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Biocorrosion - -¿que es?, ruta bioquímica de la corrosión, impacto de la biocorrosion



-¿QUE ES?-
Es el deterioro de materiales metalicos provocado por la acción directa o indirecta de bacterias, hongos o algas, consiste en la acción corrosiva que pueden ejercer las bacterias por medio de sustratos los cuales permiten que las bacterias realicen dicha función. Los microorganismos tienen la capacidad de modificar por diferentes acciones bioquímicas la estructura fisicoquímica de la materia. Las aleaciones fueron diseñadas para tolerar la acción microbiológica de transformación fisicoquímica. Sin embargo los microorganismos estimulados por el ambiente pueden desestabilizar la aleación debido a los diversos mecanismos bioquímicos que poseen para ello.

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



MS + 2O2 microorganismo MSO4+ H2 +S04

En donde M es un metal divalente y S el azufre elemental o formas reducidas. El producto M es un metaloxidado y el acido sulfúrico, la razón de que ese ambiente, el pH sea menor de 2, este es un grupo especializado, en 'acidez extrema' (Booth, 1971), ademas de su tolerancia al metal, que solubiliza en este valor de pH iones metalicos son solubles y tóxicos para la vida, microbiana (Costello, 1969; Iverson, 1987). El segundo grupo microbiano investigado, los microorganismos heterotróficos, que en ausencia de oxigena molecular, usan formas combinados de estos elementos como los sulfatos (Sanders y Hamilton, 1986), los nitratos (Touvinen y Mair, 1986) o los fosfatos, en consecuencia al producto de la reducción es otro agente oxidante fuerte él: H2S responsable del deterioro localizado en la superficie de la aleación del metal (Pintado y Moreno, 1986), en donde se ubican los microorganismos al establecer la biopelicula (Silva et al., 1986), la ecuación que resume esta capacidad en bacteria, referida al sulfato es la siguiente (Costello, 1969).
SO=4 microorganismo H2 S + S=
En donde el anión sulfato es el compuesto inorganico usado como aceptor final de electrones (Hill et al., 1987), y el acido sulfhídrico el producto fuerte corrosivo que reacciona con elementos reducidos como el ion ferroso (Kearns y Little, 1994; Torres-Sanchez et al., 1997), común en aleaciones y que genera pirita (sulfuro ferroso), un indicador característico de BC (Blumentals et al., 1990),
La BC la describió Garret al final del siglo XIX, cuando reportó la actividad de deterioro, debida a productos microbianos como:amoniaco, nitritos y nitratos, en superficie de plomo. En 1895 Beijerinck uno de los pioneros de la microbiología de suelo, investigó la actividad corrosiva de mezclas de cultivos microbianos sobre aceros (Costerton y Bolivin, 1989; Videla, 1989). Van Deldel en 1903 aisló y analizó un cultivo axenico de Spirillum dessulfuricans, bacteria anaerobia reductora de sulfatos (Dexter, 1976), asociada con la corrosión de estructuras metalicas (Duquette, 1986). En 1936 Kluyer y Van Niel identificaron Desulfovidrio desulfuricans (Characklis, 1986) otra anaeróbica del ciclo del azufre nativa del suelo, (Coleman et al., 1993), responsable de la corrosión de aleaciones dé acero (Videla y Salvarezza, 1984), ello se supuso la existencia de una amplia diversidad de bacterias reductoras de sulfato. El origen de los microorganismos, actúan en transformaciones organicas y minerales en suelo (Alexander, 1965; Brock y Gustafson, 1976; Furussaka et al., 1991), estos agentes biológicos son parte de una comunidad con capacidad metabólica extraordinaria (Dexter, 1976; Inverson, 1987), como usar elementos y compuestos organicos como fuente de energía ó como aceptores finales de electrones, para la latencia, crecimiento que involucra resistencia a factores ambientales adversos, ausencia de oxigeno molecular, en anaerobiosis. La actividad microorganismos del suelo, permite el reciclaje de lo inorganico a organico, en la conversión de materia en energía y viceversa
Es preciso identificar y enumerar losmicroorganismos causantes de la corrosión. Así como: bacterias aeróbicas totales, bacterias anaeróbicas, hongos, que son indicadoras de la gravedad del problema (Sanders y Hamilton, 1986). Los microorganismos suspendidos en la fase planctónica causan el deterioro de la superficie metalica, por la producción de metabolito corrosivos o indirectamente por el consumo de los inhibidores de la corrosión (Duquette, 1986; Gaylarde). La corrosión generalizada es una forma frecuente de corrosión de los metales atacados por los microorganismos adheridos a la superficie de la BP causan corrosión localizada en general mas severa (Videla, 1989).
Se observa puntiforme, estrías o areas brillantez en el metal, acuerdo con la localización y el tipo de depósito. La detección de los microorganismos se realiza mediante muestreos, de los depósitos de frase acuosa como se ha señalado en los cuadros 2 y 3 (Blumentals et al., 1990; Kearns y Lettle, 1994). Por ello existen laboratorios especializados en analisis de muestras, para detectar la BC en base en diferentes aspectos biológicos del deterioro de materiales, se han desarrollado recientemente métodos como los empleados en biología molecular (Belkin et al., 1986; Fiala y Stetter, 1986) a los métodos eléctricos (Dester et al., 1991) y aquellos que se usan como indicación de la BC su actividad metabólica: consumo de oxigeno, y producción de CO2, cinéticamente enzimatico. El analisis de los depósitos pueden indicar el tipo de microorganismo de actividad: compuestos de azufrereducido (Sanders y Hamilton, 1986). Azufre oxidado, bacterias quimiolitotroficas del azufre (Alexander, 1995; Childers et al., 1992). Óxidos de hierro por bacterias quimiolitotroficas de este elemento (Brock y Gustafson, 1976). Las técnicas empleadas son métodos de rutina en química analítica y varían desde el microanalisis a la espectrometría de masa. El analisis microbiológico consta de dos partes (Kearns y Little, 1994): i) determinación de microorganismos totales como la principal herramienta son los métodos ópticos o inmunológicos. ii) detección, enumeración e investigación de microorganismos especifico como se presentan en los cuadros 2 y 4. Por ello de manera convencional se han señalado basicamente tres métodos de detección de la BC: i) enumeración directa total: de célula viables, activas y latentes incluyen las muertas ii) células visibles (que se reproducen) en este caso se utiliza el crecimiento de las células en medios de cultivos generales y/o selectivos y iii) la actividad celular (que no necesariamente es su cultivo artificial).

