, aún siendo absolutamente homogéneo, está enterrado en una zona donde hay diferencias de potencial que generan la circulación de corrientes vagabundas se produce una corrosión electrolítica. Ejemplo de este caso puede ser una cañería en una zona cercana a vías férreas.


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Velocidad de corrosión: la corrosión es un fenómeno inevitable en las condiciones termodinámicas de nuestro planeta. A los fines de seleccionar los materiales de los equipos y su diseño, calcular costos de mantenimiento y amortizaciones es fundamental conocer la velocidad de corrosión y por ende los métodos de protección.

La velocidad de corrosión se puede expresar básicamente de 2 maneras diferentes:

• Masa de metal corroído por unidad de superficie y de tiempo.

Masa /(superficie expuesta x tiempo) = g/(mm de espesor x año)

• Masa de metal corroído por unidad de tiempo.

Masa /tiempo = g/año

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Ejemplo de cálculo:

Un caño de acero denominación IRAM 100 (4”) de 2 metros de largo y espesor 3,60 mm que conduce agua de mar y se encuentra sumergido en esa ha sufrido una pérdida promedio de 1 mm por cara al cabo de 1 año de exposición. Calcular la masa de hierro pedida por corrosión y la intensidad de la corriente de corrosión. Datos: Densidad de hierro: 7,86 g/cm3 Masa atómica: 56 g Superficie del caño: Diámetro 114,3 mm = 11,43cm Perímetro: π * diámetro = 3,14 * 11,43 = 36cm Superficie: 2 * L * Perímetro = 2 * 36 * 200 = 14.400cm2

L: Largo Volumen: superficie * espesor = 14.400 * 0,1 = 1.440 cm3

Masa: densidad * superficie * espesor = 7,86 * 14.400 * 0,1 = 11.318g Masa: 11.520g

I: cantidad de corriente/tiempo Tiempo: 1 año = 3.153.6000 seg Fe (sólido) = Fe 2++ 2 electrones 56/2 = 28g/eq 28g-------------------96.500 coulombios 11.318 --------------X = 39.006.679

I = Q/T = 39.006.679/31.536.000 = 1;23 A

Q: Coulombios

17.5 Polarización: el hecho de estar en contacto dos sustancias metálicas diferentes, por

ejemplo zinc y cobre ó, 2 zonas de diferente potencial eléctrico de un mismo cuerpo

metálico aparentemente homogéneo, no genera por sí mismo una corriente eléctrica. El

movimiento de electrones solo ocurre si la pila se completa poniendo el sistema metálico en

contacto con un electrolito, es decir exponiéndolo a lo que ha de ser el agente de corrosión

electroquímica. La diferencia de potenciales de electrodo existente antes de iniciarse el

proceso de corrosión, llamados también potenciales de equilibrio o de circuito abierto, tiende

rápidamente a cero a partir del momento en que la pila queda constituida, la diferencia

preexistente o inicial de los potenciales de electrodo Eo,c – Eoa es la que corresponde a la pila

sin circulación de corriente (intensidad igual a cero) y representa el máximo valor posible de

:

Ec - Ea


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Una vez constituida la pila (cerrado el circuito) comienza a circular la corriente y,

simultáneamente, comienzan a actuar resistencias del circuito que se oponen a tal

circulación:

• la resistencia eléctrica propia del electrolito en su estado inicial (resistencia interna

de la pila ).

• la resistencia eléctrica propia del sistema metálico (resistencia externa de la pila).

• resistencias llamados de polarización, debidos a cambios que, como consecuencia

del proceso electroquímico, se producen en las zonas cercanas a los electrodos

(modificaciones en la composición del electrolito, depósitos sólidos o gaseosos, etc).

Generalmente, las resistencias a y b son de pequeña magnitud en comparación con los

efectos de polarización.

