UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR FACULTAD DE INGENIERIA QUIMICA

Corrosion Inducida por

microorganismos Integrantes: Evelyn Toapanta. Diana Caiza Randal Yépez Cesar Amaguaña Juan Gaona David Romo

Este tipo de corrosion se da por la influencia de microorganismos generalmente bacterias y se lo denomina corrosion bacteriana, aunque tambien existen casos en que la corrosion es causada por fangos y algas. Debido a la gran variedad de ambientes que favorecen el crecimiento de bacterias entre estos tenemos: agua de mar, ríos, y agua de sistemas de refrigeración, regiones pantanosos, sedimentos aceitosos y suelos con contenidos orgánicos y sales como: sulfatos, sulfitos, nitratos, fosfatos y en algunos casos azufre.

CORROSION INDUCIDA POR MICROORGANISMOS

• Deterioro microbiológico de la madera. Tuberias de distribución de agua. Tuberia de conducción de gas y gasometros. Sistemas de rifregeración. Operación de equipos mecanizados. Recuperación secundaria del pétroleo. Tuberias enterradas. Tanques de almacenamiento de combustible. Biodeterioración de pinturas, plásticos y lentes. Tanques de agua desmineralizada.

Casos de Corrosion Inducida por Microorganismos

Mecanismos de corrosión

microbiológica

• Corrosión debido a la formación de

ácidos.

• Corrosión por despolarización catódica

• Corrosión por Aereación Diferencial.

• Corrosión por acción conjunta de

bacterias.

Etapas de formación de una Biopelícula

Compuestos orgánicos disueltos en agua son adsorbidos formándose una biopelícula

Depósito de bacterias sésiles , contrario a las plantónicas (fase acuosa).

Bacterias sésiles que forman un biopelícula a través de elaboración de polímeros extracelulares, que pueden se polisacáridos.

Multiplicación de bacterias o aumento de biopelícula y crecimiento de organismos( bacterias plantónicas o algas)

Condiciones de Operación para el

desenvolvimiento de la biopelícula

Temperatura: Optima entre 30 y 40 o C, excepto bacterias termófilas (60oC o más)

Velocidad de flujo: Velocidades bajas más biopelículas más voluminosas y desmontables

pH: elevad pH impide acción de bacterias bacterias reductoras de sulfato (pH= 11)

Oxígeno: Ausencia mejora acción de bacterias anaerobias

Limpieza y sanidad: Impide formación de biopelículas

Bacterias principales causantes de corrosión

Bacterias Reductoras de Sulfatos

• Utilizan el sulfato como agente oxidante lo reduce a sulfuro

• También usan compuestos de azufre oxidados como sulfito y tiosulfato.

Bacterias oxidantes de azufre o sus compuestos

•D Bacterias del género Thiobacillus crecen en superficies de azufre

• Estas bacterias actúan en la oxidación biológica de los sulfuros metálicos

Bacterias oxidantes de hierro y manganeso

• En condiciones aerobias el hierro ferroso se oxida a hierro 3 y abióticamente a hidróxido

• férrico.

• Oxidan el hierro en ambientes con un pH muy bajo y son importantes en el drenaje ácido de minas

Bacterias formadoras de limo

•V Viven en comunidades de limo denominadas biopelículas

• Coordinan sus actividades y les permite obtener beneficios similares a or rganismos pluricelulares.

CORROSIÓN DEBIDO A FORMACIÓN DE

ÁCIDOS

Oxidación de compuestos inorgánicos de azufre por el género Thiobacillus

• Estas bacterias oxidan el azufre o sus compuestos a sulfato produciendo ácido sulfúrico que es un agente corrosivo.

• Las bacterias en este proceso son Thiobacillus thioparus, thiobacillus triooxidans y thiobacillus concretivurus (aerobias y autótrofas)

Oxidación de piritas a ácido sulfúrico por Ferrobacillus ferrooxidans

• Son bacterias capaces de acelerar la oxidación de depósitos piríticos (Fe2S) para ácido sulfúrico en pH ácido.

• Son las responsables de la naturaleza ácida de aguas de minas de oro y carbón ya que oxidan la pirita presente en las minas.

Hongos o bacterias celuloliticas que fermentan material celulósico

Corrosión por despolarización catódica En medios desaereados como agua la corrosión que se produce es considerable.