-IMPACTO DE LA BIOCORROSION-

Las bacterias del suelo usan el ión ferroso, azufre elemental (Daumas et al., 1988) formas reducidas (Alexander, 1977) y sulfatos (Furussaka et al., 1991). Cobre, cobalto y níquel (Kearns et al., 1994; King, 1995) y otros elementos (Kobrin, 1993; Videla et al., 1994), esto explica tipo de aleación severamente dañados por su actividad (Videla, 1989) cuando el ambiente es favorable; limitada aeración (Sanders,1986), bajo potencial redox (Characklis y Cooksey, 1983; King, 1995), pH acido (Ballesteros-Almanza et al., 2000), temperatura de 50C ó mayor estimula esta actividad (Belkin et al, 1986), humedad alta en la BC es crítica en ambiente acuatico (Chapelle y Loevley, 1992; Childers et al., 1992), la figura 4 muestra las reacciones químicas en la BC. Lo anterior significa que la BC afecta a la infraestructura industrial: petroquímica (Hill et al., 1987; Videla, 1989), automotriz, hidraulica (Brankevich et al., 1990; Touvinen y Mair, 1986), alimenticia (Silva et al., 1986), eléctrica (Torres-Sanchez et al., 1997), portuaria o marina, nuclear, (Duquette, 1986) etc. las pérdidas son cuantiosas, e incluso incalculables en países en desarrollo (Pintado y Moreno, 1986).
La inevitable presencia y posterior actividad de los microorganismos en el agua de alimentación causa BE ya sea en agua de pozo de rió, estatuario o marina (Inverson, 1987). El resultado del BE, es función de la carga microbiana y de las características operacionales del sistema (velocidad de flujo, temperatura, diseño estructural), por ello la secuencia de los procesos correspondientes a su establecimiento y en consecuencia de los problemas de corrosión (Touvinen y Mair, 1986).
Generalmente los tratamientos químico implementados en a industria, no contemplan las interacciones entra los depósitos biológicos e inorganicos, ni la compatibilidad entre un tratamiento inhibidor de corrosión y un biocida de aplicación simultanea (Kobrin ).
Las medidas para eliminar el BE, coinciden con el control de los depósitos organicos, aunque generalmente son estrategias que deben adecuarse al problema (Kearns y Little, 1994). El registro del sistema debe incluir variable métodos que permitan medir el proceso de la BC y el BE. El método mas frecuente utilizado en el control de BE es por clorinación periódica o continua del agua de alimentación, para matar los microorganismos de la BP y solubilizar parcialmente el MPE (De Beer et al., 1994), que cohesiona los componentes de la BP. En ciertos sistemas la cloración no se emplea por razones de incompatibilidad química y ambiental. Lo cual ha llevado a implementar tratamiento biocidas y dispersantes de concepción mas moderna con especula énfasis en la preservación del ambiente (Leal et al., 1994). En investigaciones recientes se ha comprobado que la concentración de cloro en el interior de la BP, con solo alcanza a los estratos mas superficiales (De Beer et al., 1994) y se limitan a una concentración efectiva que representa solo el 20% del nivel del cloro en la fase liquida. Estas limitaciones en el uso del cloro en los último años, ha concentrado la atención en otros biocidas alternativos de mejor compatibilidad con el ambiente (Leal et al., 1994). Entre ellos, el ozono es un biocida prometedor. La calidad de un biocida se evalúa en función de que no se pierda rapidamente se maxima actividad contra los microorganismos de una BP, responsables de la corrosión, periodo breve, por ello seconsidera que los mejores biocidas, deben tener propiedades pasavantes (protección), sobre ciertos metales y relaciones comunes en la industria e incluso acción anti incrustante, para evitar la acumulación de nutrientes que atraen a los causantes de BC (Kobrin, 1993). En los últimos años el interés por el ozono como biocida en el sistema de enfriamiento, ha aumentado y numerosos reportes, así u factibilidad económica ha sido recomienda por NACE.