Las causas de polarización son las siguientes

17.6 Concentración iónica: en los electrodos de una pila en funcionamiento pasan

sustancias a iones o viceversa. A menos que la intensidad de la corriente sea prácticamente

nula, ocurre un aumento local en la concentración de cationes en las cercanías del ánodo y

una disminución local en la concentración de cationes en la región catódica, puesto que la

difusión de iones en un medio líquido es lenta y no logra en cada momento homogeneizar la

composición del electrolito cuando la intensidad de corriente es apreciable. Esta es una

contribución a la polarización:, un enriquecimiento local de cationes en inmediaciones del

ánodo, establece una fuerza contraelectromotriz interna en el electrolito con el efecto de

que el potencial de reducción en el ánodo aumenta. En forma similar, el empobrecimiento

local de cationes en las inmediaciones del cátodo hace que su potencial de reducción

disminuya. Este fenómeno es conocido como polarización de concentración.

17.7 Películas de superficie: cuando anteriormente se mencionó la resistencia propia del

sistema metálico, se aludió al sistema con “superficie limpia”, es decir, libre de cualquier

película de carácter no metálico que podría constituir una resistencia eléctrica adicional,

generalmente elevada.

Tales películas superficiales pueden estar presentes desde antes que el metal y medio se

pongan en contacto. También pueden formarse posteriormente como productos de las

reacciones de corrosión.

Las sustancias que la constituyen pueden ser sólidas (por ejemplo un producto anódico

insoluble, digamos un óxido) o gaseosas (por ejemplo películas ó aun burbujas de hidrógeno

ó de oxígeno).

Estas películas tienen el efecto de impedir o disminuir la difusión de iones, como también la

de las sustancias sin carga que toman parte en la reacción de corrosión (por ejemplo la

llegada de gas oxígeno o el desprendimiento de hidrógeno).

En esta forma, por aumento de la resistencia del circuito, las películas de superficie reducen

la intensidad de la corriente de corrosión.

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Las películas de superficie que más frecuentemente se forman son las del óxido del

respectivo metal anódico. Cuando estas películas son adherentes y no porosas, las áreas

anódicas correspondientes adquieren un mayor potencial de reducción, dado que el óxido es

siempre “más noble “que el mismo metal. Si el electrodo se recubre completamente por una

película de este tipo, la corrosión ya no puede producirse y entonces se dice que el metal

está pasivado.

Las causas de polarización actúan en general simultáneamente y la contribución individual

de cada una de ellas no es siempre fácil de estimar.

Como se mencionó anteriormente, puesto en contacto el metal con el medio agresivo y una

vez comenzando el proceso de corrosión, el potencial de reducción del área anódica Ea

aumenta y el del área catódica Ec disminuye hasta que ambos potenciales se igualan en un

valor E lim, llamado potencial de reposo. En estas condiciones la diferencia, Ec - Ea

entre los cátodos y ánodos locales se reduce a cero debido a la polarización causada por una

corriente de intensidad I lim, llamada intensidad límite o corriente de corrosión.

En los casos más sencillos, la interdependencia entre el potencial de cada electrodo con la

intensidad de la corriente se puede expresar mediante las siguientes ecuaciones lineales:

Ec= Eo,c – PcI

Ea= Eo,a + PaI

Donde

I: intensidad de corriente

Ec: potencial del cátodo cuando la intensidad es I

Ea: potencial del ánodo cuando la intensidad es I

Eo,c: potencial del cátodo cuando no circula corriente

Eo,a: potencial del ánodo cuando no circula corriente

Pc = (Eo,c – Ec)/I: Disminución del potencial catódico por aumento de la intensidad I; Pc es la

medida de la polarización catódica.

Pa= (Ea + Eo,a)/I: Aumento del potencial anódico por aumento de la intensidad I; Pa es la

medida de la polarización anódica.

Ahora bien, la polarización catódica como también la anódica pueden modificarse al cambiar

las condiciones en las cercanías de las respectivas áreas. Si la magnitud de la polarización

catódica (representada por Pc ) aumenta sin que la polarización anódica (Pa )cambie, la

corriente de corrosión Ilim quedará reducida a un valor menor y el potencial de reposo

quedará igualmente disminuido. Cuando aumenta la polarización anódica, sin que se

modifique Pc, el potencial de reposo aumentará (será mas catódico que antes), resultando

también aquí disminuida la velocidad de corrosión Ilim respecto de la original. Cuando ambas

polarizaciones se aumentan simultáneamente, la corriente de corrosión se reduce aun más.