Existen bacterias que usan en su metabolismo el hidrógeno libre o hidrógeno

combinado de compuestos orgánicos. Las bacterias son anaerobias y son:

REDUCTORAS DE NITRÓGENO

• Micrococcus denitrificans

REDUCTORAS DE DIÓXIDO DE CARBONO

• Methanobacterium omeliansky

REDUCTORAS DE SULFATO

• Desulfovibrio Desulfuricans

Acción de las bacterias Desulfovibrio Desulfuricans

Formación de sulfuro de hierro como producto de la corrosión Fe2+ + H2S FeS + 2H+ Formación del sulfuro de plomo Cátodo: despolarización catódica

Presencia de bacterias de sulfato en la despolarización catódica

En presencia de ácido carbónico se tiene La reacción total resulta

CORROSIÓN POR AEREACIÓN DIFERENCIAL

Microorganismos como hongos, algas o bacterias forman productos insolubles que son adheridos a una superficie metálica.

Formas de vida

•Forman colonias púrpuras, azul y verdes

•Se encuentran en piscinas y torres de sistemas de refrigeración

Condiciones óptimas

•La temperatura entre 18-40

•Su pH debe variar entre 5,5-9,0

Efectos que provoca

•Su crecimiento biológico puede ocasionar corrosión

•Obstrucción en tuberías y en la transferencia de calor

Ejemplos de microorganismos

Acción de bacterias de Hierro (Gallionella ferruginea)

Características

•Aceleran la oxidación de Fe2+ disueltos en agua en Fe 3+

•Son encontradas en aguas de pozos subterráneos

Desenvolvimiento

•Temperatura entre 0-40 o C siendo la óptima entre 6-25 o C

•Su pH entre 5,5-8,2 siendo el mejor 6,5

Contenido de bicarbonato en

agua

Efectos que producen estas bacterias

Efectos

Producidos

Disminución en la capacidad de flujo en una tubería

Interferencia en la transferencia de calor

La corrosión se produce por la formación de hidróxido de hierro u óxido férrico

CORROSIÓN POR ACCIÓN CONJUNTA DE BACTERIAS

Se produce por la acción simultánea de bacterias por ejemplo: • Reductoras de sulfato y formación de ácido debido a la formación de

ácido sulfúrico (Thiobacillus tiooxidans)

• Bacterias oxidantes de azufre producen más ácido, corrosión más

brusca( Thiobacilli y Ferrobacilli)

PROTECCIÓN DE PLACAS

BIOFILMS

Perturbaciones metal - líquido

Aguas naturales Estudio en las

aeróbicas

Mecanismo mixto

enzimático - electroquímico

Reducción de oxígeno

Condiciones controladas en aguas naturales

neutras.

PROTECCIÓN ACERO INOXIDABLE

ENNOBLECIMIENTO Aumento del potencial de

corrosión

Corrosión localizada

Protección catódica por Bioenergía

Celdas de combustible microbianas

Aprovechamiento de la circulación

de corriente

Microorganismos como

catalizadores CO2 y electrones

EFICIENCIA DE LA PROTECCIÓN

Para mejorar la protección se adiciona Biosidas.

Conteo microbiológico, mediante medios de cultivo

Composición del medio de cultivo.

• Triptona: 5g/L • Extracto de levadura: 2,5 g/L • Dextrosa, glucosa: 1 g/L • Agar: 15 g/L • Agua:: completar a un litro • pH: 7± 0,2 a 25ºC

EFICIENCIA DE LA PROTECCIÓN

CARACTERÍSTICAS

• Anaerobio • Esterilizado • Fuente de azufre o

sulfato de magnesio • Sustrato orgánico

generalmente lactato de sodio

• pH = 7 – 7,5 • Un compuesto de

Fe2+

Composición:

Lactato de sodio: 4g/L

Extracto de levadura: 1g/L

Ácido Ascórbico: 0,1g/L

Sulfato de magnesio: 0,2g/L

Fosfato ácido de potasio: 0,01g/L

Sulfato doble de hierro (II) y amonio: 0,1g/L

Clorato de sodio: 10g

Agar: 15g

Agua destilada: 1g

API – Medium RP-3

Cultivos

Estos métodos son necesarios para poder interpretar las propiedades y adicionar los factores correctos en la corrosión

inducida por microorganismos y su causa que generalmente es dada por la multiplicación de la comunidad de microorganismos.

Un tubo de acero que transporta agua potable se está corroyendo a una velocidad de 27300 mg por m2 por año (mpa). Cuál será la velocidad de corrosión en mm por año?. Cuánto tardará en disminuir el espesor de la pared del mismo en 0,25 mm?

Enunciado del Problema