BIBLIOGRAFÍA
https://www.monografias.com/trabajos15/biocorrosion/biocorrosion.shtml
www.unsa.edu.ar/matbib/micragri/micagricap3.pdf
www.besg.group.shef.ac.uk

Los microbiólogos han tenido mucho éxito al comprender como funcionan los microorganismos, así como en diseñar procedimientos para aumentar sus efectos beneficiosos y reducir sus efectos perjudiciales. Por ello la microbiología ha permitido avances importantes en la salud humana y el bienestar. Algunos de los impactos mas importantes sobre la vida humana son los siguientes
1._ MEDICINA
En esta etapa ha contribuido a la identificación de nuevas enfermedades, así mismo como su tratamiento, curación y prevención. De igual forma la infecto logia ha aportado un sin número de cambios en el tratamiento de algunas enfermedades, una de las aplicaciones mas potenciales, es sin duda la producción de insulina para las personas que padecen diabetes, ya que con un suministro de sustrato y el uso del ADN, permite la obtención de tan valioso producto que ha impactado y cambiado la vida del serhumano.
2._ AGRICULTURA
En esta area es utilizada en la fijación del nitrógeno, y es utilizado en el ciclo de nutrientes, también tiene una aplicación muy importante en la cría de animales, en exactitud, en la celulosa para la proteína animal.
3._ ALIMENTACIÓN
Los microorganismos poseen una amplia utilización en la conservación de alimentos, es decir, en el tratamiento de estos (calor, frio, radiación y productos químicos), posee también una utilización en aditivos alimentarios (glutamato, monosocido, acido nítrico, levaduras, etc.)
4._ ENERGÍA Y MEDIO AMBIENTE
Es utilizada en la obtención de Biocarburantes a través de la fermentación del maíz, es decir produce Etanol. También es utilizada en la Biorremediacion mayormente hablando en el vertido de Hidrocarburos y Contaminantes organicos) y en la Biolixiviacion.
5._ BIOTECNOLOGÍA
Se utilizan en organismos modificados genéticamente, en la obtención de productos farmacéuticos como la insulina, aplicado también en la medicina, y otras proteínas humanas, uno de los puntos mas llamativos es en la terapia génica para ciertas enfermedades.

Aunque muchos solo consideran a los microorganismos en el contexto de las enfermedades infecciosas, en realidad solamente unos cuantos causan enfermedades. Los microorganismos afectan y han cambiado nuestra vida en muchos aspectos, la mayoría nos ofrecen soluciones a nuestra agitada vida.

BIBLIOGRAFÍA
https://www.mailxmail.com/curso-microbiologia-organismos-1-2/impacto-microorganismos-sobre-hombre


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