Los valores absolutos de las pendientes Pc y Pa de las curvas de polarización, que

determinan el potencial de reposo y la intensidad de la corriente de corrosión dependen del

sistema metal-medio agresivo (1). Si la polarización anódica es relativamente pequeña (Pa es mucho menor que Pc ) se dice que el sistema está bajo control catódico, puesto


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que la corriente de corrosión sólo podrá reducirse significativamente alterando las condiciones del cátodo de modo que aumente el valor absoluto de la pendiente de la curva de Evans.

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De modo similar se pueden interpretar situaciones de control anódico y de control mixto.

Evidentemente es importante conocer cual es la condición que prevalece, pues sólo así

podrán adoptarse las medidas correctas para reducir la intensidad de la corriente de

corrosión y, correspondientemente, la velocidad de corrosión (2).

Diagramas de Porbuax: en estos diagramas que relacionan potencial de reposo y pH, se pueden encontrar, conocidas otras condiciones de trabajo como la temperatura y composición del medio, orientaciones que permiten predecir el tipo de sistemas de protección electroquímica que se pueden adoptar. 17.8 Corrosión Microbiológica: La corrosión microbiana es un tipo de corrosión

electroquímica donde se desarrolla un proceso metabólico bacteriano que

origina o acelera la destrucción de los metales. Sin embargo hay que tener en

cuenta que la corrosión inducida microbiologicamente no involucra

estrictamente una nueva forma de corrosión, puesto que los procesos de fondo

son de naturaleza físico química pero se ven ampliados por la actividad de los

microorganismos.

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Los microorganismos influyen sobre los procesos de corrosión a través de mecanismos que les permiten adquirir la energía necesaria para las actividades vitales. Esta energía puede adquirirse principalmente a través de 2 medios:

• Respiración aerobia: consiste en la eliminación progresiva de hidrógeno de los sustratos orgánicos en presencia de aire. El hidrógeno es oxidado por el oxígeno del aire.

• Respiración anaerobia: el sustrato orgánico es también oxidado por eliminación de hidrógeno en ausencia de aire. El hidrógeno reduce los compuestos inorgánicos.

Los microorganismos no pueden desarrollarse más que en determinadas condiciones de pH. Para cada grupo microbiano existen pH límites y un pH óptimo. En general, los medios neutros convienen a las bacterias heterótrofas que pueblan los medios naturales. Los límites de crecimiento de estas bacterias oscilan entre los pH de 5,5 a 8,5 ó 9. Ciertas especies, como el Thiobacillus, se cultivan a pH muy bajos, de entre 1,8 y 2.

17.8.1 Corrosión aeróbica: La colonización bacteriana y la formación de biopelículas que sucede en condiciones aeróbicas, favorece la formación de micropilas de concentración y de aeración diferencial debido al consumo de oxígeno provocado por la población microbiana o la película generada por la misma. La concentración de oxígeno bajo estas condiciones disminuye y comienza la corrosión localizada. En presencia de bacterias oxidantes de metales como por ejemplo la Gallionella, se forman tubérculos que favorecen la acumulación de otros aniones agresivos como cloruros. Como estos microorganismos tienen la capacidad de oxidar compuestos solubles de hierro y manganeso, es común la precipitación de cloruros férricos y mangánicos.

La tuberculización es uno de los signos más característicos de bioensuciamiento y corrosión bacteriana en cañerías. Los tubérculos y sus áreas subyacentes constituyen ambientes heterogéneos en los cuales la incrustación química y biológica aparecen junto a los fenómenos de corrosión presentando interrelaciones complejas. Inicialmente los tubérculos son blandos y porosos pero evolucionan con la edad a una estructura más dura, con aspecto de costras cristalinas de hierro. Las tuberculizaciones se comportan de manera semejante a las biopelículas pues proveen de un ambiente adecuado a las bacterias anaeróbicas, por ejemplo a las Bacterias Reductoras de Sulfatos, estas estimulan el proceso corrosivo por eliminación de un metabolito agresivo, el sulfuro de hidrógeno (SH2 gaseoso) que al diluirse en agua forman ácido sulfhídrico (SH2 acuoso). La más conocida es la Gallionella. La clásica reacción de su metabolismo es la siguiente:

4 Fe (HCO3)2 (Soluble)+ 2 H2O (líquida)+ O2 (gaseoso)→ 4 Fe (OH)3 (sólido)+ 8 CO2 (gaseoso) + energía


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La superficie de las incrustaciones y la del metal que está debajo de las mismas están sometidas a diferencias de concentración de O2 lo que da lugar a micro pilas de aireación diferencial que generan picaduras.

17.8.2 Corrosión anaeróbica: la corrosión anaeróbica es el mecanismo de corrosión más asociado a la actividad bacteriana. La capa interna de la bio película es un sitio o microambiente anaeróbico y por lo tanto un hábitat adecuado para las bacterias reductoras de sulfato, estas tienen la capacidad de utilizar sulfatos u otros compuestos del azufre como aceptores finales de electrones y producir sulfuro de hidrógeno como producto metabólico.

Hay otros microorganismos anaeróbicos que pueden utilizar hidrógeno y algunos son capaces de producir sulfuros a partir de sulfito o tiosulfatos. Los mecanismos que involucran a las Bacterias Reductoras de Sulfatos son muy complejos, y no están del todo dilucidados.

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17.8.3 Técnicas de verificación de oxidación bacteriana: la diferencia obvia entre la corrosión e incrustación bacteriana con otros tipos de corrosión se manifiesta con la presencia de bacterias involucradas en estos fenómenos.

Los grupos bacterianos que suelen estudiarse desde el punto de vista cuali-cuantitativo son los siguientes:

• Bacterias aeróbias totales (BAT). • Bacterias precipitantes, no oxidantes, del hierro (BPNM). • Bacterias reductoras de sulfatos (BRS). • Bacterias precipitantes y oxidantes del hierro (BPOM).

Se extraen muestras y se introducen en un caldo de cultivo.

Las muestras puede ser liquidas o sólidas.

17.8.4 Preservación de muestras bacteriológicas: al tomar una muestra se debe tomar en cuenta las siguientes consideraciones:

Anotar:

• Hora • Fecha • Ubicación • Desinfectante residual • Temperatura • El modo en que se tomó la muestra

Transporte: las muestras bacteriológicas se deben guardar en frascos estériles cuyo volumen no debe ser inferior a 125 cm3. Los frascos estériles que contienen las muestras se deben colocar inmediatamente en un recipiente aislado con algún tipo de refrigerante, por ejemplo gel agar, además el recipiente no debe permitir el paso de la luz. Si se utiliza hielo como refrigerante es muy importante evitar que este al derretirse entre en contacto con la muestra y la contamine (no hay que olvidar que el hielo no es estéril). Al llegar al laboratorio, se deben introducir inmediatamente en una heladera a 4°C. Si no se dispone de refrigerante, el frasco estéril con la muestra se debe ubicar en el lugar más frío disponible, alejado de la luz solar directa. Estas condiciones se deben anotar en la hoja de información de la muestra con los detalles sobre la hora y la temperatura de almacenamiento. Si este tipo de muestra no se puede analizar dentro de las 8 horas después de la obtención, los resultados se deben considerar no válidos y se deberá obtener otra muestra para su análisis. El tiempo máximo de espera para muestras bacteriológicas de agua potable es de 30 horas. Toda muestra obtenida y almacenada apropiadamente que se analice después de este lapso se debe considerar no válida.


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Si la muestra es sólida se la debe procesar de la siguiente manera: Para desprenderla de la superficie se utiliza una espátula pequeña la cual fue anteriormente flameada con alcohol medicinal, evitando tocar con los dedos el material recogido. Es importante obtener fotografías de la instalación ya que el aspecto de los tubérculos y algunos signos de deterioro pueden orientar respecto al origen biológico de la corrosión. 17.8.5 Forma de descartar los caldos de cultivo: Para descartar los caldos de manera ambientalmente segura los mismos deberán ser sometidos a esterilización por autoclave a 121ºC durante 30 minutos. 17.8.6 Análisis cualitativos: generalmente, las BRS y las BPNM suelen encontrase en

menos cantidad que las bacterias aerobias heterotróficas (BAT) por lo que suele aconsejarse

efectuar análisis cualitativos para demostrar su presencia o ausencia.

En este caso se utilizan frascos de 20-25 ml de capacidad que contienen 10 ml del medio de

cultivo apropiado.

Una vez rotulados convenientemente se extrae una muestra de agua con jeringa descartable

estéril de 10 ml de capacidad, se eliminan las burbujas de aire que pudieran quedar y se

inoculan los frascos empleando, en este caso la misma jeringa.

Los medios de cultivo a utilizarse son el medio C de Postgate para las BRS y el citrato de

hierro amoniacal para las BPNM.

Una vez inoculados los frascos, se llevan a estufa de cultivo a 35ºC durante 5 días teniendo,

efectuando lecturas diarias para observar los que manifiestan desarrollo positivo.

El tiempo de lectura se ajustará dentro de este período de 5 días teniendo en cuenta aquel a

partir del cual no se observan modificaciones posteriores en el caldo de cultivo (3).

17.8.7 Expresión de resultados: en el caso de los análisis cualitativos los resultados se expresan como: + = presencia - = ausencia Como observación puede anotarse el período de tiempo transcurrido entre la inoculación y la aparición de signos positivos en los frascos (por ejemplo: + 8 días) ya que tiempos menos indican mayor cantidad o actividad de las bacterias en la muestra original.

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17.8.8 Análisis cualitativos para BPOM: este grupo bacteriano presenta dificultades

para ser detectado mediante el uso de medios de cultivo. Por lo tanto, se utiliza una técnica

que aprovecha la facultad que tienen estas bacterias de adherirse a superficies sólidas.

Se prepara un frasco de boca ancha, de tapa esmerilada Pirex de 250 ml de capacidad.

En su interior se coloca un portaobjetos perfectamente lavado, enjuagado y seco y se

esteriliza el conjunto en autoclave a 121 °C durante 30 minutos.

En el momento de obtener la muestra, se destapa y se introduce el agua evitando

tocar la boca y la tapa del frasco con las manos, para evitar su contaminación y se

recoge un volumen de agua que llene las 2/3 partes del volumen del frasco tapando

inmediatamente el mismo.

Se rotula y se deja a temperatura ambiente durante 3-4 semanas.Transcurrido este tiempo,

se extrae el portaobjetos, se lo seca y fija a la llama y se tiñe con una solución de cristal

violeta al 0,1 % durante 3 minutos. Se lava el colorante y se seca a calor suave,

examinándose con microscopio óptico (4) y se observa a través de la gota de aceite. 17.8.9 Expresión de resultados: en el caso de presencia de BPOM se observarán filamentos característicos en el caso de Sphaerotilus-Lephtotrix o pedúnculos

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retorcidos en formas de trenzas típicos de Gallionela así como otras formas filamentosas características de otros géneros. Después de recorrer varios campos ópticos y de acuerdo a la densidad de formas filamentosas obtenidas puede informarse como: escasos, abundantes o regular cantidad de formas filamentosas. El reconocimiento de los filamentos requiere un entrenamiento previo del observador para poder distinguir las diferencias morfológicas que indiquen frente a que grupo se está. 17.8.10 Análisis de tubérculos: con una espátula flameada en alcohol medicinal se

retiran 10-20 gramos del material ferroso húmedo y se deposita en un mortero previamente

esterilizado. Se agrega la cantidad necesaria de agua destilada estéril necesaria para lograr

una suspensión y se muele el material con el pilón de mortero. De esta suspensión se toman 10 ml con una jeringa descartable estéril con aguja 40 x 8 y se

inoculan en los frascos que contienen los medios ya descriptos para BRS y BPNM (4). La temperatura y tiempo de incubación así como la expresión de resultados es igual que para los análisis cualitativos de muestras de agua.


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17.8.11 Análisis cuantitativos: Técnica de recuento de bacterias por el método de dilución por extinción: Se utiliza la técnica de dilución por extinción que consiste en inocular una serie de frascos

tipo antibiótico que contienen 9 ml del medio de cultivo de composición acorde al grupo

bacteriano que se quiera cuantificar.

Se obtiene 1 ml de la muestra usando una jeringa descartable, estéril, de 1 ó 2 ml de

capacidad.

Se inocula el primer frasco, sin retirar la aguja del mismo, se invierte y se retira 1 ml,

el cual luego se inocula en el segundo frasco.

Con una nueva jeringa, se retira 1 ml del frasco 2, previamente agitado, y se inocula el frasco

3 y así sucesivamente, utilizando siempre una nueva jeringa para cada frasco.

Si no existe información previa sobre la cantidad de bacterias/ml de muestra es

habitual sembrar 6 frascos.

La manifestación de crecimiento bacteriano es la turbidez del medio de cultivo que

se observa comparando con un frasco sin inocular y por transparencia (el medio puede virar

al amarillo o rojizo-amarillento).

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Una vez inoculados, los frascos rotulados convenientemente, se llevan a estufa de cultivo a

35°C durante 5 días, efectuando lecturas diarias para observar los que manifiestan

desarrollo positivo.

El tiempo de lectura se ajustará dentro de este período de 5 días teniendo en cuenta

aquel a partir del cual no se observan modificaciones posteriores en el caldo de cultivo (6).

17.8.12 Caldos de cultivo utilizados: para cuantificar bacterias aerobias, heterotróficas, mesófilas, viables (BAT) se utiliza el caldo de cultivo rojo de fenol glucosa modificado diluido 1:2.

Para BRS se utiliza el medio de cultivo que responde a la formula del medio C de Postgate modificado.

Ya rotulados e identificados, se llevan a estufa de cultivo a 35°C y se incuban durante 21 días como máximo efectuando lecturas diarias.

Si la cantidad de BRS en la muestra es grande la positividad puede manifestarse antes, a veces hasta en 48 horas.

Un frasco positivo es aquel que presenta un ennegrecimiento del mismo que puede observarse como un precipitado negro (SFe) o como un espejado en las paredes del frasco.

Para BPNM se utiliza el caldo citrato de hierro amoniacal, de aspecto amarillento-verdoso. Ya rotulados e inoculados se incuban a 35°C durante 21 días con observaciones diarias.

La presencia de este grupo de bacteriano se manifiesta por la aparición de un precipitado color ocre y un sobrenadante incoloro y turbio. Expresión de resultados:

Empleando la técnica de dilución por extinción los resultados se expresan como bacterias/ml.

Por ejemplo: si los frascos presentan signos positivos hasta el 4 el resultado se expresa como 1.000-10.000 bact/ml o también 103-104 bact/ml. 17.8.13 Diferentes tipos de caldos de cultivos preparados:


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17.9 Procedimientos de protección contra la oxidación: las instalaciones contra incendios están construidas, principalmente con hierro. Por esta razón se enfatizará en este capítulo la corrosión del hierro y sus métodos de protección. Una forma de autoprotegerse de la corrosión que tienen los sistemas metálicos es la de recubrirse con una copa de óxido o de sal del metal en cuestión. Las condiciones que deben tener las capas protectoras son las de ser:

• continuas • adheridas firmemente al metal • poder reconstituirse rápidamente por si mismas en caso de saltarse o

fracturarse • y que la sustancia de la capa protectora (óxido, sal, etc.) ocupe el mismo

volumen que el del metal que la origina. Estas condiciones no se dan en todos los metales, como por ejemplo los aceros al

carbono expuestos a condiciones agresivas, aire húmedo, sales, etc., se corroen velozmente, lo que obliga al uso de sistemas de protección.

La corrosión del hierro ocurre en las regiones del diagrama de Poubaix que corresponden a la formación de los iones Ferroso (Fe2+), Férrico (Fe3+), y Ferrato II (HFCO2-).Hay pasivación en las regiones donde se forman los óxidos Férrico (Fe2O3) y Magnético (FO3O4). Finalmente, existe una región llamada de inmunidad donde el hierro no se puede oxidar aunque no esté recubierto por capa protectora alguna.

17.9.1 Tipos de protección:

• Protección catódica • Protección anódica • Aplicación de capas de metales • Aplicación de pinturas.

17.9.2 Protección catódica: Consiste en llevar el hierro de la zona superior de corrosión (Fe2+ ó Fe3+)a la de inmunidad (Fe0). Para ello hay que disminuir el potencial de reposo, para lo cual habrá que aumentar la polarización catódica.

La protección catódica se puede lograr conectando eléctricamente la pieza a proteger, a otro metal de mayor potencial de oxidación (o lo que es lo mismo de menor potencial de reducción) o sea menos noble. Ejemplos de este método son: conectar ánodos de sacrificio a una cañería enterrada ánodos de sacrificio, por ejemplo de magnesio y otro lo es también lo es la barra de magnesio que se encuentra en un termotanque o las barras de este material que se utilizan para proteger las planchas de acero de un buque.

Otra forma de protección es conectar al hierro, en forma permanente, al polo negativo de una fuente de corriente continua regulada, este método se denomina: corrientes impresas. Tiene el riesgo de crear corrientes inducidas o vagabundas que afecten corrosivamente a otros sistemas metálicos no protegidos.


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17.9.3 Protección anódica: la protección anódica se logra con la formación de capas pasivantes de silicato, cromato o fosfato de hierro. Esto se puede logra adicionando por ejemplo cromato de sodio al agua que circula en las cañerías.

17.9.4 Aplicación de capas de metales

• Zinc sobre hierro (galvanizado): El recubrimiento con zinc se puede lograr

ya sea por inmersión en caliente o por deposición electrolítica. El zincado es un medio de protección muy efectivo puesto que este material tiene un mayor potencial de oxidación que el hierro, en caso de desprendimiento lo que se va a oxidar es el zinc antes y no el hierro, además la capa de óxido de zinc es adherente y protectora.

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• Estaño sobre hierro (hojalata): este procedimiento tiene la desventaja de que el estaño es más noble que el hierro y en caso de una rayadura lo que se va a oxidar más rápido es el hierro y no el estaño. Esto lo podemos ver en una lata, cuando se empieza a oxidar el proceso es muy rápido.

• Cromo sobre hierro (cromado): aplicación de pinturas: Las pinturas impiden

el contacto directo entre el hierro la humedad y el aire. Si el metal pintado se encuentra a la intemperie es necesario tener en cuenta que la acción de los rayos de sol acelerará la polimerización y producirá el deterioro de la pintura, es por ello aconsejable de que la misma contenga algún tipo de filtro UV.

17.9.5 Condiciones para la aplicación de recubrimientos: los materiales utilizados para el revestimiento de estructuras ferrosas enterradas o sumergidas deben poseer las siguientes propiedades.


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• Alta resistencia eléctrica. • Plegabilidad y conformidad. Resistencia a medios corrosivos. • Baja permeabilidad y absorción de agua. • Condición de permanecer adheridos sobre la superficie de la estructura

durante la vida útil de esta. • Resistencia al daño mecánico durante la instalación y operación normal de la

estructura. 17.9.6 Recubrimientos con pinturas: Los recubrimientos de pintura tratan de impedir, o al menos mitigar, el proceso corrosivo del sustrato metálico por alguno de los efectos que se detallan a continuación:

• Efecto Barrera: consiste fundamentalmente en un efecto barrera, reduciendo el acceso del oxígeno y humedad a la superficie del metal y por lo tanto inhibiendo la reacción catódica del proceso corrosivo. Son muy pocos los recubrimientos que cumplen esta función debido a la elevada permeabilidad al oxígeno y agua de la mayoría de los recubrimientos de pintura.

• Resistencia iónica: El mecanismo principal de la protección anticorrosivo que ofrecen los revestimientos de pintura es su resistencia iónica. La película de pintura ofrece impedimento al movimiento de los iones del electrolito que se forma en la interfase metal/pintura. La resistencia iónica se ve afectada por los siguientes tres factores:

• presencia de electrolito en o debajo de la película de pintura. • penetración de agua u otros electrolitos a través del

recubrimiento. • espesor de película

• Efecto inhibidor: Este efecto lo presentan aquellas películas de pintura que en su

formulación contienen pigmentos que inhiben de algún modo la reacción de corrosión.

• Efecto de protección catódica: Lo presentan aquellas pinturas ricas en cinc que actúan de ánodo en beneficio del soporte metálico que actúa de cátodo.

17. 10 Procedimientos específicos para la protección de instalaciones contra

incendio:

• Evitar el contacto entre elementos de potenciales de oxidación muy

diferentes, por ejemplo en una cañería de acero no utilizar

accesorios de bronce. • Si esto no es posible, (por ejemplo algunas válvulas especialmente

en tamaños pequeños se fabrican solo de bronce), es importante

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instalarlas en lugares de fácil acceso de manera que si se corroe la

cañería en las cercanías de estas, sea factible su reemplazo.

• Utilizar recubrimientos que aíslen la cañería, por ejemplo pinturas.

Cabe destacar que si se pinta una cañería es fundamental que el

trabajo este bien realizado sino es posible que se formen diferencias

de potencial entre las zonas pintadas y las que no lo están y eso

genere graves problemas debido a la diferencia de aireación que se

puede originar entre esas zonas.

• Utilizar agua de red en las reservas de agua.

• Si las cañerías se encuentran embutidas en paredes es necesario

prever un recubrimiento confiable. Jamás se debe cubrir una

cañería de acero con cal.

• Se puede proteger las cañerías enterradas conectándolas a ánodos

de sacrificio Referencias: las letras en cursiva corresponden al texto SIC de las obras que se mencionan.

1. Química Aplicada A-B Capítulo I al XIV y XVI 43.02.05 Secretaría de Materiales de Estudio y Biblioteca Facultad de Ingeniería U.B.A. Buenos Aires 1985. (Pág 68,69,70). 2. Química Aplicada A-B Capítulo I al XIV y XVI 43.02.05 Secretaría de Materiales de Estudio y Biblioteca Facultad de Ingeniería U.B.A. Buenos Aires 1985. (Pág 68,69,70). 3. GARIBOGLIO M. STUART A. Corrosión e incrustación microbiológica en sistemas de captación y conducción de agua. Aspectos teóricos y aplicados. Buenos Aires: Serie Investigaciones Aplicadas, Colección hidrología subterránea., Consejo Federal de Inversiones. 1993. ISBN 950-9899-33-X. Pág. 43. 4. GARIBOGLIO M. STUART A. Corrosión e incrustación microbiológica en sistemas de captación y conducción de agua. Aspectos teóricos y aplicados. Buenos Aires: Serie Investigaciones Aplicadas, Colección hidrología subterránea., Consejo Federal de Inversiones. 1993. ISBN 950-9899-33-X.. Pág. 44. 5. GARIBOGLIO M. STUART A. Corrosión e incrustación microbiológica en sistemas de captación y conducción de agua. Aspectos teóricos y aplicados. Buenos Aires: Serie Investigaciones Aplicadas, Colección hidrología subterránea., Consejo Federal de Inversiones. 1993. ISBN 950-9899-33-X.. Pág. 45. 6. GARIBOGLIO M. STUART A. Corrosión e incrustación microbiológica en sistemas de captación y conducción de agua. Aspectos teóricos y aplicados. Buenos Aires: Serie Investigaciones Aplicadas, Colección hidrología subterránea., Consejo Federal de Inversiones. 1993. ISBN 950-9899-33-X.. Pág. 42.


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Figuras

68, 70, 71, 72 en base a las figuras 11,12,13 y 10 del libro GARIBOGLIO M. STUART A. Corrosión e incrustación microbiológica en sistemas de captación y conducción de agua. Aspectos teóricos y aplicados. Buenos Aires: Serie Investigaciones Aplicadas, Colección hidrología subterránea., Consejo Federal de Inversiones. 1993. ISBN 950-9899-33-X.. 69. Gentileza Andrea Gariboglio, Laboratorios Mag. Tablas

20,21,22,23,24,25. Gentileza Andrea Gariboglio, Laboratorios Mag.

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